滇西北高原典型湿地纳帕海景观动态变化分析

王泉泉

摘要：以滇西北典型高原湿地纳帕海为研究对象，基于ArcGIS、ENVI等软件平台，利用1987～2015年共4期Landsat影像，分析了纳帕海湿地近30年来湿地面积动态变化过程，研究结果表明：①纳帕海湿地面积呈现减少的趋势，尤以2005年以后的减少程度为剧，湿地面积的减少以沼泽与沼泽化草甸面积减少为主;非湿地面积表现逐渐增加的趋势，其中建筑用地的变化最为明显;②湿地与湿地的转化过程中主要表现为沼泽与沼泽化草句转化为草甸;③湿地与非湿地的转化过程中主要表现为草甸转化为垦后湿地和建筑用地;④人为活动成为导致温地景观动态变化的主要驱动力。

关键词：滇西北高原湿地;遥感;转移矩阵

中图分类号：F3 01. 24

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）10-0020-04

1引言

湿地是由水陆交互作用形成的独特生态系统，是地球重要的三大生态系统之一，是具有水文、土壤、植被和生物特征的陆地和水体系统的过渡带，是自然界最富有生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。目前湿地生态系统是世界上受威胁最为严重的生态系统之一。景观格局是指不同形状、不同大小的景观斑块在空间上的分布，是种生态过程在不同尺度上综合作用的结果同时它也是各种生态过程在不同尺度上彼此间互相作用的结果，并且对种群发展和生物多样性等生态学过程产生重要影响。

湿地的景观格局取决于湿地资源组成以及在地理空间上的分布，湿地景观格局变化主要是指由于土地利用/土地覆被变化所导致的景观格局和景观类型的时空变化，湿地景观格局的变化将会影响湿地景观的演变过程及湿地生态系统的结构与功能，目前，湿地景观格局及其变化特征成为评价区生态环境和发展趋势的重要评判手段。而景观类型发生改变，各种景观类型转化的分布情况、主导方向速度都不同，如果单纯利用各景观类型面积的增减并不能很好地反映各类型间的的动态变化，景观动态变化矩阵能揭示具体的转化细节。

滇西北高原湿地位于长江等国内和国际重要河流的中上游，对下游水位和水量均衡有着重要的调节作用，也调节着周围的气候使其周围环境的气候湿润，为丰富的动植物群落提供了复杂而完备的特殊生境，孕育了丰富的生物多样性，由于纳帕海湿地面积相对较小，湿地之间没有水道相通，也决定了其生态系统的脆弱性。目前滇西北高原湿地面积减少呈现减少的趋势;水生、沼生植物群落逐渐向中生、旱生植物群落演替。本研究以Landsat卫星1987～2015年28年共4期遥感影像为数据源，利用基于面向对象的多尺度分割与目视解译相结合的方法，生成纳帕海湿地景观分布图，分析纳帕海湿地类型的分布及其面积变化;通过转移矩阵分析各种景观类型的动态变化过程。

2材料与方法

2.1研究区概况

纳帕海位于横断山脉中段香格里拉市境内，距市中心建塘镇8km，地理坐标为99°37'～99°41'E，27°49'～27°55'N，海拔3260m，属喀斯特型季节性高原沼泽湿地。该区域受季风气候控制，年均温5.4℃，1月份（最冷月）平均温度-2.5℃，7月份（最热月）平均温度11.4℃;干季和雨季分明，6～9月份为雨季，10月至翌年5月为干季，雨季降水占全年的73%以上，年均降雨量619.9mm。纳帕海水量补给主要依靠降雨、地表径流、冰雪融水和湖两侧沿断裂带上涌的泉水。

基于纳帕海水文状况和实地调查，将纳帕海湿地划分为湿地景观和非湿地景观两类。据沼泽化理论，从纳帕海湖心到湖岸，依次将常年淹水、水位较深的区域划分为原生沼泽，雨季淹水较深、旱季浅水或过湿区域划为沼泽化草甸（表1）。非湿地景观主要包括草甸、垦后湿地、建筑用地、林地和灌丛等。

2.2数据获取与处理

2.2.1遥感影像获取及湿地类型解译

为了准确的描述纳帕海湿地景观的变化特征，每隔3～4年选择一幅影像，为了便于识别不同的湿地景观，尽量选择时间处于干季且时间相近的影像。从地理空间数据云平台获取研究区范围内1987～2015年干季的Landsat影像，影像间隔时间为9～10年（表2）。

2.2.2遥感影像解译

按表1所列的标准，采用基于面向对象分割和目视解译结合的方法对纳帕海湿地类型进行解译。以2015年Landsat8影像作为参考对所有遥感影像进行几何校正;采用直方图匹配的方法进行图像增强;使用Ecogni-tion8.7软件对遥感影像进行多尺度分割，室内解译完成后，于2016年11月进行野外调查，根据调查结果对解译数据进行检验和校正。

3结果

本研究利用马尔科夫转移矩阵对纳帕海地区湿地面积进行统计，通过对两个时期分类结果进行叠加分析，分别构建1987年和1996年的转移矩阵，1996年和2005年的转移矩阵，2005年和2015年的转移矩阵。结果分别如表3、4、5。

1987～1996年，湿地面积略有减少，但在类型相互转化中发生较大的变化，湿地转化为非湿地面积为10.07km2，而非湿地转化为湿地面积为9.20km2。湖泊面积由3.62km2减少到3.40km2，主要转化为沼泽类型，湖泊面积的增加源于沼泽和沼泽化草甸转化的结果;沼泽面积由14.17km2减少为8.67km2;主要轉为草甸类型，其次是沼泽化草甸类型;沼泽化草甸的面积由17.69km2减少为15.42km2，主要转化为草甸类型，其次是沼泽类型;草甸面积由56.52km2增加到63.65km2，而草甸类型主要转化沼泽化草甸类型和沼泽类型，均大于沼泽与沼泽化草甸转化的量。总体而言，该段时间内湿地面积的损失沼泽类型为主。湿地类型与非湿地类型转化中，其中草甸类型转化的比例最高，其中主要转换为垦后湿地类型和建筑用地类型。

1996～2005年，湿地面积略有减少，其中湿地类型转化为非湿地类型的面积为12.65km2，而非湿地类型转化为湿地类型的面积为9.18km2。在湿地与湿地之间的转化中，其中湖泊与沼泽化草甸面积的减少最为明显，沼泽化草甸的面积略有减少，草甸的面积略有增加。湖泊面积由3.40km2减少到2.55km2;主要转化为沼泽类型，湖泊面积的增加源于沼泽和沼泽化草甸的转化;沼泽面积由8.67km2减少为7.91km2，主要转为沼泽化草甸，沼泽化草甸的面积由15.42km2减少为10.51km2，主要转化为草甸类型，其次是沼泽;草甸面积由63.65km2增加到66.7km2，而草甸主要转化沼泽化草甸和沼泽，均小于沼泽与沼泽化草甸转化的量。总体而言，该段时间内湿地面积的损失以沼泽化草甸为主。在湿地与非湿地的转化中，以草甸的转出比例最高;湿地主要转换为建筑用地和垦后湿地。

2005—2015年，湿地面积减少趋势加快，湿地类型转化为非湿地类型的面积为24.64km2，而非湿地类型转化为湿地类型的面积为4.35km2（如表5）。湖泊面积由2.55km2减少到5.17km2;湖泊面积的增加源于沼泽、沼泽化草甸和草甸转化的结果，而湖泊类型转出以草甸为主;沼泽面积由7.91km2减少为2.68km2，主要转为草甸，沼泽化草甸的面积由10.51km2减少为5.06km2，主要转化为草甸;草甸面积由66.7km2减少为54.47km2，而草甸类型主要转化湿地类型为沼泽化草甸。总体而言，该段时间内湿地面积的损失以沼泽和沼泽化草甸为主。在湿地与非湿地的转化中，以草甸的转出比例最高，主要转换为建筑用地。

4讨论

本研究表明，近30年来，纳帕海湿地面积呈现减少的趋势，本研究发现不同的阶段湿地景观的转移状况不同，其中2005～2015年的变化速率明显快与其他阶段，造成这种现象主要是因为2005年之后经济的发展速度明显高于1987～1996年和1996～2005年;经济的发展以及人口数量的增加导致人地矛盾加剧，大量的湿地转化为非湿地类型。

1987～2005年期间湿地面积的减少以沼泽和沼泽化草甸为主，但主要由草甸转化为非湿地类型，主要是因为湿地面积的减少表现为先由沼泽和沼泽化草甸主要转化为草甸，在由草甸转化为非湿地类型，其中以垦后湿地和建筑用地为主，在2005～2015年期间，沼泽、沼泽化草甸和草甸类型都发生明显的减少，主要因为受经济发展的作用，导致非湿地面积的增加，而非湿地景观类型面积增加主要集中在县城以及周边的区域，沼泽和沼泽化草甸主要分布于纳帕海湖泊的附近，这也是导致草甸面积大量减少的主要原因。

在非湿地景观的变化中，林地呈现先减少后基本稳定的趋势，这与当地高寒气候和居民的传统生活方式有着密切的关系，虽然当地1998年实施“天保工程”后，纳帕海流域天然林的商业性采伐受禁，但民用材（建房、薪柴等）的采伐无法禁止，但相对之前有所改善.垦后湿地面积表现先增加后减少，后基本稳定;建筑用地的面积的增长最快，每隔9-10年，面积扩张近一倍，新增加的建筑用地有一部分源于湿地类型的转化，造成这种现象主要由于当地经济的快速发展，导致人口数量的增加，城市基础建设设施的完善，表现为县城城区向四周不断扩张以及机场的建设。

5结论

从1987年，1996年，2005年和2015年的解译结果来看，湿地的面积呈现减少的趋势，湿地的动态变化过程表现为由沼泽类型和沼泽化草甸类型转化为草甸类型，在由草甸类型转化为非湿地类型，以人为活动因素成为为导致以纳帕海湿地为代表的纳帕海湿地景观改变的主要因素。

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