基于Landsat8 OLI数据的山东黄河三角洲国家自然保护区土地利用/覆盖现状遥感监测

傅 宇，王建步

（1.国家林业和草原局华东调查规划设计院，浙江 杭州 310000；2.自然资源部第一海洋研究所，山东 青岛266000）

1 引言

土地利用/覆盖对区域生态环境、土壤质量方面有着直接影响[1-3]。黄河三角洲是我国暖温带地区最年轻、最广阔、生物多样性最为丰富的湿地生态系统，在维护区域生态安全和可持续发展方面具有重要作用[4]。自然保护区内资源丰富，土地利用/覆盖状况复杂多样，不仅有大面积的耕地、油田、养殖池塘等人工用地，也包括潮滩、灌丛、芦苇草甸等天然湿地分布。目前开展该区域土地利用/覆盖研究的工作主要是利用遥感与GIS技术[5-9]。

针对黄河三角洲自然保护区土地利用/覆盖方面的研究主要局限在2010年以前的工作，如刘艳芬等开展了东部自然保护区1995-1999年湿地景观格局变化[10]。刘庆生等开展了黄河三角洲自然保护区1999-2008年土地利用/覆被变化状况分析[11]。侯学会等人开展了1992-2010年黄河三角洲自然保护区年间LUCC情况及其驱动力分析研究[4]。而保护区内耕地开垦、油田开发以及自然环境的影响、土地利用/覆盖情况近年来已发生明显变化，这将直接影响保护区生态状况。为及时准确的开展该区域土地利用/覆盖监测，并为保护区的保护和合理开发提供有效数据，开展了2017年黄河三角洲自然保护区内的土地利用/覆盖遥感监测，本文对监测结果进行了详细分析。

2 研究区域概况

山东黄河三角洲国家级自然保护区位于东营渤海沿岸，保护区设有南区和北区，其中南区由黄河口管理站、大汶流管理站组成，北区是一千二管理站。保护区的土地资源是黄河近百年来携带大量泥沙填充渤海凹陷成陆的海相沉积平原，地势平坦宽广，气候为暖温带季风型大陆性气候，这里水源充足，地物类型丰富，是多种珍稀鸟类的栖息地。研究区域为保护区内陆域面积及潮间带区域（见图1）。

图1 研究区域

3 研究方法

采用的遥感数据是能覆盖山东黄河三角洲国家级自然保护区范围的Landsat8 OLI卫星影像，成像时间为2017年4月23日，设有9个波段，其中全色波段分辨率15m，多光谱波段分辨率30m。数据来源于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台（http://www.gscloud.cn）。将 Landsat 8 OLI遥感数据进行大气校正和辐射校正，并对Landsat 8 OLI全色和多光谱影像进行融合，获得融合后的影像空间分辨率为15m；然后基于地面控制点对融合后的影像进行几何精校正，校正精度小于1个像元，满足开展地物类型遥感监测的要求。

在整个保护区内设置了150多个用于采集现场地物类型信息的站点，获取了保护区范围内各种地物类型的遥感解译照片，建立遥感解译标志集，用于开展遥感信息提取。建立的遥感解译标志及特征描述见表1。根据地物类型特点，将保护区分为无植被区、耕地、木本植被区、草本植被区，针对每种区域的地物类型开展调查分析。

4 结果与分析

根据建立的遥感解译标志集，利用人机交互方法，开展保护区范围内的地物类型信息提取，信息提取结果见图2。在地物类型遥感解译结果中发现，无植被区主要是由裸滩、坑塘、河流以及盐田河工矿仓储用地等无植被覆盖区域，其中裸滩主要集中在大汶流管理站南侧一千二管理站北侧。坑塘是以养殖池塘、藕池和生态恢复池为主，在各管理站都有分布。耕地是以旱田和水田为主，主要集中在保护区南区的西部和北区的南部。木本植被区主要是由乔木构成的林地和柽柳林为主的灌丛林地，其中林地主要分布在黄河口管理站，与耕地相邻，柽柳林主要分布于黄河口管理站潮滩区和部分陆地区域以及一千二管理站的东西两侧。草本植被主要是指芦苇、盐地碱蓬和互花米草，其中芦苇大部分分布在保护区南区东部的黄河两岸，盐地碱蓬主要分布在保护区潮滩高潮位，互花米草主要分布在黄河口入海口口门两侧，在黄河口管理站低潮位区域也有互花米草分布。

表1 保护区地物类型遥感解译标志集

图2 保护区地物类型分布图

基于保护区遥感信息提取结果，开展了各个管理站地物类型面积分布统计分析，各地物类型面积分布见表2。无植被区中，裸滩是保护区分布面积最大的类型，面积为20008.9hm2，其中以大汶流管理站的裸滩面积最大，为19300.0hm2；保护区总河流面积为4655.5hm2，主要是以保护区内的黄河和叼口河为主；坑塘面积为18606.8hm2，以大汶流面积最大，为11092.5hm2，主要为藕池和生态恢复池及部分养殖池塘；工矿仓储用地主要分布于一千二管理站东侧，只有少许分布，面积为54.9hm2，盐田也只有少许分布于大汶流管理站，面积为736.7hm2。耕地面积为22803hm2，其中以黄河口管理站耕地面积分布最大，为13839.9hm2；以乔木为主的林地面积为4935.5hm2，其中以黄河口面积最大，为4375.7hm2；柽柳林面积为11540.9hm2，其中以一千二管理站分布面积最大，为6997.1hm2。草本植被区，芦苇分布面积为10354.3hm2，其中以大汶流管理站芦苇分布面积最大，为6676.6hm2，黄河口管理站次之，为2831.8hm2；互花米草主要分布在黄河口入海口口门两侧，总计面积为3685.8hm2；盐地碱蓬在三个管理站都有一定面积的分布，总计为7107.1hm2。

5 结论与讨论

利用Landsat 8 OLI卫星影像，配合现场调查数据，采用人机交互解译方法对山东黄河三角洲国家级自然保护区范围内的地物类型信息进行了提取，并从空间分布特征角度上对保护区互地物类型分布情况进行了遥感监测，为保护区管理部门针对保护区的合理开发和保护提供技术和数据支持。保护区地物类型主要包括无植被区的裸滩和坑塘、间或性有植被区的耕地、常年有植被区的林地和柽柳林、1年生草本植被区的芦苇、盐地碱蓬以及外来入侵物种互花米草。

表2 山东黄河三角洲国家级自然保护区地物类型面积统计表 单位：hm2

（1）在无植被区，裸滩是保护区中面积最大的类型，面积为29998.9hm2，主要集中在大汶流管理站南侧一千二管理站北侧；坑塘是以养殖池塘、藕池和生态恢复池为主，面积为18606.8hm2，在各管理站都有分布，其它无植被区地物类型面积相对较小；

（2）保护区耕地面积为22803.8hm2，主要集中分布在黄河口和大汶流管理站西侧以及一千二管理站南侧；

（3）木本植被区，以乔木为主的林地面积为4935.5hm2，其中主要分布在黄河口管理站，与耕地相邻，柽柳林分布面积为11540.9hm2，主要分布在一千二管理站东西两侧、黄河口管理站潮滩和部分陆地区域，大汶流管理站也少许分布；

（4）草本植被芦苇主要集中分布在南区东部和中部区域的黄河口两岸，盐地碱蓬主要分布在潮滩高潮位区域，外来入侵物种互花米草面积为3685.8hm2，主要分布在黄河口入海口口门两侧，黄河北岸的潮滩低潮位区域也有小面积分布。