袁煜淞，王國(guó)棟，劉吉平，胡楠林，趙美玲，孟敬慈，陳 旗，張 濤,4

(1.吉林師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，吉林四平 136000；2.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所濕地生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春 130102；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；4.東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130024)

濱海濕地是位于陸地與海洋之間的生態(tài)過(guò)渡區(qū)，潮溝作為由海洋和河流動(dòng)力塑造的潮汐通道，是濱海潮灘最活躍的陸海交互微地貌單元[1-2]。潮溝系統(tǒng)的形態(tài)特征與陸地河流系統(tǒng)有相似之處，但卻并不像陸地河流那樣只是單向流動(dòng)，在海浪和潮汐的影響下，潮溝實(shí)際上是一個(gè)雙向流動(dòng)系統(tǒng)[3]。潮溝廣泛分布在河口和潮灘地區(qū)，他們是淡水與咸水交匯的核心區(qū)域。同時(shí)，潮溝也是陸地與海洋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行能量、物質(zhì)和基因交換的主要通道，展示了河口地區(qū)獨(dú)特的水文連接模式[4]。

近年來(lái)，人工岸線不斷向海推進(jìn)[5]，導(dǎo)致濱海濕地潮灘系統(tǒng)萎縮，潮溝發(fā)育受到影響，面臨生態(tài)意義的喪失。因此，開(kāi)展對(duì)潮溝發(fā)育的研究和評(píng)估，對(duì)于濱海濕地保護(hù)與恢復(fù)具有重要意義，這也是當(dāng)前濱海濕地研究的關(guān)鍵議題之一。國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展了大量關(guān)于潮溝發(fā)育的研究，如利用實(shí)地調(diào)查[6-7]、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)[8-10]等方法對(duì)潮溝系統(tǒng)進(jìn)行研究，但是受到觀測(cè)尺度的限制，上述方法難以模擬濱海濕地復(fù)雜自然條件下的潮溝特征[11]。利用遙感技術(shù)則可以擺脫復(fù)雜自然條件的影響，基于多源時(shí)間序列遙感影像進(jìn)行潮溝系統(tǒng)的提取及其形態(tài)特征參數(shù)的分析，能夠?yàn)槌睖舷到y(tǒng)的演化提供支持[12]。例如，基于長(zhǎng)時(shí)間序列遙感影像對(duì)黃河三角洲潮溝網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)演變進(jìn)行分析[13-14]；采用分形理論探究黃河三角洲和長(zhǎng)江口九段沙濕地潮溝的發(fā)育特征[15-16]；基于潮位校正原理劃分潮區(qū)以此探討遼河口濕地潮溝的空間分布特征[17]；采用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)構(gòu)建地形數(shù)據(jù)對(duì)遼河口濕地潮溝與植被之間的關(guān)系進(jìn)行分析[18]。這些研究通過(guò)分析潮溝的形態(tài)參數(shù)，對(duì)潮溝網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估。然而，以往研究多聚焦于遼河口潮溝的現(xiàn)狀，缺乏基于長(zhǎng)時(shí)間序列與空間尺度的遼河口潮溝發(fā)育時(shí)空動(dòng)態(tài)特征的深入研究。利用遙感技術(shù)對(duì)遼河口潮溝發(fā)育的時(shí)空動(dòng)態(tài)演變特征進(jìn)行研究，有助于了解遼河口濱海濕地的整體變化情況，對(duì)正在籌建的遼河口國(guó)家公園的總體布局規(guī)劃、區(qū)域勘界和調(diào)查具有重要科學(xué)意義。

本研究以遼河口濕地典型區(qū)域的潮溝作為研究對(duì)象，基于Landsat 8、Sentinel 2 衛(wèi)星遙感影像，采用目視解譯法提取潮溝信息，通過(guò)計(jì)算潮溝發(fā)育的形態(tài)特征參數(shù)，評(píng)估2013—2022 年潮溝發(fā)育的時(shí)空動(dòng)態(tài)演變，并進(jìn)一步采用空間自相關(guān)分析、冷熱點(diǎn)分析、相關(guān)分析等統(tǒng)計(jì)分析方法，揭示遼河口東岸區(qū)、西岸區(qū)和河口沖積島潮溝發(fā)育的時(shí)空變化特征及趨勢(shì)，以期為遼河口濕地的科學(xué)保護(hù)與管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1 研究區(qū)域

遼河口濕地(40°43′54″N～40°57′13′N(xiāo)，121°31′55′′E～121°57′0′′E)位于遼寧遼河口國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)[17](圖1)，主要由東西兩岸潮灘、河口沖積島和外海水體組成[19]，潮灘、潮溝發(fā)育眾多，是中國(guó)北方濱海濕地分布較為集中的地區(qū)[20]。遼河口濕地是由遼河、雙臺(tái)子河、大凌河、小凌河等河流與海洋潮汐共同作用形成的粉砂淤泥質(zhì)海灘[21-22]。濕地中生長(zhǎng)有典型的鹽沼植被，以鹽地堿蓬(Suaeda salsa)和蘆葦(Phragmites australis)為主[18]。正在籌建的遼河口國(guó)家公園規(guī)劃面積約17 萬(wàn)hm2，整合了遼寧遼河口國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等8 處自然保護(hù)地，以實(shí)現(xiàn)遼河口濕地及周邊海域生態(tài)質(zhì)量最優(yōu)、生物多樣性最豐富區(qū)域的最嚴(yán)格保護(hù)。自2015年以來(lái)，盤(pán)錦市啟動(dòng)“退養(yǎng)還濕”工程，于2020年實(shí)現(xiàn)了遼河口濱海濕地內(nèi)所有養(yǎng)殖設(shè)施的拆除，恢復(fù)濕地5 726 hm2、自然岸線17.6 km[23]。潮灘逐步處于自然演化狀態(tài)，為潮溝的發(fā)育提供了優(yōu)良的空間[24]。潮溝作為海陸物質(zhì)能量傳輸?shù)闹匾ǖ?，?duì)濱海潮灘生態(tài)系統(tǒng)有著重要影響，然而，潮溝在時(shí)間和空間尺度上呈現(xiàn)何種發(fā)育趨勢(shì)尚未清楚，這給遼河口濱海濕地的恢復(fù)以及國(guó)家公園規(guī)劃建設(shè)相關(guān)政策的制定帶來(lái)了困擾。根據(jù)遼河口濱海濕地潮灘的范圍、地理位置和空間分布關(guān)系，參考入?？诤拥赖目臻g位置，劃分3個(gè)研究區(qū)域，分別為東岸區(qū)、西岸區(qū)和河口沖積島(圖1，2022年)，對(duì)不同研究區(qū)域內(nèi)潮溝的時(shí)空動(dòng)態(tài)演變進(jìn)行遙感分析。

圖1 研究區(qū)位置圖及植被分布圖Fig.1 Location maps of study area and vegetation distribution map

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine，GEE)平臺(tái)，選取2013年、2015年、2017年、2020年和2022 年夏季，云量小于10%的Landsat 8 和Sentinel 2衛(wèi)星遙感影像(表1)，空間分辨率分別為15 m和10 m，采用目視解譯法，對(duì)遼河口濕地潮灘和潮溝信息進(jìn)行遙感解譯，并結(jié)合8 m分辨率的高分六號(hào)以及0.5 m分辨率的Google Earth影像進(jìn)行輔助判讀(圖2)。利用野外調(diào)查結(jié)果和高分辨率google歷史影像數(shù)據(jù)，對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)，結(jié)果顯示Kappa系數(shù)均大于0.7，解譯結(jié)果可信(表2)。

表1 遙感影像數(shù)據(jù)信息Table 1 Remote sensing image data information

表2 2013—2022年遙感影像解譯精度結(jié)果Table 2 Results of interpretation accuracy of remote sensing images from 2013 to 2022

圖2 2013—2022年遼河口濱海濕地潮灘與潮溝分布圖Fig.2 Distribution maps of tidal flats and tidal channels in coastal wetlands of the Liaohe River estuary from 2013 to 2022

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 潮溝空間分析

利用ArcGIS 10.8軟件中的空間分析工具，對(duì)遼河口濕地潮溝時(shí)空動(dòng)態(tài)演變進(jìn)行冷熱點(diǎn)分析[25]。利用空間分析方法，探究2013—2022 年遼河口濕地潮溝演變的空間異質(zhì)性特征，為遼河口濱海濕地以及遼河口國(guó)家公園的規(guī)劃提供科學(xué)支持。首先，將獲取的潮溝矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)，設(shè)置柵格分辨率為10 m，將柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，潮溝值設(shè)置為1，其他地物類(lèi)型設(shè)置為0。利用柵格計(jì)算器工具，對(duì)5 期潮溝柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格加減處理，提取全部變化值，作為2013—2022 年遼河口濕地潮溝覆蓋范圍的時(shí)間序列演化數(shù)據(jù)。然后，對(duì)潮溝演化數(shù)據(jù)進(jìn)行Moran’sI全局空間自相關(guān)分析，Moran’sI系數(shù)的數(shù)值在-1 到1 之間，小于0 為負(fù)相關(guān)；等于0為不相關(guān)；大于0 為正相關(guān)，分別代表空間分布均勻、隨機(jī)和集聚3 種類(lèi)型[26-27]。進(jìn)行Moran’sI全局空間自相關(guān)測(cè)算后，Moran’sI指數(shù)為0.999＞0，呈正空間自相關(guān)，p值小于0.01，表明遼河口潮溝的演化具有一定的空間集聚性。最后，進(jìn)行冷熱點(diǎn)分析。

1.3.2 潮溝系統(tǒng)參數(shù)選取

通過(guò)目視解譯的方法，利用ArcGIS 10.8軟件，提取2013—2022年遼河口濕地潮灘(東岸區(qū)、西岸區(qū)和河口沖積島)和潮溝的面狀矢量數(shù)據(jù)。將潮灘面狀矢量數(shù)據(jù)用于計(jì)算各時(shí)期各研究區(qū)域的面積(表3)。將潮溝的面狀矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)并利用ArcScan拓展模塊進(jìn)行柵格矢量化操作，提取潮溝中心線，作為潮溝的線狀矢量數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)潮溝各項(xiàng)指標(biāo)。根據(jù)遼河口濕地潮溝的發(fā)育結(jié)構(gòu)，將與海洋連接的大型潮溝劃分為Ⅰ級(jí)潮溝；將與海洋連接的小型潮溝和Ⅰ級(jí)潮溝的大型支流劃分為Ⅱ級(jí)潮溝；將Ⅰ級(jí)潮溝的小型支流和Ⅱ級(jí)潮溝的支流及孤立的小型潮溝劃分為Ⅲ級(jí)潮溝[14]。選取的潮溝系統(tǒng)指標(biāo)包括潮溝的數(shù)量、長(zhǎng)度[28]、頻數(shù)[17]、密度[29]、分汊率[30]、分形維數(shù)[16]以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)通度(α指數(shù))、節(jié)點(diǎn)連接率(β指數(shù))和網(wǎng)絡(luò)連通度(γ指數(shù))3個(gè)網(wǎng)絡(luò)連通性指標(biāo)[31]，計(jì)算公式見(jiàn)表4。

表3 2013—2022年遼河口不同研究區(qū)域潮灘面積的變化Table 3 Area chages of tidal flats in different study areas of the Liaohe River estuary from 2013 to 2022

表4 潮溝系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算及意義Table 4 Calculations of tidal channel related indicators and their significances

2 結(jié)果與分析

2.1 潮溝冷熱點(diǎn)分析

冷熱點(diǎn)分析表明，遼河口濕地潮溝演化具有明顯的空間異質(zhì)性(圖3)。變化的熱點(diǎn)區(qū)域主要集中于西岸區(qū)的養(yǎng)殖場(chǎng)附近以及東岸區(qū)的填海造陸區(qū)域(p＜0.01)；冷點(diǎn)區(qū)域則由兩岸河口向入?？?，自北向南蔓延；冷點(diǎn)與熱點(diǎn)在其蔓延趨勢(shì)的中間地帶形成不顯著區(qū)域。

圖3 2013—2022年遼河口潮溝演化的冷熱點(diǎn)分析圖Fig.3 Hotspot analysis map of tidal channel evolution in the Liaohe River estuary from 2013 to 2022

2.2 潮溝數(shù)量與長(zhǎng)度

2013—2022 年，遼河口濕地潮溝的總長(zhǎng)度與各級(jí)潮溝長(zhǎng)度的變化趨勢(shì)基本一致，整體上均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)(圖4)。潮溝的年平均增加長(zhǎng)度為40.8 km，年平均增加數(shù)量為239條。在數(shù)量變化上，Ⅰ級(jí)潮溝增加了32條、Ⅱ級(jí)潮溝增加了319條、Ⅲ級(jí)潮溝增加了1 806 條；在長(zhǎng)度變化上，Ⅰ級(jí)潮溝增加了68.5 km、Ⅱ級(jí)潮溝增加了187.4 km、Ⅲ級(jí)潮溝增加了111.9 km。從不同研究區(qū)域來(lái)看，西岸區(qū)、東岸區(qū)和河口沖積島潮溝總長(zhǎng)度分別增加了238.7 km、78.4 km 和50.7 km(表5)，潮溝長(zhǎng)度的年平均增長(zhǎng)速率由高到低依次為西岸區(qū)(26.5 km/a)、東岸區(qū)(8.7 km/a)、河口沖積島(5.6 km/a)，兩岸比河口沖積島的增速快。2013—2022 年，西岸區(qū)潮溝長(zhǎng)度占研究區(qū)總長(zhǎng)度的比例由62%增加到63%，東岸區(qū)則由34%降低到29%，河口沖積島由4%增加到8%。2013—2022 年，西岸區(qū)潮溝數(shù)量增加了1 216 條，東岸區(qū)潮溝增加了675條，河口沖積島增加了265條；西岸區(qū)潮溝數(shù)量的年平均增長(zhǎng)速率為135.1條/a，東岸區(qū)為75條/a，河口沖積島為29.4條/a。

表5 2013—2022年遼河口不同區(qū)域不同等級(jí)潮溝的長(zhǎng)度和數(shù)量Table 5 Length and number of tidal channels in different areas of the Liaohe River estuary from 2013 to 2022

圖4 2013—2022年遼河口不同等級(jí)潮溝長(zhǎng)度的變化Fig.4 Length changes of different grades of tidal channels in the Liaohe River estuary from 2013 to 2022

2.3 潮溝頻數(shù)

2013—2022 年，遼河口濕地潮溝頻數(shù)增加了12.75 條/km2，年平均增加了1.41 條/km2(圖5)。其中，西岸區(qū)、東岸區(qū)和河口沖積島潮溝頻數(shù)分別增加了10.07 條/km2、19.59 條/km2和17.47 條/km2，西岸區(qū)、東岸區(qū)和河口沖積島潮溝頻數(shù)的年平均增長(zhǎng)速率分別為1.12 條/(km2·a)、2.17 條/(km2·a)和1.94 條/(km2·a)。東岸區(qū)是3個(gè)區(qū)域中潮溝頻數(shù)增長(zhǎng)最快的區(qū)域，西岸區(qū)增速最慢。不同研究區(qū)域潮溝頻數(shù)的增長(zhǎng)速率由快到慢依次為東岸區(qū)、河口沖積島、西岸區(qū)。

圖5 2013—2022年遼河口潮溝發(fā)育形態(tài)特征Fig.5 Morphological characteristics of tidal channel development in the Liaohe River estuary from 2013 to 2022

2.4 潮溝密度

2013—2022 年，遼河口濕地潮溝密度增加了2.25 km/km2、年平均增加了0.25 km/km2(圖5)。西岸區(qū)、東岸區(qū)和河口沖積島潮溝密度分別增加了2.03 km/km2、2.52 km/km2和3.42 km/km2。東 岸區(qū)、西岸區(qū)和河口沖積島潮溝年平均增長(zhǎng)速率分別增加了0.28 km/(km2· a)、0.23 km/(km2· a)和0.38 km/(km2·a)。河口沖積島潮溝密度的年平均增長(zhǎng)速率高于東岸區(qū)和西岸區(qū)。

2.5 潮溝分汊率

2013—2022年，遼河口濕地潮溝分汊率增加了10.31 pcs/km2，年平均增加了1.15 pcs/km2，其中，西岸區(qū)潮溝的分汊率增加了8.34 pcs/km2，東岸區(qū)增加了15.67 pcs/km2，河口沖積島增加了12.72 pcs/km2(圖5)。東岸區(qū)、西岸區(qū)和河口沖積島潮溝分汊率的年平均增長(zhǎng)速率分別為1.74 pcs/(km2·a)、0.92 pcs/(km2·a)和1.41 pcs/(km2·a)。東岸區(qū)潮溝分汊率的年平均增長(zhǎng)速率高于河口沖積島，二者差距不大但都高于西岸區(qū)。

2.6 潮溝分形特征

分形維數(shù)表示潮溝發(fā)育的復(fù)雜程度，用盒計(jì)法來(lái)進(jìn)行分析，使用ArcGIS軟件對(duì)潮溝進(jìn)行網(wǎng)格分析，選取邊長(zhǎng)r為10 m、50 m、100 m、150 m、200 m、250 m 和300 m 共7 組網(wǎng)格數(shù)據(jù)，得到對(duì)應(yīng)年份覆蓋潮溝所需的不同的盒子數(shù)，根據(jù)公式求出對(duì)應(yīng)值。最小值10 m與影像分辨率一致，可以確保包含最小的潮溝線要素單元。如果取值在1 到2 之間，說(shuō)明潮溝發(fā)育具有分形特征；潮溝的支流越多，網(wǎng)絡(luò)越復(fù)雜，則分維值越大[32]，發(fā)育程度越好。如圖5所示，2013—2022年遼河口濕地潮溝的分形維數(shù)增長(zhǎng)了0.078，年平均增長(zhǎng)了0.008 6，其中，西岸區(qū)潮溝的分形維數(shù)增長(zhǎng)了0.081，東岸區(qū)增長(zhǎng)了0.077，河口沖積島增長(zhǎng)了0.122。從潮溝分形維數(shù)的年平均增長(zhǎng)速率來(lái)看，西岸區(qū)最高，為0.009 0，其次是東岸區(qū)和河口沖積島潮溝，分別為0.008 5和0.013 5。

2.7 潮溝網(wǎng)絡(luò)連通性

如圖6所示，α、β和γ三個(gè)指數(shù)的變化趨勢(shì)基本一致，具有高度同步性。遼河口濕地潮溝的網(wǎng)絡(luò)連通性水平年際變化表現(xiàn)為2017 年最高，2013年、2020 年、2015 年和2022 年依次降低。2013—2022年，遼河口濕地潮溝的網(wǎng)絡(luò)連通度波動(dòng)下降，變化幅度較小，各研究區(qū)域之間存在差異。2013—2022年，西岸區(qū)、東岸區(qū)和河口沖積島潮溝的網(wǎng)絡(luò)環(huán)通度(α指數(shù))均值分別為0.15、0.15 和0.31；節(jié)點(diǎn)連接率(β指數(shù))均值分別為1.29、1.37 和1.60；網(wǎng)絡(luò)連通度(γ指數(shù))均值分別為0.43、0.46 和0.54。河口沖積島潮溝的網(wǎng)絡(luò)連通性優(yōu)于東岸區(qū)和西岸區(qū)。

圖6 2013—2022年遼河口潮溝網(wǎng)絡(luò)連通性指數(shù)的變化Fig.6 Changes of network connectivity indices of tidal channels in the Liao River estuary from 2013 to 2022

2.8 不同潮溝參數(shù)之間的相關(guān)分析

將2013—2022 年5 個(gè)時(shí)期3 個(gè)研究區(qū)共計(jì)15個(gè)樣本單元，進(jìn)行時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示，潮溝長(zhǎng)度與數(shù)量之間高度正相關(guān)(R2=0.924 8，p＜0.001)(圖7)。潮溝頻數(shù)、潮溝密度、潮溝分汊率與潮溝分形維數(shù)之間的線性擬合結(jié)果均高度正相關(guān)(p＜0.001)(圖7)；潮溝分形維數(shù)的變化與潮溝發(fā)育各項(xiàng)參數(shù)的變化呈現(xiàn)一致性。

圖7 遼河口潮溝不同參數(shù)之間的關(guān)系Fig.7 Relationships between different parameters of tidal channel in the Liaohe River estuary

3 討論

2015 年遼河口國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)實(shí)施“退養(yǎng)還濕”政策，2022年開(kāi)展圍海養(yǎng)殖坑塘以及相關(guān)建筑物全部推平相關(guān)工程，在保護(hù)區(qū)陸續(xù)出臺(tái)對(duì)濱海潮灘相關(guān)保護(hù)政策背景下，遼河口濕地正逐步自然恢復(fù)灘涂濕地原本面貌，潮溝系統(tǒng)發(fā)育呈自然良性演變。

在空間區(qū)域尺度上，Moran’sI指數(shù)為0.999＞0(p＜0.01)，表明遼河口濕地潮溝動(dòng)態(tài)演變過(guò)程具有顯著的空間集聚特征?？傮w而言，變化強(qiáng)烈的熱點(diǎn)區(qū)域大多分布在植被分布較少的區(qū)域或者光灘；變化緩慢的冷點(diǎn)區(qū)域大多分布在植被分布較多的區(qū)域。結(jié)合圖1，熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在東岸和西岸的濱海灘涂區(qū)域，區(qū)域內(nèi)植被較少，并且在“退養(yǎng)還濕”政策下，西岸養(yǎng)殖區(qū)逐漸向?yàn)┩窟^(guò)渡，潮溝發(fā)育條件有所改善。冷點(diǎn)區(qū)域主要分布在東岸區(qū)和西岸區(qū)的河口內(nèi)部，植被生長(zhǎng)較多。在河口沖積島區(qū)域，自入?？谙蚝涌趦?nèi)部，由熱點(diǎn)向冷點(diǎn)演變，植被分布區(qū)潮溝變化不大。

就遼河口潮溝整體發(fā)育規(guī)模而言，西岸區(qū)潮溝長(zhǎng)度和數(shù)量發(fā)育更好，規(guī)模最大，2013—2022年潮溝長(zhǎng)度增加了238.71 km，數(shù)量增加了1 216條，為增加最多的區(qū)域。這可歸因于2015 年“退養(yǎng)還濕”政策的實(shí)施，養(yǎng)殖區(qū)的退出為潮溝發(fā)育提供了新的空間，從而導(dǎo)致西岸潮溝發(fā)育規(guī)模擴(kuò)大；其次，西岸區(qū)灘涂面積和縱深優(yōu)于東岸，有著更為寬闊的潮灘空間，利于潮溝發(fā)育，這與其他學(xué)者提出的寬闊潮坪促進(jìn)潮溝發(fā)育的結(jié)論[33]一致。

遼河口3 個(gè)區(qū)域潮溝形態(tài)特征的對(duì)比分析結(jié)果表明，東岸區(qū)潮溝的頻數(shù)、密度、分汊率等均最高(見(jiàn)圖5)，可能因?yàn)橄噍^于西岸區(qū)，東岸區(qū)潮灘較為狹窄，潮灘面積較小，潮溝長(zhǎng)度和數(shù)量的增加，體現(xiàn)出較高的密集程度，因此，潮溝頻數(shù)、密度和分汊率都高于其他區(qū)域，各參數(shù)特征具有一致性。此外，東岸區(qū)潮灘處于中潮灘和高潮灘，相較于擁有較大潮灘縱深，潮灘面積更大的西岸區(qū)[17]，受潮汐影響程度較高，有利于潮溝網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育。

潮溝的分形維數(shù)在一定程度上反映了潮溝發(fā)育的復(fù)雜性。本研究發(fā)現(xiàn)，遼河口濕地各研究區(qū)域潮溝分形維數(shù)均隨著時(shí)間逐漸上升，所有的F值都大于1，潮溝發(fā)育具有分形特征但處于較低水平，最高值為1.36(2022年，東岸)。以往研究表明，典型水系網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)在1.5～2.0之間，且山區(qū)水系的分形維數(shù)較高，低地平原水系的分形維數(shù)較低[34-35]，由此推測(cè)遼河口濕地潮溝較低的分形維數(shù)與寬闊平坦的潮灘空間特征有關(guān)。潮溝頻數(shù)、密度、分汊率與分形維數(shù)的線性擬合結(jié)果均為正相關(guān)(見(jiàn)圖7)，符合時(shí)海東等[36]提出的潮溝密度和分汊率對(duì)分形維數(shù)有較大影響的結(jié)論。

2013—2022年遼河口潮溝的網(wǎng)絡(luò)連通度呈下降趨勢(shì)，表明其水文連通能力較為薄弱，與利用整體連通性指數(shù)(IIC)和可能連通性指數(shù)(PC)對(duì)遼河口濕地水文連通能力的評(píng)價(jià)結(jié)果一致[37]。遼河口潮溝網(wǎng)絡(luò)連通度(α指數(shù)、β指數(shù)、γ指數(shù))數(shù)值表現(xiàn)為河口沖積島最優(yōu)，東岸區(qū)其次，西岸區(qū)最差(見(jiàn)圖6)。河口沖積島潮溝的網(wǎng)絡(luò)環(huán)通度(α指數(shù))較高，最高值出現(xiàn)在2013年(0.393)，潮溝環(huán)狀特征明顯；兩岸地區(qū)則處于較低水平，大部分時(shí)期α指數(shù)低于0.2，潮溝呈線性特征[13]。遼河口濕地潮溝的節(jié)點(diǎn)連接率(β指數(shù))處于較低水平，2013 年河口沖積島潮溝的節(jié)點(diǎn)連接率最高(1.738)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平均連接的潮溝不超過(guò)兩條。除2022 年以外，河口沖積島潮溝的網(wǎng)絡(luò)連通度(γ指數(shù))都超過(guò)0.5，具有較高的連通度，兩岸潮溝的γ指數(shù)接近1/3，潮溝發(fā)育多呈樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，符合圖2 的解譯結(jié)果?？傮w而言，河口沖積島網(wǎng)絡(luò)連通度的3個(gè)指標(biāo)均優(yōu)于兩岸地區(qū)且數(shù)值較高，推測(cè)與所處的空間位置和潮帶有關(guān)，這與其他研究人員對(duì)遼河口潮灘潮帶分區(qū)以及高潮灘潮溝網(wǎng)絡(luò)連通度最高的結(jié)論[38]一致。

近年來(lái)，遼河口濕地潮溝的網(wǎng)絡(luò)連通性呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)，弱化了典型河口地區(qū)的水文連接模式，在遼河口濱海濕地的保護(hù)與恢復(fù)工作以及未來(lái)遼河口國(guó)家公園的建設(shè)中，應(yīng)聚焦潮溝網(wǎng)絡(luò)這一獨(dú)特地貌單元，在不同區(qū)域采取符合區(qū)域特征的方法，力求發(fā)揮潮溝網(wǎng)絡(luò)對(duì)濱海濕地恢復(fù)和發(fā)育的良性作用。在西岸，應(yīng)鞏固“退養(yǎng)還濕”成果，平整殘留的養(yǎng)殖池，消除高程阻隔，加強(qiáng)潮溝網(wǎng)絡(luò)間的通達(dá)度，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)連通性水平，促進(jìn)鹽沼植被的恢復(fù)。河口沖積島受到復(fù)雜水動(dòng)力影響，網(wǎng)絡(luò)連通性水平較高，后續(xù)研究工作中應(yīng)重點(diǎn)探索水文條件變化與鹽沼植被生長(zhǎng)之間的關(guān)系。東岸地區(qū)涵蓋紅海灘風(fēng)景廊道，應(yīng)注重區(qū)域景觀的演變趨勢(shì)，監(jiān)測(cè)潮溝的發(fā)育情況，適時(shí)進(jìn)行潮溝清淤，疏浚網(wǎng)絡(luò)通道，規(guī)劃基于網(wǎng)絡(luò)連通性水平的潮溝優(yōu)化方案，營(yíng)造遼河口濕地獨(dú)特的景觀格局。

4 結(jié)論

2013—2022 年，遼河口濕地潮溝的變化具有空間集聚性特征(p＜0.01)，濱海潮灘區(qū)域?yàn)槌睖献兓臒狳c(diǎn)區(qū)域，上游河口區(qū)域?yàn)樽兓潼c(diǎn)區(qū)域。熱點(diǎn)區(qū)域自海岸線向河口及潮灘內(nèi)部蔓延，冷點(diǎn)區(qū)域自河口內(nèi)部向海洋蔓延，二者在入海口處形成不顯著界限。

2013—2022 年，遼河口濕地潮溝的發(fā)育程度總體處于上升趨勢(shì)，潮溝長(zhǎng)度和數(shù)量均有所增加，年平均增加長(zhǎng)度為40.8 km，年平均增加數(shù)量為239條。其中，西岸區(qū)潮溝發(fā)育規(guī)模最優(yōu)，潮溝長(zhǎng)度和數(shù)量發(fā)育更好，長(zhǎng)度增加了238.71 km，數(shù)量增加了1 216條；東岸區(qū)潮溝有更好的形態(tài)發(fā)育特征及分形特征，潮溝頻數(shù)、密度、分汊率和分形維數(shù)的數(shù)值均最高；河口沖積島具有較高的網(wǎng)絡(luò)連通性，水文條件較好，潮溝網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸能力較強(qiáng)。相關(guān)分析表明，潮溝長(zhǎng)度與潮溝數(shù)量高度相關(guān)，潮溝分形維數(shù)分別與潮溝頻數(shù)、潮溝密度、潮溝分汊率高度相關(guān)。