淮河流域湿地变化及其影响因素研究

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湿地是重要的国土资源和自然资源,具有重要的生态功能和丰富的生物多样性,是人类赖以生存和发展的重要自然资源之一。然而近半个世纪以来,随着经济发展和人口的不断增长,人类对湿地不合理的开发利用造成了全球范围内湿地的大面积丧失,湿地生态功能和生态效益急剧下降,湿地水体严重污染,生物多样性锐减,自然灾害加重等一系列生态环境问题和社会问题。因此,湿地保护刻不容缓,这是全球公民都应承担的社会责任。湿地变化是人类活动与自然过程综合作用的结果,在景观水平上研究其消长过程及机制对于合理保护及利用湿地资源具有重要意义。淮河流域是我国重要的农业区和人口密集区。域内湿地类型多样,包括众多大型湖泊、纵横交错的河网和大量的人工湿地,此外还有相当规模的浅水沼泽和滨海滩涂,它们在流域的水文调节、水资源供给、水质净化等方面发挥着重要的生态服务功能,但不合理的湿地利用方式过多占用了生态与环境用水,并造成了严重的湿地污染,导致湿地供水及自净能力下降。因此理解淮河流域湿地变化规律及其影响因素对合理配置水资源、改善水质及进行湿地保护具有重要参考价值。湿地生态系统通常易受环境变化的影响,其中各种人类活动的影响尤为显著。由于人类活动类型和强度的空间异质性,景观尺度上的湿地变化速率往往具有明显差异,从而表现出变化的相对热点。人为活动主导下的湿地减少热点往往是特定区域内生产力最高、对人为活动最敏感的湿地,通常是应予以优先保护的系统。识别湿地变化的热点区有助于揭示湿地变化热点的空间格局特征及其成因,促进对自然要素和人类活动耦合作用下湿地资源变化规律的深入理解,并对制定有效的湿地保护和恢复措施具有重要的现实意义。本文以淮河流域为对象,应用遥感与空间分析技术对流域内湿地变化进行研究,通过定量分析气候、地形、人口、经济、交通可达性等因子对湿地变化的影响,探讨了湿地消长热点的空间格局及其影响因素。结果表明:(1)自然湿地呈小规模增长,净增量约占95年湿地总面积的1.16%,占流域总面积的0.27%。其中滨海湿地、河流湿地有明显增长,而湖泊湿地和沼泽湿地则明显减少。河流湿地可能是由于河漫滩的季节性涨水而导致大规模增长,滨海湿地则主要是由江苏东部沿海滩涂快速淤长造成的。湖泊湿地、沼泽湿地以转为其他湿地类型为主。人工湿地总体规模显著增加,净增量约占95年湿地总面积的21.38%,占流域总面积的4.86%。同时也有大量人工湿地转为其他景观类型。其中水田转移过程最为剧烈,转入和转出均高于其他湿地类型,转移方向主要为旱地和建设用地。库塘湿地转移方向则主要为水田和旱地。(2)淮河流域的非湿地景观要素中,旱地、草地和未利用土地有所减少,林地和建设用地规模则有所扩大。其中,旱地降幅最大(约20562.96km2),建设用地增幅最大(约7167.35km2)。旱地、水田和建设用地三者,对于其中任何一个景观要素,其他两类景观要素都是其转入和转出的主要方向。林地也有所增加,草地向林地的转化是林地的主要增长来源,旱地是其转出的主要方向。(3)在景观水平上,全流域景观破碎化程度降低,斑块形态趋向复杂化,优势景观类型减少,均匀度和多样性均有所增加;湿地景观格局整体破碎化程度加剧,斑块形状复杂化,连通性、团聚程度和蔓延度也相应下降,优势湿地类型不明显,湿地类型的多样性和均匀度上升。在类型水平上,旱地、湿地和建设用地始终是流域内的主要景观要素类型,其中旱湿地景观格局整体破碎化程度加剧,斑块形状复杂化,连通性、团聚程度和蔓延度也相应下降,优势湿地类型不明显,湿地类型的多样性和均匀度上升地和建设用地破碎化程度降低,连通性增强,湿地则相反;各湿地类型的规模变化与其景观破碎化程度、斑块聚集度、蔓延度无明显的相关关系,而最大斑块指数与湿地规模变化则呈现一致性,自然湿地类型斑块趋向简单化,人工湿地形状则趋向复杂化。(4)各类湿地变化热点空间分布不一致,自然湿地变化热点的规模相对较小,呈相对分散的空间分布;人工湿地增长热点空间分布最集中,分布范围最广,多连续成片;其次为人工湿地减少热点,既有成片分布的形态,也有呈点状分布的形态。(5)流域尺度上湿地变化是自然地理条件与人为活动耦合作用的结果,且各类湿地对各影响因素的敏感性不同。在整个淮河流域,气温和高程等自然地理因素的约束性作用是湿地变化热点形成格局的主要影响因素,其中气温对各类湿地变化热点的发生有显著的促进作用,而高程对人工湿地增加及自然湿地减少热点的发生影响程度最大,β系数绝对值分别达1.562、0.524;社会经济及交通可达性对湿地变化热点发生的作用显著,但相对重要性较低。
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