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        1986—2019年三江平原孤立濕地動態(tài)變化研究

        2020-10-20 17:57:43宗思迪劉吉平
        鄉(xiāng)村科技 2020年20期
        關(guān)鍵詞:三江平原動態(tài)變化

        宗思迪 劉吉平

        [摘 要] 本文基于RS和GIS技術(shù),利用動態(tài)度、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓等方法分析孤立濕地動態(tài)變化規(guī)律。研究表明,1986—2019年三江平原孤立濕地?cái)?shù)量、面積發(fā)生了較大變化;孤立濕地?cái)?shù)量呈先增加后減少的趨勢,從1986年的2 536個減少至2019年的2 393個;面積呈持續(xù)減少的趨勢,從1986年的2 039 km2減少至2019年的776 km2。加強(qiáng)濕地監(jiān)管,加強(qiáng)孤立濕地恢復(fù)理論研究,構(gòu)建孤立濕地恢復(fù)模式,提高人們保護(hù)濕地的意識,已迫在眉睫。

        [關(guān)鍵詞] 孤立濕地;動態(tài)變化;三江平原

        [中圖分類號] X37 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909(2020)20-108-2

        地理上孤立的濕地一直是一個頗具爭議的景觀元素,本文中孤立濕地指的是在地質(zhì)因子、氣候因子和人為干擾因子等共同作用下,所形成的水文連通程度較弱且在景觀上相對孤立的沼澤濕地,為方便表達(dá),將孤立沼澤濕地統(tǒng)一稱為孤立濕地[1]。濕地動態(tài)變化一直是地理學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),Sammonds等研究表明孤立濕地的水文連通功能對與其相聯(lián)系的非孤立濕地水體的水量水位調(diào)節(jié)具有重要意義[2];劉海紅等對黃河三角洲濕地的變化進(jìn)行了遙感監(jiān)測[3]。中國東北三江平原地區(qū)是濕地變化較為劇烈的地區(qū)之一[4],其作為研究孤立濕地極具代表性。

        1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

        1.1 研究區(qū)概況

        三江平原位于黑龍江省東北部,黑龍江省松花江下游及其與烏蘇里江匯合處,地理坐標(biāo)為45°01′~48°27′N、129°11′~135°05′E,總面積約為108 830 km2,是我國平原地區(qū)沼澤分布最大、最集中的地區(qū)之一。三江平原西南高、東北低,濕地植被類型以苔草沼澤為主,1月均溫在-18 ℃以下,7月均溫21~22 ℃,年降水量500~650 mm[5]。三江平原境內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模巨大,以種植業(yè)和牧業(yè)為主。

        1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

        本文所選三江平原土地利用數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍為1986—2019年,時(shí)間跨度均勻,1986年和2000年數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云的Landsat TM遙感數(shù)據(jù),2019年數(shù)據(jù)來自Landsat OLI遙感數(shù)據(jù),分辨率為30 m,時(shí)間為6—9月。對遙感數(shù)據(jù)用Erdas軟件分別采用4、3、2波段和5、4、3波段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成,在人工解譯的基礎(chǔ)上結(jié)合高分辨率遙感影像與野外驗(yàn)證點(diǎn)考察,1986、2000、2019年驗(yàn)證精度分別達(dá)到85%、87%、90%。

        2 研究方法

        引入動態(tài)度來探討研究區(qū)孤立濕地變化的速率,動態(tài)度的絕對值越大,表示濕地面積變化程度越大。標(biāo)準(zhǔn)差橢圓是空間統(tǒng)計(jì)方法中能精確地揭示地理事物空間格局特征的常用方法,通過質(zhì)心、周長、面積等基本參數(shù),定量描述地理要素空間分布的中心性、空間形態(tài)等特征,橢圓的周長面積比值越大,表示地理事物越分散[6]。

        3 孤立濕地識別

        利用ArcGIS軟件,在1986、2000、2019年三江平原土地利用圖的基礎(chǔ)上,得到1986—2019年三江平原地區(qū)的沼澤濕地矢量數(shù)據(jù)。利用1986—2019年土地利用圖提取出河流,分為面河流及線河流,通過對比發(fā)現(xiàn)緩沖距離為100 m較為合理,將緩沖后的面、線河流與所得到的濕地分布圖進(jìn)行疊加,如果濕地矢量圖層不與緩沖的面、線河流圖層相交且未與任何河流濕地相連,則將其視為推定的孤立濕地;與緩沖后的面、線河流有重疊的部分即為非孤立濕地,需將其從分析中排除。另外,由于湖面的多邊形位于河流之外或與其斷開,因此被認(rèn)為是潛在的孤立濕地。識別出孤立濕地后,將其與1986—2019年獲得的遙感影像進(jìn)行對比,表明此識別方法有效可行。

        4 結(jié)果與分析

        4.1 孤立濕地?cái)?shù)量、面積變化

        運(yùn)用ArcGIS10.2、Excel軟件統(tǒng)計(jì)得出1986—2019年孤立濕地的數(shù)量、面積及濕地率,見表1。

        通過分析表1發(fā)現(xiàn),1986—2019年孤立濕地?cái)?shù)量呈先增加后減少的趨勢,2000年孤立濕地?cái)?shù)量相對于1986年有小幅度增加,2019年孤立濕地?cái)?shù)量減少。1986—2019年孤立濕地面積持續(xù)減少,從2000年以后孤立濕地?cái)?shù)量、面積均表現(xiàn)減少趨勢,說明三江平原濕地破碎化越來越嚴(yán)重。由表1孤立濕地率分析可知,1986年三江平原濕地率最高,表明其濕地率呈持續(xù)下降趨勢。

        4.2 孤立濕地動態(tài)度變化

        通過計(jì)算得出1986—2019年三江平原孤立濕地動態(tài)度,1986—2000年動態(tài)度為-0.011,2000—2019年動態(tài)度為-0.029,1986—2019年動態(tài)度為-0.019。1986—2019年三江平原的動態(tài)度為負(fù)值,說明在本研究時(shí)間跨度內(nèi)三江平原孤立濕地面積是以減少為主的。1986—2000年,三江平原孤立濕地動態(tài)度絕對值相對于其他時(shí)間段最小,說明這一時(shí)期孤立濕地面積變化程度較小。

        4.3 孤立濕地空間格局變化

        通過ArcGIS中的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓模塊對三江平原孤立濕地矢量圖進(jìn)行處理,1986、2000、2019年三江平原孤立濕地橢圓周長面積比分別為0.015 2、0.015 5、0.015 1。1986—2019年,,三江平原孤立濕地的橢圓周長面積比先增加后減小,說明隨著時(shí)間推移,三江平原濕地破碎化程度逐漸加劇,孤立濕地?cái)?shù)量增加,濕地分布分散性越來越大。

        5 結(jié)論

        1986—2019年,三江平原孤立濕地?cái)?shù)量、面積發(fā)生了較大變化。2019年相對于1986年孤立濕地?cái)?shù)量和面積均減少。對此,應(yīng)減少人類對濕地的干擾,增加濕地保護(hù)強(qiáng)度;加強(qiáng)濕地監(jiān)管,提高保護(hù)濕地意識。對于孤立濕地具有可操作性的恢復(fù)方式與途徑的探尋是今后應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]肖篤寧,李秀珍.當(dāng)代景觀生態(tài)學(xué)的進(jìn)展和展望[J].地理科學(xué),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]劉海紅,劉胤序,張春華,等.1991-2016年黃河三角洲濕地變化的遙感監(jiān)測[J].地球與環(huán)境,2018(6):590-598.

        [4]劉吉平,劉亞斌,呂憲國.1955—2010年三江平原東北部沼澤濕地時(shí)空格局變化[J].吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017(1):121-125.

        [5]滿衛(wèi)東,劉明月,李曉燕,等.1990—2015年三江平原生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能狀況評估[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2018(2):136-141.

        [6]劉吉平,董春月,劉家福,等.三江平原孤立濕地空間分布及其影響因素[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2016(11):3280-3291.

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