全 文 ：1995—1999 年黄河三角洲东部自然保护区
湿地景观格局变化*
刘艳芬1,2**摇 张摇 杰1 摇 马摇 毅1 摇 单摇 凯3 摇 靳晓华4 摇 王进河5
( 1 国家海洋局第一海洋研究所, 山东青岛 266061; 2 东营市海洋与水产研究所, 山东东营 257091; 3 黄河三角洲国家级自然
保护区管理局, 山东东营 257091; 4 内蒙古师范大学, 呼和浩特 010022; 5 东营市海洋与渔业局, 山东东营 25709)
摘摇 要摇 基于 1995 和 1999 年的 Landsat TM 遥感影像,结合地理信息系统技术,分析黄河改
道清 8 汊(1996 年)前后的 1995—1999 年黄河三角洲东部自然保护区(位于黄河现行流路入
海口处)湿地景观格局的变化特征,以及影响湿地景观格局变化的驱动因素. 结果表明:
1995—1999 年,保护区湿地仍以天然湿地为主,人工湿地比重极小,期间非湿地面积大幅增
加,而天然湿地和人工湿地面积则呈下降趋势,其中,裸露淤泥质滩涂和沼泽湿地面积明显萎
缩;尽管保护区湿地景观类型、形状、结构的变化程度不均一,且各景观类型在空间分布上的
团聚程度变化不均衡,但总的看来,保护区景观整体结构趋于复杂化,破碎化程度有所加深,
内部各景观类型从大块连续的镶嵌分布向小块离散分布转变;影响保护区湿地景观格局变化
的主要因素有 3 个:黄河改道、黄河断流和人类活动.
关键词摇 改道摇 黄河三角洲摇 湿地摇 景观格局
文章编号摇 1001-9332(2010)11-2904-08摇 中图分类号摇 Q149摇 文献标识码摇 A
Changes of wetland landscape pattern in Eastern Yellow River Delta Nature Reserve from
1995 to 1999. LIU Yan鄄fen1,2, ZHANG Jie1, MA Yi1, SHAN Kai3, JIN Xiao鄄hua4, WANG Jin鄄
he5 ( 1First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061, Shandong,
China; 2Dongying Marine and Fishery Institute, Dongying 257091, Shandong, China;
3Administration Bureau of Yellow River Delta National Nature Reserve, Dongying 257091, Shan鄄
dong, China; 4 Inner Mongolia Normal University, Hohhot 010022, China; 5Dongying Ocean and
Fishery Bureau, Dongying 257091, Shandong, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(11): 2904
-2911.
Abstract: Based on the 1995-1999 Landsat TM images and geographic information systems, this
paper analyzed the change characteristics of wetland landscape pattern in the Eastern Yellow River
Delta Nature Reserve ( an inlet of current flow path emptying into the sea), and related driving
factors during the past few years pre and post the Yellow River diverting into Qing 8 anabranches in
1996. In 1995-1999, natural wetland was still the matrix of the wetlands in the Reserve, while
constructed wetland only had a very small proportion. A substantial increase was observed in the
area of non鄄wetlands, and a decline was found in the area of natural and constructed wetlands,
among which, bare muddy tidal flats and marshes shrank significantly. Though the landscape types
in the reserve had no homogeneity in the changes of shape and structure, and their aggregation
degree in spatial distribution varied, the overall landscape structure became more complicated and
fragmented, and the distribution of inner landscape types converted from continuously large blocks
to discretely small patches. River diversion, flow break, and human activities were the main three
driving factors leading to the changes of the wetland landscape pattern in the reserve.
Key words: diversion; Yellow River Delta; wetland; landscape pattern.
*海洋公益性行业科研专项(200705027)资助.
**通讯作者. E鄄mail: yfliu@ yic. ac. cn
2010鄄02鄄04 收稿,2010鄄08鄄17 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 11 月摇 第 21 卷摇 第 11 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Nov. 2010,21(11): 2904-2911
摇 摇 位于渤海南部黄河入海口沿岸的黄河三角洲是
世界上陆地资源生长最快的地区之一[1] .但进入 20
世纪 70 年代后,黄河开始频频断流,尤其是 1996 年
后,黄河枯水断流加剧[2],水沙量的减少使三角洲
造陆速率减慢、海岸侵蚀加剧[3-5] .黄河三角洲自然
保护区位于黄河入海口,是以保护黄河口新生湿地
生态系统和珍稀濒危鸟类为主体的国家级自然保护
区[6],保护区滨海湿地是在三角洲沉积体上逐步发
育演化而来,因此三角洲的冲淤演变将直接影响滨
海湿地的发育演化,而三角洲滨海湿地的萎缩和退
化也将直接威胁到保护区鸟类赖以生存的栖息
地[7-9]以及生态系统的生态过程和景观结构的完整
性,最终影响生物多样性[10] .
目前,国内学者对于黄河三角洲湿地变化及其
驱动因素的关注和研究很多[11-13],但研究对象多立
足于整个近代或现代黄河三角洲,尺度较大,针对湿
地演变较剧烈的黄河三角洲东部自然保护区的研究
则鲜见报道.鉴于此,本文以地处黄河入海口的黄河
三角洲自然保护区为研究对象,利用 1995 和 1999
年的 Landsat TM 遥感影像,结合地理信息系统技
术,对 2000 年黄河正常行水之前、黄河改道清 8 汊
前后短期内保护区的湿地景观格局状况进行分析,
探讨在此期间影响保护区湿地景观格局变化的驱动
因素,为湿地保护和管理提供科学依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
黄河三角洲东部自然保护区(以下简称“保护
区冶)地处黄河现行流路入海口处(37毅40忆—38毅10忆 N,
118毅41忆—119毅16忆 E),总面积约 1230 km2,定位于保
护黄河口新生湿地生态系统和珍稀、濒危鸟类[6] .
保护区植物资源种类复杂多样,境内以盐生和水
生植物为主,据初步统计[14],保护区共有维管植物 48
科 81 属 180 余种,比较典型的植物群落有芦苇
(Phragmites communis)群落、翅碱蓬(Suaeda heterop鄄
tera)群落,以及在国际上具有原生性和稀有性的柽柳
(Tamarix chinensis)、杞柳(Salix integra)群落等.保护
区鸟类资源非常丰富,总数达 287 种,水禽资源尤为
丰富,其中,国家一级保护鸟类有 7 种,包括白鹳、中
华秋沙鸭、金雕、白尾海雕、大鸨、白头鹤、丹顶鹤,国
家二级保护鸟类有斑嘴鹈鹕、海鸬鹚等 34种[6] .
1郾 2摇 数据资料及预处理
为了较准确地反映湿地植被的生长状况,本文
采用植被生长季节的遥感数据.选择 1995 年 6 月和
1999 年 9 月 Landsat TM为主要数据源,采用 1、2、3、
4、5、7 共 6 个波段,空间分辨率为 30 m.利用经过几
何精校正的 1999 年 9 月的 Landsat TM影像,对只经
过几何粗校正的 1995 年 6 月 Landsat TM 影像进行
几何配准:分别在两幅影像上选取近 20 个地面控制
点对(均匀分布在整个影像区域内),采用三次多项
式模型、双线性内插法对影像进行重采样.配准误差
在 0郾 2 个像元以内,满足精度要求. 数据基础为
WGS84 地理坐标系和 UTM投影.
为了提高遥感解译精度,解译过程中主要参考
本课题组多次的野外调查和验证数据资料(包括地
物照片和录像视频),以及 1995 年调绘的 1 颐 50000
地形图和 20 世纪 80 年代末至 90 年代初的历史调
查图件资料(涉及地貌、土地利用、植被、土壤等).
1郾 3摇 湿地景观分类体系的建立
湿地分类是进行湿地科研、保护与管理的基础,
但由于世界各地湿地类型复杂多样,不同学者对湿
地的界定范围、分类目的和出发点不同[15-16],要制
定一个完整的定量分类指标和分类系统比较困难.
因而,至今国际上的湿地分类系统仍不统一.
本文针对保护黄河三角洲湿地鸟类生境的目的
和需要,借鉴国内外湿地分类研究成果[17-19],结合
保护区湿地生态系统特征,建立了保护区湿地景观
分类体系(表1) . 该分类体系分为2级:第一级,根
表 1摇 保护区湿地分类体系
Tab. 1摇 Classification of the wetlands in the Nature Reserve
一级分类
First level
二级分类
Second level
描述
Specification
天然湿地
Natural
浅海水域
Shallow waters
潮间带下部浅海水域
wetlands 裸露淤泥质滩涂
Bare muddy tidal flat
无或极少有植被覆盖
的潮间带滩涂
潮沟
Tidal creek
海水长期冲刷侵蚀滩
涂,形成向陆地延伸的
溪流水面
河口水域
Estuarine waters
从口门至口外海滨段
的淡水舌锋缘之间的
永久性水域
河流湿地
Riverine wetlands
包括河流水面、河流滩
地
沼泽湿地
Palustrine wetlands
生长季节土壤积水,有
水生植物生长,也包括
无长期性积水的草甸
湿地和木本湿地
人工湿地
Constructed
wetlands
海水 /淡水养殖
Seawater / freshwater aq鄄
uaculture
鱼、虾蟹养殖池
农用湿地
Agriculture wetlands
水稻田、水塘
蓄水区
Reservoir
水库
509211 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘艳芬等: 1995—1999 年黄河三角洲东部自然保护区湿地景观格局变化摇 摇 摇 摇 摇
据成因的自然属性,将湿地分为天然湿地和人工湿
地两大类;第二级,天然湿地根据研究区域微地貌进
行划分,人工湿地则按照主要功能用途进行划分.另
外,根据研究需要,将研究区非湿地类型划分为居民
地、油田开发用地、耕地和林地.其中,耕地主要指小
麦、棉花等旱地作物用地,林地主要指刺槐(Robinia
pseudoacacia)林和杨树(Populus spp. )林.
1郾 4摇 景观格局分析方法
本文从湿地景观类型的结构组成、面积、形状和
分布特征 3 个方面来分析保护区湿地景观格局的变
化,分别选取以下指标:1)描述结构组成的指标包
括景观类型面积比重、景观类型丰富度、景观多样性
指数、优势度指数、均匀度指数;2)描述面积的指标
选择景观类型面积;3)描述形状和分布特征的指标
包括景观形状指数、景观质心、数量、平均大小、景观
边界密度、景观连接度. 各指数的具体含义见文
献[20] .考虑到利用栅格数据计算各指数时会因尺度
问题对计算结果造成影响(即所谓的“尺度效应冶),
本文采用景观类型的矢量数据,利用 ArcGIS 分析软
件和 matlab编程软件实现对以上各指数的计算.
本文利用转移矩阵分析不同景观类型之间的转
换关系.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 保护区湿地景观类型结构组成特征的变化
2郾 1郾 1 面积比重的变化 摇 从图 1、图 2 可以看出,
1995—1999 年,天然湿地构成了保护区湿地的主体
部分,占研究区景观总面积的 83%以上,而海水 /淡
水养殖、农用湿地和蓄水区等人工湿地类型在保护
区内的分布面积比重相对很小.由表 2 可以看出,浅
海水域、裸露淤泥质滩涂和沼泽湿地是保护区三大
天然湿地类型,它们的面积之和约占保护区景观整
体面积的 80% ,这就决定了该地区湿地的主要结构
和功能.研究期间,农林用地等非湿地景观面积比重
增长,导致沼泽湿地和裸露淤泥质滩涂等天然湿地
景观面积比重下降,表明保护区湿地在研究时段内
整体上处于萎缩、退化趋势.
2郾 1郾 2 多样性指数的变化 摇 农用湿地的缺失,导致
整个保护区景观类型总数从 1995 年的 13 类减至
1999 年的 12 类.由于景观类型总数的不同,在进行
多样性指数变化分析时,如果选择 Shannon 多样性
指数和优势度指数则不能准确反映各景观类型在不
同时期内面积分配的均匀程度,这时选择具有比形
式的均匀度指数则比较合适,通过计算发现前后两
图 1摇 1995 和 1999 年保护区景观类型图
Fig. 1摇 Map of landscape types in the Nature Reserve in 1995
and 1999.
玉:潮沟 Tidal creek; 域:耕地 Cultivated land; 芋:林地 Woodland;
郁:蓄水区 Reservoir; 吁:居民地 Residential land; 遇:浅海水域
Shallow waters; 喻:河口水域 Estuanine waters; 峪:河流湿地 Riverine
wetlands; 御:沼泽湿地 Palustrine wetlands; 愈:油田开发用地 Oil
fields; 欲:海水 /淡水养殖 Seawater / freshwater aquaculture; 狱:裸露淤
泥质滩涂 Bare muddy tidal flat.
图 2摇 1995 和 1999 年保护区天然湿地、人工湿地和非湿地
景观面积比重
Fig. 2摇 Area proportions of natural wetlands, constructed
wetlands and non鄄wetlands in the Nature Reserve in 1995 and
1999.
A:天然湿地 Natural wetlands; B:人工湿地 Constructed wetlands; C:
非湿地 Non鄄wetlands.
个时期景观整体的均匀度指数变化不大(表 3),其
值在 0郾 6 附近,表明保护区各景观类型面积的分配
比例不均衡,整个研究区被少数几种主要的景观类
型所控制.结合各景观类型的面积比重(表 2)发现,
浅海水域、裸露淤泥质滩涂、沼泽湿地是保护区的主
导景观类型.
由表 4 可以看出,1999 年研究区天然湿地的景
6092 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 2摇 1995—1999 年保护区景观类型面积的变化
Tab. 2摇 Area change of landscape types in the Nature Re鄄
serve between 1995 and 1999
景观类型
Landscape
type
1995
面积
Area
(km2)
面积比重
Area
proportion
(% )
1999
面积
Area
(km2)
面积比重
Area
proportion
(% )
面化积
变化量
Area
change
(km2)
年 际
变化率
Annual
rate of
change
(% )
A 394郾 126 31郾 37 473郾 413 38郾 38 79郾 287 4郾 02
B 327郾 926 26郾 10 271郾 780 22郾 03 -56郾 146 -3郾 42
C 14郾 757 1郾 17 17郾 140 1郾 39 2郾 383 3郾 23
D 25郾 432 2郾 02 7郾 333 0郾 59 -18郾 026 -14郾 22
E 24郾 803 1郾 97 24郾 898 2郾 02 0郾 0951 0郾 08
F 314郾 658 25郾 04 237郾 183 19郾 23 -77郾 475 -4郾 92
G 6郾 017 0郾 48 8郾 946 0郾 73 2郾 928 9郾 73
H 5郾 582 0郾 44 0 0 -5郾 582 -20
I 1郾 179 0郾 09 1郾 179 0郾 10 0 0
J 0郾 754 0郾 06 0郾 755 0郾 06 0 0
K 1郾 936 0郾 15 2郾 123 0郾 17 0郾 186 1郾 92
L 122郾 585 9郾 76 169郾 120 13郾 71 46郾 535 7郾 59
M 16郾 875 1郾 34 19郾 693 1郾 60 2郾 818 3郾 34
A:浅海水域 Shallow waters; B:裸露淤泥质滩涂 Bare muddy tidal flat;
C:潮沟 Tidal creek; D:河口水域 Estuarine waters; E:河流湿地 River鄄
ine wetlands; F:沼泽湿地 Palustrine wetlands; G:海水 /淡水养殖 Sea鄄
water / freshwater aquaculture; H:农用湿地 Agriculture wetlands; I:蓄
水区 Reservoir; J:居民地 Residential land; K:油田开发用地 Oil
fields; L:耕地 Cultivated land; M:林地Woodland. 下同 The same bel鄄
low.
观多样性指数和均匀度指数均小于 1995 年,说明
1999 年天然湿地中各景观类型面积分配的均匀程
度小于 1995 年;人工湿地的多样性指数变化与天然
湿地相同,说明人工湿地中各景观类型面积分配的
均匀程度有所下降.
2郾 2摇 保护区湿地景观类型面积的变化
1995—1999 年改道前后保护区景观总面积减
少了 22郾 997 km2,其中湿地面积减少 72郾 536 km2,
减幅约 6郾 51% ,天然湿地和人工湿地面积均有所减
少,非湿地面积增加了 49郾 539 km2,增幅约 3郾 94%
(表 2).研究期间,除蓄水区外,保护区其他湿地景
观类型的面积都发生了不同程度的变化:1)浅海水
域、潮沟、海水 /淡水养殖和河流湿地面积增加,裸露
淤泥质滩涂、河口水域、沼泽湿地和农用湿地面积减
少. 2)面积相对增加的各湿地景观类型中,浅海水
域面积增加最显著,约 79郾 287 km2,年际增长率为
4郾 02% ;海水 /淡水养殖面积增加量一般,仅 2郾 928
km2,但其年际增长率却高达 9郾 73% ;河流湿地面积
增加量很少,但该景观中的河流滩地比重却从 1995
年的 0 增至 1999 年的 53郾 59% . 3)面积相对减少的
各湿地景观类型中,沼泽湿地面积减少最多,77郾 475
km2,年际减少率为 4郾 92% ;农用湿地面积仅减少
5郾 582 km2,至 1999 年其面积比重为 0,年际减少率
高达 20% ;河口水域面积减少 18郾 026 km2,但其年
际减少率也较突出,约 14郾 22% .
2郾 3摇 保护区湿地景观类型形状和分布特征的变化
2郾 3郾 1 形状特征的变化摇 本文采用面积加权平均形
状指数和景观质心位置来描述保护区景观整体形状
特征的变化.由表 3 可以看出,1999 年保护区面积
加权平均形状指数略大于 1995 年,说明 1995—
1999 年保护区景观整体的形状结构变得复杂.对比
两个时期的影像发现:1995 年黄河入海口的三角洲
叶瓣形状好似一个巨型的肺叶片,而黄河则好像是
一根粗壮的支气管,将这个巨型的肺片对称切割;到
1999 年,黄河入海口的三角洲叶瓣已初具鸟足状,
以黄河为界的南北叶瓣则完全不对称. 保护区
景观整体质心位置的计算结果表明:黄河改道不仅
表 3摇 1995 和 1999 年保护区景观格局指数
Tab. 3摇 Index of landscape pattern in the Nature Reserve in 1995 and 1999
年份
Year
面积
Area
(km2)
斑块数
Number of
patches
斑块密度
Patch density
(Patches·km-2)
面积加权平均
缀块形状指数
Area weighted
mean shape
index
边界密度
Edge density
(m·km-2)
Shannon
多样性指数
Shannon爷s
diversity index
优势度指数
Dominance
index
均匀度指数
Eveness
index
1995 1256郾 558 771 0郾 6135 1郾 928 1273郾 4 1郾 625 0郾 940 0郾 634
1999 1233郾 562 793 0郾 6429 2郾 167 1303郾 1 1郾 583 0郾 902 0郾 637
表 4摇 1995 和 1999 年保护区天然湿地、人工湿地的多样性指数
Tab. 4摇 Diversity index of the natural wetlands and constructed wetlands in the Nature Reserve in 1995 and 1999
景观类型
Landscape type
1995
Shannon多样性指数
Shannon爷s
diversity index
优势度指数
Dominance
index
均匀度指数
Eveness
index
1999
Shannon多样性指数
Shannon爷s
diversity index
优势度指数
Dominance
index
均匀度指数
Eveness
index
天然湿地 Natural wetlands 1郾 317 0郾 475 0郾 735 1郾 240 0郾 552 0郾 692
人工湿地 Constructed wetlands 0郾 936 0郾 162 0郾 852 0郾 360 0郾 333 0郾 519
709211 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘艳芬等: 1995—1999 年黄河三角洲东部自然保护区湿地景观格局变化摇 摇 摇 摇 摇
使黄河河道本身从原来的东南方向向东北方向偏移
了 63郾 71毅,而且使整个保护区的景观质心位置发生
了变化,1999 年的景观质心位于 1995 年景观质心
的西北方向,偏移距离为 448 m,两质心连线与南北
方向线的夹角为 65郾 55毅.
从表 5 可以看出,保护区湿地景观类型中,潮沟
的面积加权平均形状指数值最高,这与其形状扁长
有关,而形状接近正方形的蓄水区的面积加权平均
形状指数值最低,说明其形状较规则. 1995—1999
年,除蓄水区的面积加权平均形状指数未发生变化
外,浅海水域、裸露淤泥质滩涂、河流湿地和沼泽湿
地均有不同程度的上升,形状结构趋于复杂,而其余
湿地类型则有所下降,形状结构趋于规则.
2郾 3郾 2 分布特征的变化摇 景观整体的分布特征可用
数量、平均大小和景观边界密度来描述. 从表 3 可
知,1995—1999 年整个保护区景观数量增多,平均
大小变小,说明 1999 年保护区景观整体的破碎度高
于 1995 年,景观有从大块连续镶嵌式分布向小块离
散分布转变的趋势;1999 年景观边界密度大于 1995
年,说明景观的异质性增强.由于两个时期保护区景
观整体的斑块密度均小于 1 个·km-2,说明期间保
护区景观的整体破碎化程度均不高.
各景观类型的分布特征可用同一景观类型内部
个体之间的景观连接度来描述,其值越大,说明个体
的聚集程度越高,空间结构越紧凑;反之,则聚集程
度越低,空间结构越松散. 研究期间,保护区裸露淤
泥质滩涂、潮沟、河口水域和沼泽湿地的景观连接度
变大,说明这些湿地景观类型的聚集程度有所提高,
空间结构变得相对紧凑,而浅海水域和海水 /淡水养
殖的景观连接度下降,说明这两种湿地景观类型的
聚集程度下降,空间结构变得相对松散(表 5).
2郾 4摇 保护区湿地景观格局的变化
每一种湿地景观类型在空间上的变化往往会牵
动某一种或某几种景观类型的相应变化,同样地,某
一种湿地景观类型在空间上的变化也往往是其他某
一种或某几种景观类型综合变化的结果. 通过转移
矩阵分析几种主要湿地景观类型与其他景观类型之
间的转换关系,能进一步揭示驱动整个研究区域湿
地景观格局变化的影响因素.
2郾 4郾 1 浅海水域摇 从图 1 可以看出:1995 年,黄河改
道清 8 汊之前,保护区浅海水域被老河口沙嘴分割
于两侧;1999 年,在海水的侵蚀作用下老河口沙嘴
前端滩面消失,原来被其分割于两侧的浅海水域连
通起来,另外,黄河改道清 8 汊使新入海流路所经之
处的滩面被海水冲刷殆尽. 整体来看,1995 年浅海
水面较平整,而 1999 年则多棱角,形状结构变得更
加复杂;1995 年浅海水域景观内部斑块在空间上相
离甚远,而 1999 年则趋于紧凑,景观聚集度提高.
研究期间,浅海水域面积显著增加,原因在于其
他景观类型转入的面积远大于向其他景观类型转出
的面积.由表 6 可知:保护区浅海水域主要向河口水
域和裸露淤泥质滩涂转换,转换的区域分别是 1996
年黄河改道清 8 汊之后形成的河口区入海流路、以
及冲淤形成的新亚三角洲叶瓣的裸滩,这是黄河改
道后携带泥沙继续向海淤积造陆的结果;另一方面,
裸露淤泥质滩涂、潮沟、河口水域和沼泽湿地向浅海
表 5摇 1995 和 1999 年保护区湿地景观类型的格局指数
Tab. 5摇 Pattern indices of the wetland landscape types in the Nature Reserve in 1995 and 1999
湿地景观类型
Wetland
landscape
type
1995
斑块数
Number of
Patches
斑块平均
面积
Mean patch
area (km2)
面积加权
平均形状指数
Area weighted
mean shape index
景观连接度
Landscape
connectivity
1999
斑块数
Number of
Patches
斑块平均
面积
Mean patch
area (km2)
面积加权
平均形状指数
Area weighted
mean shape index
景观连接度
Landscape
connectivity
A 7 56郾 304 1郾 616 0郾 207 8 59郾 177 1郾 910 0郾 155
B 53 6郾 187 2郾 087 0郾 024 44 6郾 177 2郾 764 0郾 030
C 41 0郾 360 6郾 743 0郾 030 43 0郾 399 6郾 544 0郾 031
D 6 4郾 239 2郾 674 0郾 222 2 3郾 666 2郾 279 0郾 529
E 5 4郾 961 3郾 893 0郾 273 23 1郾 083 4郾 145 0郾 322
F 186 1郾 692 1郾 770 0郾 008 159 1郾 492 1郾 820 0郾 009
G 8 0郾 752 1郾 466 0郾 206 10 0郾 895 1郾 420 0郾 150
H 7 0郾 798 1郾 356 0郾 156 0 0 0 0
I 1 1郾 179 1郾 225 0 1 1郾 179 1郾 225 0
J 13 0郾 058 1郾 528 0郾 104 13 0郾 058 1郾 528 0郾 104
K 381 0郾 005 1郾 130 0郾 004 419 0郾 005 1郾 129 0郾 003
L 52 2郾 357 1郾 818 0郾 025 53 3郾 191 1郾 771 0郾 022
M 11 1郾 534 1郾 453 0郾 149 18 1郾 094 1郾 455 0郾 075
8092 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
水域也有所补充,且补充转换的面积远大于浅海水
域向其他类型转出的面积,补充转换的区域主要位
于现行流路新淤湿地以外的黄河三角洲叶瓣外缘,
说明除河口新淤湿地面积仍在继续扩张外,在失去
黄河丰富的泥沙供给后,其他区域的滩涂湿地面积
在海水的不断侵蚀作用下开始萎缩,不仅失去了大
片的裸露淤泥质滩涂,而且使零星分布在三角洲外
缘的耐盐植物群落(如翅碱蓬沼泽湿地)以及分布
在地势较高处的芦苇沼泽退化消失.
2郾 4郾 2 海水 /淡水养殖 摇 1995 年,保护区海水 /淡水
养殖水面分布较零散,且分布面积均很小;与 1995
年相比,1999 年增加的面积已经相当可观,导致面
积增加比率较突出(图 1);1999 年海水 /淡水养殖
体的空间结构更紧凑,景观聚集度更高.
研究期间,保护区海水 /淡水养殖面积的增加主
要源于裸露淤泥质滩涂(表 6),说明在经济利益驱
动下,人类对滩涂的利用率提高了.
2郾 4郾 3 河流湿地摇 1995 年,研究区河流湿地由单一
的河流水面构成,不存在河流滩地,水面较平滑、顺
直;1999 年,黄河滩地比重明显增加,其河流水面宽
度急剧变窄,水面粗糙、弯曲. 因此,1999 年河流景
观形状结构比 1995 年复杂.另外,由于河流滩地数
量的增加,使黄河河道被频繁分割,从而导致整个河
流湿地景观的连接度值升高. 黄河河流水面比重显
著下降,与 20 世纪 90 年代末期黄河断流造成水沙
量大量减少关系密切.
研究期间,河流湿地面积增加量很小,说明其转
出面积与转入面积的差值较小.结合表 6 可知,河流
湿地主要流向耕地,是裸露的河流滩地被开发利用
的结果;向河流湿地的转入主要来自沼泽湿地,与黄
河改道清 8 汊后新的流路侵占大片滩涂沼泽地有
关.
2郾 4郾 4 沼泽湿地摇 1995 年,保护区沼泽湿地多呈大
块连续镶嵌式分布,而 1999 年,斑块平均面积变小,
且多数个体的形状趋于扁长或不规则化,导致沼泽
湿地整体形状指数上升(图 1).另外,随着那些距离
保护区主体沼泽体中心较远,且分布于原清水沟流
路以南三角洲叶瓣上的沼泽的退化消失,使 1999 年
沼泽湿地的景观连接度上升.
研究期间,沼泽湿地面积显著减少,原因在于其
转出面积远大于转入面积.由表 6 可知,沼泽湿地主
要向浅海水域、裸露淤泥质滩涂和耕地转换,向浅海
水域转换的区域主要位于原清水沟流路以南的三角
洲叶瓣外缘,向裸露淤泥质滩涂转换的区域多位于
该叶瓣的潮间带中上带,向耕地转变的区域位于保
护区岸线以上的实验区. 沼泽湿地向浅海水域和裸
露淤泥质滩涂转换的结果,导致那些距离保护区主
体沼泽中心较远,且分布于原清水沟流路以南三角
洲叶瓣上的沼泽退化消失,原因在于黄河改道后失
去泥沙供给,使三角洲叶瓣不断被海水侵蚀.沼泽湿
地向耕地的转换,主要是以芦苇为优势种的草甸湿
地向耕地的转换,说明人类对保护区实验区内盐碱
地的利用率加强.另一方面,河口水域和裸露淤泥质
滩涂向沼泽湿地也有补充,但补充转换的面积远小
于沼泽湿地向其他类型转换的面积. 河口水域向沼
泽湿地转换的区域主要位于改道前原清水沟流路的
河道上,说明黄河改道后旧流路潮滩出露并开始有
植被生长,而裸露淤泥质滩涂向沼泽湿地的转换,则
表 6摇 研究区各景观类型在 1995—1999 年间的转移矩阵
Tab. 6摇 Transfermation matrix of landscape types in the Nature Reserve between 1995 and 1999 (km2)
1995 年景观类型
Landscape type
in 1995
1999 年景观类型 Landscape type in 1999
A B C D E F G H I J K L M
A 376郾 02 12郾 67 0 5郾 19 0 0郾 24 0 0 0 0 0 0 0
B 74郾 22 216郾 94 2郾 70 1郾 41 0 15郾 81 2郾 82 0 0郾 02 0 0 0 0
C 4郾 02 0郾 59 9郾 72 0郾 03 0 0郾 14 0 0 0 0 0 0 0
D 2郾 22 6郾 79 3郾 74 0 0郾 01 3郾 87 0 0 0郾 07 0 0 0 0
E 0郾 25 0 0 0 22郾 43 0郾 02 0 0 0 0 0 2郾 02 0
F 16郾 67 34郾 79 0郾 99 0郾 70 2郾 00 215郾 10 0 0 0 0 0郾 08 43郾 24 1郾 10
G 0 0 0 0 0 0 6郾 02 0 0 0 0 0 0
H 0 0 0 0 0 0郾 14 0 0 0 0 0 5郾 03 0郾 41
I 0 0 0 0 0 0 0 0 1郾 18 0 0 0 0
J 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0郾 75 0 0 0
K 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2郾 01 0 0
L 0 0 0 0 0郾 46 1郾 86 0郾 10 0 0 0 0郾 00 118郾 28 1郾 88
M 0 0 0 0 0 0郾 01 0 0 0 0 0 0郾 55 16郾 31
909211 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘艳芬等: 1995—1999 年黄河三角洲东部自然保护区湿地景观格局变化摇 摇 摇 摇 摇
是三角洲湿地植被自然发育演替的结果. 裸露淤泥
质滩涂向沼泽湿地转换的区域大体可分为三部分:
一部分位于原清水沟流路入海口处的三角洲叶瓣两
侧;一部分位于现行流路两侧的三角洲叶瓣的潮间
带中上带;一部分则小块分布于现行流路新淤滩地.
2郾 4郾 5 农用湿地 摇 1995—1999 年,研究区农用湿地
的减少主要是由于 1999 年没有稻田湿地耕种的结
果.保护区农用湿地的流向主要是耕地和林地(表
6),人类水改旱的耕作方式的改变,进一步反映了
断流对该地区农作物生长环境的影响.
2郾 4郾 6 河口水域 摇 黄河水动力与波浪、潮流作用的
此消彼长,将影响黄河冲淡水的范围,即河口水域的
范围.根据利津站水沙资料,1995 年黄河来水、来沙
量均大于 1999 年,说明由于水沙冲力的减弱,使河
口水域的范围减小、面积变小.加之 1995 和 1999 年
河口水域的行水水面都较顺直,只是 1995 年原清水
沟流路入海口处的河口水域在黄河水动力和波浪、
潮流的相互作用下向北蜿蜒入海,且入海口处的滩
面较破碎(图 1), 导致 1995 年河口水域的结构形
状较 1999 年复杂些.
研究期间,保护区河口水域面积显著减少,原因
在于其流向其他景观类型的面积远大于其他景观类
型的转入面积.由表 6 可知,保护区河口水域主要转
为浅海水域、裸露淤泥质滩涂、潮沟和沼泽湿地,转
换的区域主要位原清水沟流路的河道上,这与黄河
改道使原入海流路失去陆源水沙供给有关. 黄河自
1996 年改道清 8 汊后,原清水沟流路废弃,海潮水
沿旧流路向上冲刷侵蚀,导致河口冲淡水范围逐年
缩减,旧的河床出露,并在潮上带地势较高处生长芦
苇和天然杞柳等植物,随着海潮水的冲刷,在旧流路
基础上形成了一定宽度的潮沟.裸露淤泥质滩涂、沼
泽湿地和浅海水域向河口水域补充转换导致新入海
流路的形成,表明黄河改道清 8 汊后,黄河水沙沿着
新流路入海延伸的同时,不仅侵蚀了沿途流经处的
大量裸露淤泥质滩地,而且使原来生长有大片翅碱
蓬或芦苇的沼泽湿地退化消失.
3摇 讨摇 摇 论
本研究结果表明:1995—1999 年,保护区湿地
仍以天然湿地为主,约占保护区景观总面积的
83% ,人工湿地比重相对较小,仅占 11%左右.研究
期间,农林用地等非湿地面积大幅增加,而天然湿地
和人工湿地面积则呈下降趋势,其中,裸露淤泥质滩
涂和沼泽湿地面积明显萎缩. 尽管保护区湿地类型
形状结构的变化程度不均一,但总的来看,保护区景
观整体结构趋于复杂化,且破碎化程度有所加深,内
部各景观类型从大块连续的镶嵌分布向小块离散分
布转变.
保护区湿地景观的变化是多种驱动因素作用下
不同景观类型之间相互转换的结果. 影响保护区湿
地景观结构发生变化的主要因素有三方面,即黄河
改道、黄河断流以及人类活动的影响.黄河改道的影
响可分为直接影响和间接影响. 直接影响包括:1)
使黄河入海流路发生偏移. 以改道处河流水面的中
心为顶点,以改道前后河口水域入海口处的中心为
两个端点进行计算的结果表明,相对于旧流路方向,
黄河现行流路由东南方向逆时针向北偏移了
63郾 71毅;2)使原入海流路的河口湿地景观结构发生
变化.黄河改走清 8 汊入海,原清水沟流路废弃,丰
富的泥沙和淡水补给来源消失,河口冲淡水影响范
围逐年缩减,旧的河床滩地出露,且受海潮水侵蚀的
范围不断扩大.随着时间的积累,旧的河床滩地开始
生长一些以杞柳和芦苇为优势种的耐盐植物群落;
3)使现行入海流路的河口湿地景观结构发生了变
化.黄河舍清水沟而从清 8 汊入海,其流经之处必然
侵吞掉大量滩涂,黄河大量水沙向海的继续输送,一
方面使黄河冲淡水范围在新流路入海口处继续扩张
延伸,另一方面也导致新的河口湿地面积不断增长,
新一轮的亚三角洲开始形成,并在现行河道两侧地
势较高处开始生长翅碱蓬、芦苇等耐盐植物群落.间
接影响包括:1)黄河改道不仅使入海流路发生偏
移,而且导致整个保护区景观的质心也发生了偏移,
1999 年保护区景观质心位于 1995 年质心的西北方
向,两质心的连线距离南北向线的角度为 65郾 55毅,
质心偏移距离 448 m;2)黄河改道,原清水沟流路废
弃,使现行流路以南的黄河三角洲叶瓣失去泥沙供
给来源,在海水的不断侵蚀作用下萎缩、退化,不仅
导致大面积的裸露淤泥质滩涂丧失,而且也使分布
在三角洲外缘和潮间带中带的大量翅碱蓬群落和柽
柳群落退化、消失.
黄河自 1972 年出现断流后,断流天数逐年增
加,尤其是 1996 年后,黄河枯水断流加剧.黄河断流
的最直接影响是黄河行水面变窄,河流滩地面积增
加.黄河断流的间接影响主要有两方面:对该地区水
生作物生存环境的影响,由于断流的影响,使依赖黄
河水进行灌溉的水稻面积大量减少;对黄河向海淤
积造陆速度的影响,改道前的 1990—1995 年,河口
沙嘴的年均延伸速度为 16郾 2 km2 [4],而改道后的
0192 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
1996—1999 年,河口沙嘴年均延伸速度仅 4郾 3 km2 .
人类活动的影响主要体现在:1)海水 /淡水养殖面
积的增加,表明人类对滩涂的利用率提高;2)耕地
面积的增加,说明人类对保护区实验区域盐碱地的
利用率加强;3)油井用地的增加,侧面反映了经济
活动与湿地保护之间的矛盾进一步加深.
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作者简介摇 刘艳芬, 女, 1980 年生, 博士. 主要从事海洋遥
感应用与湿地景观生态学研究. E鄄mail: yfliu@ yic. ac. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
119211 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘艳芬等: 1995—1999 年黄河三角洲东部自然保护区湿地景观格局变化摇 摇 摇 摇 摇