潘健,于丹丹,何振芳,姜涵,蓋貝貝

(1.山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東 濟南 250014；2.聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252000)

東平湖濕地景觀演變對人類活動的響應(yīng)機制

潘 健1,于丹丹2,何振芳2,姜 涵1,蓋貝貝2

(1.山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東 濟南 250014；2.聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252000)

為探索南水北調(diào)工程通水前后濕地景觀格局變化，采用決策樹分類法，對2000年、2009年和2014年3期Landsat影像進(jìn)行分類；在分類結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用轉(zhuǎn)移矩陣和景觀指數(shù)等方法，分析不同時期景觀格局的特點及驅(qū)動因素；最后應(yīng)用馬爾科夫模型，對研究區(qū)景觀格局演變進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明:水域周邊出現(xiàn)了更多的建筑用地，景觀指數(shù)INP由7 174增長至10 334，蔓延度指數(shù)IC由64.594 4減少至63.651 5，景觀格局總體呈破碎趨勢，景觀破碎度增加，景觀異質(zhì)性增強;2009—2014年香農(nóng)均勻度指數(shù)ISHE和香農(nóng)多樣性指數(shù)ISHD指數(shù)小幅上升，景觀格局集聚度水平提高，但是與2000年的景觀格局水平存在較大差距，部分天然濕地被人工濕地取代，導(dǎo)致濕地生態(tài)功能退化。

景觀格局；南水北調(diào)工程；環(huán)境影響；景觀指數(shù)；馬爾科夫模型；東平湖；濕地

景觀格局的演變對區(qū)域生態(tài)環(huán)境和生態(tài)過程的變化有重要影響作用[1]，景觀格局演變是景觀生態(tài)學(xué)研究的核心問題之一[2]。20世紀(jì)90年代以來，RS和GIS技術(shù)的迅速發(fā)展為景觀格局研究提供了更加簡便有效的方法。國內(nèi)外基于GIS的景觀格局研究越來越豐富，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋城市、森林、濕地等各個方面[3-7]。東平湖是南水北調(diào)工程的重要調(diào)蓄湖泊，以東平湖為主體的東平湖大型湖灣濕地，具有防洪抗旱、旅游休閑及維持區(qū)域生態(tài)安全等重要作用。國內(nèi)學(xué)者對東平湖的研究，主要集中于濕地景觀信息分類提取、水質(zhì)變化監(jiān)測和資源可持續(xù)利用等方面[8-11]，缺少結(jié)合東平湖濕地周邊景觀格局狀態(tài)分析該區(qū)域景觀總體變化趨勢的相關(guān)研究。筆者以東平湖所在地東平縣為研究區(qū)，研究南水北調(diào)東線一期工程通水前后景觀格局變化情況，結(jié)合景觀變化的驅(qū)動機制，動態(tài)分析濕地及其周邊區(qū)域景觀格局的演進(jìn)規(guī)律，以期為科學(xué)管理利用濕地資源提供決策支持。

1 研究區(qū)概況

東平縣位于魯西南平原北部，境內(nèi)有少量低山分布，年均降水量為640.5 mm，年均氣溫為13.3 ℃。東平湖湖灣濕地位于116.0°E～116.2°E，35.5°N～36.1°N，西臨黃河，南至大清河入湖口，北至老湖鎮(zhèn)，其重要組成東平湖，湖泊面積為124 km2，平均水深為2.5m。南水北調(diào)東線一期工程2002年啟動，2013年通水，東平湖是南水北調(diào)東線工程的重要組成部分，承擔(dān)著向魯東、魯北及天津方向輸水的任務(wù)。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

選用Landsat2000年8月21日和2009年8月20日的TM影像和2014年7月11日的OLI影像，影像空間分辨率均為30 m。查閱該地區(qū)水文資料，影像成像年份研究區(qū)無明顯旱澇變化，且圖像質(zhì)量良好，能客觀準(zhǔn)確反映當(dāng)?shù)鼐坝^格局狀態(tài)。此外，使用ASTER GDEM 30 m空間分辨率數(shù)據(jù)，為影像分類提供高程數(shù)據(jù)。

2.2 景觀指數(shù)選取

格局分析是研究景觀結(jié)構(gòu)的空間分布和空間位置關(guān)系的重要方法。利用景觀格局指數(shù)進(jìn)行景觀研究是目前景觀生態(tài)學(xué)界廣泛使用的一種定量研究方法[12]。國內(nèi)外專家學(xué)者經(jīng)過多年的研究，提出了多種景觀格局分析指標(biāo)。根據(jù)東平湖研究區(qū)域的實際情況和研究需要，筆者選用的指數(shù)包括:斑塊個數(shù)NP、最大斑塊所占景觀面積指數(shù)ILP、蔓延度指數(shù)IC、散布并列指數(shù)IIJ、香農(nóng)多樣性指數(shù)ISHD、香農(nóng)均勻度指數(shù)ISHE。以上選取的景觀指數(shù)，可以從自然因素和人類活動影響兩方面研究景觀格局驅(qū)動機制。

2.3 馬爾科夫模型

馬爾科夫模型[13]反映的是系統(tǒng)由T時刻向T+1時刻狀態(tài)轉(zhuǎn)化的一系列過程，這種轉(zhuǎn)化要求T+1時刻的狀態(tài)只與T時刻所處的狀態(tài)有關(guān)[14]。該模型在景觀格局變化研究中得到了廣泛的應(yīng)用[15-19]。在一定區(qū)域內(nèi)，不同景觀類型具有相互轉(zhuǎn)化的可能，當(dāng)景觀類型之間的轉(zhuǎn)化過程難以利用函數(shù)關(guān)系準(zhǔn)確描述時[20]，可以使用馬爾科夫模型對景觀演進(jìn)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測。

3 景觀信息提取與景觀格局分析

3.1 景觀信息提取

參照國際《濕地公約》和《土地利用現(xiàn)狀分類》國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合研究區(qū)植被類型、地形因素，建立景觀分類系統(tǒng)：林地、水域、水濱濕地、平原耕地、山地耕地、建筑用地和閑置裸地，共7大類；并使用 1∶10 000 地形圖對遙感影像進(jìn)行幾何校正。采用決策樹分類法，疊加該區(qū)域的DEM高程信息用作輔助判讀。林地、平原耕地、山地耕地、建筑用地和閑置裸地采用植被指數(shù)INDV與高程值相結(jié)合的方法提取，DEM節(jié)點高程閾值為105 m。以2009年TM影像為例，采用譜間關(guān)系方法(B2>B5)提取研究區(qū)水體信息，在高程閾值以上根據(jù)INDV值區(qū)分山地耕地、林地和裸地，節(jié)點閾值為0.5和0.38；在高程閾值以下，水濱濕地采用中紅外波段閾值法提取，影像B5波段的節(jié)點閾值為55；最后根據(jù)INDV值區(qū)分出建筑用地和平原耕地，節(jié)點閾值為0.42。決策樹模型如圖1所示。三期影像分類結(jié)果總體精度均在84%以上，Kappa系數(shù)均在0.8以上，精度較高，可信度較強。分類結(jié)果如圖2所示。

圖1 決策樹模型圖

圖2 3年景觀分類結(jié)果

根據(jù)景觀分類結(jié)果，統(tǒng)計得到2000年、2009年、2014年不同景觀的變化情況(表1)。由表1可知，東平縣2000—2014年的15年間，水濱濕地和建筑用地面積基本不變；水域面積略有增加；林地從578.07 hm2，迅速增長到8 113.94 hm2，占研究區(qū)域總面積的6.03%；山地耕地面積明顯下降；閑置裸地逐年減少，由4 993.58 hm2減少至2 307.64 hm2，降幅達(dá)53.75%。

3.2 景觀格局轉(zhuǎn)移分析

運用轉(zhuǎn)移矩陣分析各類景觀之間的相互轉(zhuǎn)化情況是土地利用及景觀分析中常用的研究方法之一。利用2000年、2009年和2014年東平湖地區(qū)景觀分類結(jié)果，得到東平湖地區(qū)濕地類型的面積轉(zhuǎn)移矩陣，結(jié)果見表2、表3。

2000—2009年林地的轉(zhuǎn)出面積為212.82 hm2，占總面積的36.77%，而轉(zhuǎn)入面積高達(dá)3 728.98 hm2，遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)出面積，是轉(zhuǎn)出面積的17.52倍；其中，由閑置裸地轉(zhuǎn)為林地的面積占到林地總轉(zhuǎn)入面積的32.89%，由山地耕地轉(zhuǎn)為林地的面積占到林地總轉(zhuǎn)入面積的66.27%。水域的轉(zhuǎn)出面積為1 203.04 hm2，占總面積的8.30%，水域轉(zhuǎn)為水濱濕地、平原耕地、建筑用地，占轉(zhuǎn)出面積分別為34.29%、34.61%、30.96%，轉(zhuǎn)入面積為2 466.91 hm2，水域面積增長8.72%。閑置裸地和山地耕地分布位置相近，位于低山山頂?shù)群０蜗鄬^高的區(qū)域，閑置裸地轉(zhuǎn)出為林地的面積占總轉(zhuǎn)出面積的97.60%，山地耕地轉(zhuǎn)出為林地的面積占總轉(zhuǎn)出面積的81.52%。

表1 東平縣2000年、2009年、2014年不同景觀的變化情況

表2 2000—2009年濕地景觀面積轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

表3 2009—2014年濕地景觀面積轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

2009—2014年各類濕地景觀類型之間的轉(zhuǎn)變趨勢與2000—2009年基本相同。林地、水域面積持續(xù)增長，山地耕地、閑置裸地面積持續(xù)下降，水濱濕地、平原耕地面積保持穩(wěn)定。建筑用地面積出現(xiàn)了小幅的下降，主要由于當(dāng)?shù)卮迓浣Y(jié)構(gòu)是房屋和綠地樹木相間分布，原有綠色植物的生長對建筑物形成遮蔽；2009年開展社會主義新農(nóng)村建設(shè)以來，村落居民地中綠化水平提高，使得在衛(wèi)星影像上建筑用地被劃分為耕地、林地。因此，本文借助高空間分辨率遙感影像和實地考察經(jīng)驗，在計算景觀指數(shù)之前對分類結(jié)果進(jìn)行處理，將城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)部零散分布的耕地、林地重新歸入建筑用地。

各種景觀的類型轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出特征各不相同，但是大部分景觀類型的轉(zhuǎn)出面積小于未轉(zhuǎn)出面積。由實驗所得數(shù)據(jù)可以看出，水濱濕地維持率偏低，2000—2009年為40.54%，2009—2014年僅有29.37%。濕地統(tǒng)計數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定，主要是由于濕地和水域、平原耕地之間的相互轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的。水域和水濱濕地轉(zhuǎn)化受降水量、河流補給、庫區(qū)放水等多種因素的影響，會出現(xiàn)一定的年份和季節(jié)間的波動。受“上糧下魚，一臺一塘”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式影響，平原耕地和濕地之間相互更替，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率偏高。東平湖4—6月多年平均水位低于39.3 m，南水北調(diào)東線一期通水之后，將調(diào)水至39.3 m。東平湖地區(qū)水資源得到補充，對水域和水濱濕地面積的穩(wěn)定起保障作用。

3.3 景觀格局指數(shù)分析

3.3.1 斑塊類型水平指數(shù)變化分析

ILP是指某一景觀要素的最大斑塊所占整個景觀面積的比例。由表4可知，水域和平原耕地的ILP值在三期數(shù)據(jù)中排名均為前兩位；林地、山地耕地和閑置裸地的變動最顯著；耕地和水域在研究區(qū)域中斑塊是整體相連的，尤其以水域最為明顯。林地的ILP值由2000年的0.027 0增加到2014年的1.714 6，增長幅度明顯，這主要與當(dāng)?shù)刂矘湓炝趾屯烁€林的開展有關(guān)；山地耕地的ILP值由2000年的1.827 0減少到2014年的0.245 1；閑置裸地的ILP值由2000年的0.524 5減少到2014年的0.175 8；林地的ILP值

表4 ILP結(jié)果

增加，正是由于植樹造林使裸地變?yōu)榱值?，退耕還林使山地耕地變?yōu)榱值?。水濱濕地的面積15年來雖然基本保持不變，但I(xiàn)LP值波動較大，總體變得破碎，反映出濕地景觀的脆弱性、易受影響性。

IIJ值越小,表明該斑塊類型僅與其他類別少數(shù)鄰接，當(dāng)IIJ=100時，說明各斑塊間的比鄰概率是均等的。由表5可知，林地、水濱濕地的IIJ值較高，三期均在50以上，說明與這兩類景觀受制于自然條件限制，景觀彼此臨近。但值得注意的是，水濱濕地IIJ值逐年降低，與其接觸的景觀類型不斷減少，從側(cè)面印證ILP值降低。隨著農(nóng)村小型水利設(shè)施興建、建筑用地邊際擴展，大塊水濱濕地被分割，水濱濕地對周圍景觀的影響減少，濕地的生態(tài)功能削弱。水域的IIJ值呈上升趨勢，表明水域周圍的景觀類型增多，隨著旅游業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟水平的提高，水域周邊出現(xiàn)了更多的建筑用地。

表5 IIJ結(jié)果

3.3.2 景觀水平指數(shù)變化分析

NP指數(shù)經(jīng)常被用來描述整個景觀的異質(zhì)性，其值的大小與景觀的破碎度也有很好的正相關(guān)性。從2000—2009年，10年間NP指數(shù)從7 177增長到8 557，之后2009—2014年，5年間增長到10 334，年均增長率由1.92%增長到4.15%。由于上游來水?dāng)y帶泥沙，造成小流域內(nèi)泥沙淤積，原本湖濱等水位較低的區(qū)域出現(xiàn)更多零散分布的水生植物，對斑塊個數(shù)增加產(chǎn)生了一定的影響。

ISHD反映景觀要素的多少和各景觀要素所占比例的變化，ISHE表明不同景觀類型分配的均勻程度。由表6可知，ISHD和ISHE的走勢情況大體相同，二者都呈現(xiàn)先升后降狀態(tài)，2009—2014年數(shù)值降幅較小，未達(dá)到2000年初始水平。研究區(qū)異質(zhì)性呈上升趨勢，各類景觀優(yōu)勢度降低，研究區(qū)生態(tài)功能退化，生物多樣性受到威脅。

表6 景觀水平指數(shù)計算結(jié)果

ILP的變化可以反映景觀所受干擾的強度和頻率，從而間接表示人類活動的方向和強弱。ILP由2000年的30.272減少至2014年的23.313 6，主要是由于平原耕地的變化引起的，平原耕地內(nèi)出現(xiàn)了越來越多的通訊基站、電力設(shè)施、機井泵房以及農(nóng)村道路等基建設(shè)施，使景觀格局有趨于破碎的趨勢。

IIJ和IC是評價景觀空間分布的指數(shù)。IIJ是描述各斑塊類型間的散布和并列情況，IC是描述團聚或延展程度的指標(biāo)。IC值越高說明景觀中的某種優(yōu)勢斑塊類型形成了良好的連接性；反之則表明景觀是具有多種要素的密集格局，景觀的破碎化程度較高。IIJ值最高的年份、IC值最低的年份出現(xiàn)在2009年，說明2009年之前，人類活動的影響使景觀斑塊分散，聚集度下降。2014年IIJ下降，IC值上升，景觀聚集度上升，結(jié)合ILP指數(shù)可知，研究區(qū)2009—2014年水域、水濱濕地等景觀連接性趨好，反映出生態(tài)環(huán)境趨向改善。

2009—2014年除NP外，其他選取的景觀指數(shù)值增長或減小的趨勢，均與2000—2009年趨勢不同。受政府退耕還林、限制天然水面養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展等政策和民眾環(huán)境保護意識提高的影響，近年來東平湖當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境得到一定程度的改善。盡管南水北調(diào)工程的施工建設(shè)，會在一定程度上造成NP值升高、IC值降低，但其發(fā)揮的生態(tài)效益不可低估。湖區(qū)水位提高，生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善。

4 基于馬爾科夫模型的景觀演變預(yù)測

由上述景觀格局轉(zhuǎn)移矩陣和景觀指數(shù)分析結(jié)果可知，研究區(qū)自2009—2014年景觀格局演變趨勢不同于2000—2009年，景觀空間異質(zhì)性降低，故預(yù)測模型選擇2009—2014年為初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣P(1)(表7)，模型步長為5a。從狀態(tài)i到狀態(tài)j的轉(zhuǎn)移概率pij滿足：0≤pij≤1，∑pij=1。

利用馬爾科夫過程預(yù)測景觀格局變化的計算公式可表示為

At+1=PijAt

(1)

式中：At+1、At分別為研究區(qū)t+1、t時刻景觀格局狀態(tài)。任意時間點t的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣At等于初始狀態(tài)概率轉(zhuǎn)移矩陣P(1)的t次方，故式(1)可變形為

At=A(0)P(1)t

(2)

式中，A(0)為2014年各類型景觀占研究區(qū)面積的百分比，A(0)=[6.04，12.85，5.27，57.13，1.67，15.33，1.71]。計算得到2014年后未來5a、10a、15a、20a的景觀格局狀態(tài)，結(jié)果見表8。

表8 穩(wěn)定狀態(tài)各景觀類型所占百分比 %

根據(jù)馬爾科夫預(yù)測結(jié)果可知，研究區(qū)未來20年生態(tài)環(huán)境趨向改善，林地面積穩(wěn)中有升。建筑區(qū)綠化面積持續(xù)增長，人居環(huán)境水平明顯提高。雖然東平湖已被堤壩包圍，得益于當(dāng)?shù)亟箛焯?、限制湖泊水面的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)以及南水北調(diào)工程輸水量提高，地表徑流流量加大，東平縣水域面積有望繼續(xù)擴大。近年來，居民環(huán)境保護意識增強，發(fā)展綠色經(jīng)濟、生態(tài)經(jīng)濟的意愿強烈，東平湖湖灣濕地保護力度加大。應(yīng)合理開發(fā)利用濕地資源，在經(jīng)濟發(fā)展與資源保護之間尋求平衡點，加快濕地生態(tài)功能恢復(fù)速度。

5 結(jié) 語

2000—2014年東平湖濕地的面積雖然保持不變，但斑塊類型水平指數(shù)中，ILP值降幅明顯，IIJ值逐年降低，區(qū)域景觀總體變得破碎，反映了濕地景觀的脆弱性增強；景觀水平指數(shù)IIJ值最高的年份、IC值最低的年份均出現(xiàn)在2009年，說明2009年之前，人類活動的影響使景觀分布分散，聚集度下降，而2014年IIJ值下降，IC值上升，說明人類活動的影響使景觀聚集度上升。同時ISHD值也反映出研究區(qū)整體的復(fù)雜度，異質(zhì)性呈上升趨勢，東平湖區(qū)濕地區(qū)域優(yōu)勢度降低。

當(dāng)?shù)卦趪@水滸主題發(fā)展旅游業(yè)的同時，應(yīng)注意與周邊的陽谷、鄆城等地區(qū)優(yōu)勢互補、區(qū)域聯(lián)動，避免重復(fù)建設(shè)，最大限度地減小人類活動對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。可充分利用南水北調(diào)工程，合理調(diào)配水資源，防止水資源浪費，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善。同時，濕地保護工作要加強相關(guān)立法，完善濕地保護的政策和法規(guī)體系。

[1] 王讓會. 綠洲景觀格局及生態(tài)過程研究[M]. 北京：清華大學(xué)出版社, 2010.

[2] 傅伯杰. 景觀生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用[M]. 北京：科學(xué)出版社, 2001.

[3] HAINESYOUNG R, CHOPPING M. Quantifying landscape structure: a review of landscape indices and their application to forested landscapes[J]. Progress in Physical Geography, 1996, 20(4):418-445.

[4] 崔莉, 李俊清, 王政通. 浙江沿海地區(qū)景觀格局及變化分析[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2015(2):31-35. (CUI Li, LI Junqing, WANG Zhentong, et al.Analysis of variation of landscape pattern in Zhejiang coastal area[J]. Journal of Huazhong Agricultural University, 2015(2):31-35. (in Chinese))

[5] 徐建華, 方創(chuàng)琳, 岳文澤. 基于RS與GIS的區(qū)域景觀鑲嵌結(jié)構(gòu)研究[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2003, 23(2):365-375. (XU Jianhua, FANG Chuanglin, YUE Wenze.An analysis of the mosaic structure of regional landscape using GIS and remote sensing[J]. Acta Ecologica Sinica, 2003, 23(2):365-375.(in Chinese))

[6] 胡美娟, 侯國林, 周年興,等. 廬山森林景觀空間分布格局及多尺度特征[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2015, 35(16):5294-5305. (HU Meijuan, HOU Guolin, ZHOU Nianxing, et al. Spatial distribution patterns and multi-scale features of the Lushan forest landscape [J] . Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(16):5294-5305. (in Chinese))

[7] Hui Y, Zhang R Q. Changes in wetland landscape patterns on Yinchuan Plain, China[J]. International Journal of Sustainable Development & World Ecology, 2010, 17(3):236-243.

[8] 羅文磊, 田娟, 侯戰(zhàn)方,等. 東平湖表層沉積物重金屬富集特征及其污染研究[J]. 環(huán)境工程, 2016, 34(4):146-150. (LUO Wenlei, TIAN Juan, HOU Zhanfang,et al.Characteristics of enrichment and ecological risk assessment of heavy metals in surface sediments of dongping lake[J]. Environmental Engineering, 2016, 34(4):146-150. (in Chinese))

[9] 劉潔. 基于TM、ETM+影像的東平湖濕地信息提取及時空演變研究[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013.

[10] 王璦玲, 劉潔, 王彩艷,等. 1987—2009年東平湖濕地時空演變及其驅(qū)動力[J]. 中國人口資源與環(huán)境, 2014(增刊3):160-163.(WANG Ailing, LIU Jie, WANG Caiyan,et al. Spatial and temporal change and its driving force of Dongping Lake wetland during 1987—2009 [J]. China Population,Resources and Environment, 2014(sup3):160-163.(in Chinese))

[11] 張芹, 陳詩越, 孫衛(wèi)波,等. 東平湖水質(zhì)現(xiàn)狀與可持續(xù)旅游開發(fā)[J]. 人民黃河, 2012, 34(1):42-44. (ZHANG Qin, CHEN Shiyue, SUN Weibo, et al. Water quality status and sustainable tourism development of Dongping Lake[J]. Yellow River, 2012, 34(1):42-44.(in Chinese))

[12] 黃華兵. 基于遙感與GIS的景觀類型信息提取及景觀格局分析[D]. 西寧：中國科學(xué)院研究生院(青海鹽湖研究所), 2005.

[13] 王憲禮, 胡遠(yuǎn)滿, 布仁倉. 遼河三角洲濕地的景觀變化分析[J]. 地理科學(xué), 1996, 16(3):260-265. (WANG Xianli, HU Yuanman, BU Rencang. Analysis of wetland landscape changes in Liaohe Delta[J]. Scientia Gelgraphica Sinica, 1996, 16(3):260-265.(in Chinese))

[14] 張秋菊, 傅伯杰, 陳利頂. 關(guān)于景觀格局演變研究的幾個問題[J]. 地理科學(xué), 2003, 23(3):264-270. (ZHANG Qiuju, FU Bojie, CHEN Liding. Several problems about landscape pattern change research [J]. Scientia Gelgraphica Sinica, 2003, 23(3):264-270.(in Chinese))

[15] 萬紅. 基于RS與GIS的黃河三角洲濕地信息提取與分析研究[D]. 北京：中國石油大學(xué), 2010.

[16] 吳曉旭, 鄒學(xué)勇, 錢江. 基于馬爾科夫模型的烏審旗景觀格局模擬與預(yù)測[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2010, 24(2):158-162. (WU Xiaoxu, ZOU Xueyong, QIAN Jiang. Simulation and prediction of landscape pattern in Uxin Qi using Markov chain model[J]. Journal of Arid Land Resources & Environment, 2010, 24(2):158-162.(in Chinese))

[17] 李云平, 劉永兵, 王計平,等. 松嫩草原西部縣域尺度景觀格局變化及預(yù)測:以黑龍江省杜蒙縣為例[J]. 中國水土保持科學(xué), 2008, 6(6):79-86. (LI Yunping, LIU Yongbing, WANG Jiping, et al. Landscape pattern change and prediction on county scale of west Songnen grasslands:a case study of Dumeng County[J]. Science of Soil & Water Conservation, 2008, 6(6):79-86.(in Chinese))

[18] 邊疆. 綿陽市景觀格局動態(tài)變化與預(yù)測分析[D]. 南京：南京林業(yè)大學(xué), 2012.

[19] 杜際增, 王根緒, 李元壽. 基于馬爾科夫鏈模型的長江源區(qū)土地覆蓋格局變化特征[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2015, 34(1):195-203. (DU Jizeng, WANG Genxu, LI Yuanshou. Changes of land cover pattern in the source region of Yangtze River based on Markov process[J]. Chinese Journal of Ecology, 2015, 34(1):195-203.(in Chinese))

[20] 李德成, 徐彬彬, 石曉日. 利用馬氏過程模擬和預(yù)測土壤侵蝕的動態(tài)演變：以安徽省岳西縣為例[J]. 遙感學(xué)報, 1995(2):89-96. (LI Decheng, XU Binbin, SHI Xiaori. Simulation and forest of soil erosion development with Markov process：a case study in Yuexi, Anhui Province[J]. Journal of Remote Sensing, 1995(2):89-96. (in Chinese))

Impacts of human activities on change of wetland landscape in Dongping lake area

PAN Jian1，YU Dandan2，HE Zhenfang2，JIANG Han1，GAI Beibei2

(1.CollegeofGeographyandEnvironment,ShandongNormalUniversity,Ji’nan250014,China;2.SchoolofEnvironmentandPlanning,LiaochengUniversity,Liaocheng252000,China)

In order to explore the change of wetland landscape pattern after the South-to-North Water Diversion Project, three Landsat images from the years 2000, 2009, and 2014 were classified with the decision tree classification method. On the basis of land classification results, the transfer matrix and landscape index methods were used to analyze the characteristics and the driving forces of landscape patterns at different times. The Markov model was used to predict the change of landscape pattern in the study area. The results show that with more construction land emerging around the water area, the landscape indexINPincreased from 7174 to 10334,ICdecreased from 64.5944 to 63.6515, and landscape fragmentation increased, enhancing the landscape heterogeneity.ISHEandISHDincreased slightly from 2009 to 2014, the agglomeration degree of landscape pattern increased, but showed a big gap with the level in 2000. Some natural wetlands were replaced by constructed wetlands, which resulted in the degradation of wetland ecosystem functions.

landscape pattern; South-to-North Water Diversion Project; enviromental impact; landscape index; Markov model; Dongping Lake; wetland

10.3880/j.issn.1004-6933.2017.04.014

中國博士后科學(xué)基金(2015M571832)；山東省自然科學(xué)基金(ZR2012DQ003)；聊城大學(xué)科技文化創(chuàng)新基金(26312161013)

潘健(1992—)，男，碩士研究生，研究方向為遙感地學(xué)應(yīng)用。E-mail:panjian1992@163.com

何振芳，講師。E-mail： hzfwhy@lzb.ac.cn

P208；P901

A

1004-6933(2017)04-0088-07

2016-12-30 編輯：徐 娟)