黃河三角洲丹頂鶴適宜生境變化研究

趙曉旭

（河海大學地球科學與工程學院，江蘇 南京 210098）

黃河三角洲以山東省東營市墾利縣寧海為軸點，北起套爾河口，南至淄脈河口，向東撒開呈扇狀地形，海拔高程低于15 m，面積達5 450 km2。三角洲屬溫帶季風型大陸性氣候，四季分明，光照充足，區內自然資源豐富。1991年在此設立了自然保護區，1992年晉升為國家級自然保護區，以保護黃河口原生濕地生態系統和丹頂鶴、白頭鶴等珍稀瀕危鳥類。黃河三角洲是目前丹頂鶴越冬的最北限，每年大概有200只左右在此越冬，有800只左右遷徙經過。

本次研究應用遙感及地理信息系統，對黃河三角洲丹頂鶴濕地進行景觀格局指數分析，探索生境變化對丹頂鶴的影響，為今后濕地保護工作提供依據。

1 研究方法

1.1 數據處理平臺

本次研究采用的原始影像數據為1992-8-24和2001-8-9的TM影像,黃河三角洲分類數據由ArcGIS9.3地理信息系統軟件進行后期處理，濕地景觀格局指數計算采用Fragstats3.3。

1.2 濕地圖像處理

采用1992、2001年黃河三角洲自然保護區濕地分類數據，即1992、2001年的濕地分類*.shp文件。

在濕地類型演化的過程中，由于自然原因以及數據處理因素，前后年份的陸地邊界線不能保證完全重合，使得研究區域前后總面積不一致。因此，為了保證后繼工作中表征前后變化量的各種景觀格局指數有實際意義，對數據進行了處理以保證在進行指數計算時用到的前后兩期柵格數據能夠完全重合。

1.3 適宜生境分析與景觀格局指數選取

根據調查表明，丹頂鶴在保護區內的分布較為廣泛，不僅有原生濕地類型（鹽蒿灘、草灘），也有人工濕地類型（鹽田、麥田、蘆葦地）。黃河三角洲地區與鹽城地區同為丹頂鶴越冬地，前后保護區丹頂鶴生活習性統一，生境的選擇機制相仿，可以沿用前人研究。據此可將黃河三角洲分類為適宜生境與不適宜生境，適宜生境包括：高鹽堿灘涂、翅堿蓬灘涂、蘆葦沼澤、草甸、灌草叢、人工鹽沼、農田，其中翅堿蓬灘涂與蘆葦沼澤為最適宜生境。人類干擾是影響丹頂鶴生境分布的主要因素，本文從濕地景觀類型的角度出發，不考慮相同景觀內部人類活動頻繁度的差異性，不同生境類型代表不同的人類活動強度。

本研究的目標是從宏觀尺度上來分析研究區景觀格局的變化，用以判斷丹頂鶴生境的變化趨勢。本文選用了景觀類型面積、歸一化景觀形狀指數、Shannon景觀多樣性指數、景觀優勢度指數、Shannon景觀均勻性指數及動態度模型、轉移矩陣等參數進行分析。

2 濕地景觀格局指數分析

2.1 濕地景觀格局特征

各時期濕地景觀類型基礎信息見表1。

各時期Shannon景觀多樣性指數等如下（此處指數計算使用未添加海域類別的原始數據）：多樣性指數1992年為1.905 7，2001年為1.905 5；均勻度指數1992年為0.794 8，2001年為0.794 7；優勢度指數1992年為0.205 2，2001年為0.205 3；景觀斑塊密度1992年為0.189 4，2001年為0.202 3；蔓延度指數1992年為57.103 7，2001年為 57.255 1。

表1 濕地景觀類型基礎信息統計表

2.2 濕地景觀格局分析

各時期濕地景觀類型面積變化見表1。

對各類型濕地景觀的動態度進行計算，各生境動態度為：海域-0.057，河流-0.031，居民點 0.023，農田-0.007，人工鹽沼 2.792，林地 0.004，水域 0.069，灌草叢-0.056，草甸0.082，蘆葦沼澤-0.057，翅堿蓬灘涂-0.035，高鹽堿灘涂0.046。

在ArcGIS中對兩期數據進行濕地轉移混淆矩陣的計算。分析可得：在1992—2001年，面積前后變化較小的是農田、林地、居民點（動態度<0.03），其他景觀面積均變化明顯。其中適宜丹頂鶴的生境面積總和由5.85萬hm2增至6.29萬hm2，從混淆矩陣中可以看出，海岸線的推進與侵蝕使得陸地面積增加了3 635.6 hm2，這部分陸地大部分形成適宜丹頂鶴生境的沿海灘涂，使得原陸地生境面積變化不顯著。

人工鹽沼的面積變化最為明顯，由起初的124.7hm2增長至3 607.6 hm2，主要是由于林地與農田的鹽堿化加重同時人工加以利用導致。自然濕地總面積由38 380.7 hm2增長至40 670.5 hm2，其中灌草叢、翅堿蓬灘涂、蘆葦沼澤面積有明顯下降，草甸與高鹽堿灘涂面積明顯增加，適應生境內部有著明顯的濕地類型轉移。

前后兩期數據中的多樣性指數、均勻度指數、優勢度指數、蔓延度指數均沒有明顯的變化，只有景觀斑塊密度有所增加。景觀形狀指數計算結果如圖1所示。從圖1中可以看出，除人工鹽沼與高鹽堿灘涂外，其他適應生境景觀斑塊形狀指數或有所增加或維持穩定。

2.3 濕地生境變化

據黃河利津水文站資料顯示：1995年黃河斷流120 d；1996年黃河斷流126 d；1997年黃河斷流210 d；1998年黃河斷流173 d。期間黃河口濕地也因淡水供給嚴重不足，引起海水倒灌，土地鹽堿化，生態失衡，生物植被大面積死亡，珍禽鳥類相應減少。

3 結語

黃河三角洲丹頂鶴適宜生境面積變化不明顯，最適宜生境退化嚴重，綜合以上分析得出下面結論。

1）2001 年黃河三角洲宏觀生態有了較好的恢復，但景觀破碎度較1992年有所增加；丹頂鶴適宜生境內部有較強烈的景觀轉換，但總面積未受到明顯影響。2）灘涂遭受明顯的海水侵蝕，同時河口造陸使得大面積的海面形成沿海灘涂，使得高鹽堿灘涂的空間位置有著明顯的變換，翅堿蓬灘涂在遭受海水侵蝕的同時鹽堿化也較為嚴重，蘆葦沼澤濕地和翅堿蓬灘涂濕地萎縮嚴重，草甸面積增加，河口濕地干旱化趨勢明顯，丹頂鶴最適宜生境遭破壞顯著。3）生境的破碎化程度有所加強，這對于丹頂鶴的生存是不利的。破碎化程度的增加和干旱化使濕地生態系統的抗干擾能力減弱。

［1]顏忠誠，陳永林.動物的生境選擇［J］.生態學，1998,17(2):43-49.

［2]舒瑩，胡遠滿，郭篤發，等.黃河三角洲丹頂鶴適宜生境變化分析［J］.動物學，2004，39(3):33-41.

［3]宗秀影，劉高煥，等.黃河三角洲濕地景觀格局動態變化分析［J］.地球信息科學學報，2009，11(1):91-97.