1986—2019年三江平原孤立湿地动态变化研究

宗思迪 刘吉平

[摘 要] 本文基于RS和GIS技术，利用动态度、标准差椭圆等方法分析孤立湿地动态变化规律。研究表明，1986—2019年三江平原孤立湿地数量、面积发生了较大变化;孤立湿地数量呈先增加后减少的趋势，从1986年的2 536个减少至2019年的2 393个;面积呈持续减少的趋势，从1986年的2 039 km2减少至2019年的776 km2。加强湿地监管，加强孤立湿地恢复理论研究，构建孤立湿地恢复模式，提高人们保护湿地的意识，已迫在眉睫。

[关键词] 孤立湿地;动态变化;三江平原

[中图分类号] X37 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）20-108-2

地理上孤立的湿地一直是一个颇具争议的景观元素，本文中孤立湿地指的是在地质因子、气候因子和人为干扰因子等共同作用下，所形成的水文连通程度较弱且在景观上相对孤立的沼泽湿地，为方便表达，将孤立沼泽湿地统一称为孤立湿地[1]。湿地动态变化一直是地理学和景观生态学领域的研究热点，Sammonds等研究表明孤立湿地的水文连通功能对与其相联系的非孤立湿地水体的水量水位调节具有重要意义[2];刘海红等对黄河三角洲湿地的变化进行了遥感监测[3]。中国东北三江平原地区是湿地变化较为剧烈的地区之一[4]，其作为研究孤立湿地极具代表性。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

三江平原位于黑龙江省东北部，黑龙江省松花江下游及其与乌苏里江汇合处，地理坐标为45°01′～48°27′N、129°11′～135°05′E，总面积约为108 830 km2，是我国平原地区沼泽分布最大、最集中的地区之一。三江平原西南高、东北低，湿地植被类型以苔草沼泽为主，1月均温在-18 ℃以下，7月均温21～22 ℃，年降水量500～650 mm[5]。三江平原境内农业生产规模巨大，以种植业和牧业为主。

1.2 数据来源及处理

本文所选三江平原土地利用数据的时间范围为1986—2019年，时间跨度均匀，1986年和2000年数据来自地理空间数据云的Landsat TM遥感数据，2019年数据来自Landsat OLI遥感数据，分辨率为30 m，时间为6—9月。对遥感数据用Erdas软件分别采用4、3、2波段和5、4、3波段进行标准假彩色合成，在人工解译的基础上结合高分辨率遥感影像与野外验证点考察，1986、2000、2019年验证精度分别达到85%、87%、90%。

2 研究方法

引入动态度来探讨研究区孤立湿地变化的速率，动态度的绝对值越大，表示湿地面积变化程度越大。标准差椭圆是空间统计方法中能精确地揭示地理事物空间格局特征的常用方法，通过质心、周长、面积等基本参数，定量描述地理要素空间分布的中心性、空间形态等特征，椭圆的周长面积比值越大，表示地理事物越分散[6]。

3 孤立湿地识别

利用ArcGIS软件，在1986、2000、2019年三江平原土地利用图的基础上，得到1986—2019年三江平原地区的沼泽湿地矢量数据。利用1986—2019年土地利用图提取出河流，分为面河流及线河流，通过对比发现缓冲距离为100 m较为合理，将缓冲后的面、线河流与所得到的湿地分布图进行叠加，如果湿地矢量图层不与缓冲的面、线河流图层相交且未与任何河流湿地相连，则将其视为推定的孤立湿地;与缓冲后的面、线河流有重叠的部分即为非孤立湿地，需将其从分析中排除。另外，由于湖面的多边形位于河流之外或与其断开，因此被认为是潜在的孤立湿地。识别出孤立湿地后，将其与1986—2019年获得的遥感影像进行对比，表明此识别方法有效可行。

4 结果与分析

4.1 孤立湿地数量、面积变化

运用ArcGIS10.2、Excel软件统计得出1986—2019年孤立湿地的数量、面积及湿地率，见表1。

通過分析表1发现，1986—2019年孤立湿地数量呈先增加后减少的趋势，2000年孤立湿地数量相对于1986年有小幅度增加，2019年孤立湿地数量减少。1986—2019年孤立湿地面积持续减少，从2000年以后孤立湿地数量、面积均表现减少趋势，说明三江平原湿地破碎化越来越严重。由表1孤立湿地率分析可知，1986年三江平原湿地率最高，表明其湿地率呈持续下降趋势。

4.2 孤立湿地动态度变化

通过计算得出1986—2019年三江平原孤立湿地动态度，1986—2000年动态度为-0.011，2000—2019年动态度为-0.029，1986—2019年动态度为-0.019。1986—2019年三江平原的动态度为负值，说明在本研究时间跨度内三江平原孤立湿地面积是以减少为主的。1986—2000年，三江平原孤立湿地动态度绝对值相对于其他时间段最小，说明这一时期孤立湿地面积变化程度较小。

4.3 孤立湿地空间格局变化

通过ArcGIS中的标准差椭圆模块对三江平原孤立湿地矢量图进行处理，1986、2000、2019年三江平原孤立湿地椭圆周长面积比分别为0.015 2、0.015 5、0.015 1。1986—2019年，，三江平原孤立湿地的椭圆周长面积比先增加后减小，说明随着时间推移，三江平原湿地破碎化程度逐渐加剧，孤立湿地数量增加，湿地分布分散性越来越大。

5 结论

1986—2019年，三江平原孤立湿地数量、面积发生了较大变化。2019年相对于1986年孤立湿地数量和面积均减少。对此，应减少人类对湿地的干扰，增加湿地保护强度;加强湿地监管，提高保护湿地意识。对于孤立湿地具有可操作性的恢复方式与途径的探寻是今后应关注的重点。

参考文献

[1]肖笃宁，李秀珍.当代景观生态学的进展和展望[J].地理科学，1997（4）：356-364.

[2]Sammonds M J，Vietz G J，Costelloe J F.Using water destined for irrigation to conserve wetland ecosystems：a basis for assessing feasibility[J].Water Resource Research，2013（8）：4662-4671.

[3]刘海红，刘胤序，张春华，等.1991-2016年黄河三角洲湿地变化的遥感监测[J].地球与环境，2018（6）：590-598.

[4]刘吉平，刘亚斌，吕宪国.1955—2010年三江平原东北部沼泽湿地时空格局变化[J].吉林师范大学学报（自然科学版），2017（1）：121-125.

[5]满卫东，刘明月，李晓燕，等.1990—2015年三江平原生态功能区生态功能状况评估[J].干旱区资源与环境，2018（2）：136-141.

[6]刘吉平，董春月，刘家福，等.三江平原孤立湿地空间分布及其影响因素[J].生态学报，2016（11）：3280-3291.