黃山市人類活動強度的濕地景觀格局梯度響應

摘要 人類活動的影響已成為導致濕地景觀格局變化的重要原因之一。基于2000、2005、2010、2017年黃山市遙感影像，采用監督分類的方法，解譯出不同時相黃山市土地利用類型，利用景觀格局指數和人類活動強度模型計算并劃分人類活動強度梯度帶，分析黃山市濕地景觀格局特征及其對人類活動強度的響應，以期為加強人類活動管控，保護黃山市濕地景觀提供有益參考。

關鍵詞 濕地景觀;人類活動;響應;黃山市

中圖分類號 P901? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）24-0114-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.24.026

Remote Sensing Analysis of Landscape Pattern Gradient Response of Human Activity Intensity in Huangshan City

LU Jie

（College of Geography and Tourism， Anhui Normal University， Wuhu， Anhui 241003）

Abstract The influence of human activities has become one of the important reasons for the change of wetland landscape pattern.Based on the remote sensing images of Huangshan City in 2000， 2005， 2010， and 2017， the method of supervised classification is used to interpret the land use types of Huangshan City in different time phases. The landscape pattern index and the human activity intensity model are used to calculate and divide the intensity gradient zone of human activities. We analyze the characteristics of the wetland landscape pattern of Huangshan City and its response to the intensity of human activities.It is expected to provide a useful reference for strengthening the management and control of human activities and protecting the wetland landscape of Huangshan City.

Key words Wetland landscape;Human activities;Response;Huangshan City

作者簡介 盧杰（1995—），男，安徽滁州人，碩士研究生，研究方向：資源環境與GIS應用研究。

收稿日期 2021-04-02;修回日期 2021-05-09

在地球上眾多的生態系統之中，濕地無疑是其中較為別具一格的一種，它有著其他系統所不具有的獨樹一幟的特異功能。在地球生境中，濕地對維持生態體系，保持自然的平衡，保護生物多樣性和稀有物種資源起著重要的作用，有著“地球之腎”的美譽。近年來，不斷發展的城市建設[1-2]、土地復墾[3]、石油開發[4]和旅游業的日益興盛[5-6]，使得越來越多的濕地資源遭到了各種直接或間接的破壞，濕地景觀不斷發生變化，濕地生態日趨惡劣，不同人類活動強度對濕地景觀格局的影響已成為學者們普遍關注的熱點課題[7-9]。

黃山市位于皖南地區，境內沿江灘涂較多，河湖豐富，濕地景觀多樣。目前有關黃山市濕地景觀的研究較少且多囿于濕地現狀分析及改善措施方面，人類活動強度的濕地景觀格局梯度響應研究相對欠缺。該研究基于RS、GIS技術和Fragstats軟件，利用景觀格局指數和人類活動強度模型計算并劃分人類活動強度梯度帶，分析濕地景觀格局和人類活動強度的時空特征，闡明濕地景觀格局對人類活動強度的響應，以期為加強人類活動管控，保護黃山市濕地景觀提供有益參考。

1 數據來源與處理

研究采用的黃山市4期（2000、2005、2010、2017年）遙感影像數據主要是來自地理信息數據云平臺的OLI影像、Landsat TM和ETM+影像。其他研究數據主要包括黃山市地形圖、行政區劃圖、人口分布圖、土地利用現狀圖以及行政區劃的矢量數據等。

根據采集的數據，通過影像配準、裁剪等操作對遙感影像數據進行預處理，并以ENVI5.1作為解譯工具，采用監督分類的方法對遙感影像數據開展解譯。根據解譯的結果，黃山市的影像總體精度均在80%以上，Kappa系數也都大于0.75，4期黃山市的影像均滿足該次研究的需要。將解譯好的數據經格式轉換后導入Arcgis10.2中，結合濕地景觀分類方法，得到黃山市濕地景觀分類圖（圖1）。

2 研究方法

2.1 景觀格局指數計算

景觀格局是各種景觀要素在空間上的表達和組合，它不僅是不同景觀的表現形式，也是不同生態環境中各種干擾過程的結果。通常包括類型景觀格局指數和水平景觀格局指數兩大類，其中，類型景觀格局指數主要包括景觀面積（CA）、景觀類型百分比（PLAND）、最大斑塊指數（LPI）、平均斑塊分維數（FRAC-MN）、景觀斑塊數（NP）、景觀形狀指數（LSI）等，水平景觀格局指數主要包括香濃多樣性指數（SHDI）、香濃均勻度指數（SHEI）、斑塊內聚力指數（COHESION）、景觀蔓延度（CONTAG）、景觀聚合度（AI）、斑塊密度（PD）等。各景觀格局指數計算公式見文獻[10]。

2.2 人類活動強度指數計算

參考前人的研究，該研究選取耕地（包括水田、旱地和園地）和人工表面（包括居住地和工業用地）等土地利用類型來測度人類活動的強度[11]。人類活動強度指數計算公式如下：

HAILS=ni=1（SLi×CIi）S×100%（1）

式中，HAILS 為人類活動強度指數;S為區域土地利用類型總面積;SLi為某土地利用類型面積;CIi為某土地利用類型的建設用地當量折算系數。

3 結果與分析

3.1 濕地類型景觀格局分析

由圖2可知，從類型格局來看，非濕地所占面積最大，是最主要的景觀類型，但已經呈現出下降的趨勢。從LPI指數來看，建設用地和耕地的優勢程度在上升，水域和非濕地的優勢在下降。從集聚的程度（LSI）來看，建設用地、耕地、非濕地都呈波動上升趨勢，而水域的指數卻逐漸降低，斑塊逐漸規則化。從平均斑塊分維數（FRAC-MN）來看，2000—2017年呈現下降的趨勢，但2000—2010年的總體趨勢保持平穩，變化的幅度并不大，維度的降低是景觀區分度降低的表現，是人類活動不斷施加影響的結果，其中減少最大的是非濕地的指數。

3.2 濕地水平景觀格局分析

計算可知，黃山市SHDI指數和SHEI指數的變化趨勢基本保持一致，全市景觀類型和破碎程度不斷上升，景觀類型不斷豐富（表1）。10年間，斑塊的內聚力指數（COHESION）一直保持在99%左右，各景觀類型的集聚程度較高。全市優勢景觀類型的連通性整體呈不斷降低的趨勢。表示景觀內聚力指數的AI指標，在研究的前10年，一直維持在95%以內，基本保持平穩態勢，至2017年下降至84.475 5%，表明景觀破碎化程度不斷加劇。PD和DIVISION是表示景觀破碎化程度的指標，在研究時段內，景觀整體呈現破碎化的趨勢，不同景觀的細化程度不斷加深。

3.3 人類活動對濕地景觀格局的影響

根據人類活動強度模型計算得到不同時期的人類活動強度，在ArcGIS中采用自然斷點法，將人類活動強度由弱到強劃分為三類等級樣帶，以此分析人類活動對濕地景觀格局所產生的影響。

從人類活動對濕地類型景觀格局的影響來看，以2017年為例（圖3），濕地景觀占比明顯下降，第一強度樣帶中，濕地景觀占比（PLAND）指數為 5.112 8%;到了第二強度樣帶，隨著人類活動的增強，濕地景觀PLAND指數下降至0.328 9%;到了第三強度樣帶，濕地景觀消失。PD指標整體表現為上升態勢，濕地的斑塊密度由第一強度樣帶的0.425 1個/hm2轉變到第二強度樣帶的1.218 3個/hm2。LPI、LSI、FRAC-MN指數的變化相類似，均呈下降趨勢。在人類活動的影響下，黃山市濕地景觀趨于向整體化、簡單化、規則化發展。不同強度樣帶下的景觀類型數目統計發現，景觀的類型整體呈現出下降趨勢，其中強度樣帶三的景觀數目最少，2000—2010年都只有兩個，2017年3個，在人類活動的影響下，景觀的分異程度發生了變化。

從人類活動對濕地水平景觀格局的影響來看，總體上，人類活動強度越大，SHDI、SHEI、DIVISION指數越低，COHESION、CONTAG、AI指數越高（圖4），表明人類活動強度降低了濕地景觀的多樣性和破碎化程度，提高了濕地景觀的聚集度。從時間上來看，2010年是一個重要的時間分界，2010年前后，人類活動的強度對不同景觀指標的影響發生了分異。

4 結論

（1）黃山市的主要景觀類型為非濕地，但隨著人類建設用地及耕地的開發利用，水域及非濕地的優勢正在逐漸下降。

（2）黃山市景觀類型不斷豐富，景觀整體呈現破碎化的趨勢，不同景觀的細化程度不斷加深。

（3）在人類活動的影響下，黃山市濕地景觀趨于向整體化、簡單化、規則化發展。

參考文獻

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