萊州灣地區濕地景觀動態變化監測與評價研究

殷小菡

摘 要：基于多元遙感數據，以2001—2015年15年為研究的時間尺度，對萊州灣地區濕地景觀時空演變影響進行了分析研究。結果表明：（1）2001—2015年間，隨著人類活動（如鹵水開采）的增強，自然濕地面積減少了2.5×104 hm2，其中有43.63%轉移為人工濕地（鹽場和養殖區）；（2）鹵水開采和鹽場建設等人類活動是影響萊州灣地區濕地景觀格局變化的最大因素，并且已經在很大程度地破壞了區域內自然濕地景觀。

關鍵詞：萊州灣濕地；景觀格局；轉移矩陣

中圖分類號 P237 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）13-0081-03

Abstract：This paper based on multiple remote sensing data，use 2001 to 2015 15 years as time scale，analysis temporal-spatial evolution of wetland landscape in Laizhou Bay Area，and provide theoretical basis and solution for the protection and rational development and utilization of wetland resources.The results show that：（1）From 2001 to 2015，with human activities（such as brine mining）enhanced，natural wetland area has decreased 2.51×105 hm2，43.63% of them were transferred to constructed wetlands（saltern and breed area）.（2）Human activities such as the exploitation of brines and the construction of salt fields in the Laizhou Bay area have had the greatest impact on the changes in the landscape pattern of the wetland，and have caused the natural wetland landscape to suffer a great deal of damage.

Key words：Laizhou bay wetland；Landscape pattern；Transition matrix；Development suggestions

《濕地公約》（Ramsar公約）中將濕地定義為：“濕地系指不問其為天然或人造、永久或暫時之沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶，帶有或靜止或流動、或為淡水、半咸水或咸水水體者，包括低潮時水深不超過6m的水域”[1]。《濕地公約》中的分類方法是目前國際上廣泛使用的濕地分類體系，按照該分類系統濕地可分為自然濕地（自然濕地又分海洋/海岸濕地、內陸濕地2個亞類）和人工濕地2個濕地類，共41個濕地型[2]。根據國際《濕地公約》對濕地分類的有關要求和建議，結合中國濕地類型的實際情況，陳建偉等將中國濕地分為海洋及沿海、內陸、人工3個系，依次分為10類，39型，20優勢型[2]。本研究基于《濕地公約》中的濕地定義跟濕地分類體系，并結合萊州灣地區實際自然景觀情況，對研究區濕地景觀動態變化展開研究。

我國對濕地的研究開始于沼澤，20世紀60—90年代初期主要集中在沼澤地帶。現階段我國濕地的重點研究方向主要集中在濕地功能效益開發、濕地養殖業開發、濕地農業開發、濕地生態旅游開發等方向[3]。近年來，諸多學者對萊州灣地區濕地開展了研究，豐愛平等利用歷史海圖對比的方法，對萊州灣南岸的海岸侵蝕過程進行研究分析，并對海平面相對上升、入海泥沙量減少、風暴潮因素對海岸侵蝕影響的權重比進行了估算[3]。崔步禮等人通過遙感探測黃河三角洲河口海岸線的變化，得到整個海岸線的變化情況和河口海岸的階段性相變[4]。谷東起等人也對萊州灣濱海濕地景觀特征進行了研究，從景觀生態學角度對南岸濱海濕地退化進行了定量評價[5]。本文基于Landsat衛星系列遙感數據，對2001—2015年萊州灣地區濕地景觀的動態演變展開了研究，以期為該區域退化濕地生態恢復和重建方案制定提供參考。

1 研究區概況

萊州灣南岸濱海濕地位于渤海南部，山東省北部，東與萊州市接壤，西臨東營市，區域內有小清河、白浪河、堤河、膠萊河、彌河、虞河、蒲河、濰河等10余條河流經過。氣候屬北溫帶東亞季風區大陸性氣候，四季分明。本研究選取的研究區西起小清河，東至膠萊河，南以牛頭鎮、王高鎮、廣陵、侯鎮、泊子、龍池、青鄉、下營組成的行政界線為界。行政區劃上隸屬于濰坊市的北部，涉及昌邑、寒亭、壽光3縣（市、區）的18個鄉鎮，總面積達2500km2。

2 數據來源及處理

以2001年5月的Landsat7 ETM影像數據、2009年5月的Landsat5 TM影像數據和2015年6月的Landsat8 OLI影像為數據源。之所以使用這3幅遙感影像數據，是出于充分考慮圖像的清晰度，滿足研究精度的需求，且數據集中在5、6月份，滿足了植被覆蓋解譯的需求。

2.1 大氣校正 選用直方圖去除法分別對3幅影像進行了大氣校正。具體方法是：若該圖像上存在輻射亮度或反射亮度本應為零的區域，則這一地區大氣影響的程輻射度增值必定是亮度最小值。校正時，通過找出每個波段最小值，并將每一波段中的每個像元亮度值都減去本波段的最小值，使圖像對比度增強，改善圖像亮度的動態范圍，從而提高影像的質量。

2.2 幾何校正 以已校正過的2015年的Landsat8 OLI影像為標準圖像，在ENVI遙感圖像處理軟件的支持下分別對2001年的 Landsat7 ETM影像和2009年的 Landsat5 TM影像進行了影像對影像的幾何精校正處理，效果較為理想。校正后兩景圖像與2015年標準圖像間的相對誤差均控制在0.5個像元內。

2.3 圖像增強 圖像增強方法采用線性拉伸處理技術和圖像銳化技術，將圖像亮度范圍拉大，把原始圖像的亮度范圍拉伸到0～255全輻射亮度級范圍，使影像解譯更為方便。

2.4 濕地景觀提取 在參考相關研究文獻的基礎上，建立了適合本研究區域和研究目的的景觀分類體系，具體分類體系如表1所示。采用人機交互目視解譯，同時憑借土地利用圖、萊州灣海圖、其他地理地形圖、Google Earth 軟件圖像等歷史資料，對分類結果進行精度估算。

3 結果與分析

景觀類型轉移矩陣可以表明不同景觀類型之間的轉移速率，并能定量揭示研究區各景觀類型之間的轉化狀況，從而可以更好地了解景觀類型變化過程。在研究中借助遙感軟件，按時間順序對2001—2009年、2009—2015年2個時段的景觀遙感解譯分類圖像進行面積轉換概率矩陣計算，分段并直觀的揭示了萊州灣南岸地區近15年來的景觀動態發展變化趨勢。兩個時間段的景觀面積轉換概率矩陣計算結果如表2、表3所示。

2001—2009年9年間人工濕地面積和非濕地面積顯著增加，自然濕地面積呈明顯下降趨勢，淺海水域面積減少了13923.27hm2，面積變化不大。山東省政府于1991年頒布了“耕海牧魚”政策，重視灘涂養殖的發展，此后時期內沿海灘涂建設了大量的鹽場和養殖場，9年間灘涂濕地面積減少了8088.93hm2，除了因自然因素轉化為淺海水域和河流跟河口水域以外，有相當一部分面積因人為因素轉化為了鹽田和養殖區，轉移概率分別為4.336%，6.814%。河流及河口水域和潮上帶低洼地等自然濕地，因自然因素轉化為另外兩種自然水域外，大部分轉移為人工濕地和非濕地類型，轉移概率分別為13.178%和10.047%。

2009—2015年7年間，因部分自然因素和人為因素影響，灘涂濕地類型面積較前9年有所回升，增長517.78hm2，轉入概率相對大于轉出概率，轉入概率中，鹽田和養殖區向灘涂轉移概率為10.813%。在這7年間自然濕地類型中河流及河口水域和潮上帶低洼地面積減少較大，分別減少了3125.61hm2和1124.51hm2，除部分轉移為鹽田跟養殖區外，大部分轉移為了建設用地和農用地，轉移概率分別為3.981%和11.594%。

綜合以上分析可得，灘涂和潮上帶低洼地在研究區內景觀類型中轉化率最高，灘涂和潮上帶低洼地以504.74hm2/a、415.43hm2/a的速率分別向鹽田、養殖區、建設用地和農用地轉化。整體來看，萊州灣地區自然濕地類型不斷向人工濕地和非濕地類型景觀轉化，部分自然景觀類型面積逐漸降低，非常不利于研究區內生物多樣性和區域生態功能的保持，相應部門該多加重視，尋找合理解決措施，努力改善當前所面臨的的生態環境壓力。

4 結論與討論

本次研究以萊州灣南岸濱海濕地為研究區，基于RS和GIS技術，利用2001年、2009年、2015年3期Landsat遙感影像，進行遙感解譯，得到景觀格局分類結果，計算2001—2009年和2009—2015年2期轉移矩陣，分析可得如下結論：（1）各年限內濕地面積總和分別為2.51×105hm2、2.50×105hm2、2.48×105hm2，面積變化不大。（2）雖然濕地總面積變化不大，但各濕地類型間轉化頻率較大，主要是自然濕地向人工濕地即鹽田和養殖區轉化較多，15年間自然濕地面積減少2.5×104hm2，其中有43.63%轉移為人工濕地。（3）鹵水開采和鹽場建設等人類活動是影響萊州灣地區濕地景觀格局變化的最大因素，并且已經導致自然濕地景觀遭受了較大程度的破壞，濕地景觀破碎已引起區域內環境凈化功能和抗御自然災害功能降低，濕地生態系統服務功能下降等。

為緩解由濕地景觀格局變化引起的環境效應，應積極采取措施保護當地生態環境的穩定發展，如建設自然濕地景觀保護區、發展可循環發展的工業經濟以及減少生態農業的淡水資源消耗，并加大向濕地排放污染物質的懲罰措施，保護萊州灣濱海濕地生態的健康發展。

參考文獻

[1]國家林業局《濕地公約》履約辦公室編譯.濕地公約履約指南[M].北京：中國林業出版社，2000.

[2]劉厚田.濕地的定義和類型劃分[J].生態學雜志，1995，14（4）：73-77.

[3]豐愛平，夏東興，谷東起，等.萊州灣南岸海岸侵蝕過程與原因研究[J].海洋科學進展，2006，24（1）：83-90.

[4]谷東起，付軍，楊鳴，等.萊州灣南岸濱海濕地景觀破碎化分析[J].海洋科學進展，2006，24（2）：213-219.

[5]崔步禮，常學禮，陳雅琳，等.黃河口海岸線遙感動態監測[J].測繪科學，2007，32（3）：108-109.

[6]羅琛.山東沿海海水入侵狀況及整治——以萊州灣地區為例[J].環球人文地理，2015（16）.

[7]殷書柏，李冰，沈方.濕地定義研究進展[J].濕地科學，2014（4）：504-514. （責編：張宏民）