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2018 , Vol. 20 >Issue 8: 1102 - 1110

DOI: https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2018.180105

地理空间分析综合应用

黄河三角洲人类干扰活动强度变化及其景观格局响应

  • 刘佳琦 , 1, 2 ,
  • 栗云召 3 ,
  • 宗敏 4 ,
  • 张保华 1 ,
  • 吴晓青 , 2, *
展开
  • 1.聊城大学环境与规划学院,聊城 252059
  • 2.中国科学院烟台海岸带研究所,烟台 264003
  • 3.鲁东大学资源与环境工程学院,烟台 264000
  • 4.中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳 110016
*通讯作者：吴晓青（1978-）,女,博士,副研究员,研究方向为海岸带规划管理、GIS与遥感应用。E-mail:

作者简介：刘佳琦（1994-）,女,硕士生,研究方向为GIS应用和景观生态学。E-mail:

收稿日期: 2018-02-09

  要求修回日期: 2018-05-04

  网络出版日期: 2018-08-24

基金资助

国家自然科学基金项目（31670471）

中国科学院科技服务网络计划项目资助（KFJ-STS-127）

收起

Intensity Change of Human Disturbance and Its Response to Landscape Pattern in the Yellow River Delta

  • LIU Jiaqi , 1, 2 ,
  • LI Yunzhao 3 ,
  • ZONG Min 4 ,
  • ZHANG Baohua 1 ,
  • WU Xiaoqing , 2, *
Expand
  • 1. College of Environment and Planning, Liaocheng University, Liaocheng 252059, China
  • 2. Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China
  • 3. Faculty of Resources and Environmental Engineering, Ludong University, Yantai 264000, China
  • 4. Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China
*Corresponding author: WU Xiaoqing, E-mail:

Received date: 2018-02-09

  Request revised date: 2018-05-04

  Online published: 2018-08-24

Supported by

National Natural Science Foundation of China, No.31670471

Science and Technology Service Network Initiative (STS) Project of the Chinese Academy of Sciences, No.KFJ-STS-127.

Copyright

《地球信息科学学报》编辑部 所有
Fold

摘要

本研究以湿地变化较为剧烈的黄河三角洲为研究对象,基于RS技术和GIS空间分析方法,利用人为干扰度模型,结合区域人工沟渠建设情况,从区域和局地两个尺度直观揭示人类干扰强度时空分异特征,并探究区域景观格局对人类干扰活动的响应,以期为黄河三角洲滨海湿地生态保护与人类活动调控提供决策支持。结果表明：① 1995-2015年现代黄河三角洲区域人为干扰度和人工沟渠密度均明显增加,空间分布呈现从西南部向东部、北部,自内陆向沿海的扩展趋势;② 随着人类活动强度增强,研究区自然湿地面积减少,区域景观多样性和空间异质性增加,景观整体连通性减弱,景观复杂性降低;③ 景观格局对人类干扰强度变化的响应关系呈现出地区和时间差异;人类干扰活动强度相对较低的保护区受人工沟渠建设的影响,也呈现出斑块团聚程度降低、景观多样性增加和景观复杂性降低的变化趋势;④ 人为干扰度指数和人工沟渠密度指标互为补充,互相印证,可以较为全面、客观地反映黄河三角洲地区人类干扰活动强度。

关键词： 人类干扰活动; 人为干扰度; 人工沟渠密度; 景观格局; 黄河三角洲

本文引用格式

刘佳琦 , 栗云召 , 宗敏 , 张保华 , 吴晓青 . 黄河三角洲人类干扰活动强度变化及其景观格局响应[J]. 地球信息科学学报, 2018 , 20(8) : 1102 -1110 . DOI: 10.12082/dqxxkx.2018.180105

Abstract

The coastal wetlands of the Yellow River Delta is the most integral, broadest and youngest wetland ecosystem in the warm temperate zone of China. Also, it has unique ecological landscape as well as important ecological service functions. With the increase in population and the intensification of high-intensity development and construction activities, the sensitivity/fragility of the area is highlighted, which poses a great threat to the sustainable development of coastal areas. Aiming at the unique geographic location and resource characteristics of the Yellow River Delta, based on RS and GIS, the hemeroby model as well as the man-made ditches density were used in this study to intuitively reveal the temporal and spatial characteristics of human disturbance intensity in 1995, 2004 and 2015 at the regional and local scales. The response of the wetland landscape pattern to human interference activities was explored as well. A grid analysis method was used to calculate the hemeroby index and man-made ditches density. The data source included the following: Landsat TM、ETM+ and OLI Remote Sensing Data (30 m resolution) in 1995、2004、2015, SPOT image of 2004(5m resolution) , GF-1 image of 2015 (2 m resolution) and topographic map. This study aims to provide decision support for ecological regulation and spatial control on human activities in coastal wetlands of the Yellow River Delta. The results showed that: (1) From 1995 to 2015, both the hemeroby index and the density of artificial ditches in the Yellow River Delta had increased significantly, and its spatial distribution showed a trend of expansion from the southwest to the east and north, and from inland to coastal areas; (2) With the increase of human activities, the area of natural wetlands in the study area have been decreased from 3232.11km2 in 1995 to 2165.48km2 in 2015, the landscape diversity and spatial heterogeneity increased, ecological connectivity weakened, the plaque shape tended to be regular and simplistic. (3) The response of landscape pattern to hemeroby index varies regionally and temporally. In the Kenli Agricultural Area, Hekou Agricultural Area and Shengli Oil Field Area, where the intensity of human interference activities had been relatively high, the intensity increased significantly, and the regional landscape pattern changed obviously in different phases. In the Yiqianer Management Station and the Yellow River Estuary Management Station area, where the intensity of human interference activities had been relatively low, due to the increase in the density of artificial ditches, the landscape pattern had presented a decreasing trend in landscape diversity, patch complexity and ecological connectivity from 2004 to 2015. (4) The indices of hemeroby and the density of man-made ditches supplement each other and confirm each other, which can reflect the degree of human disturbance activities in the Yellow River Delta more comprehensively and objectively.

Key words： human disturbance activities; hemeroby; man-made ditches density; landscape pattern; the Yellow River Delta

1 引言

滨海湿地具有碳存储、维持生物多样性、调节气候、涵养水源等多种生态服务功能,在维持沿海地区生态安全方面发挥了重要作用[1]。由于其位于海陆交界处的生态过渡地带,受海陆共同作用影响,生态系统极为脆弱和敏感[2],易受人类活动的干扰而发生退化。据了解,过去一百年来,因人类干扰活动导致全球约有30%~50%的滨海湿地呈现不同程度的退化[3]。特别是近几十年来,滨海湿地区域农业围垦、海水养殖、城市和旅游设施建设、油田开采等人类活动强度逐渐增大,直接或者间接改变着滨海湿地生态过程和景观格局,引发了湿地大面积减少、景观破碎化、土地盐碱化、生物多样性降低、水质污染等一系列生态环境问题[4,5],严重制约了区域滨海湿地生态保护与资源可持续开发利用。因此,辨识、量化人类干扰活动空间分布及其强度,揭示滨海湿地景观格局对人类干扰活动的响应关系,对合理调控人类活动,保护滨海湿地具有重要意义。
目前,国内外已有不少学者引用人为干扰度模型[6]对滨海湿地人类干扰活动强度进行空间化和半定量化研究,分析滨海湿地景观格局对人类干扰的响应关系[7,8,9,10,11];也有学者分别从土地利用[12]、道路建设[13]、油田开发[14,15]、沿海滩涂围垦[16]等特定人类活动角度探讨人类干扰对滨海湿地生态系统演变和景观格局的影响机制。2种研究思路各有优势,前者间接反映人类活动强度,适宜景观、区域尺度的快速评价研究,后者直接揭示人类活动范围和强度,研究较为深入,但往往比较片面化;若将二者结合,将有助于全面、客观地揭示多种人类活动对滨海湿地生态系统和景观变化的综合影响。
鉴于此,本研究以湿地变化较为剧烈的黄河三角洲为研究对象,在遥感和GIS空间分析等技术方法支持下,利用人为干扰度模型,结合人工沟渠建设变化情况,对黄河三角洲人类干扰影响进行评价研究,从区域和局地2个尺度全面揭示人类干扰强度时空分异特征,并探究区域景观格局对人类干扰活动的响应,以期为黄河三角洲滨海湿地生态保护、景观恢复与人类活动调控管理提供决策支持。

2 研究区概况、数据源与研究方法

2.1 研究区概况

研究区主要位于现代黄河三角洲区域,地处118°31′~119°23′ E,37°34′~38°14′ N,涉及东营市河口区、垦利县、利津县等行政区（图1）。海岸线长177.43 km,区域总面积为4129.97 km2。其中,滩涂和近岸海域面积1334.36 km2。该区域建有黄河三角洲国家级自然保护区,拥有黄河口新生湿地生态系统和多种珍稀、濒危鸟类,区域内物种资源丰 富[17,18]。近年来,随着地区社会经济的快速发展,黄河三角洲地区人类活动强度增加,土地开发利用类型日益多样化,带来自然景观破碎化、湿地面积大幅缩减、生物多样性减少等一系列生态环境问题,威胁地区可持续发展。
Fig. 1 Location of the study area

图1 研究区位置图

为深入揭示区域景观格局变化和人类干扰强度的空间分异特征,综合考虑区域开发利用主导功能和行政管理现状,将研究区划分为5个分区,即一千二管理站区（Ⅰ）、胜利油田区（Ⅱ）、黄河口管理站区（Ⅲ）、垦利农业区（Ⅳ）和河口农业区（Ⅴ）（图1）。

2.2 数据源与处理

遥感数据来源于1995、2004和2015年的Landsat TM、ETM+和OLI遥感影像（空间分辨率为30m）,季节时相基本一致。根据黄河三角洲湿地景观特征和相关研究成果,参照国家林业局《全国湿地资源调查技术规程(试行)》和《第二次全国土地调查技术规程》(TD/T1014-2007),将黄河三角洲湿地景观分为自然湿地景观、人工湿地景观和非湿地景观3大类共计16种类型。在ERDAS 8.6与ArcGIS 10.3软件平台支持下,图像经过波段合成、大气校正、几何校正等预处理后,运用非监督分类、目视解译法,结合高精度遥感影像（2004年SPOT影像、2015年的GF-1号卫星影像）、1:5万地形图和实地调查数据,辨别区域景观类型,制作得到1995、2004和2015年景观类型分布图（图2（a））。解译精度验证结果显示,影像分类总体精度在80%以上,满足本次研究要求。
Fig. 2 Spatial distribution of landscape type and man-made ditches in the Yellow River Delta from 1995 to 2015

图2 1995-2015年黄河三角洲景观类型分布图与人工沟渠分布图

人工沟渠主要是指与道路相伴而生的季节性湿地或农田间用于排水（泄洪）或灌溉的水道,人工沟渠同时兼备河流和湿地的景观特征[19]。因此,本研究首先采用修正水体指数法（MNDWI）[20]提取地表水体分布,然后依据人工沟渠的特征,参考地形图、土地利用图、高分辨率影像图等图件信息,结合交通道路、农田、养殖池等信息的分布,目视、综合判别人工沟渠的分布,并用线状要素标示出人工沟渠的位置、走向和长度等信息（图2（b））。

2.3 人类干扰活动强度评估方法

采用人为干扰度和人工沟渠密度2个指标来量化评估研究区人类干扰活动强度。其中,人为干扰度（HI）指标计算公式如下：
HI = ∑ i = 1 m A i A j ∙ P i （1）
式中：m为景观类型的数量; A i 为单元网格或区域中第i种景观类型的面积; A j 为单元网格或区域面积; P i 为第i种景观类型的人为干扰度系数。参照相关学者的研究成果[7,21],并结合黄河三角洲实际情况,对研究区景观类型进行干扰度系数赋值（表1）。
Tab. 1 The landscape type and assignment of hemeroby index in the Yellow River Delta

表1 黄河三角洲景观类型及其人为干扰度系数

一级景观分类 二级景观分类 含义 人为干扰度系数
自然湿地 浅海水域 低潮时水深不超过6 m 的水域 0.10
草本沼泽 芦苇湿地、草甸湿地等 0.15
灌丛湿地 灌丛为主的咸水沼泽 0.15
盐沼湿地 芦苇盐沼、盐化草甸 0.15
滩涂 淤泥质海滩 0.17
河流 河口水域和主要河流水面 0.23
人工湿地 水库坑塘 水库等人工水工设施或坑塘 0.30
养殖池 养虾池、鱼池、蟹池 0.63
水田 稻田、藕田等 0.65
盐田 采盐场、晒盐池等 0.75
非湿地 林地 自然林、稀疏林、人工林等 0.55
旱地 棉花地、玉米地、菜地等 0.70
城乡建设用地 农村居民点、城镇建设用地 0.98
交通运输用地 公路 0.98
工矿用地 工业生产、石油开采、仓储用地、港口码头等 0.99
其他建设用地 科教用地、旅游设施和河流堤坝、防潮堤坝等 0.95
农业垦殖、工矿业建设、油田开发等人类活动往往伴随着人工沟渠的扩展,而人工沟渠作为湿地中高强度人类活动的缩影,强烈影响着湿地的水文过程与生态环境,加剧湿地景观破碎化程度[19]。采用人工沟渠密度表征人工沟渠建设强度及其对黄河三角洲生态环境的影响。计算公式如下：
M j = L j / A j （2）
式中： M j 为单元网格或区域j的人工沟渠密度; A j 为单元网格或区域面积; L j 为单元网格或区域内人工沟渠总长度/km,包括农业沟渠和道路沟渠。
基于GIS统计、分析区域整体和5个分区人为干扰度和人工沟渠密度值的总体变化情况,同时利用3 km×3 km的网格覆盖研究区,分别计算1995、2004和2015年单位网格内的人为干扰度和人工沟渠密度,用以评价不同时段人类干扰活动强度的时空分异特征。

2.4 景观格局指数选择

基于研究目标和黄河三角洲区域特点,从景观水平上选取6个景观格局指数分析量化黄河三角洲地区景观格局对人类干扰活动的响应关系,包括最大斑块指数（LPI）、斑块密度（PD）、边缘密度（ED）、面积加权平均斑块分维数指数（AWMPFD）、蔓延度指数（CONTAG）和香农多样性指数（SHDI）,指数计算方法、涵义和公式见文献[22,23],指数计算借助Fragstas 4.2完成。

3 结果与分析

3.1 区域景观类型变化特征

从图3可看出,浅海水域、草本沼泽和灌丛湿地等自然湿地为现代黄河三角洲区域的优势景观类型,占据绝对主导地位。但随着人类活动强度的增强,研究区自然湿地面积比由1995年的78.26%下降至2015年的52.43%;20年间,有46.35 km2的草本沼泽和灌丛湿地转化为旱地,同时部分浅海水域和滩涂转化为水库、养殖池、盐田等人工湿地景观。
Fig. 3 The area proportion of landscape types in the Yellow River Delta in1995, 2004 and 2015

图3 1995-2015年黄河三角洲不同区域景观类型面积比变化

分区来看,一千二管理站区和黄河口管理站区的自然湿地面积比均在76%以上,但是2004年以来,部分自然湿地被围垦,养殖池塘、水田、盐田等人工湿地面积有所增加;垦利农业区和河口农业区,受农业开垦活动的影响,大面积自然湿地被转化为旱地、养殖池等非自然湿地,并成为区域优势景观类型;2004-2015年,胜利油田区因受油田开发、港口码头和盐田建设活动的影响,优势景观类型从自然湿地,发展为自然湿地、人工湿地和非湿地“三足鼎立”的态势。

3.2 区域人类干扰强度时空变化特征

3.2.1 时间变化特征
统计分析发现,1995-2015年现代黄河三角洲区域人为干扰度逐渐增加,但是区域整体干扰度值未超过0.5,低于以农业活动为主导的垦利农业区和河口农业区（图4）。这主要是由于湿地自然保护区的建设与管理行动保护住了大面积的自然湿地,将一千二管理站和黄河口管理站区域的人为干扰强度控制在相对较低的水平。胜利油田区人为干扰度介于上述农业区和保护区之间,呈现出明显的阶段性变化特征;其中,2004-2015年人为干扰度值迅速增加,成为区域人类活动热点区域,这主要归因于这一时间段东营港及临港产业区的建设以及盐田和养殖池的开发。
Fig. 4 The variation of hemeroby index and man-made ditches density in the Yellow River Delta from 1995 to 2015

图4 1995-2015年黄河三角洲不同区域人为干扰度与人工沟渠密度变化

与区域整体人为干扰度随时间日益增加的变化趋势一致,区域人工沟渠密度也明显增大。研究区整体的人工沟渠密度由1995年的0.75 km/km2增加至2015年的1.49 km/km2,增长近2倍。其中,黄河口管理站区人工沟渠密度增长最为明显,这主要是由于保护区内旅游业、养殖业的发展,促进了道路、堤坝、引水渠等基础设施建设。与人为干扰度区域分布一致,一千二管理站区和黄河口管理站区人工沟渠密度相对较低,垦利农业区和河口农业区人工沟渠密度相对较高,胜利油田区与全区整体水平接近。
3.2.2 空间变化特征
将单元网格的人为干扰度值和人工沟渠密度值在ArcGIS中进行分级显示,结果如图5所示。经GIS统计分析发现,1995-2015年现代黄河三角洲地区人为干扰度高值区（0.50以上）向北部、东部,特别是东北部方向迅速扩展,原先分布较为分散的高值区逐步连接成片,黄河故道两岸以及东北部海岸地区成为人类活动热点区域。从面积比重上来看,1995年人为干扰度高值区仅占17.00%,2004年增加到26.43%,2015年又迅速提高到43.44%,说明现代黄河三角洲区域人类活动范围和强度均日益增大,给黄河三角洲自然湿地保护和海岸带生态保护带来巨大压力。
Fig. 5 Spatial distribution of hemeroby index and man-made ditches density in the Yellow River Delta from 1995 to 2015

图5 1995-2015年黄河三角洲人为干扰度与人工沟渠密度空间分布图

人工沟渠密度中高值区（1.50以上）分布变化特征总体上与人为干扰度变化趋势一致,呈现从内陆向沿海,自西南部向东部、北部方向扩展的态势。其中,1995-2004年受农业开垦活动的影响,人工沟渠密度中高值区从垦利农业区向河口农业区扩展;2004-2015年则进一步向东北部的孤东油田、东营港及附近区域扩展。

3.3 区域景观格局对人类干扰活动强度变化的响应

人类干扰活动往往会影响区域景观格局与生态过程。景观格局指数计算结果显示（图6）,1995-2015年随着人为干扰度增加和人工沟渠密度增大,全区PD值呈现先下降后上升的变化趋势,LPI值正好相反,呈现先增加后减少的趋势。2个值总体上变化都不大,这主要是由于近20年尽管自然湿地斑块增多,湿地生境呈现破碎化趋势,但是人工湿地和非湿地扩张也非常迅速,其斑块逐步连接成片,二者呈现相互抵消的发展态势;加之保护管理措施到位,自然湿地的景观优势地位并未被改变。然而,这并不能说明人类干扰强度的增加并未明显改变区域景观格局,从SHDI指数增加,ED、CONTAG和AWMPFD值明显降低,可以看出黄河三角洲东营港及临港产业区的建设、农田的扩张以及盐田、养殖池开发,使得区域景观类型异质性增加,斑块复杂性下降,斑块团聚程度降低,景观整体连通性减弱。
Fig. 6 Changes of landscape pattern index in different areas of the Yellow River Delta from 1995 to 2015

图6 1995-2015年黄河三角洲不同区域景观格局指数变化

由分区来看,由于一千二管理站区和黄河口管理站区受自然保护区建设管理的影响,自然湿地景观的优势地位未改变,PD值均低于0.2,LPI值保持较高水平,且年度变化不明显。但是,随着保护区内旅游、农业和养殖开发活动以及生态修复项目的开展,区域内人工湿地和非湿地景观类型增多,景观异质性增大;同时,养殖池、水田、道路以及相伴而生的人工沟渠的建设使得区域斑块边缘和形状日益简单化,景观复杂性降低,这可以从ED、AWMPFD、CONTAG和SHDI值的变化情况得到进一步印证。河口农业区、胜利油田区内,农业开垦和油田开发活动成为该区域的主要人类干扰活动,人工沟渠密度增加明显,自然湿地退化较为严重,非自然湿地景观类型成为优势类型,景观类型逐渐多样化,景观形状变得规则和简单,因此SHDI值上升,ED、AWMPFD、CONTAG明显降低。2000年后,东营市开始积极推动农业和农村经济结构调整,垦利农业区的农田成为主要景观类型,到2015年,农田占该区域面积比例高达53.99%,农田呈规模化、集约化趋势发展,在一定程度上导致SHDI降低,CONTAG增加,其他指数变化情况和河口农业区、胜利油田区一致。

4 结论

本研究基于RS和GIS技术,利用人为干扰度和人工沟渠密度2个指标,从区域尺度和局地尺度揭示了人类活动对黄河三角洲的干扰强度变化特征及其对区域景观格局的影响,主要结论如下：
（1）1995-2015年现代黄河三角洲区域人为干扰度和人工沟渠密度均明显增大,空间分布呈现从西南部向东部、北部,自内陆向沿海的扩展趋势;
（2）随着人类干扰活动增强,区域自然湿地面积大幅减少,斑块团聚程度降低,景观整体连通性减弱,但区域景观多样性和空间异质性增加,斑块形状趋于规则化、简单化;
（3）景观格局对人类干扰强度变化的响应关系呈现地区和时间差异;人类干扰活动强度较高,且强度增加明显的垦利农业区、河口农业区和胜利油田区,区域景观格局变化呈现出明显的阶段性特征;人类干扰强度相对较低的一千二管理站区和黄河口管理站区,因人工沟渠密度的增加,在2004-2015年区域景观格局呈现出景观多样性增加、斑块复杂性降低、景观整体连通性降低的变化趋势。
研究发现,人为干扰度指标可以直接用于评价区域内景观类型受到人为干扰活动的影响强度[24,25];人工沟渠密度指标从局地尺度直观反映了保护区等人类活动相对较弱的区域的人类干扰强度,对揭示区域自然生态系统破碎化及生态系统演变机制具有重要意义。2个指标互为补充,互相印证,提供了一种综合性描述人类干扰活动变化的时空分析方法,为全面揭示人类干扰活动的影响程度和范围提供了很好的思路。当然,滨海湿地景观变化,还受到全球气候变化、水文地貌改变等自然因子的影响,下一步将从不同人类活动类型、范围和强度等角度,建立滨海湿地生态系统人类活动强度综合性评价指标体系,以更为客观、全面地揭示黄河三角洲人类干扰活动对湿地生态系统的胁迫压力。

The authors have declared that no competing interests exist.

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孙永光,赵冬至,吴涛,等.河口湿地人为干扰度时空动态及景观响应——以大洋河口为例[J].生态学报,2012,32(12):3645-3655.以大洋河河口湿地作为研究对象,利用1958年、1970年、1984年航摄影像(空间分辨率:2.0 m)和2008年SPOT5影像(空间分辨率:5.0 m)作为数据源,借助人为干扰度指数(HI)、景观格局分析、GIS空间分析方法,探讨大洋河河口湿地人为干扰度时空动态分异及景观格局指数的响应机制。结论:1)全干扰类型面积从1958年的4.16 km<sup>2</sup>上升至9.16 km<sup>2</sup>;半干扰类型从115.82 km<sup>2</sup>上升至180.57 km<sup>2</sup>;而无干扰类型面积从1958年的291.23 km<sup>2</sup>下降至221.13 km<sup>2</sup>人为干扰度在不同历史时期呈非均质化变化,人类活动干扰中心逐渐由陆向海过度;围海养殖是人类干扰度变化的主控景观因子;2)在时间上,人类干扰过程(全干扰、半干扰)会导致斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、平均形状指数(MSI)和面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)总体在1958年-2008年间呈下降趋势;3)空间上,人为干扰度指数与景观格局指数空间分布相关性大小依次为:斑块数量(NP)＞边缘密度指数(ED)＞面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD),呈正相关,平均形状指数(MSI)与人为干扰度相关性不显著。

DOI

[ Sun Y G, Zhao D Z, Wu T, et al.Temporal and spatial dynamic changes and landscape pattern response of Hemeroby in Dayang estuary of Liaoning Province, China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012,32(12):3645-3655. ]

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肖翠,解雪峰,吴涛,等.浙江西门岛湿地景观格局与人为干扰度动态变化[J].应用生态学报,2014,25(11):3255-3262.lt;div style="line-height: 150%">基于西门岛湿地2007和 2010年两期SPOT5影像(空间分辨率均为5 m)数据,结合西门岛湿地土地利用现状,参考《全国土地利用分类》（试行）、海域使用分类海洋行业标准以及综合考虑遥感数据特性,建立西门岛湿地人为干扰类型分类系统；应用景观格局指数法、GIS空间分析法,得到景观指数和人为干扰度指数,探讨了西门岛湿地景观格局与人为干扰度动态变化.结果表明: 研究期间，西门岛湿地景观异质性、破碎度和优势度降低,景观形状复杂度降低.西门岛湿地人为干扰中心由分散发展到集中;干扰中心主要贡献景观类型是裸地和居民点;干扰总程度由海域向陆地逐渐加重,居民点、码头、交通用地干扰总程度最高.滩涂养殖、泥滩地、浮筏养殖景观的人为干扰度跳跃性大.水陆交错带出现干扰总程度较低但干扰极不平稳的现象.无干扰、半干扰和全干扰型景观的斑块数量下降.无干扰、半干扰景观的平均斑块面积增加,全干扰景观的平均斑块面积减少.无干扰景观的平均形状指数下降,半干扰型和全干扰型景观形状有复杂化趋势.</div><div style="line-height: 150%">&nbsp;</div>

[ Xiao C, Xie X F,Wu T, et al.Dynamic changes of landscape pattern and hemeroby in Ximen isand wetland, Zhejiang Province, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2014,25(11):3255-3262. ]

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刘吉平,董春月,盛连喜,等.1955-2010年小三江平原沼泽湿地景观格局变化及其对人为干扰的响应[J].地理科学,2016,36(6):879-887.<p>以湿地变化较为剧烈的小三江平原为研究区域,以1955~2010年的地形图和Landsat TM遥感数据为数据源,采用网格分析法研究景观指数的时空分异规律,并分析不同时期人为干扰度对景观格局指数的影响。结果表明：<i>① </i>从时间上看,1955~2010年小三江平原沼泽湿地的面积和最大斑块逐渐减小,斑块占景观比从52.87%下降到10.41%,最大斑块减少了47.6%,破碎化和分散性逐渐增加,连接度从1.02%增加到2.88%后下降为0.79%,呈先增加后降低的趋势,斑块的形状由复杂变得简单后又变得复杂,人为干扰度逐渐增加,从0.31%增加到0.6%;<i>② </i>从空间上看,1955年研究区沼泽湿地景观由西南向东北破碎化逐渐减弱,1986年后变为由西南向东北破碎化逐渐增加的格局。沼泽湿地斑块类型所占景观面积比例和连接度指数的高值区主要分布在研究区的中部和东北部。人为干扰度的空间分布格局是由西南向东北逐渐减弱;<i>③ </i>1955~2010年人为干扰对小三江平原沼泽湿地的邻近与连接程度的影响逐渐减弱,对沼泽湿地边缘密度影响逐渐增强,人为干扰对沼泽湿地斑块密度的影响主要受沼泽湿地面积的影响,人为干扰对沼泽湿地斑块的形状影响较小,沼泽湿地的优势景观控制力逐渐下降,人为干扰是小三江平原湿地面积减少的主要原因。</p>

DOI

[ Liu J P, Dong C Y, Sheng L X, et al.Landscape pattern change of marsh and its response to human disturbance in the small Sanjiang Plain,1955-2010[J]. Scientia Geographica Sinica, 2016,36(6):879-887. ]

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衷平,杨志峰,崔保山,等.公路对湿地的生态效应及其反馈的研究进展[J].湿地科学,2009,7(1):89-98.公路建设能够促进经济发展,但是对湿地生态系统造成一定的生态负效应,对公路的湿地生态效应及其反馈理论进行探讨非常具有理论和现实意义。通过压力—状态—响应(P-S-R)模型建立了公路的湿地生态效应及其反馈的概念模型,创建了理论框架;在查阅国内外相关研究成果的基础上进一步分析了公路的湿地生态效应的内涵,包括直接效应、间接效应以及累积效应,直接效应又分为三级效应,并分别阐述了各个效应的内在涵义;分析了湿地生态对公路建设的反馈响应,为指导最大限度地减少公路建设对湿地生态的破坏,建设生态和谐的公路提供理论依据和技术支持。

[ Zhong P, Yang Z F, Cui B S, et al.Advance on ecological effects of highway construction on wetland and its reactions[J]. Wetland Science, 2009,7(1):89-98. ]

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任雯,岳勇,陈梅梅.石油开发对辽河油田湿地景观格局变化的影响分析[J].油气田环境保护,2012,22(3):47-49,81.通过对1989—2009年20年间景观格局的空间分布、变化特征以及变化趋势分析，揭示了 造成双台子河自然保护区环境变化的主要驱动力是人类活动和社会经济发展的影响，定量计算了石油开发对研究区域景观格局变化的影响。结果显示：1989— 2009年双台河口自然保护区的土地利用类型发生了很大的变化，景观破碎度明显增加，人类活动导致保护区内的土地利用和景观格局也发生了明显变化，但油田 开发在总的土地利用变化中的贡献率仅为4．6％。

DOI

[ Ren W, Yue Y, Chen M M.Analysis of impact of oil development on Liaohe oilfield wetland landscape pattern change[J]. Environmental Protection of Oil & Gas Fields, 2012,22(3):47-49,81. ]

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修长军,王晓慧.胜利油田开发对黄河三角洲湿地的环境影响及环境管理[J].中国环境管理,2003(3):59-60.胜利油田位于黄河三角洲湿地地区,是我国第二大石油生产基地。湿地地带的生态系统有其自身的特殊构造和存在条件,容易受到外部因素的干扰。我们在开采石油的同时要采取绿化、污染物排放总量控制,采用先进的开采技术和建立湿地等补偿措施。

[ Xiu C J, Wang X H.Environmental impact and management for the Yellow River Delta swamp with Shengli oilfield development[J]. China Environmental Management, 2003(3):59-60. ]

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徐彩瑶,濮励杰,朱明.沿海滩涂围垦对生态环境的影响研究进展[J].生态学报,2018,38(3):1148-1162.沿海滩涂湿地生态系统，典型的生态脆弱区，既是地球表面最为活跃的自然区域，又承载着人类的生存与发展，其生态环境面临着巨大压力。在社会经济发展和人口增长的推动下，沿海国家大力从海洋中争夺陆地，围填海造地和围垦开发成为许多沿海地区和国家缓解人地矛盾的主要方法。在此背景下，对沿海滩涂围垦历史进行简述，从滩涂土壤性质、生物多样性、土地利用变化及景观格局、生态安全和生态系统服务等5个方面综述了人类围垦活动的生态环境影响。随着围垦时间的增加，滩涂土壤在脱盐过程中累积养分，逐渐熟化，土壤物理、化学和生物特性朝着有利于人类利用的方向变化；植物物种多样性呈不断增加的总体趋势，且随着生境的变化，陆生昆虫和土壤动物逐渐替代湿地典型的底栖动物和水鸟；土地利用方式从自然状态转变为以人工方式为主，景观格局表现为破碎化程度升高、多样性降低和优势度上升；从自然景观为主的自然湿地生态系统转为以人工景观为主的人工陆地生态系统过程中，供给服务的价值是唯一处于增长趋势的生态系统服务功能，但供给服务的价值增加量小于调节服务、文化服务和支持服务的减少量致使生态系统服务总价值降低，而且滩涂湿地面临着土地资源安全、水资源安全、生物入侵以及自然灾害加剧等风险。在全球气候变化背景下，如何权衡资源利用与环境保护并实现人与自然共生，是海岸带湿地生态系统在人类围垦活动中面临的重要难题之一。因此，未来应以机理研究为基础，以长期定位监测为手段，以综合集成的研究体系及对策制定为目标，不断深化沿海滩涂开发利用对生态环境影响的研究，为推动人类围垦活动下沿海滩涂湿地生态系统的可持续发展提供参考。

[ Xu C Y, Pu L J, Zhu M.Effect of reclamation activity on coastal ecological environment: progress and perspectives. Acta Ecologica Sinica, 2018,38(3):1148-1162. ]

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刘艳芬,张杰,马毅,等.1995—1999年黄河三角洲东部自然保护区湿地景观格局变化[J].应用生态学报,2010,21(11):2904-2911.lt;p>基于1995和1999年的Landsat TM遥感影像，结合地理信息系统技术，分析黄河改道清8汊（1996年）前后的1995&mdash;1999年黄河三角洲东部自然保护区（位于黄河现行流路入海口处）湿地景观格局的变化特征，以及影响湿地景观格局变化的驱动因素.结果表明：1995&mdash;1999年，保护区湿地仍以天然湿地为主，人工湿地比重极小，期间非湿地面积大幅增加，而天然湿地和人工湿地面积则呈下降趋势，其中，裸露淤泥质滩涂和沼泽湿地面积明显萎缩；尽管保护区湿地景观类型、形状、结构的变化程度不均一，且各景观类型在空间分布上的团聚程度变化不均衡，但总的看来，保护区景观整体结构趋于复杂化，破碎化程度有所加深，内部各景观类型从大块连续的镶嵌分布向小块离散分布转变；影响保护区湿地景观格局变化的主要因素有3个：黄河改道、黄河断流和人类活动.</p><p>&nbsp;</p>

[ Liu Y F, Zhang J, Ma Y, et al.Changes of wetland landscape pattern in Eastern Yellow River Delta Nature Reserve from 1995 to 1999[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2010,21(11):2904-2911. ]

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宗秀影,刘高焕,乔玉良,等.黄河三角洲湿地景观格局动态变化分析[J].地球信息科学学报,2009,11(1):91-97.在RS和GIS技术的支持下,以黄河三角洲1986,1996,2006年的三期TM影像为数据源,利用遥感图像处理软件对近代黄河三角洲湿地信息进行了提取.借助于地理信息系统软件和景观生态学软件,我们对20年来黄河三角洲湿地景观格局的动态变化,以及影响其格局动态变化的驱动力进行了分析.结果表明:(1)近20年来,人工湿地面积有了大幅度的增加,而天然湿地的比重在降低.其中,滩涂和柽柳灌草丛景观明显萎缩.(2)一些重要的景观格局指数的计算结果表明,20世纪90年代以来,黄河三角洲湿地景观斑块个数、香农多样性指数、香农均匀度指数一直在增加.黄河三角洲湿地景观的破碎化程度在加剧,斑块类型更加多样化,湿地景观中没有明显的优势类型且各斑块类型在景观中均匀分布.(3)湿地与湿地、湿地与非湿地之间发生着类型转化.其中,18.1%的芦苇草甸转化为农田;26.6%的翅碱蓬草甸转化为盐田;11.9%的芦苇沼泽转化为芦苇草甸.(4)在黄河三角洲湿地演化的过程中,受到自然和人为方面演化驱动力的共同作用.其中,自然因素主要有:黄河断流、泥沙淤积和自身演替动力等.人为驱动力主要为农田开垦、滩涂的开发与围垦、油田开发和人工建筑等.

DOI

[ Zong Y X, Liu G H, Qiao Y L, et al.Study on dynamic change of wetland landscape pattern in Yellow River Delta[J]. Journal of Geo-information Science, 2009,11(1):91-97. ]

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宗敏,王光镇,韩广轩,等.1976—2015年黄河三角洲人工沟渠时空演变及驱动机制[J].鲁东大学学报(自然科学版),2017,33(1):68-75.人工沟渠作为湿地中高强度人类活动的缩影，强烈影响着湿地的水文过程与生态环境，成为湿地演变的主要驱动力之一．基于1976--2015年黄河三角洲27期遥感影像和1：10万地形图，通过目视解译获得人工沟渠（农业沟渠和道路沟渠）数据，定量分析了人工沟渠的时空演变过程及驱动机制．结果表明：（1）黄河三角洲人工沟渠长度、密度呈明显的线性上升趋势，其长度、密度年均分别增长160km和53m／km^2．农业沟渠长度、密度变化可分为两个发展阶段：2000年以前符合s型函数增长，2000年以后呈现出线性增长的趋势．道路沟渠的长度、密度变化一直表现为明显的线性上升趋势，其长度、密度年均分别增长141km和47m／km^2．（2）黄河三角洲人工沟渠长度与农田面积呈显著的线性相关（P〈0．05），与养殖池面积具有良好的对数关系（P〈0．0001），与道路长度呈极显著的线性关系（P〈0．0001）．（3）多元回归分析结果表明，农田面积和道路长度对人工沟渠长度的协同影响达到99．9％（P〈0．0001）．

[ Zong M, Wang G Z, Han G X, et al.Spatial and temporal evolution and driving mechanism of man-made ditches in the Yellow River Delta from 1976 to 2015[J]. Journal of Ludong University (Natural Science Edition), 2017,33(1):68-75.]

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徐涵秋. 利用改进的归一化差异水体指数(MNDWI)提取水体信息的研究[J].遥感学报,2005,9(5):589-595.在对M cfeeters提出的归一化差异水体指数(NDWI)分析的基础上,对构成该指数的波长组合进行了修改,提出了改进的归一化差异水体指数MNDWI(M odified NDWI),并分别将该指数在含不同水体类型的遥感影像进行了实验,大部分获得了比NDWI好的效果,特别是提取城镇范围内的水体。NDWI指数影像因往往混有城镇建筑用地信息而使得提取的水体范围和面积有所扩大。实验还发现MNDWI比NDWI更能够揭示水体微细特征,如悬浮沉积物的分布、水质的变化。另外,MNDWI可以很容易地区分阴影和水体,解决了水体提取中难于消除阴影的难题。

DOI

[ Xu Q H.A Study on information extraction of water body with the modified normalized difference water index(MNDWI)[J]. Journal of Remote Sensing, 2005,9(5):589-595. ]

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陈爱莲,朱博勤,陈利顶,等.双台河口湿地景观及生态干扰度的动态变化[J].应用生态学报,2010,21(5):1120-1128.lt;p>建立自然保护区的主要目的是使区内自然资源免受人为干扰，维持其重要的生态服务功能.本文借助遥感技术，引入生态干扰度（hemeroby）概念，系统地评价了辽宁双台河口湿地自然保护区及其邻近地区景观格局和生态干扰度的动态变化特征.首先应用专家经验知识将景观类型按生态干扰程度分为全干扰型、半干扰型和无干扰型等3个一级类型，在此基础上细分为30个二级景观类型；再通过问卷调查和专家判别，确定各景观类型的生态干扰度指数（hemeroby index），制定景观分类系统.并结合1987年4月30日、1995年6月7日、2000年6月12日、2006年10月11日等4期TM（ETM<sup>+</sup>）遥感影像，获得景观分类图和干扰度指数.结果表明：从1987&mdash;2006年，1）保护区及其临近地区景观呈现破碎化趋势，其中以保护区的芦苇湿地最为明显；2）研究区内无干扰类型的景观进一步被开发成半干扰和全干扰类型景观；3）干扰度指数空间分布的总特征是河口地区和河道的生态干扰度跳跃性最大，而城市周围的生态干扰度最高，其原因主要是城市化进程的不断推进和渔业的大规模发展.</p>

[ Chen A L, Zhu B Q, Chen L D, et al.Dynamic changes of landscape pattern and eco-disturbance degree in Shuangtai estuary wetland of Liaoning Province, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2010,21(5):1120-1128. ]

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肖笃宁,李秀珍,高峻,等.景观生态学(第二版)[M].北京:科学出版社,2010.

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傅伯杰,陈利顶,马克明,等.景观生态学原理及应用(第二版)[M].北京:科学出版社,2011.

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刘慧明,刘晓曼,李静,等.生物多样性保护优先区人类干扰遥感监测与评价方法[J].地球信息科学学报,2016,18(8):1103-1109.lt;p>本文利用遥感数据时空分辨率高、覆盖面积大、获取便捷的特点,构建优先区人类干扰状况的评价指标体系和计算方法,提取人类干扰类型的空间分布数据,借助地理信息系统的空间分析功能对人类干扰数据进行栅格运算,建立生物多样性保护优先区人类干扰指数（Human Disturbance Index）,定量评价了优先区内人类干扰程度的空间分布特征及动态变化,并以桂西黔南生物多样性保护优先区为例进行了方法验证。结果表明,该方法能有效地进行优先区内人类干扰状况定量评价,数据易获取、过程易操作,具有较强的业务推广价值。生物多样性保护优先区人类干扰指数定量评价方法的建立,可为优先区制定合理、有效的保护措施,为优先区保护和日常监管提供技术支持。</p>

DOI

[ Liu H M,Liu X M, Li J, et al.Assessment method and application of human disturbance by remote sensing in the biodiversity conservation priority area[J]. Journal of Geo-information Science, 2016,18(8):1103-1109. ]

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刘富强,吴涛,蒋国俊,等.海岸线与海岸景观格局对人为干扰度的动态响应——以营口市南部海岸为例[J].生态学报,2017,37(22):7427-7437.

[ Liu F Q, Wu T, Jiang G J, et al.Dynamic response of the coastline and coastal landscape patterns to Hemeroby: A case study along the south coast of Yingkou[J]. Acta Ecological Sinica, 2017,37(22):7427-7437. ]

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