莱州湾地区湿地景观动态变化监测与评价研究

殷小菡

摘 要：基于多元遥感数据，以2001—2015年15年为研究的时间尺度，对莱州湾地区湿地景观时空演变影响进行了分析研究。结果表明：（1）2001—2015年间，随着人类活动（如卤水开采）的增强，自然湿地面积减少了2.5×104 hm2，其中有43.63%转移为人工湿地（盐场和养殖区）；（2）卤水开采和盐场建设等人类活动是影响莱州湾地区湿地景观格局变化的最大因素，并且已经在很大程度地破坏了区域内自然湿地景观。

关键词：莱州湾湿地；景观格局；转移矩阵

中图分类号 P237 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）13-0081-03

Abstract：This paper based on multiple remote sensing data，use 2001 to 2015 15 years as time scale，analysis temporal-spatial evolution of wetland landscape in Laizhou Bay Area，and provide theoretical basis and solution for the protection and rational development and utilization of wetland resources.The results show that：（1）From 2001 to 2015，with human activities（such as brine mining）enhanced，natural wetland area has decreased 2.51×105 hm2，43.63% of them were transferred to constructed wetlands（saltern and breed area）.（2）Human activities such as the exploitation of brines and the construction of salt fields in the Laizhou Bay area have had the greatest impact on the changes in the landscape pattern of the wetland，and have caused the natural wetland landscape to suffer a great deal of damage.

Key words：Laizhou bay wetland；Landscape pattern；Transition matrix；Development suggestions

《湿地公约》（Ramsar公约）中将湿地定义为：“湿地系指不问其为天然或人造、永久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6m的水域”[1]。《湿地公约》中的分类方法是目前国际上广泛使用的湿地分类体系，按照该分类系统湿地可分为自然湿地（自然湿地又分海洋/海岸湿地、内陆湿地2个亚类）和人工湿地2个湿地类，共41个湿地型[2]。根据国际《湿地公约》对湿地分类的有关要求和建议，结合中国湿地类型的实际情况，陈建伟等将中国湿地分为海洋及沿海、内陆、人工3个系，依次分为10类，39型，20优势型[2]。本研究基于《湿地公约》中的湿地定义跟湿地分类体系，并结合莱州湾地区实际自然景观情况，对研究区湿地景观动态变化展开研究。

我国对湿地的研究开始于沼泽，20世纪60—90年代初期主要集中在沼泽地带。现阶段我国湿地的重点研究方向主要集中在湿地功能效益开发、湿地养殖业开发、湿地农业开发、湿地生态旅游开发等方向[3]。近年来，诸多学者对莱州湾地区湿地开展了研究，丰爱平等利用历史海图对比的方法，对莱州湾南岸的海岸侵蚀过程进行研究分析，并對海平面相对上升、入海泥沙量减少、风暴潮因素对海岸侵蚀影响的权重比进行了估算[3]。崔步礼等人通过遥感探测黄河三角洲河口海岸线的变化，得到整个海岸线的变化情况和河口海岸的阶段性相变[4]。谷东起等人也对莱州湾滨海湿地景观特征进行了研究，从景观生态学角度对南岸滨海湿地退化进行了定量评价[5]。本文基于Landsat卫星系列遥感数据，对2001—2015年莱州湾地区湿地景观的动态演变展开了研究，以期为该区域退化湿地生态恢复和重建方案制定提供参考。

1 研究区概况

莱州湾南岸滨海湿地位于渤海南部，山东省北部，东与莱州市接壤，西临东营市，区域内有小清河、白浪河、堤河、胶莱河、弥河、虞河、蒲河、潍河等10余条河流经过。气候属北温带东亚季风区大陆性气候，四季分明。本研究选取的研究区西起小清河，东至胶莱河，南以牛头镇、王高镇、广陵、侯镇、泊子、龙池、青乡、下营组成的行政界线为界。行政区划上隶属于潍坊市的北部，涉及昌邑、寒亭、寿光3县（市、区）的18个乡镇，总面积达2500km2。

2 数据来源及处理

以2001年5月的Landsat7 ETM影像数据、2009年5月的Landsat5 TM影像数据和2015年6月的Landsat8 OLI影像为数据源。之所以使用这3幅遥感影像数据，是出于充分考虑图像的清晰度，满足研究精度的需求，且数据集中在5、6月份，满足了植被覆盖解译的需求。

2.1 大气校正 选用直方图去除法分别对3幅影像进行了大气校正。具体方法是：若该图像上存在辐射亮度或反射亮度本应为零的区域，则这一地区大气影响的程辐射度增值必定是亮度最小值。校正时，通过找出每个波段最小值，并将每一波段中的每个像元亮度值都减去本波段的最小值，使图像对比度增强，改善图像亮度的动态范围，从而提高影像的质量。

2.2 几何校正 以已校正过的2015年的Landsat8 OLI影像为标准图像，在ENVI遥感图像处理软件的支持下分别对2001年的 Landsat7 ETM影像和2009年的 Landsat5 TM影像进行了影像对影像的几何精校正处理，效果较为理想。校正后两景图像与2015年标准图像间的相对误差均控制在0.5个像元内。

2.3 图像增强 图像增强方法采用线性拉伸处理技术和图像锐化技术，将图像亮度范围拉大，把原始图像的亮度范围拉伸到0～255全辐射亮度级范围，使影像解译更为方便。

2.4 湿地景观提取 在参考相关研究文献的基础上，建立了适合本研究区域和研究目的的景观分类体系，具体分类体系如表1所示。采用人机交互目视解译，同时凭借土地利用图、莱州湾海图、其他地理地形图、Google Earth 软件图像等历史资料，对分类结果进行精度估算。

3 结果与分析

景观类型转移矩阵可以表明不同景观类型之间的转移速率，并能定量揭示研究区各景观类型之间的转化状况，从而可以更好地了解景观类型变化过程。在研究中借助遥感软件，按时间顺序对2001—2009年、2009—2015年2个时段的景观遥感解译分类图像进行面积转换概率矩阵计算，分段并直观的揭示了莱州湾南岸地区近15年来的景观动态发展变化趋势。两个时间段的景观面积转换概率矩阵计算结果如表2、表3所示。

2001—2009年9年间人工湿地面积和非湿地面积显著增加，自然湿地面积呈明显下降趋势，浅海水域面积减少了13923.27hm2，面积变化不大。山东省政府于1991年颁布了“耕海牧鱼”政策，重视滩涂养殖的发展，此后时期内沿海滩涂建设了大量的盐场和养殖场，9年间滩涂湿地面积减少了8088.93hm2，除了因自然因素转化为浅海水域和河流跟河口水域以外，有相当一部分面积因人为因素转化为了盐田和养殖区，转移概率分别为4.336%，6.814%。河流及河口水域和潮上带低洼地等自然湿地，因自然因素转化为另外两种自然水域外，大部分转移为人工湿地和非湿地类型，转移概率分别为13.178%和10.047%。

2009—2015年7年间，因部分自然因素和人为因素影响，滩涂湿地类型面积较前9年有所回升，增长517.78hm2，转入概率相对大于转出概率，转入概率中，盐田和养殖区向滩涂转移概率为10.813%。在这7年间自然湿地类型中河流及河口水域和潮上带低洼地面积减少较大，分别减少了3125.61hm2和1124.51hm2，除部分转移为盐田跟养殖区外，大部分转移为了建设用地和农用地，转移概率分别为3.981%和11.594%。

综合以上分析可得，滩涂和潮上带低洼地在研究区内景观类型中转化率最高，滩涂和潮上带低洼地以504.74hm2/a、415.43hm2/a的速率分别向盐田、养殖区、建设用地和农用地转化。整体来看，莱州湾地区自然湿地类型不断向人工湿地和非湿地类型景观转化，部分自然景观类型面积逐渐降低，非常不利于研究区内生物多样性和区域生态功能的保持，相应部门该多加重视，寻找合理解决措施，努力改善当前所面临的的生态环境压力。

4 结论与讨论

本次研究以莱州湾南岸滨海湿地为研究区，基于RS和GIS技术，利用2001年、2009年、2015年3期Landsat遥感影像，进行遥感解译，得到景观格局分类结果，计算2001—2009年和2009—2015年2期转移矩阵，分析可得如下结论：（1）各年限内湿地面积总和分别为2.51×105hm2、2.50×105hm2、2.48×105hm2，面积变化不大。（2）虽然湿地总面积变化不大，但各湿地类型间转化频率较大，主要是自然湿地向人工濕地即盐田和养殖区转化较多，15年间自然湿地面积减少2.5×104hm2，其中有43.63%转移为人工湿地。（3）卤水开采和盐场建设等人类活动是影响莱州湾地区湿地景观格局变化的最大因素，并且已经导致自然湿地景观遭受了较大程度的破坏，湿地景观破碎已引起区域内环境净化功能和抗御自然灾害功能降低，湿地生态系统服务功能下降等。

为缓解由湿地景观格局变化引起的环境效应，应积极采取措施保护当地生态环境的稳定发展，如建设自然湿地景观保护区、发展可循环发展的工业经济以及减少生态农业的淡水资源消耗，并加大向湿地排放污染物质的惩罚措施，保护莱州湾滨海湿地生态的健康发展。

参考文献

[1]国家林业局《湿地公约》履约办公室编译.湿地公约履约指南[M].北京：中国林业出版社，2000.

[2]刘厚田.湿地的定义和类型划分[J].生态学杂志，1995，14（4）：73-77.

[3]丰爱平，夏东兴，谷东起，等.莱州湾南岸海岸侵蚀过程与原因研究[J].海洋科学进展，2006，24（1）：83-90.

[4]谷东起，付军，杨鸣，等.莱州湾南岸滨海湿地景观破碎化分析[J].海洋科学进展，2006，24（2）：213-219.

[5]崔步礼，常学礼，陈雅琳，等.黄河口海岸线遥感动态监测[J].测绘科学，2007，32（3）：108-109.

[6]罗琛.山东沿海海水入侵状况及整治——以莱州湾地区为例[J].环球人文地理，2015（16）.

[7]殷书柏，李冰，沈方.湿地定义研究进展[J].湿地科学，2014（4）：504-514. （责编：张宏民）