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2017 , Vol. 19 >Issue 8: 1116 - 1131

DOI: https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2017.01116

Orginal Article

Channel Wetlands Evolution Analysis From Liujiaxia to Togtoh County of Inner Mongolia in the Last Three Decades

  • Xarapat Ablat , 1, 2 ,
  • LIU Gaohuan , 1, * ,
  • LIU Qingsheng 1 ,
  • HUANG Chong 1 ,
  • GUAN Xudong 1, 2
Expand
  • 1. State Key Laboratory of Resources and Environment Information System, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
  • 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
*Corresponding author: LIU Gaohuan, E-mail:

Received date: 2016-12-07

  Request revised date: 2017-06-14

  Online published: 2017-08-20

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《地球信息科学学报》编辑部 所有
Fold

Abstract

In the river basin ecosystem, channel wetland is located in aquatic terrestrial ecotone. The bridge and the link between terrestrial and aquatic ecosystems play an irreplaceable role in water detention, water purification, soil-water conservation, maintaining biodiversity and ecological balance. In this paper, we used Landsat satellite images of 1986, 1996, 2000, 2006 and 2015 to extract different types of river wetland systems between the Liujiaxia and Togtoh County of inner Mongolia in the last three decades. Then, we used spatial stastics analysis, transfer matrix and centroid position change method to analyze dynamic evolution and driving factors of wetland types. The results shows that, during 1986-2015 years, channel wetland area in the study area gradually decreased from 173×104 ha to 122×104 ha (~29.0%). Wetland transformation of the study area mainly occurs between the river, nude beach, herbal-wetland and farmland. In the last thirty years, the range of active channel wetland changes far greater than non-active channel wetland. The area of active channel wetland decreased from 15.46 ×104 ha in 1986 to 10.41×104 ha in 2015, decreased by 32.7%. The evolution of the active channel wetlands mainly occurs between the natural wetland types, namely, the river-bare Beach-swamp wetland. The non-active wetland area is basically stable, and the area is between 1.84-2.28 ×104 ha. It has characteristics of transformation between the natural wetland -constructed wetland and between natural wetland - agricultural land. The centroid position change of forest wetland, canal wetland and pond wetland are more prominent compared to other wetland types. The results of the single land use dynamics shows that, due to gradually accelerating urbanization pace, antrophy of the natural wetlands, increase the weight of farmland salinity, hydroelectric station system construction caused gradually decrease in the river area. The cropland to forest policy and the grassland to cropland policy result to accelerated dynamic change of forset, pounds, river, farmland, abandonedland and bareland. Through the analysis of channel wetlands, the change of active channel wetland mainly contribute to the wetland change of whole study area. The change of non-active channel wetlands was less affected by channel wetland changes. Our results are related to temperature, water conservancy, hydropower engineering and irrigation water, urbanization degree and ice flood season, but less sensitive to precipitation.

Key words： the upstream of the Yellow River; dynamic change of wetland system; transfer matrix method; centriod position change method; land use dynamics

Cite this article

Xarapat Ablat , LIU Gaohuan , LIU Qingsheng , HUANG Chong , GUAN Xudong . Channel Wetlands Evolution Analysis From Liujiaxia to Togtoh County of Inner Mongolia in the Last Three Decades[J]. Journal of Geo-information Science, 2017 , 19(8) : 1116 -1131 . DOI: 10.3724/SP.J.1047.2017.01116

1 引言

湿地与森林、海洋并称为全球3大生态系统。湿地不仅是一种重要的自然资源,也是人类赖以生存的最重要环境之一。它具有稳定环境、保护物种基因及资源利用等功能,被喻为地球之肾。流域湿地是湿地生态系统的重要组成部分,以河流为中心形成而扩展的。河流地貌、形态、水文、水质等特征直接或间接影响流域湿地的形成与演变。流域湿地定义与调查[1-2]、湿地分类[3-5]、变化特征分析[6-8]、变化过程模拟[9-11]以及驱动力因素分析[12-14]等一系列研究,对流域生态系统研究具有重要的价值。
黄河河道漫长,支流发育,河道形态多种多 样[15-19]。在冲积平原上,主河道在宽阔的滩地上蛇形滚动,成为典型的游荡型河道。由于主河道的游荡滚动及汛期漫滩,造成黄河滩涂此起彼伏,水流分支在河床中留下许多河夹滩,一些低洼地常年积水,因此在耕地与河道水域之间的过渡地带,土壤常年处于过湿状态,形成了特殊的河道流域湿 地[20]。河道湿地在河流生态系统中,位于水陆交错地带,是关联陆地生态系统和水生生态系统的桥梁和纽带,具有水量调节,净化水质和水土保持,维持生物多样性和生态平衡起着重要的生态功能。针对黄河流域湿地,众多学者对源区高寒湿地、中下游河道湿地以及河口三角洲湿地等进行了遥感监测与评价[21-26],并在湿地景观时空演变规律的基础上进行驱动力分析[27-30]。但黄河河道湿地的研究目前仅限于定性研究阶段上[20],尽管这对黄河河道湿地的定义、范围以及状态具有一定参考价值,但还不足以支持对河道湿地演变规律进一步深入研究。本文考虑黄河河道湿地的特殊生态功能,对中大水利工程前后黄河上游河道湿地演变规律以及驱动力因素进行详细分析,研究结果可为黄河河道湿地健康评估、功能定位以及河道湿地环境效应研究提供基础数据支撑。

2 研究区概况

刘家峡以下黄河上游河段（图1）从甘肃省寺沟峡开始到内蒙古自治区托克托县,地跨甘肃省、宁夏回族自治区和内蒙古自治区,河道长约1284 km,水面落差,径流量占全河的60%。是黄河重要漫滩湿地和人工湿地分布区之一。宁蒙河段处在黄河上游冲积河段,由峡谷段、库区段和平原段3部分组成,不同子区具有不同的生态功能和价值。其中,刘家峡到宁夏下河沿的干流河段地处峡谷地区,海拔高度2000~3500 m,河段川峡相间、蜿蜒曲折,河道落差大、河水湍急,水文、生态条件复杂,是黄河水能资源开发的重点河段,也是全国重点开发建设的水电基地之一。随着水电站的建设,大大增加了人工湿地的面积,调节了黄河水沙运行,还能大幅削减了洪峰流量,下泄流量逐渐均匀,本河段这些变化直接影响到下游以及河口流域湿地的健康发育。从下河沿到托克托县河道基本处于冲积平原地区,河道展宽、比降平缓、游荡性河道为主,两岸分布大面积的引黄灌区和黄河漫滩侧渗补给为主的洪漫湿地。沿河平原不同程度地存在洪水和冰凌灾害,特别是内蒙古三盛公以下河段,系黄河自低纬度流向高伟度后的河段、凌汛期间冰塞,冰坝,往往造成堤防决溢,危害较大。该河段湿地具有提供社会服务、保护生物多样性、调节区域小气候、调水调沙,防洪防凌等生态功能。宁蒙河段河流湿地的变化直接与间接的影响河源与下游湿地功能的正常发挥,在黄河流域中具有非常重要的生态功能和作用。整个河段流经干旱地区,降雨量少,蒸发量大,年蒸发量约为年降雨量的6倍,加之灌溉引水和河道侧渗损失,致使黄河水量沿程减少。
Fig. 1 The study area

图1 研究区范围

3 研究数据与方法

3.1 湿地景观类型分类体系

本研究根据河道湿地特殊的生态功能和位置,建立2种湿地景观分类体系：① 根据《湿地公约》以及其他相关的湿地分类体系、方法和分类原则,并结合研究区实际情况,将湿地景观类型划分为1级、2级和3级湿地景观类型,如表1所示;② 根据河流的常水位与洪水水位范围,将研究区湿地又划分为嫩滩湿地与老滩湿地。汛期流量在8000 m3/s以上漫滩的滩为老滩,汛期流量在4000 m3/s以上上水的滩为嫩滩[31],如表2和图2所示。
Tab. 1 Classification system of landscape types of Channel Wetlands From Liujiaxia to Togtoh County of Inner Mongolia wetland system

表1 刘家峡以下黄河上游河道湿地系统景观类型分类体系

一级 二级 三级 说明
湿地 天然湿地 河流 自然水面,流动的
裸滩 主河槽内部或者两翼的裸地
草本湿地 覆盖植被以灌木或草本为主,湿土
森林湿地 覆盖植被以乔木为主,湿土
人工湿地 坑塘湿地 规则四边形人工集水水面,静态
水渠湿地 线状规则性人工流动的水面
水库湿地 无规则形状人工集水水面
非湿地 耕地 指农作物种植地
林地 以乔木植被覆盖地
草地 以草本植被为主地,包括天然和人工草地
建设用地 包括居住地、各级道路、建筑用地
撂荒地 表层盐碱聚集,生长天然耐盐植物地
裸地 表层为土质,基本无植被覆盖地
Tab. 2 floodplain wetland classfication

表2 河漫滩湿地分类体系

一级 二级 说明
老滩湿地 草本湿地 主河槽以外以及外堤以内湿地类型
森林湿地
水库湿地
坑塘湿地
水渠湿地
嫩滩湿地 河流 深槽以及紧邻深槽湿地类型
裸滩
草本湿地
森林湿地
Fig. 2 Definition of the flooding area

图2 河漫滩湿地范围确定

3.2 数据源

本文选取1986、1996、2000、2006和2015年Landsat卫星汛期（7-10月）和凌汛期（11-3月）遥感影像系列,空间分辨率为30 m,来源于地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/）。辅助资料包括2015年野外调查数据、2000年全国土地利用现状数据、2006年沿黄湿地解译数据、2000年全国湿地解译数据以及相关的文字资料和报告。
（1）野外调查数据
以重点验证点、疑似点、垂直于河床坡面的考察线和随机抽查验证点4种方式进行野外调查。因刘家峡到下河沿研究区景观类型单一,主要以河流为主,因此野外调查线从宁夏下河沿开始沿着河流以内蒙古托克托县作为终点站,总路线为990 km。验证斑块总数为750块,占解译总板块数的20.6%,其中重点验证点板块286块、疑似板块9块、垂直于河床坡面的考察线21块、随机抽查板块434块。
（2）湿地景观类型数据
考虑到河流与漫滩年内高度动态性,选用1986、1996、2000、2006和2015年Landsat卫星汛期最大径流量时期遥感影像数据,覆盖河段影像共为8景,条带号分别为127/032,、128/032、129/032、129/33、129/34、130/34、130/35、131/35。首先,在ENVI软件环境下对影像进行波段叠加、裁剪、合并、格式转换等预处理;然后,在ArcGIS软件平台上,参照谷歌地球的历史影像、历年解译数据和2015年野外调查数据,利用人工目视解译法（解译标志库如表3所示）,获取各景观类型的矢量数据,对矢量数据进行拓扑检查;最后,结合野外调查数据、历史高分辨率遥感影像,利用混淆矩阵法对分类结果进行精度验证,总精度为83.26%,Kappa系数为0.853。
Tab.3 Interpretation symbol library of the land use and land cover types in the study area

表3 研究区土地利用/覆被类型解译标志库

土地利用类型 影像特征
Ⅰ级 Ⅱ级 形态 色调 纹理 影像（432合成）
湿地 河流 具有线状特征 蓝色和深蓝色 无纹理特征,表面平滑
嫩滩 形状不规则 暗灰色或者暗灰蓝 表面平滑
草本湿地 呈不规则形状 红色或深红色 具有纹理特征
森林湿地 形状不规则分布 深红色 具有明显的纹理特征
水渠湿地 规则性线状分布 深蓝色 无纹理特征
水库湿地 呈不规则面状特征 深蓝色 无纹理特征
坑塘湿地 呈规则面状特征 深蓝色 不具有纹理特征
耕地 呈规则形状,方块或矩形 深红色、红色、淡红色 纹理特征显著
林地 形状不规则分布 深红色 具有纹理特征
草地 形状不规则分布 淡红色 无纹理特征
建设用地 呈不规则形状 青铜色、暗灰色 具有强烈的纹理特征
未利用地 撂荒地 呈现花瓣状,不规则形状 亮白色 无纹理特征
裸地 形状不规则分布 灰色 无纹理特征
裸滩 形状不规则分布 灰色或者深灰色 无纹理特征
Fig. 3 The distribution map of wetland landscape system of each river section in the study area

图3 刘家峡以下黄河上游河段河道湿地景观系统分布图

（3）凌汛期研究区冰面面积数据
首先选用1973、1996、2000、2006和2015年Landsat卫星凌汛期（11-3月）遥感影像系列（由于无法获取1986年凌汛期TM数据,替代最近期1973年凌汛期影像）,同样用ENVI软件进行数据筛选、解压、影像波段叠加以及裁剪等预处理;然后在Ecognition专业分类软件环境下采用面向对象分类法提取冰面面积;最后利用混淆矩阵法对分类结果进行精度验证,总精度为95.57%,Kappa系数为0.947。

3.3 湿地类型方向变化指标选取

土地利用转移矩阵反映了某一区域某一时段初期和末期各地类面积之间相互转化的动态过程信息。它不但包括静态的一定区域某时间点的各地类面积数据,而且含有更为丰富的初期各地类面积转出和末期各地类面积转入的信息具有丰富的统计学意义。土地利用转移矩阵通用形式如式（1）所示。
s ij = s 11 s 12 … s 21 s 22 … s 31 s 32 … s 1 n s 2 n s 3 n （1）
式中：s代表面积;n代表转移前后的土地利用类型数;i、j(i, j=1, 2, …, n)分别代表转移前与转移后的土地利用类型;sij表示转移前的i地类转换成转移后的j地类的面积。

3.4 湿地类型空间变化指标选取

土地利用的空间变化可由土地资源分布质心变化情况来反映,也可由湿地分布质心变化来分析湿地各类型的空间变化[32]。本文在ArcGIS平台下求得研究区河流、草本湿地、森林湿地、裸滩、坑塘湿地、水渠湿地6种河段湿地类型质心坐标,并计算了质心位置移动的距离和偏移的角度,以反映土地利用空间变化方向。

3.5 湿地类型变化速度分析

单一土地利用动态度可以定量描述土地利用变化的速度。本文采用单一土地利用变化动态度来分析湿地景观类型的变化速度。单一土地利用类型动态变化速度K的计算公式为:
K = U b - U a U a × 1 T × 100 % （2）
式中： U a 、 U b 分别为研究初和研究区某种土地利用类型的面积; T 为变化时间段。

4 分析与结果

根据黄河流域生态系统功能、工农业用水、湿地生态需水以及大型水利工程运行情况,研究期划分为4个阶段：① 1986-1996年,刘家峡、龙羊峡水库联合调度阶段;② 1997-2000年,工农业用水增加,开始实施水资源调控,湿地人为干扰增大阶段;③ 2001-2006年,工农业用水显著增加,水资源调控频繁,湿地生态需水不足,生态系统功能明显退化的段;④ 2007-2015年,黄河水量实施统一调水调沙阶段。

4.1 湿地类型时空变化分析

图3显示了1986、1996、2000、2006和2015年刘家峡以下黄河上游各河段河道湿地景观类型分布图,表明过去30年湿地明显减少而耕地和建设用地增加最显著,河道形态与裸滩具有高度动态变化特征。由表4可知,刘家峡以下黄河上游河段河道湿地景观系统中,以耕地为主,其次为河流、草本湿地、裸滩和裸地等。1986-2015年,研究区湿地、草地和裸地面积逐渐减少,湿地总面积减少了29.0%。其中,天然湿地面积明显减少,人工湿地面积略微增加;而耕地、林地、建设用地面积增加,特别是耕地面积大幅度持续增加。从图4-6可见,湿地面积减少主要发生在嫩滩湿地的减少上。嫩滩湿地中,河流面积减少最明显,尤其是1986-1996年,河流面积总减少了40.2%,这与1986年开始的龙刘水库联合运用导致河流径流量大幅度减少有关。
Fig 4 Newly floodplain wetlands area of study area from 1986 to 2015

图4 1986-2015年刘家峡以下黄河上游嫩滩湿地类型面积

Fig 5 Old floodplain wetlands area of Study area from 1986 to 2015

图5 1986-2015年刘家峡以下黄河上游老滩湿地类型面积

Fig. 6 Floodplain wetlands area of the study area from 1986 to 2015

图6 1986-2015年刘家峡以下黄河上游河漫滩湿地面积图

从图7可知,1986-2015年刘家峡以下河段河道各湿地类型在空间上发生了明显的变化（偏移）,其中水渠湿地、坑塘湿地和森林湿地的空间变化较大。而河流、裸滩、草本湿地空间变化相对较小。1986-2015年水渠湿地质心位置呈现一直向西南偏移,移动距离了124.54 km,这与黄河上游三大灌区关系很密切。坑塘湿地空间变化仅次于水渠湿地,质心位置偏移方向呈现“先北后南再向西南”的特征,总体向西偏移,其中1996-2000年向北偏移跨度较大,移动距离为103.57 km,这可能与2000年发生的百年一遇旱灾有关系。1986-2015年森林湿地质心位置总体向东北偏移,总偏移距离为62.92 km,其中1986-2006年森林湿地的质心持续向东北偏移,偏移距离为120.40 km,2006-2015年偏移的方向与1986-2006年的方向完全相反,向西偏南偏移了55.06 km。这主要是由于1986-2006年下河沿及其周围河段区域由于砍伐树木,大量开垦,城镇化加速导致森林湿地的减少而内蒙包头地区河段两岸城镇化缓慢,保持原生态环境,人文因素影响较少使森林湿地质心一直往东北偏移;而2006-2015年由于防沙造林,兴建湿地保护区以及水产种质资源保护区,森林湿地面积逐渐增加使质心位置从东偏移到西边地区,如2005年成立了“白音恩格尔荒漠濒危植物自然保护区”、“库布其沙漠柠条锦鸡儿自然保护区”、“杭锦淖尔自然保护区”3个自治区级自然保护区。2009年3月,经旗委、政府研究决定,天然林保护工程飞播造林与封沙育林项目。河流、裸滩、草本湿地空间变化主要与河道形态与河流水沙量变化密切相关。
Tab. 4 Structure of channel wetlands of Yellow river upstream between 1986 to 2015 (104 hm2)

表4 1986-2015年刘家峡以下黄河上游河道湿地结构（万hm2）

地类 1986年 1996年 2000年 2006年 2015年
天然湿地 河流 9.18 5.50 5.32 5.47 5.14
裸滩 2.65 2.78 3.50 2.35 2.11
草本湿地 3.03 3.65 3.13 2.78 2.40
森林湿地 0.84 0.53 0.39 0.51 0.71
人工湿地 坑塘湿地 0.24 0.35 0.49 0.32 0.57
水库湿地 1.15 1.15 1.00 1.08 1.15
水渠湿地 0.17 0.17 0.17 0.17 0.13
草地 0.62 0.46 0.26 0.34 0.25
耕地 16.24 19.94 19.85 21.26 21.45
林地 0.43 0.39 0.50 0.65 0.67
建设用地 0.39 0.54 0.66 0.80 1.39
撂荒地 0.58 0.61 0.95 0.60 0.89
裸地 2.34 1.73 1.62 1.54 0.99

4.2 湿地类型变化方向分析

由表5-9可知,刘家峡以下黄河上游河道湿地景观系统具有高度动态的变化特征。该景观系统中,不同研究阶段景观类型的显著变化过程体现在草本湿地、河流、裸滩和耕地的相互转化上。耕地作为研究区主导景观类型,1986-2015年转入量为8.6万hm2,转出量为3.3万hm2,转入量远远大于转出量。耕地新增量中,湿地转化量为6.9万hm2,占总湿地减少量的52.1%,其中草本湿地、河流、裸滩的转化分别占总耕地转入量的19.3%、37.5%和15.5%,占整个湿地转化量的90.1%。这表明刘家峡以下黄河上游河道湿地景观系统中,大部分新增耕地来自于河流、裸滩和草本湿地等主要河道湿地类型。从1986-1996年、1997-2000年、2001-2006年、2007-2015年转移矩阵表可知,河流、裸滩和草本湿地之间的转化也非常频繁。其中,1986-1996年河流的转出量约等于转入量的3倍外,其他各研究阶段内这3种湿地类型的转入量和转出量保持约等于1:1的比例。例如,1986-1996年裸滩湿地转入量为2.3万hm2,而转出量为2.2万hm2;2006-2015年,河流、草本湿地、裸滩转入量分别为2.1、1.6和1.7万hm2,而转出量分别为2.4、2.0和1.9万hm2。其他景观类型的相互转化也很频繁,由于其他景观类型在整个湿地生态系统中占的比例不大,因此没在景观系统大的范围内考虑分析,但他们的转化特征不可忽略。这表明刘家峡以下黄河上游河段河道湿地景观系统为高度动态的流域生态系统。这动态性可能与上游水利水电工程引起的水沙变化和河道形态有关。
Tab. 5 Land use transfer martix of the study area from 1986 to 1996 (hm2)

表5 1986-1996年刘家峡以下黄河上游河道湿地景观类型转移矩阵（hm2）

地类 1996年
草本湿地 草地 耕地 河流 建设用地 坑塘湿地 撂荒地 林地 裸地 裸滩 森林湿地 水库湿地 水渠湿地
1986年 草本湿地 12 363.19 299.77 11 542.83 2483.20 75.18 186.03 246.42 350.56 402.20 1902.21 488.54 165.19
草地 891.84 2347.54 1773.80 596.66 5.62 7.98 10.86 117.34 211.93 150.08 16.53 39.91
耕地 4542.42 94.03 142 368.78 5240.52 1594.24 929.52 2057.45 749.47 1435.26 3241.95 370.17 372.25
河流 10 996.46 1009.25 21 367.00 40 106.10 12.47 401.46 313.46 516.54 531.80 16 086.79 286.67 282.51
建设用地 23.39 1013.16 2.88 2741.90 61.23 4.22 33.47 1.53 32.12 14.31
坑塘湿地 97.19 42.30 737.56 75.44 2.22 1336.26 28.11 5.80 48.31 0.11 22.34
撂荒地 337.10 0.89 1934.56 265.34 116.74 4.71 2406.28 11.73 195.53 496.18 1.00 12.97
林地 103.47 17.29 1737.48 170.55 400.98 16.76 13.13 1603.78 124.77 72.57 50.61 4.64
裸地 1726.48 324.58 3914.58 884.28 412.42 47.75 700.97 272.84 14 127.74 743.41 101.75 60.65
裸滩 4229.07 441.09 10 800.16 5053.21 14.05 176.58 356.11 91.32 212.01 4876.39 50.15 153.24
森林湿地 1184.35 1.26 2292.88 335.50 5.15 287.59 7.39 126.22 64.63 138.20 3905.82 43.70
水库湿地 1.86 11 532.63
水渠湿地 120.84 976.65 35.76 25.76 31.21 59.86 43.79 8.05 41.32 27.68 502.27
Tab. 6 Land use transfer martix of the study area from 1996 to 2000 (hm2)

表6 1996-2000年刘家峡以下黄河上游河道湿地景观类型转移矩阵（hm2）

地类 2000年
草本湿地 草地 耕地 河流 建设用地 坑塘湿地 撂荒地 林地 裸地 裸滩 森林湿地 水库湿地 水渠湿地
1996年 草本湿地 13 515.65 553.56 13807.00 3188.86 5.59 40.57 516.91 397.24 301.75 3485.89 629.98 88.34
草地 739.77 1396.93 1103.59 161.95 7.40 35.96 129.14 163.82 451.57 205.39 177.46 5.13
耕地 8875.78 148.63 157 120.92 7294.61 1791.83 2482.24 5357.55 1991.53 970.04 12 483.94 447.09 415.16
河流 3096.12 218.48 6469.09 33 691.28 77.19 299.39 84.29 143.88 163.33 10 548.15 13.02 147.85
建设用地 2.58 1129.69 16.81 4042.25 6.46 44.04 141.35 0.02 23.54
坑塘湿地 271.17 3.61 1162.70 176.29 24.81 1467.78 32.30 84.35 39.16 111.75 65.94 47.45
撂荒地 363.85 0.09 2533.95 53.37 247.95 2110.57 18.07 548.79 198.09 17.31
林地 392.16 0.18 1484.96 207.04 32.93 22.74 0.16 1622.93 58.89 66.07 21.76 35.66
裸地 186.18 225.07 3221.50 221.53 349.30 3.38 1097.56 88.36 11 417.35 368.16 9.10 10.20 123.51
裸滩 3016.35 76.99 8346.63 7922.22 17.43 132.43 163.82 140.89 383.07 7373.15 0.77 202.75
森林湿地 659.45 0.37 1392.31 120.12 7.36 325.92 19.74 187.84 30.66 91.06 2434.35 62.01
水库湿地 1565.69 9961.36
水渠湿地 184.61 654.94 122.23 8.28 34.47 0.95 78.31 1.10 61.93 48.68 478.48
Tab. 7 Land use transfer martix of the study area from 2000 to 2006 (hm2)

表7 2000-2006年刘家峡以下黄河上游河道湿地景观类型转移矩阵（hm2）

地类 2006年
草本湿地 草地 耕地 河流 建设用地 坑塘湿地 撂荒地 林地 裸地 裸滩 森林湿地 水库湿地 水渠湿地
2000
年		 草本湿地 10 321.84 386.47 12 606.34 3449.56 15.25 635.88 481.43 125.43 252.51 2122.40 868.15 32.43
草地 846.66 540.04 1047.91 74.90 1.02 6.28 0.44 10.10 58.60 40.53
耕地 6515.30 837.59 166 190.29 7444.09 2616.00 848.54 1796.02 2663.08 2344.57 4995.37 1487.60 713.02
河流 3514.92 707.42 5170.31 33 967.63 16.77 77.80 81.21 458.67 142.96 8813.93 104.48 0.43 129.92
建设用地 13.38 15.70 1268.76 40.68 4763.61 21.73 0.85 74.32 373.80 4.63 2.67 26.90
坑塘湿地 274.93 10.51 2473.03 125.73 30.06 1173.13 224.30 79.02 22.72 181.23 256.66
撂荒地 489.08 40.64 4472.33 306.22 32.90 29.39 2996.42 207.57 619.74 229.11 89.34
林地 231.73 8.41 1845.38 316.64 70.21 46.76 16.93 2203.50 75.74 48.99 49.31 47.64
裸地 167.52 189.37 2263.16 143.20 426.85 28.61 100.16 42.12 11 086.82 778.36 128.39 809.75 8.25
裸滩 5278.39 615.86 13174.66 8001.24 27.08 184.85 250.83 527.65 303.45 6189.21 200.39 213.32
森林湿地 150.03 1460.32 53.80 169.71 2.32 101.55 47.22 0.08 1861.86 1.26
水库湿地 1.79 6.87 9965.86
水渠湿地 236.77 15.58 648.01 90.94 29.71 48.17 4.16 38.42 38.90 21.61 474.78
Tab. 8 Land use transfer martix of the study area from 2006 to 2015 (hm2)

表8 2006-2015年刘家峡以下黄河上游河道湿地景观类型转移矩阵表（hm2）

地类 2015年
草本湿地 草地 耕地 河流 建设用地 坑塘湿地 撂荒地 林地 裸地 裸滩 森林湿地 水库湿地 水渠湿地
2006年 草本湿地 7775.65 218.26 10 968.25 2992.24 241.18 740.76 269.38 615.71 112.85 2949.30 812.30 142.60
草地 231.80 902.05 1008.70 296.84 86.41 89.86 89.14 107.62 102.16 314.09 113.46 19.20 5.71
耕地 7007.98 294.71 174 087.96 10 103.48 4465.60 2161.52 3325.72 2174.63 1051.81 5143.32 2263.20 120.87 387.06
河流 4063.70 348.03 8796.96 30 619.58 119.36 390.10 443.02 383.85 606.46 7840.76 565.11 212.70
建设用地 5.70 1690.14 72.46 6049.80 38.06 1.87 22.69 68.09 76.51 1.40 5.37
坑塘湿地 189.55 0.30 897.56 152.13 78.36 1691.77 19.13 60.73 39.98 13.50 96.26 0.51
撂荒地 473.75 0.12 1775.00 29.02 96.65 53.15 3207.51 1.84 226.19 63.87 21.47 2.38
林地 11.05 38.81 2580.30 354.80 64.36 51.74 47.24 2991.95 81.87 220.05 6.42 5.59
裸地 181.26 56.45 3313.25 331.05 2550.10 143.73 547.39 190.94 7214.34 155.52 96.84 579.20 13.90
裸滩 3580.92 284.26 7445.13 6198.36 123.90 72.42 845.02 126.32 332.49 4131.39 209.96 99.52
森林湿地 411.24 12.56 1224.50 155.11 2.65 152.72 49.96 19.99 0.67 143.48 2904.33 4.60
水库湿地 0.08 14.61 10 758.47
水渠湿地 51.70 7.06 731.06 88.06 21.98 154.11 48.20 7.04 17.39 48.57 15.60 456.68
Tab. 9 Land use transfer martix of the study area from 1986 to 2015 (hm2)

表9 1986-2015年刘家峡以下黄河上游河道湿地景观类型转移矩阵（hm2）

地类 2015年
草本湿地 草地 耕地 河流 建设用地 坑塘湿地 撂荒地 林地 裸地 裸滩 森林湿地 水库湿地 水渠湿地
1986年 草本湿地 4689.48 470.88 16 618.04 3099.13 382.76 989.16 1030.48 616.04 316.94 1291.33 955.63 32.89
草地 350.23 12.15 3410.58 614.13 192.77 111.05 536.08 170.34 34.71 689.58 26.35 4.72
耕地 5884.52 378.17 129 730.11 7221.28 6492.30 1470.11 3113.55 2142.88 776.27 4202.36 1225.56 369.67
河流 7860.02 1026.26 32 287.05 32 916.97 336.04 1001.64 987.79 1464.18 819.79 11437.70 1171.33 437.38
建设用地 8.70 1251.02 35.83 2544.78 29.05 4.64 14.34 6.81 22.16 7.01
坑塘湿地 117.03 6.86 1266.67 91.23 105.96 554.65 30.46 112.15 16.22 10.91 68.61 10.47
撂荒地 225.00 0.10 3009.10 88.40 286.58 106.55 1701.22 150.83 120.12 61.62 19.74 13.78
林地 218.85 34.89 1853.68 382.58 357.81 76.30 18.17 1055.99 72.19 79.40 147.07 6.38
裸地 804.60 58.42 7980.70 1199.64 3072.29 298.35 952.00 302.95 7352.03 526.67 664.59 96.21 53.03
裸滩 3208.43 166.88 13291.65 5265.28 97.53 486.55 489.84 394.58 136.42 2604.43 182.72 106.91
森林湿地 461.39 9.02 3954.17 425.64 22.99 487.50 304.25 62.24 119.88 2598.59 10.44
水库湿地 1.51 145.95 11 385.71
水渠湿地 156.10 1.54 1088.14 56.76 13.71 129.05 31.51 3.48 9.32 53.51 46.15 283.93

4.3 过去30年单一湿地类型动态度

由表10可知,动态度较大的有建设用地、坑塘湿地、林地、耕地、草地、撂荒地、裸地和河流。其中,建设用地、坑塘湿地、林地、耕地呈上升趋势,而草地、河流和裸地呈现出下降趋势。草本湿地、裸滩、森林湿地、水渠湿地也呈现出下降趋势但动态度不大。说明黄河上游城镇化逐渐加快,自然湿地萎缩加速,河流水面面积逐渐减少,还林、退草开垦措施较好的实施。
Tab. 10 Single land use dynamics of the study area from 1986 to 2015

表10 1986-2015年刘家峡以下黄河上游河道单一土地利用类型动态度表（%）

时段 河流 裸滩 草本湿地 森林湿地 坑塘湿地 水库湿地 水渠湿地 草地 耕地 林地 建设用地 撂荒地 裸地
1986-2015 -1.468 -0.677 -0.690 -0.517 4.653 -0.015 -0.709 -2.165 1.069 1.843 8.462 1.793 -1.929
Fig. 7 The centriods position change of typical types of wetland during the five periods

图7 刘家峡以下黄河上游河道典型湿地类型5个时期质心位置变化图

5 驱动力分析

作为高度动态的生态脆弱性区域,河道湿地系统易受周围环境的直接或间接影响。本文根据 上述湿地时空格局分析以及研究区生态环境特征,将驱动力因素归结为自然和人为2大因素。 其中,自然因素包括降雨量、气温、凌汛期冰情;人为因素包括水利水电工程、城镇化化、农业灌溉用水。

5.1 自然因素

5.1.1 气候
图8为研究区年平均降雨量和年平均气温在1986-2011年的变化曲线图,可见1986-2015年研究区气温呈现出上升的趋势,从1986-2000年的平均气温4.90 ℃上升到2001-2011年的平均气温5.37 ℃,上升了0.47 ℃。对湿地各类型与气温之间进行相关性分析,发现气温与天然湿地、总湿地面积之间存在较好的相关关系,相关系数分别为-0.72和-0.75,表明随着气温的上升天然湿地和总湿地面积逐渐减少。年平均降雨量年际变化幅度很大,总体变化趋势不显著,与湿地变化关系不显著（图9）。
Fig. 8 Curve chart of mean annual temprature of the study area

图8 刘家峡以下黄河上游河道年平均气温曲线图

Fig. 9 Curve chart of the mean annual precipitation of the study area

图9 刘家峡以下黄河上游河道年平均降雨量曲线图

5.1.2 凌汛期冰面变化
（1）过去30年凌汛期河流水面变化分析
本研究典型年份凌汛期冰面面积的变化如图10所示。凌汛期冰面面积的变化经历先增后减的过程,1973年冰凌面积为5.77万hm2,占整个研究区总面积的25.8%;1996年的冰凌面积明显增加到15.10万hm2,占研究区总面积的54.1%;2006年冰面面积为20.06万hm2,占研究区总面积的72.0%,比2000年增长0.6%;而2015年冰面面积只占研究区总面积的42.5%,为11.88万hm2。
Fig. 10 The curve chart of ice area of the study area in five periods

图10 刘家峡以下黄河上游河道5期冰凌面积曲线图

（2）凌汛期冰面变化对湿地影响分析
为分析凌汛面积变化对湿地影响分析,对5期冰面面积与各湿地类型之间进行相关性分析。从图11可见,相关性较好的分别为河流、裸滩、嫩滩湿地,相关系数分别为-0.81、0.72、-0.72。可知凌汛期冰面面积变化一定程度上影响到河流、裸滩、嫩滩湿地的变化。但与老滩湿地的相关关系为0.09,表明老滩湿地与凌汛期冰面面积之间无相关关系,与草本湿地与森林湿地相关性并不显著,但与坑塘湿地、水渠湿地之间存在一定的正相关性,相关系数分别为0.54和0.50。
Fig. 11 Correlation index between the wetland types area and the ice area

图11 刘家峡以下黄河上游河道湿地类型面积与冰凌面积相关系数

5.2 人为因素

5.2.1 水利工程兴建
水库与水电站的建设不仅调节了黄河水沙运行,使洪峰流量大幅度削减,下泄流量趋于均匀,但同时影响河道原生生态系统,对河道湿地环境产生消极影响[22]。龙刘水库运用改变了上游的水沙过程,主要表现在汛期蓄水、非汛期补水,年内流量过程发生较大变化,汛期与非汛期进出库的水量比重发生改变,出库汛期水量占年水量的比例减少。刘家峡水库投入运用前,汛期进库、出库水量都占年水量的60%左右,非汛期水量约占40%;刘家峡水库单独运用时期,出库汛期水量占年水量的比例由60%降到51%。龙羊峡水库投入运用后汛期出库水量进一步减少,1987-2006年占年水量的比例仅37.9%左右,全河水量统一调度后的2007-2014年占年水量的比例40.8%;龙羊峡水库天然情况下汛期进库、出库水量都占年水量的60%左右（表11）,水库运用后,出库汛期水量占年水量的比例由60%降到37%（表12）。
Tab. 11 The water erosion and deposition behavior change of the Liujiaxia reservoir hydrological station

表11 刘家峡水库进出库水文站不同时段水量变化

站名 时段 水量/亿m3 汛期占年
水量/%
非汛期 汛期 全年
入库
（循化+红旗+折桥）		 1950-1968 115 178.02 293.02 60.8
1969-1986 113.01 173.47 286.48 60.6
1987-2006 129.85 89.04 218.89 40.7
2007-2014 154.59 109.08 263.67 41.4
小川 1950-1968 115.35 177.27 292.62 60.6
1969-1986 141.07 145.68 286.75 50.8
1987-2006 134.51 81.95 216.46 37.9
2007-2014 156.89 108.31 265.2 40.8
Tab. 12 The water erosion and deposition behavior change of the Longyangxia reservoir hydrological station

表12 龙羊峡水库进出库水文站不同时段水量变化

站名 时段 水量/亿m3 汛期水量占年水量/%
非汛期 汛期 全年
唐乃亥 1950-1968 79.81 125.24 205.05 61.1
1969-1986 85.17 133.79 218.96 61.1
1987-2006 75.51 99.09 174.60 56.8
2007-2014 85.11 128.14 213.25 60.1
贵德 1950-1968 80.63 131.86 212.49 62.1
1969-1986 87.59 135.48 223.07 60.7
1987-2006 108.14 63.61 171.75 37.0
2007-2014 130.39 76.51 206.90 37.0
水库运用调节使进库较大洪水过程削减为中小水流量过程,汛期大流量历时显著减少,小流量历时增加,流量过程调平。不同流量级持续时间见图12,由于龙羊峡水库调蓄能力强,2000 m3/s以上流量级天数由进库8.3天削减为出库1 d,占汛期天数的比例由6.7%减小到0.8%;1000~2000 m3/s流量级天数由进库的38.6天削减为出库的6 d,占汛期天数的比例由31.3%削减到4.9%;小于1000 m3/s流量级天数由进库的76.2天增加为出库的116 d,占汛期天数的比例由62%增加到94%。1000 m3/s以上流量都受到不同程度的削减,而1000 m3/s以下的水流出现机遇（天数）却相对增加。相应1000 m3/s以上水流作用相对衰减,1000 m3/s以下平枯水作用相对大幅度增强。
水库运用也拦截了部分泥沙,其中龙羊峡水库拦沙作用较小,共拦沙约5亿t;刘家峡水库拦沙作用较大,共拦沙16.59亿m3。
Fig. 12 Comparison results of flow erosion and deposition behavior after flooding season days of the Longyangxia reservoir

图12 龙羊峡水库运用后汛期各级流量进出库天数对比

5.2.2 城镇化
1986-2015年黄河上游河道建设用地变化情况如图13,建设用地面积从1986年的0.39万ha逐渐增加到2015年的1.39万ha。其中2006-2015年的增加速度较快,年增长率为0.2万ha/年,占总增长率的58.85%。由图3可见,下河沿河段与乌海市河段的城镇化进程较明显,下河沿和乌海市建设用地面积从1986年0.33万ha增加到2015年的1.16万ha,增长幅度为71.5%,增长率占同期研究区总增长率的99.7%。这不仅对周围河道湿地的生态系统产生影响,还通过改变河流水文、水质以及河道原形态,间接地影响到河道湿地生态系统的结构和功能。此外,建设用地的增加导致人工湿地面积增加。2006-2015年,人工湿地面积2006年的1.57万ha增加到2015年的1.86万ha,年增加率为2.8ha/年,而1986-2015年建设用地年增长速度为0.6万ha,与建设用地增长速率趋势一致。
Fig. 13 The chart of construction area of the study area in the five periods.

图13 刘家峡以下黄河上游河道5期建设用地面积图

5.2.3 灌溉用水量
宁蒙灌溉区各断面年径流量与其他断面径流量在数量上有明显的差异,这主要与宁蒙灌区农业灌溉引水量有关系。通过分析1986-2005年石嘴山-三河湖口灌溉区年引水量
过程如图14可知,本河段年平均引水量61.44亿m3,年平均排水量10.85亿m3,年平均灌溉用水量为50.95亿m3,灌溉引水量大小与耕地面积与水渠面积极其相关。通过更进一步分析石嘴山与三河湖口耕地面积得知,1986-2015年耕地面积直线上升的趋势,从1986年的5.72万ha到2006增加为8.69万ha,而到2015年耕地面积增加到8.83万ha。水渠湿地面积原来0.03万ha增加到2006年的0.05万ha,2015年的水渠湿地面积0.06万ha。灌溉用水量的增加不仅对河流面积的变化有影响,而且与研究区耕地、人工湿地也有一定的关系。
Fig. 14 Water displacement processes between the Liuzuishan to Sanhehukou segment of Yellow river

图14 石嘴山至三河湖口河段引水排水量过程

6 结论

本文利用Landsat遥感影像系列数据以及野外调查数据等辅助数据,采用自动与手动的分类方法,分别提取1986、1996、2000、2006和2015年刘家峡以下黄河上游湿地信息以及冰面面积。详细分析了黄河河道湿地演变规律,探讨近30年来自然与人为因素对湿地变化的影响。
（1）刘家峡以下黄河上游河段土地利用类型共有7种,分别为湿地、草地、耕地、建设用地、撂荒地、林地、裸地。研究区总土地利用面积为37.81万hm2,其中2015年,湿地面积为12.21万hm2,占土地利用总面积的32.29%,河流是河道湿地生态系统的主要组成部分,2015年河流湿地为5.139万hm2,占湿地总面积的42.08%。1986-2015年,黄河上游河道湿地面积从17.3万hm2逐渐减少到12.2万hm2,减少了29.0%,其中天然湿地面积逐渐减少,而人工湿地面积呈现出增加趋势。土地利用类型的转化主要 发生在河流、裸滩、草本湿地和耕地之间的相互转化上。
（2）水渠湿地、坑塘湿地和森林湿地质心位置变化较为突出,其中坑塘湿地与水渠湿地总的向西南方向偏移。河流、裸滩和草本湿地质心位置变化不大。建设用地、坑塘湿地、林地、耕地单一土地利用动态度呈现上升趋势,草地、河流、草本湿地、裸滩、森林湿地、水渠湿地和裸地呈现出下降趋势,其中草本湿地、裸滩、森林湿地、水渠湿地动态度不大,说明黄河上游城镇化速度逐渐加快,自然湿地萎缩加速,河流水面减少速度加快,还林,退草开垦措施较好的实施。
（3）过去30年嫩滩湿地的变化幅度远大于老滩湿地,嫩滩湿地面积从1986年的15.46万hm2减少到2015年的10.41万hm2,减少了32.7%。而老滩湿地面积变化不大,基本处在稳定状态,面积范围在1.84~2.28万hm2之间,嫩滩湿地变化对黄河上游湿地变化贡献较大。其中,河流和裸滩是嫩滩湿地变化中占主导地位,2015年面积占嫩滩湿地总面积的72.0%,老滩湿地各湿地类型变化幅度波动较大。
（4）将气候、水利水电工程、灌溉引水、城镇化速度以及冰情作为黄河上游河道湿地变化的主要影响因素进行驱动力分析。结果显示,气温与天然湿地、总湿地面积之间存在较好的负相关关系,相关系数分别为-0.72和-0.75,年平均降雨量与湿地变化关系不显著。空间上,下河沿到乌海市河段湿地受城镇化影响较深刻,冰面面积与嫩滩湿地、河流、裸滩面积之间存在较好的相关关系,与老滩湿地的变化无相关。灌溉用水量的增加不仅对河流面积的变化有影响,而且对研究区耕地、人工湿地也有一定的关系。水利水电工程通过改变河流水沙量,洪水次数与频率而影响上游河道湿地,1986-2015年,黄河出库汛期水量占年水量的比例由60%降到37%,1000 m3/s以上流量都受到不同程度的削减,而1000 m3/s以下的水流出现机遇却相对增加,水库运用也拦截了部分泥沙,其中龙羊峡水库共拦沙约5亿t,刘家峡水库共拦沙16.59亿m3。大型水利工程对湿地生态的深远影响在后续工作当中还需深入探究。
致谢：对参与本论文基础数据准备工作的中国科学院地理科学与资源研究所孙菲菲、管续栋、于博威博士,赵忠贺、郭昱杉、杨光源以及黄河水资源保护科学研究院的娄广艳主任等表示忠诚的感谢。

The authors have declared that no competing interests exist.

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[ Chang J, Liu G H, et al.Analysis on spatio-temporal feature of coastline change in the Yellow River Estuary and its relation with runoff and sand-transportation[J]. Geographical Research, 2004,23(5):339-346. ]

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上官铁梁,宋伯为,朱军,等.黄河中游湿地资源及可持续利用研究[J].干旱区资源与环境, 2005,19(1):7-13. ]黄河是我国湿地的重要组成部分 ,也是生物多样性分布的关键地带。黄河中游的主要湿地类型有河口 (内陆 )湿地、河流湿地、湖泊湿地、水库湿地、沼泽、沙洲及草甸湿地等 ,总面积 33万hm2 。黄河中游的湿地资源主要包括 :1 )生物资源有脊椎动物资源 42 1种 ,维管植物 936种 ,资源植物 1 1类 ,植被资源有 6个类型 ,含 73个群系。 2 )土地资源储备丰富 ,黄河中游坝外河漫滩 60 %以上的滩涂已被开发为相对固定的农田 ,是黄河中游重要的土地资源。 3)水力资源蕴藏量占黄河水力资源总蕴藏量的 77.63%。 4)黄河中游旅游资源十分丰富 ,是具有重要旅游环境价值的生态景观区。湿地资源可持续利用前景广阔 ,同时面临诸多的环境威胁 ,对此提出了黄河中游湿地资源保护和可持续利用的对策。

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[ Shang G T L, Song B W, et al. A study on the wetland resources of the Mid -Yellow River and their sustainable utilization[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2005,19(1):7-13. ]

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周振民. 黄河小浪底工程对下游湿地生态环境影响研究[J].水利学报, 2007(增刊):511-514.湿地是具有高度多样性的生态系统,必须加以保护。当前,因工农业采水、排污、围垦、破坏水土、引黄淤地、过度狩猎和捕鱼等造成黄河下游湿地生态环境趋于恶化。小浪底工程将对豫北大天鹅保护区产生复杂的影响,还对黄河河滩及背河洼地生态环境、古黄河三角洲湿地生态改良产生不利影响。通过大量数据研究,本文提出提高全民环境意识,强化湿地保护法制监督和积极开展湿地科学研究、加强典型湿地保护的具体措施。

[ Zhou Z M.The effect of XiaoLangdi projects on eco-environment of wetlands in the lower reaches of the Yellow River[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2007(supplement):511-514. ]

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尹小玲,李贵才,刘堃,等.城市河流形态及稳定性演变研究进展[J].地理科学进展,2012,31(7):837-845.人为干扰导致的城市河流退化在地理科学和水文学领域引发了广泛关注, 针对城市河流形态及演变过程的研究成为退化河流生态修复的一项重要内容, 然而, 目前国内相关基础理论的系统梳理相对缺乏。本文回顾了半个多世纪以来城市河流形态及稳定性演变的研究成果, 从研究内容和方法两方面对不同城市化阶段河流形态及稳定性变化的特征和原因进行总结, 同时评述了不同研究方法的特点与局限。本文认为, 城市化进程改变了河流自然演化过程, 破坏了河流原有形态及稳定性, 其中, 沉积和径流体系变化是其根本原因。为了更好地运用河流演变机理进行河流修复, 学者们发展了河流分类体系, 主要包括形态导向法、过程导向法和综合分类法, 重点从河流退化的地貌形态、沉积和径流变化过程、河流演变的时间周期等方面概述各分类体系的优缺点, 阐述具有预测功能的河流分类体系不断完善的过程。本文通过梳理城市河流演变的研究成果, 以期为中国城市河流修复与管理提供科学依据和现实借鉴。

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[ Yin X L, Li G C, et al.Progress on urban stream transformation of critical forms and stability relationships[J]. Progress in Geography, 2012,31(7):837-845. ]

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李胜男,王根绪,邓伟,等.水沙变化对黄河三角洲湿地景观格局演变的影响[J].水科学进展,2009,20(3):325-331.基于1950-2005年的水文和气象数据及1986、1996和2001年黄河三角洲遥感影像解译数据,运用回归分析和主成分分析方法探究主要湿地景观格局演变与水文气象要素之间的定量关系,建立了湿地景观面积与水文、气候要素之间的回归模型,结果表明,进入黄河三角洲的河流径流量200亿~300亿m<sup>3</sup>、输沙量5亿~8亿t是维持湿地景观格局稳定最适宜的径流和泥沙过程;河流径流量和输沙量是影响黄河三角洲湿地格局演变的主要分异因素,并与湿地景观面积呈显著正相关关系。这些认识将有利于掌握黄河三角洲湿地的变化特性,对建立湿地退化预警机制和生态环境保护具有重要意义。

[ Li S N, Wang G Z, et al.Effects of runoff and sediment variation on landscape pattern in the Yellow River Delta of China[J]. Advances in Water Science, 2009.20(3):325-331. ]

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丁圣彦,梁国付.近20年来河南沿黄湿地景观格局演化[J].地理学报,2004,59(5):653-661.在遥感和GIS技术的支持下,结合河南沿黄湿地的区域特点,确定了河南沿黄湿地景观分类系统,通过采用景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、分布质心和扩展度等景观的空间格局指数,比较系统地分析了近20年河南沿黄湿地景观空间格局变化。结果表明:(1) 河南沿黄湿地的分布面积呈显著下降趋势。1987~2002年湿地面积减少了19.18 %,斑块数量增加了21.27 %,斑块密度净增加0.5倍。斑块总边缘增加了129 0491 m,斑块平均边缘减少了117.84 m。(2) 随着人类干扰强度增加,景观多样性下降,优势度增高。研究区景观多样性指数1987年为1.174,2002年降为0.9803,优势度指数由1987年的0.4355提高到2002年的0.6291。湿地的破碎化程度随着湿地面积的减小和斑块数量的增加,其破碎化程度越来越大,破碎化指数由1987年的0.0141增加到2002年的0.0172。(3) 湿地景观要素中,稻田湿地面积在增加,而水库坑塘、河流、滩地、荒草沼泽地面积都在不断减少,其中荒草沼泽(芦苇沼泽) 湿地面积减少幅度最大。1987年荒草沼泽湿地占整个湿地地区的0.5%,但到2002年只占0.11%。表明近20年来,人类活动对河南沿黄湿地景观格局变化的影响程度较大。

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[ Ding S Y, Liang G F.Landscape pattern change of regional wetland along the Yellow River in Henan Province in the last two decades[J]. Acta Geographia Sinia, 2004,59(5): 653-661. ]

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