摘要:以雁鳴湖自然保護區(qū)為研究區(qū)域，以Landsat遙感影像為基礎分析2000年、2005年、2010年和2015年土地利用類型空間分布，通過對遙感影像解譯得出景觀演變趨勢并進行分析.與2000年相比，2015年濕地景觀比例上升，非濕地面積占研究區(qū)總面積比例下降;各景觀變化幅度明顯不同，其中林地、高覆蓋度草地、水庫坑塘、居民點和沼澤地明顯增加，灌木林及中覆蓋度草地減少;研究時段內(nèi)研究區(qū)景觀類型豐富度下降，破碎化程度降低，各景觀類型發(fā)展呈不均衡化趨勢;研究區(qū)景觀優(yōu)勢度趨于穩(wěn)定，大斑塊向小斑塊分裂，斑塊離散程度和形狀復雜程度有所增加.

　　關鍵詞:雁鳴湖自然保護區(qū);土地利用變化;景觀指數(shù)

　　濕地作為自然界重要的生態(tài)系統(tǒng)，其綜合功能不可替代.濕地科學早期發(fā)展較為緩慢，近現(xiàn)代以來發(fā)展逐漸加快.2000年以來，其研究領域擴大，成為重點學科和研究領域.我國自加入《濕地公約》后，積極響應濕地保護等工作，為全球濕地保護和合理利用濕地作出了重要貢獻[1].

　　雁鳴湖自然保護區(qū)濕地類型豐富，沼澤、湖泊、河流及水庫等均屬于濕地，參照我國目前濕地調(diào)查監(jiān)測所采用的濕地分類系統(tǒng)，結合實際情況，科學分析研究區(qū)景觀分布[2-5].遙感可大面積同步觀測，數(shù)據(jù)綜合性、可比性強，且機械收集地物信息，能一定程度上避免對觀測地物的人為主觀干擾，運用遙感進行土地利用研究，不僅可以獲得較高的實用價值，還能節(jié)省人力物力，獲得較高的經(jīng)濟價值.本文利用四期遙感影像數(shù)據(jù)提取研究區(qū)景觀信息，分析其景觀格局分布特征及景觀轉移的規(guī)律和驅動力，得出研究區(qū)景觀的變化情況及演變規(guī)律，分析濕地景觀動態(tài)變化主要影響因素[6-9]，為雁鳴湖自然保護區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供有力支持.

　　1研究區(qū)概況

　　雁鳴湖自然保護區(qū)地處吉林和黑龍江兩省的交界，地理位置為128°11'0″E至128°45'30″E，43°39'20″N至43°51'28″N，東西隔45km，南北隔24km.研究區(qū)地處溫帶季風氣候帶，年平均氣溫4.3℃，無霜期約120d.保護區(qū)冬季寒冷，春秋較短，夏季氣溫較高，降水量充沛，主要集中在7—8月.

　　2數(shù)據(jù)處理與研究方法

　　2.1數(shù)據(jù)獲取與處理

　　采用Landsat-TM/ETM遙感影像解譯，選取2000年、2005年、2010年和2015年四期影像數(shù)據(jù)，主要采用eCognition軟件自動分類及人機結合的目視解譯方法，在季相方面控制云量在10%以內(nèi)，數(shù)據(jù)主要選擇6—9月無云圖像.數(shù)據(jù)以1995年和1996年幾何精校正后的遙感圖像作為基礎，位置為兩個像元左右.標準假彩色合成方法是整景和分縣圖像采用統(tǒng)一標準，其糾正后的圖像均保存為Geotiff格式，利用ERDASIMAGINE軟件的ImageGeometricCorrection模塊完成數(shù)據(jù)校正中的幾何精校正.

　　2.2研究方法

　　從景觀類型角度定量分析土地利用變化，以生態(tài)學的角度進行分析與研究.景觀格局指數(shù)可以反映景觀格局變化特點，由于指數(shù)繁多，選擇時需結合研究區(qū)自然環(huán)境狀況和社會經(jīng)濟狀況，簡潔、高效地選取符合研究區(qū)實情的景觀格局指數(shù).為充分體現(xiàn)景觀的生態(tài)意義，本文選取多樣性指數(shù)(SHDI)、均勻度數(shù)(SHEI)、斑塊內(nèi)聚力指數(shù)(COHESION)、連接度數(shù)(CONNECT)、蔓延度(CONTAG)、聚合度(AI)、斑塊密度(PD)、分離度(DIVISION)，這幾種景觀格局指數(shù)對景觀格局進行定量分析[10].

　　3結果與分析

　　3.1雁鳴湖自然保護區(qū)土地利用變化

　　利用ArcGIS對研究區(qū)遙感影像解譯，2000—2005年研究區(qū)旱地面積同比增加0.371km2，林地面積下降到279.194km2，灌木林面積減少至27.412km2，中覆蓋度草地面積減少至12.795km2，居民點面積為3.956km2;濕地面積為52.849km2，其中沼澤占比最大，其次為河渠、湖泊，面積分別為24.545km2、7.023km2和6.599km2;水庫坑塘面積為4.715km2，較2000年增大0.012km2，水田面積1.590km2，較2000年減少0.123km2.

　　2010年，研究區(qū)面積為531.343km2，非濕地面積較2005年減少3.724km2，較2000年減少3.569km2，其中林地面積最大為295.046km2，較2005年增長了15.852km2，旱地面積較2005年減少了6.70km2，中度覆蓋草地由2005年的12.795km2，減少至0.613km2，新增高覆蓋度草地19.176km2，居民點比2005年面積擴大了2.388km2。

　　濕地面積較2005年增加了4.399km2，占研究區(qū)面積的10.69%;非人工濕地中，沼澤面積最大為27.077km2，占研究區(qū)的5.13%，較2005年增加了2.532km2，其次是河渠較2005年增大1.368km2，灘地較2005年減少了0.416km2，湖泊較2005年減少了4.237km2;人工濕地中水田較2005年減少了0.103km2，水庫坑塘較2005年增長了4.537km2.

　　2015年，研究區(qū)的面積為527.799km2，非濕地面積為471.391km2，其中林地較2010年減少了3.560km2，旱地面積較2010年增加0.001km2，高覆蓋度草地較2010年增加了0.008km2，灌木林增加了0.014km2，中覆蓋草地較2010年減少了0.002km2，居民點面積較2010年相比變化不大;濕地景觀中，河渠減少最多，較2010年減少0.013km2，其次為湖泊、水田和沼澤，分別減少0.006km2、0.004km2和0.001km2，灘地較2010年增加0.012km2，水庫坑塘較2010年增加0.009km2.

　　3.2景觀格局指數(shù)分析

　　(1)景觀多樣性:研究期間保護區(qū)SHDI與SHEI變化一致，均呈減小趨勢，SHPI由2000年1.3568降至2015年的1.3244，SHEI由2000年0.5658降至2015年的0.5334.以5年為一階段，分三個時段，SHPI分別減少0.0016、0.0309和增加0.0001，SHEI分別減少0.0204、0.0124和0，二者下降趨勢均減緩.這表明，破碎化程度隨其豐富度的下降而降低，各景觀類型呈現(xiàn)顯著的不均衡趨勢.

　　(2)景觀連通性:研究期間斑塊聚力指數(shù)COHESION一直保持在99%以上，保護區(qū)各斑塊內(nèi)部非常凝聚.景觀類型間研究指數(shù)CONNECT2000年、2005年、2010年和2015年分別為70.05%、69.63%、48.21%和49.37%，連通性指數(shù)不斷下降，但下降趨勢減緩.

　　(3)景觀聚集度:研究期間，景觀蔓延度指數(shù)CONTAG不斷上升，從2000年的68.14%上升至70.13%，但增幅不大，這表明，景觀中優(yōu)勢斑塊類型的鏈接性上升，景觀細化程度下降.研究時段內(nèi)聚合度指數(shù)AI總體變大，由2000年的96.94%降至2005年的96.92%，此后不斷增長，2015年增長至97.26%.研究表明，該時間段內(nèi)，破碎化在一定程度上得到改變，凝聚狀況也在不斷增加.

　　(4)景觀破碎度:分析因子主要采用斑塊密度(PD)和景觀分離度指數(shù)(DIVISION)進行深度研究.2000—2015年期間PD先升后降，2015年PD高于2000年.可以看出研究區(qū)景觀斑塊數(shù)上升，景觀整體破碎化加強.2000—2015年，DIVISION小幅增大并趨于穩(wěn)定，表明研究區(qū)景觀整體破碎化略有加強，斑塊的細化程度亦小幅增加.

　　4景觀格局變化特征驅動機制分析

　　4.1自然因素

　　4.1.1氣溫變化

　　氣溫升高對世界濕地的面積和質量有著重要的決定作用，經(jīng)研究氣溫越高濕地面積越小，反之，低氣溫有利于濕地的發(fā)育.氣溫升高，水面蒸發(fā)量和植物蒸騰量亦會升高，土壤吸收熱量增多，土壤水蒸發(fā)加劇，濕地環(huán)境遭到嚴重破壞.綜合分析，氣溫是制約濕地發(fā)育的最基本因素，研究期間研究區(qū)氣溫波狀上升1.8℃，從2000年平均氣溫3.3℃升至2015年平均氣溫5.1℃.

　　氣溫的升高使飽和水汽壓升高，蒸發(fā)量增加，濕地水量和濕地補給水量均減少，進而濕地面積減小，質量下降.氣溫升高會引起濕地水文特征改變，濕地水位下降，調(diào)節(jié)徑流能力減弱.濕地的能量平衡受土壤溫度影響，土壤氣溫升高會使?jié)竦匮雌诳s短，枯水期時間增長，水位下降，進而導致濕地生態(tài)系統(tǒng)失衡[11].

　　4.1.2降水變化

　　濕地水文特征深受補給水源影響，大部分地區(qū)濕地補給水源以降水為主，因而降水多的年份濕地面積呈擴大趨勢，降水少的年份濕地面積減少，降水量的多少直接影響著濕地的面積變化.保護區(qū)濕地徑流主要來自大氣降水和地下水，地下水補給相對比較穩(wěn)定，因此大氣降水對保護區(qū)濕地面積變化影響更明顯.且研究區(qū)位于溫帶季風氣候區(qū)，降水集中在夏季，且年際、季節(jié)變化大，濕地補給水源的變化明顯地影響和改變濕地面積.2000—2015年，研究區(qū)降水量呈減少趨勢.

　　4.1.3植被變化

　　研究區(qū)內(nèi)除濕地景觀外，森林對保護區(qū)生態(tài)環(huán)境同樣起到重要維持作用.森林與濕地不是獨立存在的，二者間物質與能量的交換共同維持著保護區(qū)的生態(tài)平衡.森林繁茂，樹冠密集，截留降水增多，高森林覆蓋率可以增加下滲，復雜的森林系統(tǒng)具有發(fā)達的根系，可以較好的固定土壤，減輕水土流失，因此森林同樣具有保護濕地的重要作用.經(jīng)濟發(fā)展需求日益膨脹，不合理的人為活動使保護區(qū)內(nèi)植物群落演替加快，天然林的毀壞導致植被結構變化，樹冠密度的下降致使植被截留水分能力下降，根系密度改變使土壤下滲能力減弱.加強植被的保護，可提高植被對水文的調(diào)節(jié)作用，利于保護濕地系統(tǒng)，對濕地的面積和質量變化有著重要的影響.

　　4.2人為因素

　　4.2.1耕地變化

　　耕地的變化不僅僅是耕地數(shù)量的增長或減少，更多的體現(xiàn)在耕地質量的轉變，對比上次土地普查，敦化市耕地結果明顯發(fā)生改變.當?shù)刂�、高產(chǎn)田面積不斷擴大，低產(chǎn)田面積大幅降低，耕地質量得到較大提升，政府根據(jù)實際情況評估土地，宜耕土地制定合理的耕作方式，不適宜的土地退耕還林還草，恢復其自然演替.耕地質量的轉化實際是土壤質量的上升，土壤結構合理穩(wěn)定有利于改善耕作區(qū)的水文狀況，對濕地生態(tài)環(huán)境平衡的維持具有深遠影響[14].

　　4.2.2居民點變化

　　2000—2015年農(nóng)村居民點面積不斷擴大，研究期間農(nóng)村居民點由3.970km2，擴大到6.343km2，擴大了45%，占研究區(qū)比例顯著上升;2005—2010年，灘地、水庫坑塘和沼澤地向農(nóng)村居民點分別轉移3.06%、2.58%和1.25%;2010—2015年，灘地、沼澤和水庫坑塘分別向農(nóng)村居民點轉入，同時濕地景觀不斷向農(nóng)村居民點轉換，但濕地各景觀類型向居民點轉入的強度不同.濕地景觀向居民點的轉入會導致濕地面積的減少，居民點的擴大，人為活動的增強會對各類濕地景觀的面積和質量產(chǎn)生直接或間接的影響[15-16].

　　4.2.3旅游業(yè)

　　雁鳴湖自然保護區(qū)地理位置優(yōu)越，交通便利，附近旅游資源眾多，景觀集群狀況好，與周圍景區(qū)互補性強，作為生態(tài)體驗游的目的地，對周圍城市客源吸引力大.為推動區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，當?shù)卣�府積極發(fā)展生態(tài)旅游，旅游業(yè)的發(fā)展會帶動基礎設施的建設，在基礎設施建設時要盡可能少的破壞自然景觀，減少對自然環(huán)境的干擾.旅游業(yè)的繁榮吸引大量游客，游客的數(shù)量與自然環(huán)境承載力相適應，超過自然承載力會對環(huán)境造成破壞.

　　為推進旅游業(yè)可持續(xù)發(fā)展，當?shù)卣�府出臺了相應的法令法規(guī)，對景區(qū)內(nèi)的服務個體進行審查，減少不利于景區(qū)良性發(fā)展的企業(yè)，在提高旅游服務能力的同時，更加注重旅游服務的環(huán)保.為推進生態(tài)旅游的建設，設立相關管理部門，加強對景區(qū)的管理和保護，對破壞濕地、毀壞植被、捕殺動物等行為進行嚴格的管理和處罰.生態(tài)旅游的開發(fā)提高了人們對濕地景觀的重視，有利于濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復.研究期間保護區(qū)濕地景觀面積有所增大，質量有所提升[17].

　　5結論

　　通過對雁鳴湖保護區(qū)四期遙感影像解譯，得出景觀演變趨勢并進行分析.結果發(fā)現(xiàn):與2000年相比，2015年濕地景觀比例上升，非濕地面積占比下降，但各景觀變化幅度明顯不同.基于景觀指數(shù)分析得出:研究時段內(nèi)研究區(qū)景觀類型豐富度下降，破碎化程度降低，研究區(qū)景觀優(yōu)勢度趨于穩(wěn)定，大斑塊不斷分裂成小斑塊，斑塊離散程度和形狀復雜程度有所增加.保護區(qū)濕地面積較大，質量高，類型多樣，在景觀類型上，本文分為12個二級分類，對濕地景觀的解譯為:河渠、湖泊、水庫坑塘、灘地、沼澤和水田.

　　在后續(xù)研究中可將濕地類型進一步細化為:灌叢沼澤、森林沼澤和草本沼澤等，濕地景觀類型的細化可以更加具體地反映研究區(qū)域的濕地系統(tǒng)組成和演化.本文研究區(qū)面積狹小，數(shù)據(jù)選取30m分辨率，精度仍存在一定誤差，在后續(xù)研究中，可選更高分辨率遙感影像進行解譯，提高對地物的辨識水平，減小解譯誤差，從而減小后續(xù)驅動力分析誤差.

　　參考文獻

　　[1]劉廣全，白應飛，張亭，等.黃土高原農(nóng)牧交錯帶濕地重構對鳥類多樣性的影響[J].水利學報，2018，49(9):1097-1108.

　　[2]史叢冰，王繼富，王影，等.大慶濕地景觀及保護策略研究[J].中國農(nóng)學通報，2012，28(5):273-277.

　　[3]吳金華，房世峰，劉寶軍，等.烏裕爾河-雙陽河流域濕地景觀格局演變及其驅動機制[J].生態(tài)學報，2020，40(13):4279-4290.

　　[4]張國坤，鄧偉，呂憲國，等.新開河流域濕地景觀格局動態(tài)變化過程研究[J].自然資源學報，2007，22(2):204-210.

　　[5]劉慧，齊增湘，黃傅強.洞庭湖區(qū)濕地景觀格局與鳥類棲息地時空變化[J].遙感信息，2021，36(1):144-152.

　　[6]鐘業(yè)喜，邵海雁，徐晨璐，等.2001—2018年鄱陽湖區(qū)土地利用及景觀格局時空演變[J].江西師范大學學報(自然科學版)，2021，45(1):94-102.

　　[7]梁慶璇，廖超明，滕永核，等.南寧市主城區(qū)土地利用景觀格局變化及驅動力研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2021，49(2):187-193.

　　[8]趙方圓，楊宇翔，張華堂，等.土地利用及景觀格局動態(tài)變化分析———以甘肅省黨河流域為例[J].水土保持研究，2021，28(3):235-241.

　　作者：劉家福，申琳，紀明秀，祝悅，白淑夏