滇西北高原典型濕地納帕海景觀動態變化分析

王泉泉

摘要：以滇西北典型高原濕地納帕海為研究對象，基于ArcGIS、ENVI等軟件平臺，利用1987～2015年共4期Landsat影像，分析了納帕海濕地近30年來濕地面積動態變化過程，研究結果表明：①納帕海濕地面積呈現減少的趨勢，尤以2005年以后的減少程度為劇，濕地面積的減少以沼澤與沼澤化草甸面積減少為主;非濕地面積表現逐漸增加的趨勢，其中建筑用地的變化最為明顯;②濕地與濕地的轉化過程中主要表現為沼澤與沼澤化草句轉化為草甸;③濕地與非濕地的轉化過程中主要表現為草甸轉化為墾后濕地和建筑用地;④人為活動成為導致溫地景觀動態變化的主要驅動力。

關鍵詞：滇西北高原濕地;遙感;轉移矩陣

中圖分類號：F3 01. 24

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）10-0020-04

1引言

濕地是由水陸交互作用形成的獨特生態系統，是地球重要的三大生態系統之一，是具有水文、土壤、植被和生物特征的陸地和水體系統的過渡帶，是自然界最富有生物多樣性的生態景觀和人類最重要的生存環境之一。目前濕地生態系統是世界上受威脅最為嚴重的生態系統之一。景觀格局是指不同形狀、不同大小的景觀斑塊在空間上的分布，是種生態過程在不同尺度上綜合作用的結果同時它也是各種生態過程在不同尺度上彼此間互相作用的結果，并且對種群發展和生物多樣性等生態學過程產生重要影響。

濕地的景觀格局取決于濕地資源組成以及在地理空間上的分布，濕地景觀格局變化主要是指由于土地利用/土地覆被變化所導致的景觀格局和景觀類型的時空變化，濕地景觀格局的變化將會影響濕地景觀的演變過程及濕地生態系統的結構與功能，目前，濕地景觀格局及其變化特征成為評價區生態環境和發展趨勢的重要評判手段。而景觀類型發生改變，各種景觀類型轉化的分布情況、主導方向速度都不同，如果單純利用各景觀類型面積的增減并不能很好地反映各類型間的的動態變化，景觀動態變化矩陣能揭示具體的轉化細節。

滇西北高原濕地位于長江等國內和國際重要河流的中上游，對下游水位和水量均衡有著重要的調節作用，也調節著周圍的氣候使其周圍環境的氣候濕潤，為豐富的動植物群落提供了復雜而完備的特殊生境，孕育了豐富的生物多樣性，由于納帕海濕地面積相對較小，濕地之間沒有水道相通，也決定了其生態系統的脆弱性。目前滇西北高原濕地面積減少呈現減少的趨勢;水生、沼生植物群落逐漸向中生、旱生植物群落演替。本研究以Landsat衛星1987～2015年28年共4期遙感影像為數據源，利用基于面向對象的多尺度分割與目視解譯相結合的方法，生成納帕海濕地景觀分布圖，分析納帕海濕地類型的分布及其面積變化;通過轉移矩陣分析各種景觀類型的動態變化過程。

2材料與方法

2.1研究區概況

納帕海位于橫斷山脈中段香格里拉市境內，距市中心建塘鎮8km，地理坐標為99°37'～99°41'E，27°49'～27°55'N，海拔3260m，屬喀斯特型季節性高原沼澤濕地。該區域受季風氣候控制，年均溫5.4℃，1月份（最冷月）平均溫度-2.5℃，7月份（最熱月）平均溫度11.4℃;干季和雨季分明，6～9月份為雨季，10月至翌年5月為干季，雨季降水占全年的73%以上，年均降雨量619.9mm。納帕海水量補給主要依靠降雨、地表徑流、冰雪融水和湖兩側沿斷裂帶上涌的泉水。

基于納帕海水文狀況和實地調查，將納帕海濕地劃分為濕地景觀和非濕地景觀兩類。據沼澤化理論，從納帕海湖心到湖岸，依次將常年淹水、水位較深的區域劃分為原生沼澤，雨季淹水較深、旱季淺水或過濕區域劃為沼澤化草甸（表1）。非濕地景觀主要包括草甸、墾后濕地、建筑用地、林地和灌叢等。

2.2數據獲取與處理

2.2.1遙感影像獲取及濕地類型解譯

為了準確的描述納帕海濕地景觀的變化特征，每隔3～4年選擇一幅影像，為了便于識別不同的濕地景觀，盡量選擇時間處于干季且時間相近的影像。從地理空間數據云平臺獲取研究區范圍內1987～2015年干季的Landsat影像，影像間隔時間為9～10年（表2）。

2.2.2遙感影像解譯

按表1所列的標準，采用基于面向對象分割和目視解譯結合的方法對納帕海濕地類型進行解譯。以2015年Landsat8影像作為參考對所有遙感影像進行幾何校正;采用直方圖匹配的方法進行圖像增強;使用Ecogni-tion8.7軟件對遙感影像進行多尺度分割，室內解譯完成后，于2016年11月進行野外調查，根據調查結果對解譯數據進行檢驗和校正。

3結果

本研究利用馬爾科夫轉移矩陣對納帕海地區濕地面積進行統計，通過對兩個時期分類結果進行疊加分析，分別構建1987年和1996年的轉移矩陣，1996年和2005年的轉移矩陣，2005年和2015年的轉移矩陣。結果分別如表3、4、5。

1987～1996年，濕地面積略有減少，但在類型相互轉化中發生較大的變化，濕地轉化為非濕地面積為10.07km2，而非濕地轉化為濕地面積為9.20km2。湖泊面積由3.62km2減少到3.40km2，主要轉化為沼澤類型，湖泊面積的增加源于沼澤和沼澤化草甸轉化的結果;沼澤面積由14.17km2減少為8.67km2;主要轉為草甸類型，其次是沼澤化草甸類型;沼澤化草甸的面積由17.69km2減少為15.42km2，主要轉化為草甸類型，其次是沼澤類型;草甸面積由56.52km2增加到63.65km2，而草甸類型主要轉化沼澤化草甸類型和沼澤類型，均大于沼澤與沼澤化草甸轉化的量。總體而言，該段時間內濕地面積的損失沼澤類型為主。濕地類型與非濕地類型轉化中，其中草甸類型轉化的比例最高，其中主要轉換為墾后濕地類型和建筑用地類型。

1996～2005年，濕地面積略有減少，其中濕地類型轉化為非濕地類型的面積為12.65km2，而非濕地類型轉化為濕地類型的面積為9.18km2。在濕地與濕地之間的轉化中，其中湖泊與沼澤化草甸面積的減少最為明顯，沼澤化草甸的面積略有減少，草甸的面積略有增加。湖泊面積由3.40km2減少到2.55km2;主要轉化為沼澤類型，湖泊面積的增加源于沼澤和沼澤化草甸的轉化;沼澤面積由8.67km2減少為7.91km2，主要轉為沼澤化草甸，沼澤化草甸的面積由15.42km2減少為10.51km2，主要轉化為草甸類型，其次是沼澤;草甸面積由63.65km2增加到66.7km2，而草甸主要轉化沼澤化草甸和沼澤，均小于沼澤與沼澤化草甸轉化的量。總體而言，該段時間內濕地面積的損失以沼澤化草甸為主。在濕地與非濕地的轉化中，以草甸的轉出比例最高;濕地主要轉換為建筑用地和墾后濕地。

2005—2015年，濕地面積減少趨勢加快，濕地類型轉化為非濕地類型的面積為24.64km2，而非濕地類型轉化為濕地類型的面積為4.35km2（如表5）。湖泊面積由2.55km2減少到5.17km2;湖泊面積的增加源于沼澤、沼澤化草甸和草甸轉化的結果，而湖泊類型轉出以草甸為主;沼澤面積由7.91km2減少為2.68km2，主要轉為草甸，沼澤化草甸的面積由10.51km2減少為5.06km2，主要轉化為草甸;草甸面積由66.7km2減少為54.47km2，而草甸類型主要轉化濕地類型為沼澤化草甸。總體而言，該段時間內濕地面積的損失以沼澤和沼澤化草甸為主。在濕地與非濕地的轉化中，以草甸的轉出比例最高，主要轉換為建筑用地。

4討論

本研究表明，近30年來，納帕海濕地面積呈現減少的趨勢，本研究發現不同的階段濕地景觀的轉移狀況不同，其中2005～2015年的變化速率明顯快與其他階段，造成這種現象主要是因為2005年之后經濟的發展速度明顯高于1987～1996年和1996～2005年;經濟的發展以及人口數量的增加導致人地矛盾加劇，大量的濕地轉化為非濕地類型。

1987～2005年期間濕地面積的減少以沼澤和沼澤化草甸為主，但主要由草甸轉化為非濕地類型，主要是因為濕地面積的減少表現為先由沼澤和沼澤化草甸主要轉化為草甸，在由草甸轉化為非濕地類型，其中以墾后濕地和建筑用地為主，在2005～2015年期間，沼澤、沼澤化草甸和草甸類型都發生明顯的減少，主要因為受經濟發展的作用，導致非濕地面積的增加，而非濕地景觀類型面積增加主要集中在縣城以及周邊的區域，沼澤和沼澤化草甸主要分布于納帕海湖泊的附近，這也是導致草甸面積大量減少的主要原因。

在非濕地景觀的變化中，林地呈現先減少后基本穩定的趨勢，這與當地高寒氣候和居民的傳統生活方式有著密切的關系，雖然當地1998年實施“天保工程”后，納帕海流域天然林的商業性采伐受禁，但民用材（建房、薪柴等）的采伐無法禁止，但相對之前有所改善.墾后濕地面積表現先增加后減少，后基本穩定;建筑用地的面積的增長最快，每隔9-10年，面積擴張近一倍，新增加的建筑用地有一部分源于濕地類型的轉化，造成這種現象主要由于當地經濟的快速發展，導致人口數量的增加，城市基礎建設設施的完善，表現為縣城城區向四周不斷擴張以及機場的建設。

5結論

從1987年，1996年，2005年和2015年的解譯結果來看，濕地的面積呈現減少的趨勢，濕地的動態變化過程表現為由沼澤類型和沼澤化草甸類型轉化為草甸類型，在由草甸類型轉化為非濕地類型，以人為活動因素成為為導致以納帕海濕地為代表的納帕海濕地景觀改變的主要因素。

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