楊 霄, 劉 森, 賈 超, 劉 揚(yáng), 于翠翠, 朱恒華

(1.山東大學(xué) 海洋研究院, 山東 青島 266237; 2.山東省地質(zhì)測(cè)繪院,山東 濟(jì)南 250002; 3.山東省地質(zhì)調(diào)查院, 山東 濟(jì)南 250014)

天然濕地系統(tǒng)作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，為人類提供了持續(xù)的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，但天然濕地的數(shù)量有限，且主要分布于城市周邊區(qū)域，城市濕地生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)成為建設(shè)生態(tài)城市的重要因素[1-2]。經(jīng)精心規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的城市濕地生態(tài)系統(tǒng)具備與自然濕地相似的生態(tài)功能，例如凈水、固碳、泄洪、防止土壤流失和蓄水等[3-4]。城市濕地公園作為人工濕地或自然濕地的集合，能夠?yàn)橐吧鷦?dòng)物提供棲息地，同時(shí)在美化環(huán)境、旅游觀光和科普教育等方面發(fā)揮了重要作用，實(shí)現(xiàn)了資源保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的平衡[5-6]。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視生態(tài)文明建設(shè)，在《生態(tài)文明體制改革總體方案》(中發(fā)〔2015〕25號(hào))明確提出，“樹(shù)立山水林田湖是一個(gè)生命共同體的理念，統(tǒng)籌考慮自然生態(tài)各要素進(jìn)行整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)能力，維護(hù)生態(tài)平衡”的要求。在這樣的環(huán)境下，城市濕地的研究得到了進(jìn)一步發(fā)展，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)城市濕地進(jìn)行了研究，如徐燁等利用“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”模型建立了雄安城市濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，討論了濕地公園內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況[7]；萬(wàn)媛媛等采用樣方法和組平均法對(duì)天津臨港城市濕地的植物群落進(jìn)行了調(diào)查和聚類，分析了城市濕地物種的多樣性格局[8]。以上研究對(duì)城市濕地公園建成后的生態(tài)情況進(jìn)行了分析，肯定了濕地公園良好的生態(tài)作用。但關(guān)于城市濕地形成前后生態(tài)效應(yīng)的定量化分析研究卻略顯不足。由于可參考借鑒的研究較少，大部分濕地公園保護(hù)工作尚未形成體系。大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施的建造、耕地的種植等強(qiáng)烈的人為活動(dòng)，產(chǎn)生了一系列的生態(tài)問(wèn)題[9-11]。因此，定量分析城市濕地形成前后的生態(tài)效應(yīng)對(duì)于響應(yīng)生態(tài)保護(hù)的部署和科學(xué)規(guī)劃城市濕地公園具有重要的作用。

濟(jì)西國(guó)家濕地公園(以下簡(jiǎn)稱“濟(jì)西濕地”)是濟(jì)南市最大的城市濕地[12]，由于2001年玉清湖水庫(kù)建成后的側(cè)滲以及周圍特殊的水文和地形條件造成的區(qū)域性匯水而成為常年性濕地。本文以濟(jì)西濕地為研究區(qū)，通過(guò)搜集和調(diào)查等方法獲取水文地質(zhì)、DEM、遙感影像等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，選取1990—2019年遙感影像數(shù)據(jù)對(duì)土地利用類型進(jìn)行分類；分析1990年以來(lái)濕地土地利用類型、景觀指數(shù)、水文氣候、動(dòng)植物的演變特征；結(jié)合水文氣候和建設(shè)活動(dòng)資料，對(duì)其驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行探討，系統(tǒng)給出濟(jì)西濕地景觀格局和演變特征及其主要驅(qū)動(dòng)因素。研究成果能夠?yàn)轭愃茲竦氐谋Ｗo(hù)和濕地公園內(nèi)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

濟(jì)西濕地位于濟(jì)南市中心城區(qū)的西部，地理坐標(biāo)范圍為116°45—116°50′E，36°37′—36°41′N，西部緊靠黃河干流，北面有黃河下游最大支流玉符河穿過(guò)，東側(cè)為南水北調(diào)東線引渠，濕地內(nèi)有玉清湖水庫(kù)水源地，區(qū)域內(nèi)水資源豐富，面積約33.6 km2[13-14]。濟(jì)西濕地地貌單元屬于玉符河沖洪積扇，地貌類型單一。研究區(qū)土壤為潮土，土層深厚，土體發(fā)育完全，呈中性至微堿性。耕層質(zhì)地多為中、輕壤，保水保肥易耕作。年均降水量698.6 mm，變化范圍312～1 051 mm；年均蒸發(fā)量2 257.6 mm，變化范圍1 912～2 315 mm。年均氣溫13.4 ℃，變化范圍12.8～14.3 ℃，年變化以7月最熱為27.3 ℃，1月份最冷為-2.7 ℃；平均無(wú)霜期198 d；年平均日照總時(shí)數(shù)為2 640.2 h。濟(jì)西濕地水資源補(bǔ)給包括大氣降水、玉符河水、玉清湖側(cè)滲水及引進(jìn)的黃河水。地下水流總體由東南向西北徑流，由于懸黃河的天然分水嶺作用，近河以側(cè)滲補(bǔ)給為主，遠(yuǎn)河以降水入滲為主，并輔以少量的灌溉回滲，地下水排泄以蒸發(fā)和人工開(kāi)采為主。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)的選擇與處理

使用的數(shù)據(jù)主要包括： ①濟(jì)西濕地1990，1998，2000，2004，2008，2012，2018和2019年共計(jì)8期Landsat影像，遙感影像數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)，土地利用數(shù)據(jù)由支持向量機(jī)(SVM)使用Landsat圖像提取[15]。 ②DEM數(shù)據(jù)，DEM影像采取無(wú)人機(jī)實(shí)地勘測(cè)與影像結(jié)合校正，利用ENVI 5.4專業(yè)遙感圖像處理軟件，對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、鑲嵌、波段組合、增強(qiáng)等處理，編制遙感影像圖。 ③水文氣象數(shù)據(jù)，研究資料來(lái)源于山東省地質(zhì)測(cè)繪院在濟(jì)西濕地附近的長(zhǎng)期水文觀測(cè)站和地下水水位觀測(cè)井。選取氣溫和降水資料，計(jì)算出其年平均值的時(shí)間序列，采用線性傾向趨勢(shì)估計(jì)統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)自1990年來(lái)的濟(jì)南氣候變化趨勢(shì)進(jìn)行研究。

對(duì)獲得的不同時(shí)期的Landsat OLI圖像應(yīng)用最大似然監(jiān)督分類和視覺(jué)解釋技術(shù)[16-17]，配合濕地實(shí)地調(diào)查，將土地利用類型細(xì)分為16種(6大類)：草地、耕地、林地、沼澤林地、人工表面(壩體、工業(yè)用地、公路用地、火車站、建設(shè)用地、農(nóng)村建設(shè)用地、鐵路用地)、水域(水庫(kù)水面、水面、河流水面、坑塘水面、養(yǎng)殖水面)。本次研究中，我們收集了100多個(gè)樣本作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，這些樣本已在最大似然分類器中用于執(zhí)行分類，總體分類準(zhǔn)確度大于95%。

2.2 土地利用動(dòng)態(tài)度

本次土地利用變化的速度采用單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度和空間動(dòng)態(tài)度來(lái)定量描述。單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度是特定土地利用類型在給定時(shí)間段內(nèi)的變化率，而空間動(dòng)態(tài)度是不同土地利用類型轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出的變化率[18-19]，其表達(dá)式分別為：

(1)

(2)

式中：K,K′表示研究時(shí)段內(nèi)單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度和土地利用變化空間動(dòng)態(tài)度;Sa，Sb分別表示研究時(shí)段始末期某一種土地利用類型的面積(km2)；Sin，Sout分別表示研究時(shí)段某一種土地利用類型轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出的面積(km2)；T為時(shí)間段(a)。

2.3 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣與景觀指數(shù)

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)源于系統(tǒng)分析，能夠反映研究期內(nèi)土地利用的結(jié)構(gòu)特征和各類型之間的轉(zhuǎn)化情況和方向，提供了詳細(xì)的“轉(zhuǎn)入”和“轉(zhuǎn)出”信息，是比較不同來(lái)源地圖的最常用方法[20]。使用下列公式進(jìn)行計(jì)算：

(3)

景觀指數(shù)可以描述景觀格局的復(fù)雜性和變化[21]。本次研究利用ArcGIS平臺(tái)和Fragstats軟件，計(jì)算了土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、蔓延度指數(shù)(CONTAG)和香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)。其中，CONTAG描述的是景觀不同斑塊的聚集性程度或延展趨勢(shì)。SHDI反映了景觀元素的數(shù)量及其比例的變化，其值越大，多樣性越高[22]。

2.4 碳匯潛力

固碳是濕地提供的重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，在地球大氣輻射平衡中起到重要的作用，也是近年來(lái)在氣候情景中最受關(guān)注的濕地功能。濕地植被的碳儲(chǔ)量是其現(xiàn)有生物量中存儲(chǔ)的碳[23]，水文地貌和植被的類型以及景觀位置都會(huì)影響區(qū)域的碳匯能力，在水資源豐富的濕地地區(qū)，其土壤肥沃，更有利于刺激濕地植物的生長(zhǎng)。

碳儲(chǔ)量計(jì)算公式為：

(4)

式中：i表示不同植被類型;Ai為不同植被類型種植面積(m2)；Ci為不同植被區(qū)域類型下的碳密度[24-26](kg/m2)(表1)；Cs為濕地區(qū)域內(nèi)總碳儲(chǔ)量(kg)。

表1 各類型植被碳密度數(shù)據(jù) kg/m2

2.5 關(guān)聯(lián)度分析

灰色關(guān)聯(lián)分析是一種識(shí)別和確定關(guān)鍵因素優(yōu)先級(jí)的改進(jìn)方法，適用于變量獨(dú)立性分析。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度理論分析了濕地與驅(qū)動(dòng)因子之間的相關(guān)性。由于每個(gè)序列中因子的維數(shù)不同，無(wú)法對(duì)不同序列進(jìn)行比較。因此，為了確保結(jié)果的可靠性，使用等式(5)對(duì)參考序列和比較序列進(jìn)行了無(wú)量綱處理。無(wú)量綱處理后，計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)和灰色關(guān)聯(lián)度[27]。

(5)

ζk(k)=

(6)

(7)

式中：Xi(k)為原始數(shù)據(jù)；xi(k)為無(wú)量綱處理后的數(shù)據(jù)；ζi(k)為灰色相關(guān)系數(shù)；γi為灰色關(guān)聯(lián)度；ρ為分辨系數(shù),0<ρ<1 ,通常取0.5。i=0,1,2,…,n;k=1,2,…,m。

3 結(jié)果與討論

3.1 濟(jì)西濕地的演變

3.1.1 土地利用類型的演變

(1) 土地利用動(dòng)態(tài)度。自1990年以來(lái)，在氣象、水文、地質(zhì)地貌、植被、土壤、地下水、人類工程活動(dòng)、自然災(zāi)害等因素影響下，濟(jì)西濕地土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化(圖1)。土地利用類型的變化主要分4個(gè)階段(表2)，分別為水庫(kù)建設(shè)前的變化期(1990—1998年)、水庫(kù)建設(shè)期間的穩(wěn)定期(1998—2000年)、濕地初步形成期(2000—2004年)以及濕地快速發(fā)展期(2004—2019年)。1990—1998年期間，濟(jì)西濕地單一土地利用類型變化速度最快的是公路用地(38.78%)，其空間動(dòng)態(tài)度達(dá)到155.12%，城市化道路發(fā)展極為迅速。1998—2000年為水庫(kù)建設(shè)期，受政府的控制和影響，在此時(shí)間段內(nèi)土地利用類型保持不變。2000—2004年，坑塘成為增加速度最快的土地利用類型(71.46%)，但空間動(dòng)態(tài)度最大的是建設(shè)用地(166.78%)。2004—2019年，年變化率最快(26.33%)和空間動(dòng)態(tài)度(36.12%)最大的均為草地。

表2 單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度(K)和土地利用變化空間動(dòng)態(tài)度(K′) %

圖1 濟(jì)西1990-2019年濕地土地利用類型

(2) 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。在濕地的形成和發(fā)展過(guò)程中起到重要的作用的是土地利用類型是生態(tài)用地，由于耕地對(duì)于濕地內(nèi)動(dòng)植物生長(zhǎng)的貢獻(xiàn)有限，本研究將林地、草地、沼澤林地和水域視為主要的生態(tài)用地[28]同時(shí)由于1998—2000年的土地利用類型保持不變，重點(diǎn)分析了1990—1998年、2000—2004年、2004—2019年土地利用轉(zhuǎn)換矩陣(表3)。1990—1998年，自然狀態(tài)下的生態(tài)用地增加緩慢(5.58%)，耕地(11.79%)主要轉(zhuǎn)化為人工表面用地。2000—2004年，生態(tài)用地的轉(zhuǎn)入比例迅速增加(66.04%)，這主要得益于玉清湖的建成，此時(shí)濕地初步形成。2004—2019年，生態(tài)用地轉(zhuǎn)入的占比仍然很大(47.91%)，濕地不斷發(fā)展。總體來(lái)看，耕地與生態(tài)用地之間的相互轉(zhuǎn)換是主要的土地利用變化類型，建設(shè)用地與生態(tài)用地之間的相互轉(zhuǎn)換是次要的土地利用變化類型。焉恒琦等[29]在研究多個(gè)濕地的人為脅迫性也指明，耕地和人工表面是人工干預(yù)引起濕地內(nèi)部變化的主要類型，對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)有很大的影響。

表3 濟(jì)西濕地1990-2019年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

3.1.2 植被覆蓋類型及碳匯情況的演變 土地利用是人類對(duì)土地的利用方式和使用狀況，而土地覆蓋(植被覆蓋)主要表達(dá)的是土地表層以植被為主要覆蓋物的自然類型和狀態(tài)。濟(jì)西濕地目前植被覆蓋類型主要有4種，分別為草地、耕地、林地、沼澤林地(圖2)。整體來(lái)看，1990—2019年濟(jì)西濕地植被覆蓋類型變化主要表現(xiàn)為耕地減少，轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸亍⒘值睾驼訚闪值?。其中耕地減少了45.20%，林地增加了13.64%，沼澤林地增加了11.78%、草地增加了1.85%。林地和沼澤林地的增加成為濟(jì)西濕地演變的主要特征。濕地形成前，區(qū)域內(nèi)耕地面積占比最大，碳儲(chǔ)量也最多。在濕地形成和建設(shè)的過(guò)程中，由于濟(jì)南市“退耕還林還濕”政策的實(shí)施，濕地區(qū)域內(nèi)部分耕地改變?yōu)榱值?、草地和沼澤林地等具有高固碳能力的植被類型，較少的生態(tài)用地就能夠提供更多的碳儲(chǔ)量，使得濟(jì)西濕地的碳匯能力在不斷增強(qiáng)。

圖2 濟(jì)西1990-2019年濕地植被類型及碳匯情況變化

3.1.3 景觀指數(shù)的變化 濟(jì)西濕地內(nèi)的CONTAG呈下降趨勢(shì)，景觀破碎化程度變高，連通性變低(圖3)。而SHDI一直呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，表明隨著時(shí)間的推移，濕地景觀類型的多樣性增加，并有向不同土地利用類型發(fā)展的趨勢(shì)，這是由于人類干擾的增加。此外，CONTAG的減少和SHDI的增加，說(shuō)明作為主要土地利用類型的耕地逐漸減少，已變得更加零碎，在景觀中的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越小，這意味著在濕地公園的建設(shè)過(guò)程中，“退耕還林還濕”政策得到有效實(shí)施。

圖3 濟(jì)西1990-2019年濕地景觀指數(shù)變化

3.1.4 水文氣候的演變特征

(1) 氣溫演變特征。由圖4可知，濟(jì)西濕地形成后的趨勢(shì)線比形成前的趨勢(shì)線明顯降低，對(duì)于局部氣候的調(diào)節(jié)作用明顯，但由于城市社會(huì)的發(fā)展，氣溫仍呈現(xiàn)波動(dòng)上升狀態(tài)。年平均氣溫大部分為正距平，最高平均氣溫為15 ℃，出現(xiàn)在2019年，相較歷年平均氣溫高了0.83 ℃；最低氣溫出現(xiàn)在2011年，年均溫為13.4 ℃，相較歷年平均氣溫低了0.77 ℃，最高值和最低值之間相差1.6 ℃。根據(jù)2000年后的氣溫趨勢(shì)線，氣溫將繼續(xù)呈現(xiàn)波動(dòng)上升狀態(tài)。該區(qū)域的變暖和與玉符河的季節(jié)性洪水會(huì)使?jié)竦氐牡乇硭垂┙o不穩(wěn)定，導(dǎo)致濟(jì)西濕地中蒸發(fā)量的增加，引起土壤含水量減少和地表水補(bǔ)給減少，不利于城市濕地的自然發(fā)展。

圖4 濟(jì)西1990-2019年濕地年均氣溫變化和降雨量變化

(2) 降水和地下水水位變化特征。根據(jù)濟(jì)西濕地年均降雨量變化圖(圖5)和監(jiān)測(cè)孔組逐月的監(jiān)測(cè)資料(圖5)，濟(jì)西濕地的降水量和地下水水位趨勢(shì)基本一致。1993年、1994年連續(xù)兩個(gè)豐水年后，孔隙水水位上升至近30 a最高水位，此后水位逐漸下降，至2003年枯水期，水位降至最低點(diǎn)。2003年以后，濟(jì)西濕地進(jìn)入連續(xù)的豐水年份，降水量較多年平均值多100～150 mm左右，孔隙水水位快速回升，進(jìn)入相對(duì)的高水位期。從孔隙水多年動(dòng)態(tài)曲線可以看出，一場(chǎng)較大的降水，對(duì)孔隙水水位的影響十分明顯，如1996，1998，2003，2004，2010，2013和2016年，降水量集中，月內(nèi)降水量均在300 mm以上，孔隙水水位在短期內(nèi)迅速回升至當(dāng)年最高水位或數(shù)年最高水位。由于濟(jì)西濕地存在較厚的第四系松散沉積物，因此該區(qū)域降水量增加可有效增大地下水的補(bǔ)給量，使得地下水水位的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)出10 a左右的波動(dòng)周期。

圖5 濟(jì)西1991-2019年孔隙水動(dòng)態(tài)與降水量關(guān)系曲線

(3) 相關(guān)性分析。將濕地面積作為參考序列，而長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的降雨、溫度和地下水水位作為比較序列，分析了濕地面積變化和氣象序列相關(guān)性。其中，用負(fù)值表示負(fù)相關(guān)，正值表示正相關(guān)。由表4可知，3種因子中地下水水位是影響濕地面積的最主要因素。濕地面積與地下水水位、降水量呈正相關(guān)，地下水水位和降水量對(duì)城市濕地的自然發(fā)展具有重要影響。而氣溫與濕地面積變化之間呈負(fù)相關(guān)，即隨著區(qū)域溫度的升高，濕地的面積減少。由于濕地本身具有冷濕效應(yīng)，區(qū)域溫度升高將降低城市濕地的冷濕作用。鄭慧禎等[30]在研究閩江濕地時(shí)也發(fā)現(xiàn)了隨著濕地溫度的上升，濕地面積減少，降溫效果減弱。杜培軍等[31]在研究濱海濕地土地利用與地表溫度響應(yīng)時(shí)也有一致的結(jié)論。這表明水文氣候因素對(duì)城市濕地的影響與天然濕地類似。

表4 濕地面積與驅(qū)動(dòng)因子的灰色關(guān)聯(lián)度

3.2 演化的驅(qū)動(dòng)力

濕地公園中的自然的水文氣候的變化和外部的人為干擾是影響濟(jì)西濕地演變的主要因素。

3.2.1 水文氣候 基于灰色關(guān)聯(lián)理論，采用長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)的降水?dāng)?shù)據(jù)和氣溫?cái)?shù)據(jù)分析了水文氣候?qū)?jì)西濕地的影響。降水和地下水補(bǔ)給作為濕地的重要水源，與濕地面積變化呈正相關(guān)。溫度與濕地變化呈負(fù)相關(guān)。這與Wu等[16]在紅河自然濕地中的研究結(jié)論是一致的，表明在不受人為影響的情況下，城市濕地的發(fā)展演化同樣受水文氣候因素的控制。因此，水文氣象因素對(duì)城市濕地的自然演化起著重要的作用，濕地內(nèi)的水文循環(huán)是城市濕地成為常年性濕地的關(guān)鍵。從降水、地下水水位、溫度等氣象條件的演變特征趨勢(shì)線分析，景區(qū)在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)降水量和地下水水位呈下降趨勢(shì)，氣溫呈上升的趨勢(shì)，處于偏暖階段。溫度升高將使地表水蒸發(fā)量增加，而隨著蒸發(fā)過(guò)程的加速和濕地水資源量的減少，會(huì)導(dǎo)致濕地面積的喪失。該階段維持時(shí)間2～3 a后轉(zhuǎn)入降雨量增加階段，周而復(fù)始的呈波動(dòng)變化。此外，濟(jì)西濕地及臨近區(qū)域年均降水量、年均氣溫和地下水水位的特征不存在突變現(xiàn)象，這將對(duì)景區(qū)植被的生長(zhǎng)發(fā)育、水分補(bǔ)給更為有利。

3.2.2 人為干擾 當(dāng)“濟(jì)西國(guó)家濕地公園”建立時(shí)，農(nóng)業(yè)活動(dòng)受到限制，導(dǎo)致耕地面積大幅減少，這表明農(nóng)業(yè)開(kāi)墾對(duì)濟(jì)西濕地的形成有最直接相關(guān)性。人為開(kāi)采大量地下水澆灌農(nóng)田也會(huì)影響區(qū)域內(nèi)水資源的補(bǔ)給，不利于濕地的發(fā)展。由于濕地生態(tài)系統(tǒng)的高脆弱性，若濕地區(qū)域內(nèi)的林地遭受破壞，耕地增加，則濕地區(qū)域內(nèi)的碳匯能力將極大降低。而水作為濕地的主要景觀和關(guān)鍵要素，水量和水質(zhì)對(duì)于濕地的發(fā)展極為重要。濕地公園內(nèi)農(nóng)田化肥和居民生活用水若未經(jīng)處理直接排放，會(huì)影響著水生動(dòng)植物的生存環(huán)境。并且由于玉清湖水庫(kù)為直引黃河水的水庫(kù)，水質(zhì)情況直接受到黃河水水質(zhì)的影響。未經(jīng)處理排放到黃河內(nèi)的城市工農(nóng)業(yè)用水將加重濕地公園內(nèi)水質(zhì)的污染程度。于洋等[13]也在其研究中指出，濟(jì)西濕地受到人為因素的強(qiáng)烈干擾，不合理的處置措施將導(dǎo)致濕地不斷減少。李文清[32]和胡乃利等[33]的研究也揭示了城市濕地區(qū)域內(nèi)農(nóng)藥化肥的使用和土地利用類型的不合理的導(dǎo)致濕地內(nèi)較嚴(yán)重的水質(zhì)污染和水土流失現(xiàn)象。水庫(kù)建設(shè)前，該區(qū)域未受干擾，植被覆蓋類型只有耕地和林地。玉清湖水庫(kù)建設(shè)期間，由于政府的規(guī)劃和控制，植被覆蓋類型并未發(fā)生變化。玉清湖水庫(kù)建設(shè)后的過(guò)渡期，水庫(kù)逐漸向外滲水，加上居民對(duì)于黃河水和玉符河水的引灌，濕地初步形成。從2004—2019年，由于城市的規(guī)劃，強(qiáng)制性和激勵(lì)性政策的實(shí)施，至2011年濟(jì)西濕地被列為國(guó)家濕地公園的試點(diǎn)公園后濟(jì)西濕地“退耕還林還濕”政策的有效實(shí)施，濕地進(jìn)入快速發(fā)展階段。具體表現(xiàn)為耕地大幅度減少，轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?、草地、沼澤林地等生態(tài)用地。

4 結(jié) 論

(1) 耕地的減少、林地和沼澤林地的增加是濟(jì)西濕地土地利用類型演變的主要特征。耕地與生態(tài)用地的相互轉(zhuǎn)換是主要的土地利用變化類型，建設(shè)用地與生態(tài)用地的相互轉(zhuǎn)換是次要的土地利用變化類型?！巴烁€林還濕”政策得到有效實(shí)施，具有高固碳能力的植被類型的增加使得濟(jì)西濕地的碳匯能力不斷增強(qiáng)。景觀指數(shù)和動(dòng)植物的變化表明濕地生態(tài)多樣性增加。

(2) 灰色關(guān)聯(lián)度分析顯示，地下水水位是影響濕地自然演變的主要因素，降雨的影響次之，而氣溫與濕地面積變化呈負(fù)相關(guān)。水文氣象特征的趨勢(shì)線表明現(xiàn)階段呈溫度升高和降水減少趨勢(shì)。這些因子的變化過(guò)程主導(dǎo)著城市濕地的自然演變，并控制了濕地水文循環(huán)的變化，研究區(qū)內(nèi)的水文循環(huán)是常年性濕地形成的關(guān)鍵。

(3) 土地利用的主次要轉(zhuǎn)換類型以及人為對(duì)碳匯能力的增強(qiáng)表明了城市規(guī)劃等人為干擾是城市濕地演變的主導(dǎo)因素，而水文氣象因子則更多影響城市濕地穩(wěn)定后的自然演變。氣候變暖、水資源量的減少以及地下水水位的降低，都將不利于地表水的儲(chǔ)存。濟(jì)西濕地內(nèi)地表水補(bǔ)給了地下水，減少了地表水的量，增加了濕地的脆弱性。因此，為了保護(hù)濕地，必須限制耕地的擴(kuò)展和人為不合理的施工建設(shè)。