盤錦濱海濕地生態系統質量遙感評估分析

王金爽

摘要：為揭示盤錦濱海濕地生態系統質量現狀特征，選取2013年16 m高分辨率多光譜遙感影像，利用NDVI植被指數評估蘆葦植被生物量和翅堿蓬植被覆蓋度，分析濕地生態系統現狀及退化原因，為濱海濕地的保護和修復提供參考依據。

關鍵詞：濱海濕地；生態系統；盤錦；遙感評估

中圖分類號：S71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）01-0023-03

盤錦濱海濕地是遼河三角洲中心地帶，由海退和河流沖積而成，擁有大、中、小型河流21條，總流域面積3 750.3 km2，海岸線長度約118 km，是遼寧省境內主要河流的入海口。盤錦濱海濕地所處的特殊地理位置及所發揮的生態功能對維護區域生態平衡和生態安全具有重要的作用。近年來，隨著人們對濕地保護的重視，各級政府在盤錦濱海濕地保護方面投入大量的人力、物力、財力。在此背景下，通過遙感解譯方法，從宏觀上分析盤錦濱海濕地生態系統質量現狀及退化原因，為今后盤錦濱海濕地的保護和修復提供參考依據。

1 研究資料與方法

1.1 遙感數據源

表征生態系統質量最直觀的特征是生態系統植被覆蓋度和單位面積生物量。為揭示盤錦濱海濕地生態系統質量現狀特征，選取2013年16 m高分辨率多光譜遙感影像，利用NDVI植被指數對其進行遙感解譯，評估盤錦濱海濕地的蘆葦植被生物量和翅堿蓬植被覆蓋度。同時根據退化趨勢評估標準，分析盤錦濱海濕地生態系統質量現狀及退化原因。

1.2 研究方法

1.2.1 蘆葦濕地生物量計算方法 以野外調查樣方中蘆葦濕地生物量密度為因變量，以NDVI指數為自變量，建立蘆葦生物量與NDVI指數線性關系，計算最終區域內蘆葦生物量。計算公式為：

M=3.816×NDVI-0.22 （1）

式中：M為生物量，kg/m2；NDVI為植被指數，樣本量23個，R2為0.998。

1.2.2 翅堿蓬植被覆蓋度計算方法 植被覆蓋度是反映地表植被覆蓋狀況和監測生態環境的重要指標。植被指數與植被覆蓋度有較好的相關性，可以用歸一化植被指數來計算植被覆蓋度。根據像元二分模型理論，可以認為一個像元的NDVI值由綠色植被部分貢獻的信息與無植被覆蓋部分貢獻的信息組合而成，植被覆蓋度可根據公式獲得：

Fc= （2）

式中：Fc為植被覆蓋度；NDVI可通過遙感影像近紅外波段與紅光波段的發射率來計算；NDVIveg為純植被像元的NDVI值；NDVIsoil為完全無植被覆蓋像元的NDVI值。

1.2.3 退化趨勢評估標準 根據相關文獻及野外調查結果，對盤錦濱海濕地的蘆葦濕地生物量和翅堿蓬植被覆蓋度進行分級，以便對盤錦濱海濕地的退化趨勢進行定量評估，結果見表1。

2 結果與分析

2.1 蘆葦濕地遙感生物量評估分析

蘆葦濕地遙感生物量評估見圖1。

從圖1的遙感評估結果可以看出，蘆葦濕地生物量低的區域在東郭葦場、羊圈子葦場和趙圈河葦場均有分布，退化區域呈點狀或斑塊狀廣布于生長狀況良好的蘆葦濕地生態系統之間，濕地景觀破碎現象日趨明顯。

2.2 翅堿蓬濕地植被覆蓋度評估分析

翅堿蓬植物覆蓋度反演結果見圖2。

從圖2的遙感評估結果可以看出，翅堿蓬植被覆蓋度低的區域主要集中在遼河入海口兩側的東郭葦場和趙圈河葦場，且覆蓋度低的區域面積大、分布廣，已嚴重影響翅堿蓬濕地的整體生態功能。

2.3 退化現狀與原因遙感評估分析

根據確立的退化趨勢分級標準，采取遙感影像解譯評估分析方法，對盤錦濱海濕地中蘆葦濕地和翅堿蓬濕地的退化趨勢進行量化評估，結果見圖3和圖4。

由圖3可知：蘆葦濕地生態系統的退化特征為整體狀況良好，局部地區退化，約有86.0%的面積處于長勢狀況良好和極好的區域。該區域多分布于水分條件良好的溝渠區域、河道區域以及遠離人類活動的濕地中心區域。此外，局部地區蘆葦濕地生態系統退化明顯，且退化明顯區域多分布于潮溝兩側、沿海灘涂、人類密集活動區、油井周邊等地。

圖4反映的是翅堿蓬濕地生態系統的退化現狀。由計算可知，翅堿蓬長勢較好和極好區域面積比例約占翅堿蓬面積比例的42.5%，該區域多分布于遼河左右兩岸毗鄰蘆葦濕地生態系統和水稻田的灘涂濕地區；嚴重退化區域和正在退化區域的面積比例分別達到翅堿蓬總面積的15.4%和42%，退化區域多分布于遼河兩岸蝦蟹池和養參池周邊灘涂濕地。按照景觀生態系統基質理論，當翅堿蓬濕地生態系統超過50%處于退化狀態時，說明翅堿蓬濕地生態系統整體現狀堪憂，正呈現大幅度退化的趨勢。

3 結論與討論

從分析結果可以看出，蘆葦濕地退化原因主要包括兩個方面：一是人類開發活動改變了原有蘆葦濕地地形地貌及生態系統植被覆蓋狀況，地勢不平及植被消失造成土壤反鹽和堿化，局部地區的土壤和水分狀況改變。同時蘆葦濕地周邊的水土變化導致蘆葦退化。二是位于潮溝和向海灘涂區域的蘆葦濕地生態系統正處于演替階段的初期，土壤鹽分相對較高，蘆葦長勢較差，系統相對脆弱，容易遭到破壞，需要保護和關注。翅堿蓬退化的原因主要是水產養殖等人類活動帶來的水體污染和含鹽量升高威脅翅堿蓬濕地生態系統。另外，近幾年的干旱少雨加劇了這種退化趨勢。因此，在今后保護盤錦濱海濕地的過程中，應針對濕地退化的原因，采取相應的措施加以修復和治理。