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近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素

来源:化拓教育网
第38卷第12期 2018年6月 DOI-10.5846/stxb201712232309 生 态 学 报 Vo1.38,No.12 ACTA EC0L0GICA SINICA Jun.,2018 吕金霞,蒋卫国,王文杰,陈坤,邓越,陈征,荔琢.近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素.生态学报,2018,38(12):4492—4503 LⅡJ X,Jiang W G,Wang W J,Chen K,Deng Y,Chen Z,Li Z.Wetland landscape pattern change and its driving forces in Beijing—Tianjin—Hebei region in recent 30 years.Acta Ecologica Sinica,2018,38(12):4492—4503. 近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素 吕金霞 ,蒋卫国 , ’,王文杰 ,陈 坤 ,邓 越 ,陈 征 一,荔 琢 , 1北京师范大学地理科学学部.环境遥感与数字城市北京市重点实验室.北京 100875 2北京师范大学地理科学学部.地表过程与资源生态国家重点实验室,北京 100875 3中国环境科学研究院.北京|00012 摘要:湿地是水陆生态系统的转换区.是地球上生物多样性和生产力最高的生态系统之一。在快速城镇化和社会经济发展的推 动下,京津冀地区湿地生态环境面临较大地威胁。利用1980年代末到2015年7期土地生态遥感解译数据,运用GIS空间分析 和主成分分析方法,分析了京津冀地区湿地景观时空变化及其驱动力。研究结果表明:(1)1980s末一2015年期间,京津冀地区 湿地面积的变化呈现从略微增长到快速减少趋势.近十年减少趋势略有减缓。湿地总面积减少了2695.05 km ,较1980s末年 减少了20.08%;河北省湿地面积减少最多,且天然湿地减少占据主导地位,其次是天津市和北京市。(2)湿地面积损失较为严 重的区域主要分布在环渤海区域、北京市和河北省张家口市和唐山市。湿地受损主要是水田和滩涂向非湿地转换引起的 (3)水田和水库坑塘构成的人工湿地是京津冀地区优势景观类型。湖泊、河渠、滩地破碎度增加,且空间分布离散,连通性差. (4)选取9个驱动因素指标进行主成分分析,人类活动是影响湿地景观格局变化的主要因素,城市扩张和农业发展是侵占湿地 的主要表现形式,此外气候和政策等因素也对湿地变化存在一定影响。 关键词:京津冀地区;湿地:景观格局指数:驱动因素 Wetland landscape pattern change and its driving forces in Beijing-Tianjin·Hebei region in recent 30 years Lo Jinxia 一,JIANG Weiguo ’,WANG Wenjie ,CHEN Kun ,DENG Yue ,CHEN Zheng ,LI Zhuo 1 Beijing Key Laboratory for Remote Sensing of Environment and Digital Cities,Faculty。,Geographical Science,Bering Normal University,Beijing 100875. ina 2 State Key Laboratory of Earth SuCwe Process and Resource Ecology,Faculty of Geographical Science,Beijing Normal University,Beijing 1 00875,China 3 Chinese Research Academy of Environmentaf Science,Beijing 100012,China Abstract:Wetlands,which are among the most productive and biodiverse ecosystems on Earth,are areas where aquatic and terrestrial ecosystems converge.Wetland environments are threatened by the rapid urbanization and socio—economic development of the Beijing—Tianjin—Hebei region.In this study,we analyzed the changes in the wetland landscape and its driving forces in the Beijing—Tianjin—Hebei region following GIS and principal component analysis methods.The results are as Mlows:(1)From the late 1980s to 2015,the wetland area slightly increased and then rapidly decreased,however this decreasing trend slowed slightly over the last ten years.The wetland area of the Beijing—Tianjin—Hebei Region decreased by 2695.05 km ,a reduction of 20.08%.The largest reduction occurred in Hebei Province,which is dominated bv natural wetlands, ̄llowed by Tianjin and Beijing City.(2)Wetland areas were mainly lost in Bohai Bay,Beijing City,and the Zhangjiakou and Tangshan Cities of Hebei Province.(3)Paddy,reservoir,and pond wetlands are the dominant landscape 基金项目:国家重点专项计划(2016YFC0503002);国家白然科学基金项目(41571077);北京师范大学地表过程与资源生态阚家重点实验室开放 课题(2017KF08) 收稿日期:2017—12—23; 修订日期:2018.04.25 ¥通讯作者Corresponding author.E—mail:iiangweiguo@bnu.edu.en http://www.ecologica.ca 12期 吕金霞等:近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素4493 types.Fragmentation is serious and the degree of aggregation is low in lake,river and canal,and beach landscapes, indicating that the spatial distribution of wetlands is discrete with poor connectivity.(4)The driving forces were analyzed using nine indicators following the principal component analysis method.The result showed that human activities were the main driving forces,and urban expansion and agricuhural development were the main pathways of degradation. Additionally,the wetland landscape is also influenced by policy and the climate. Key Words:Beijing-Tianjin—Hebei region;wetland;landscape pattern index;driving forces 湿地是地球上生物多样性和生产力最高的生态系统之一,与森林、海洋一起被称为三大生态系统,在物质 生产、能量转换、维持区域生态平衡等方面具有重要功能与价值[1 ]。近年来,由于人口数量和经济水平的快 速增长.人类对湿地自然资源过度地以及不合理地利用.造成了湿地生态系统逐步恶化,威胁区域生态安 全_3]。随着京津冀协同发展已成为国家三大战略之一,对于京津冀生态环境要求提出了更高的要求。因此, 退化湿地的研究对于京津冀地区湿地生态系统安全保障具有重要意义,是”京津冀一体化”中扩大环境容量 空间和加强生态环境保护合作的重要组成部分。 随着地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术发展,基于GIS和Rs技术的湿地景观变化得到了快速发展, 湿地生态系统的宏观监测和驱动力分析成为目前研究的热点之一_4 ]。湿地景观格局演变研究方法主要采 用景观动态的定量化方法研究_6]。国内外学者对湿地景观格局进行了相关研究。Ernoult等_7]研究了法国塞 纳河洪泛区的景观格局变化及其对生物多样性的影响,并对其驱动因素进行了分析;Munyati等_8]利用 l984—1994年四期Landsat影像借助GIS手段对赞比亚南部Kafue Flats泛滥平原湿地进行动态监测。国内 对湿地景观格局变化起步较晚。但发展迅猛。崔世杰等l9删通过分析长江中下游鄱阳湖、洞庭湖和三江平原 等地区湿地的面积和景观格局,探究了湿地变化的影响因素;宫兆宁等_ll_研究了1984--2008年北京湿地面 积的变化,得出北京湿地以人工湿地变化为主导的变化趋势;牛振国等[1 ]通过对中国湿地变化研究得出, 1978--2008年京津冀湿地面积减少了1012 km ;Zhao等l1。]人总结了1992--2014年研究结果,分析得出青藏 高原湿地变化特征,指出湿地面积和景观多样性的变化特征;侯鹏,蒋卫国等 1 J ]利用基于水文平衡的原理 对北京市湿地退化驱动因子进行了定量研究。 以往的研究多集中在湖泊湿地等天然湿地的变化研究,对京津冀地区湿地时空分布的研究较少,缺乏精 确到整个区域内市级湿地区域的研究。随着京津冀协同一体化进程加快,急需开展湿地时空变化监测,确保 区域生态系统安全保障。本文通过已更新的土地利用数据,提取京津冀地区20世纪80年代末(1980s末)到 2015年7期湿地类型分布图,综合运用GIS分析法和景观格局指数的方法分析京津冀地区近30年来湿地面 积时空变化特征,并利用主成分分析的方法对其变化的驱动因素进行了分析。 1研究区概况 京津冀区域地理位置介于113。27 一l19。50 E,36。03 N一42。40 N,位于华北平原北部,北靠燕山山脉,南 面华北平原,西倚太行山,东临渤海湾 1 。跨越北京市、天津市和河北省,除北京、天津两个直辖市以外,还包 括河北省境内的唐山、秦皇岛、保定、沧州、廊坊、张家口、承德、石家庄、衡水、邢台、邯郸等,共计13个城市(图 1)。京津冀地区是我国最重要的政治、经济、文化与科技中心,是环渤海经济圈的核心,也是我国第三大增长 极。该区地势呈现西北高东南低的地形特点。地貌以平原为主,丘陵和台地零星分布,沿渤海岸多滩涂、湿 地。海河流域以扇状水系的形式铺展在京津冀地区。京津冀地区以温带落叶阔叶林为典型植被,属于温带季 风气候区。年平均降水量538 mm,冬季寒冷少雪,春季干燥风大;夏季较为湿润,降水较多,气温年较差较 大_1 。河湖自然湿地,库塘、水田等人工湿地资源丰富。 http://www.ecologica.cn 生态学报 2数据和方法 2.1数据来源 义基于rf1同科学院地理科学与资源研究所刘纪 远团队生产的土地利用数据,该数据利用Landsat影像 数据进行解译判渎,野外验证.分类精度达91.2%,符合 制图要求 利用该产品提取了湿地的7种土地利用 类型,得到了京津黄地区l980s末.1990,1995,2000, 2005.2010和20l5年7期的湿地窄问分布冈 湿地类 的划分按照湿地公约与陆健健划分的中 湿地类型, 将水【|1、水库坑塘、湖泊、河渠、滩涂、滩地、沼泽地7种 土地类型纳入京津冀地 湿地范同 。考虑到本次遥 感解泽的最小地物单元为100 lllX l00 Ill,扣除细小地物 外,可以将上述7种类 组合再分为人丁湿地和天然湿 地 人I 湿地包括水田和水库坑塘,天然湿地包括湖 ’?『1、河渠、滩涂、滩地、沼泽地。滩涂中人T盐沼、虾池、 蟹池_已经解译为水库坑塘。由于人丁渠道面积较小,主 要为河流面积. 此把河渠列为天然湿地范畴。 图l京津冀区域地理位置及行政区划 Fig.1 The location of Beijing-Tianjin·Hebei region and the main cities ㈩ http://www.ec( ̄logica.cl1 12期 吕金霞等:近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素4495 分维数(Perimeter—Area Fractal Dimension,PAFRAC)、聚集度(Aggregation Index,AI)和香农多样性指数 (Shannon s Diversity Index,SHDI)5个指数。各指数的具体说明、计算方法参见文献[23]。 2.2.3主成分分析法 本研究采用主成分分析方法对京津冀湿地演变的驱动力进行分析。主成分分析(PCA)是一种通过降维 来简化数据结构,将原来错综复杂的多变量通过线性变换选出主要变量的一种多元统计分析方法 。 主成分分析是设法将原来众多具有一定相关性,重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的 指标。最经典的做法就是选取的第一个线性组合,即第一个综合指标的方差来表达,即方差越大。表示第一主 成分包含的信息越多。如果第一主成分不足以表达原来指标信息,在考虑选取第二个主成分。根据方差贡献 率大于85%确定主成分个数。依据SPSS软件对选取的指标做主成分分析,来探究近30年来京津冀湿地演变 的驱动力。 3结果与分析 3.1京津冀湿地分布现状 截止2015年,京津冀地区湿地面积为10723 km ,占京津冀地区土地面积的4.96%,与第二次湿地调查结 果相比,准确度为83.41%。其中天然湿地面积为3929 km ,占36.64%.占人工湿地面积为6794 km .占 63.36%。水库坑塘集中分布在天津东南部地区以及北京的东北部地区,河渠呈扇状分布,滩涂、滩地和沼泽 地分布在河北承德和张家口坝上地区、白洋淀周围以及湖泊等周围零星分布。从地理分布看.湿地分布较多 的市为天津、秦皇岛、唐山和张家口市。占京津冀湿地面积的65.71%.而具有华北明珠之称的白洋淀所在的保 定市湿地面积仅占7.64%。 3.2京津冀湿地景观时间变化分析 1980s末一20l5年,京津冀地区湿地面积时空分布如图2、图3所示,近3O年来京津冀地区湿地面积呈现 减少趋势,湿地面积减少了2695.05 km ,较1980s末年减少了20.08%(图3)。人工湿地中,水田的面积在减 少,共减少了2037.55 km ,水库坑塘的面积在增加,共增加了834.86 km。。天然湿地五种类型中,湖泊和河渠 面积在增加,滩涂、滩地和沼泽地的面积都在减少,其中湖泊和河渠分别增加了26.22 km 和317.39 km ,滩涂 减少l5.77 km ,滩地减少1334.94 km .沼泽地减少485.26 km 。人工湿地的减少占湿地变化的主导地位。 京津冀地区近30年湿地变化较大,各省市的变化也各不相同(图4)。湿地总面积的变化呈现从略微增 长到快速减少趋势,近些年减少趋势略有减缓。1980s末一1995年间湿地面积增加,由于人工湿地增加造成 了区域内湿地总面积的增加,1995年后,湿地面积呈减少趋势,近10年略有减缓。其中,河北省湿地面积减 少最多,且天然湿地减少占据主导地位。其次是天津市和北京市,天津市湿地面积的减少以人工湿地减少为主 要原因。河北省11个地级市中,湿地面积普遍存在减少趋势,湿地减少最多的是唐山市,其次是张家12I市,秦 皇岛市和沧州市湿地面积增加。唐山市和张家口市人工湿地和天然湿地均减少,人工湿地减少量占主导地 位,秦皇岛市湿地面积的增加主要是人工湿地增加造成的。其余地级市均存在天然湿地面积减少的状况。此 外,石家庄市、保定市和衡水市天然湿地面积减少占湿地减少的主要原因。 3.3京津冀湿地景观空间变化分析 1980s末一20l5年,各湿地类型变化较大,湿地面积均出现不同程度的减少(图5)。1980s末一l995年, 滩涂面积显著减少,主要转化为其他用地类型;河渠略有减少。1995--2005年稳定时期,主要为水田和滩涂 的变化,湖泊存在一定程度的退化,沼泽地有13.53%的比例转化为水库坑塘,被用于人工养殖。2005--2015 年快速减少时期,水田和滩涂面积显著下降,河渠水库坑塘面积下降。近30年来,水田、滩涂的变化最为显 著,主要转化为其他用地类型;河渠和水库坑塘相互转化;滩地和沼泽地变化程度差异不大.主要表现为湿地 类型内部的转换,湖泊主要转化为滩地和沼泽,表现出一定的退化现象。 从京津冀湿地损失空间分布图可以得出(图6),1980s末一2015年近30年来,湿地损失较为严重的区域 http://www.ecologica.ca 生态学报 38卷 I980s末 1990年 1995年 ∞ ∞ ∞ 如 ∞ 蚰 ∞ 如 ∞ 加 ∞ m ∞ 0 2005年 0 lO0 200km 图例 _一一水田 河渠 湖泊 囡-一一水库坑塘 滩涂 滩地 沼泽地 研究区 图2 1980s末一2015年京津冀湿地类型分布图 Fig.2 The spatial distribution of wetland in Beijing·Tianjin—Hebei region(1980s--2015) 水田 一潍涂 : 水库坑塘 河渠 /—滩地 _湖泊 一沼泽地 卜湿地总面积 l l l 1 8 6 4 2 0 鲫 伽 抛 咖 啪 咖 啪 咖 O O O O 1980s末 1990 1995 2000 2005 2010 2015 年份Year 图3京津冀湿地面积变化圈(1980s末一2015年) Fig.3 The area change of various wetland type in Beijing·Tianjin-Hebei region(1980s--2015) 主要分布在环渤海区域、北京市和河北省张家口市和唐山市区域,其余省市均存在不同程度的湿地面积减少。 同时各地区湿地受损的空间格局也存在时间尺度上的差异,1980s末一1995年十余年间,京津冀地区湿地损 失较小,主要分布在环渤海区域,以及河北省石家庄市和保定市;1995--2005年问,湿地损失较前l0年增强, 主要是天津市大部分区域以及保定市的白洋淀湿地区;2005--2015年,湿地损失分布不均,其中河北省的唐 山市、秦皇岛市和张家15市3个区域损失程度明显加强,而北京市、天津市和河北省沧州市、保定市损失程度 略有减缓,说明近十年京津冀地区对湿地生态环境的治理和保护力度逐渐加强。 http://www.ecologica.cn I2期 金霞等:近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素 邯郸市 邢台市 石家庄市 保定市 衡水市 沧州市 1980s末--1995 l 湿地减少量 -天然湿地减少量 人工湿地减少量 I 兰宾 廊坊市 张家口市 秦皇岛市 承德市 河北省 天津市 北京市 京津冀 餐 唐山市 ■ ] ====] 邯郸市 邢台市 石家庄市 保定市 衡水市 沧州市 廊坊市 张家口市 唐山市 秦皇岛市 承德市 河北省 天津市 北京市 京津冀 一lO 4 邯郸市 邢台市 石家庄市 保定市 衡水市 沧州市 15 窘 廊坊市 张家口市 秦皇岛市 承德市 河北省 天津市 北京市 京津冀 餐 唐山市 邯郸市 邢台市 石家庄市 保定市 衡水市 沧州市 廊坊市 张家口市 唐山市 秦皇岛市 承德市 河北省 天津市 北京市 京津冀 一3O 一10 lO 20 一l0 0 lO 面积Area/×104hm0 图4 1980s末一20l5年京津冀各省市湿地损失量图 Fig.4 Wetland loss in Beijing-Tianjin—Hebei regiOn(1980s--2015 1 正值代表增加挝,负值代表减少量 3.4京津冀湿地景观格局变化特征分析 3.4.1类型水平上景观格局变化特征 图7显示了在斑块类型水平上各时期景观格局指数的变化趋势。最大斑块指数反映了各景观类型最大 面积斑块占景观总面积的比例,是优势度的一种度量方式。1980--2015年,水田的LPI最大,其次是水库坑 塘 在一定程度上说明了京津冀地区水田和水库坑塘构成的人工湿地是优势景观类型,而天然湿地类型不占 据优势类型。平均斑块面积水田最大,其次为沼泽地。湖泊、河渠、滩地的MPS较小,分布零散。分维度指数 反映了斑块的形状复杂性,河渠的分维数指数最高,接近1.3,说明景观斑块的形状最复杂。其次是水田、滩 地。聚集度指数度量景观中不同斑块类型的聚集程度,值越大反映同一景观类型斑块的高度聚集。近3O年 来水田、沼泽的聚集度指数较大,且走势平缓.变化不大;2005--2015年,河渠、滩涂的聚集度指数呈下降趋 势,说明空间破碎化程度提高;湖泊的聚集度指数最低,说明空间分布离散,破碎化程度高,连通性低。 3.4.2景观水平上景观格局变化特征 一般来讲,通过多期景观斑块数量和斑块密度,可以看出景观破碎化程度的变化情况。斑块的密度越大. 斑块越小,景观破碎度越高。通过景观指数的运算.得出京津冀地区1980s末一20l5年的景观水平结构特征 的变化。 图8为不同时期京津冀地区景观水平上的景观指数。1980s末一20l5年期间。斑块个数整体呈先增加后 减少的波动变化趋势,其中2005年NP达到最大值(9843个)。斑块密度整体呈现增加趋势.2015年相对于 1980s末年PD增加了0.19。斑块密度越大,斑块越小,景观破碎度越高。在2000--2010年急剧增加,主要是 http://www.ecologica.cn 4498 生态学报 38卷 沼泽地-滩地 滩涂_水库坑塘 湖泊 E河渠 _水田 1995--2005 静娶 毒睾 \苦兰 舅0JA g薯∞口 ■  1∞∞∞ ∞∞加如加m 0 ∞蚰∞加∞∞∞如加m 0  I¨ l 1L 置 嫌 察 瓣 露 磐 世 * _ 磐 糖 蟮 燎 世 * 簧 黉 缎 赃 熙 酶 糍 霉 般 簧 斑 照 母 繁 联 庭 器 器 ∞∞舯加∞∞∞如加m 0 ∞ ∞∞∞∞加m 0 置 * 嫌 骧 露 嚣 罄 螺 世 * 媾 擐 霹 避 黛 斑 鼹 墨 * 瑭} 鬻 罄 糍 窿 褰 糕 世 苗 鼋 孽 麓 跹 群 图5 4个时段京津冀湿地类型转移概率矩阵 Fig.5 Wetland type transition probability in Beijing-Tianjin-Hebei region 人类活动强度增加,城市化速度加剧;而2010年之后,由于生态环境保护政策的实施和保护力度的增加,景观 破碎度降低。最大斑块指数呈先减少后s ̄Dil的趋势,2000年后呈增加趋势。说明最大斑块类型的优势度在整 个景观中的地位在上升;PAFRAC基本处于1.5附近,说明京津冀地区景观结构不稳定,易受人类活动的影 响。聚集度指数呈先减少后增加的趋势,最大值出现在2010年为88.95,空间分布最均匀。香农多样性指数 呈增加趋势,说明各景观类型所占比例趋于均衡化,景观异质性增加,其波动过程与聚集度相反。1980s末一 1990年香农多样性指数较小,说明京津冀地区斑块类型单一,景观丰富度低,1995年之后多样性指数逐渐在 升高.景观丰富度增加 3.5京津冀湿地景观变化驱动因素分析 3.5.1主成分分析结果 湿地景观变化的驱动因素包括自然和人为驱动因子,考虑京津冀地区区域发展迅速,城市化进程较快,故 选取了包括气候、人口、农业和经济在内的9个指标,分别为年降雨量(mlqf1)、年气温值(℃)、年蒸散发量 (mm)、总人口数(万人)、粮食产量(t)、GDP(亿元)、人均GDP(元)、第一产业值(亿元)、第三产业值(亿 元),分析结果表明第1主成分解释了总变量的71.44%,第2主成分解释了总变量的12.13%。 人均GDP、总人口数、第一产业值、粮食产量和第三产业值在第1主成分上的载荷较大,这些因子反映了 经济社会和农业发展水平,因此第1主成分可以认为是人VI和社会经济的代表;降雨量和温度在第2主成分 上的载荷较大,因此第2主成分被认为是气候因素的代表。 3.5.2影响湿地受损的主导因素 人口和社会经济发展是影响京津冀湿地变化的主要因素。1980--2015年,京津冀地区人口呈现直线上 升趋势,经济迅猛发展,人均GDP持续增长,同时三大产业协同发展,持续攀升,尤其是在2000年之后,增长 http://www.ecologica.cn 12期 吕金霞等:近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素4499 1980末~l995 1980s末一2O15 []未改变区 []减少区 ■●增加区 []非湿地区 图6 1980s末一2015年京津冀湿地损失空间分布图 Fig.6 The spatial distribution maps of wetland loss(1980s--2015) 速度呈现显著增加趋势(图9)。根据人口和社会经济对湿地面积的影响分析可知(图10),人口总数与人均 GDP对湿地面积变化的解释率R 分别为0.79和0.53。随着人口数量与产业结构调整,城市建设用地面积、 道路等用地规模增大。城市扩张侵占京津冀地区原有的湿地,侵占面积为1584.17 km ,占据湿地退化面积的 22.50%,仅次于旱地侵占的退化类型,表现最明显的区域为北京市中心城区和天津滨海新区等城市化发展快 速区域(图1 1)。 随着农业经济的发展,水域周围的滩地和沼泽地等湿地资源退化,湿地退化为旱地的面积为4874.55 km .占湿地退化面积的69.24%,占据湿地退化的主要地位,主要是因为水田向旱地的退化,主要体现在张家 口市万全区、宣化区周周区域和唐山市(图1 1),占据湿地区域进行农业开发,造成湿地资源破坏。根据线性 相关关系,粮食产量对湿地面积变化的解释率为0.52,粮食产量的增加对水资源需求量增加,影响湿地面积的 变化,同时对水资源的需求量也会增大,破坏湿地生态环境,增加生境压力,对区域生态安全造成影响。湿地 生态环境受到城市扩张和农业发展的影响下,还受到气候因素的影响。 从图l2可以看出,从20世纪80年代到1995年左右,年均降水量呈现显著增长趋势,而1995--2002年 均降水量呈减少趋势,2002--2015年降水量有所增加,1980--2015年年均降水量总体变化不大。同时在2000 年湿地面积达到最大值,而此阶段降水量较少,但由于前两年降水量较多,此时湿地的蓄水量可以使湿地保持 平衡状态,减弱了湿地减少。而地面温度的升高,也促进湿地水面蒸散发,对湿地景观格局有一定的影响。在 降水量变化较小,蒸散发量减少的趋势下,湿地面积退化更多的是人类活动的破坏和城市化的快速发展等 因素。 综上所述,人口与社会经济发展和气候等因素都会对湿地景观变化造成影响,同时也容易受到政府政策 http://www.eeologiea.on 45O0 生态学报 38卷 +水库坑塘— 一滩地+沼泽地 河渠+湖泊+水田+滩涂 ×等IIlq兰&甚暑】312 ●●2 lloIsII 旨lD il3暑 ●O O 8 O 6 O 4 O 2 县 0 3 5 3 O 2 5 20m-墅窭1g 0O 4 蓬 耄:8 2 菱}董 = § 暑甚 aqIIIfIz赫 l98Os ̄1990 1995 2000 2005 2010 2015 氍 吣 %舛g!吣鼹弱 啪∞∞∞∞∞∞∞∞ 善 8 6 如 4 2 如 鼹瓣求 col曲口 tlI电一曩譬五x等tIIu0【1器譬1980s末1990 1995 2000 2005 2010 2015 1980s柬1990 1995 2000 2005 2010 2015 年份Year ∞ % 舛 图7 1980--2015年京津冀湿地在类型尺度上的景观指数变化 Fig.7 The landscape index change of wetland in class scale(1 980s--20 1 5) Is 口 _Bd 帮卷礞 I.O 0.9 O.8 0.7 0.6 0.5 O.4 0.3 O.2 O.1 8200 1980s ̄1990 1995 2000 2005 2010 2015 86.4 86.2 86.0 O 1.56 1.55 85.8 85.6 1.52辜 o鍪喜 羹善 85.4 85.2 85.0 I.51莓喜 1.49 1j舡l I.47 1.46 84.8 84.6 l_48 蓦 198os ̄le 990 1995 2000 2005 2010 2015 年份Year l980s ̄1990 l995 2000 2005 2010 2015 图8 1980--2015年京津冀湿地在景观尺度上的景观指数变化 Fig.8 The landscape index change of wetland in landscape scale(1980s--2015) 的影响,需要结合多种因素进行综合分析。 http://www.ecologica.CR l2期 吕金霞等:近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素 4501 4 结论 -4 1200。f 一总人口数一人均GDP1 。。。。。 广-]10U0U0U0U} 30一r_1厂]J,1] 。。。。1 N至毛一× u pu罢近冀 地季区(年1 湿)来近地委京 篆3景0津 观年冀变来地化京区和湿津驱地冀动景地因观区素类湿。型地研分究面布结积图果呈,表现分明减析: 少京兰津趋 毒 蕈 f曼 ,…o Ul ]上Il : J口I l= [I l]l =]L[I l_j』 I,二f1 IL_』 l二/,fIlL_下』【『]IlL _J【『 1IJ0… ; …蓦塞交量暑 地0_【× 。急PuEll ≥ 恒冒贼 粮食产量The grain yield/×10 t 1.40 1_35 lI30 1.25 1.20 1.15 1.10 1.05 总人口数 The total population/万人 人均GDP The Per capimGDP/×10 元 图10 1980s末一20l4年京津冀地区粮食产量、总人口和人均GDP与湿地面积变化图 Fig.10 The relation between the grain yield.population and per·capita GDP and wetland area in Beijing-Tianjin-Hebei region ill l980s一20l4 http://www.ecologica.CI1 4502 38卷 枷 姗 姗 姗 啪 如 。 图l1 湿地受损区域的两种主要方式 Fig·1 1 The two main ways of Wetlands damaged area 阁n和l,表示建设j{j地 .周t·和 J表示湿地退化为r 地 l 删 墨 980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 年份Year 图12京津冀地区年降水量和温度距平值 Fig·l2 The anomaly value of annual precipitation and temperature in Beijing.Tianjin.Hebei regi0n 北省张家口市和唐山市等区域,这些区域是京津冀地区人口与经济快速增长的地区同时受到多种【六1素的影 响,湿地受损严重的区域也呈现时间尺度上的差异。造成湿地受损的主要原因是水田和滩涂向非湿地转换,. 湖泊也呈现向滩地和沼泽地的转变趋势。 (2)景观指数分析结果表明,京津冀地区水田和水库坑塘构成的人工湿地是优势景观类型。湖泊、河渠、 滩地破碎化严重,且聚集度指数低,空间分布离散,连通性差。1980s末一20l5年斑块个数、聚集度指数呈现 先增加后减少,香农多样性指数呈增加趋势,而最大斑块指数呈现先减少后增加趋势说明京津冀地区景观结 构不稳定。 ,(3)湿地景观受损驱动因素分析结果表明,京津冀湿地景观变化受到人为与气候因素共同影响其中人 ,;12期 吕金霞等:近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素 1;州… 1J] 4503 f1口与社会经济发展是影响湿地景观格局变化的主要原因。人口总数、人均GDP和粮食产量对湿地面积变化 的解释率尺 分别为0.79、0.53和0.52。近3O年是京津冀地区人口与经济快速发展时期,人口增加导致城市 扩张严重,需水量增加,建设用地和旱地侵占原有的湿地,造成湿地面积减少,湿地生态环境遭到破坏。 同时政府政策对湿地景观变化具有强制性影响。为防止湿地更大地退化,自2000年以来。国家成立了多 处湿地自然保护区,加大湿地保护和宣传工作,同时对重要湿地区多次实行补水工作。仅在白洋淀湿地区域 就实行了多次引水工作,2004年3月实施了引岳救淀[12 3;2006年12月又实施了引黄救淀;2008年1月再次 实施引黄入淀 ;这一措施的实行使白洋淀湿地在2005年后呈现湿地受损减弱趋势,造成湿地受损在时空 变化上的差异。京津冀地区有多处湿地多依赖外界补水,因此在今后的研究中。需要将补水量纳入湿地变化 驱动因子分析中,选择典型湿地变化区,对影响湿地生态安全重点保障区域进行评估。 京津冀地区健康与可持续发展是保障我国国家安全的重要基础,通过研究湿地景观变化及其驱动因素, 定量评价近30年湿地资源的动态变化,是湿地生态环境保护与修复的基础,是区域生态安全保障的重要部 分。在新时期城市化发展中,实现绿水青山的绿色发展,提高湿地生态系统的自我调控能力,构建京津冀协同 发展的生态安全格局 参考文献(References): [1] 白军红,欧阳华,杨志锋,崔保山,崔丽娟,王庆改.湿地景观格局变化研究进展.地理科学进展,2005,24(4):36.45. 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