全 文 ：第 ３６ 卷第 １１ 期
２０１６年 ６月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１１
Ｊｕｎ．，２０１６
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ⁃１２⁃０７３０）；中央财政林业科技推广示范资金项目（吉推 ２０１４１６）；国家自然科学基金资助
项目（４１０７１０３７）；吉林省科技厅项目（２０１３０１０１０９７ＪＣ，２０１５０２０４０４７ＳＦ，２０１２１５２２４）； ２０１５年吉林省高校科技与“十二五”科研规划项目（项目编
号：吉教科合字［２０１５］第 ２２２号）
收稿日期：２０１５⁃０６⁃３０； 　 　 修订日期：２０１５⁃１１⁃３０
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌｉｕｊｐｊｌ＠ １６３．ｃｏｍ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１５０６３０１３５５
刘吉平， 董春月， 刘家福， 郑凯俊．三江平原孤立湿地空间分布及其影响因素．生态学报，２０１６，３６（１１）：３２８０⁃３２９１．
Ｌｉｕ Ｊ Ｐ， Ｄｏｎｇ Ｃ Ｙ， Ｌｉｕ Ｊ Ｆ，Ｚｈｅｎｇ Ｋ Ｊ． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｉｔ ｉｎ ｔｈｅ Ｓａｎｊｉａｎｇ Ｐｌａｉｎ， Ｃｈｉｎａ． Ａｃｔａ
Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１６，３６（１１）：３２８０⁃３２９１．
三江平原孤立湿地空间分布及其影响因素
刘吉平∗， 董春月， 刘家福， 郑凯俊
吉林师范大学 旅游与地理科学学院， 四平　 １３６０００
摘要：以遥感影像为数据源，结合 ＧＩＳ技术，利用空间分析与统计方法对三江平原孤立湿地空间分布特征及影响因素进行定量
分析。 研究结果表明：孤立湿地的质心偏向西南，其椭圆的长轴方向为东北－西南方向，椭圆周长面积比大于全部湿地（沼泽湿
地、河流湿地和湖泊湿地）椭圆周长面积比，分散性明显；孤立湿地的热点地区主要有 ３ 个，主要分布在受人为干扰影响较大的
三江平原的中部、西北部和西南部；在自然因素影响下，孤立湿地于海拔高度 ５１—５４ｍ、坡度 １—３度、距离河流 １２—１６ｋｍ、河流
阶地地貌部位处达到最大值；受人为因素的影响，孤立湿地主要分布在居民点、道路和保护区附近，与排水沟渠之间的关系是随
着距离的增加，孤立湿地数量呈先增加后减少的趋势。 三江平原孤立湿地空间分布是自然因素和人为因素综合作用的结果，人
类活动对孤立湿地和非孤立湿地空间分布格局具有不同的影响，应加强对孤立湿地的保护。
关键词：孤立湿地；空间分布；影响因素；空间分析；三江平原
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｉｔ ｉｎ ｔｈｅ
Ｓａｎｊｉａｎｇ Ｐｌａｉｎ， Ｃｈｉｎａ
ＬＩＵ Ｊｉｐｉｎｇ∗， ＤＯＮＧ Ｃｈｕｎｙｕｅ， ＬＩＵ Ｊｉａｆｕ，ＺＨＡＮＧ Ｋａｉｊｕｎ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｔｏｕｒｉｓｔ ａｎｄ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｊｉｌｉｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｉｐｉｎｇ １３６０００， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｅ ｕｓｅｄ ｓｐａｔｉａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｉｔｈ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｄａｔａ ａｎｄ ＧＩＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ
ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ａｎｄ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｉｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｉｎ ｔｈｅ
Ｓａｎｊｉａｎｇ Ｐｌａｉｎ， Ｃｈｉｎａ． Ｔｈｅ ｍｅａｎ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ， ｔｈｅ ｌｏｎｇ ａｘｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｅａ ｉｓ ｎｏｒｔｈｅａｓｔ⁃
ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ⁃ｔｏ⁃ａｒｅａ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｌｉｐｓｅ ｉｓ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｗｅｔｌａｎｄ （ｍａｒｓｈ， ｒｉｖｅｒｉｎｅ ｗｅｔｌａｎｄ，
ａｎｄ ｌａｋｅ ｗｅｔｌａｎｄ）． Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｈｒｅｅ “ ｈｏｔ ｓｐｏｔｓ” ｏｆ ｗｅｔｌａｎｄｓ—ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ， ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ， ａｎｄ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓａｎｊｉａｎｇ
Ｐｌａｉｎ—ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｈｕｍａｎ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ． Ｕｎｄｅｒ ｎａｔｕｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｒａｎｇｅ ｉｎ ａｌｔｉｔｕｄｅ ５１—５４
ｍ， ｇｒａｄｅ １—３ ｄｅｇｒｅｅｓ， ｄｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ ａ ｒｉｖｅｒ １２—１６ ｋｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｔｅ ｏｆ ｒｉｖｅｒ ｔｅｒｒａｃｅｓ ｒｅａｃｈ ｍａｘｉｍｕｍ ｈｅｉｇｈｔ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ
ｈｕｍａｎ ｆａｃｔｏｒｓ， ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ａｒｅａｓ， ｒｏａｄｓ， ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ａｒｅａｓ， ａｎｄ ｔｈｅ
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｄｉｔｃｈｅｓ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｓｔａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ
ｗｅｔｌａｎｄｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｕｎｄｅｒ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ． Ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓａｎｊｉａｎｇ
Ｐｌａｉｎ ｉｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｂｏｔｈ ｎａｔｕｒａｌ ａｎｄ ａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃ ｆａｃｔｏｒｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ
ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ； ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ； ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ； ｓｐａｔｉａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ； Ｓａｎｊｉａｎｇ ｐｌａｉｎ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
　 　 湿地是重要的自然资源，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，与人类生
存发展息息相关［１］。 近几十年来，随着全球气候变化和人类活动的加剧，湿地景观结构正在发生严重变化，
除保护区和人类活动较少的地区外，大面积湿地已严重破碎化，破碎化后的湿地面积较小、相对分散，与大面
积湿地形成最明显的对比，形成相对孤立的湿地［２］。 对术语“孤立湿地”的定义国外进行较早，美国官方将孤
立湿地定义为与可流动水体不相邻或不通过地表水相联系的湿地［３］，而我国仅提出了与孤立湿地相关的概
念，如“环型湿地” ［４⁃１１］、“碟型洼地” ［１２⁃１３］、湿地的“景观破碎化” ［１４⁃１７］等。 本文把“孤立湿地”定义为与其他地
表水体缺乏联系且在景观上相对孤立的湿地［２］。
近些年，众多学者对湿地空间分布及影响因素进行了大量研究［１８⁃２７］，如许凤娇等对中国湖泊沼泽湿地空
间分布规律进行研究［２０］，刘雁等对吉林省西部地区湿地空间格局变化及热点地区的研究［２２］，黄妮等对三江
平原自然湿地分布特征进行研究［２５］，但是对孤立湿地的空间分布及影响因素的研究尚不多见。 由于孤立湿
地具有气候功能（保持全球碳平衡、调节小气候） ［９⁃１０，２８］、水文水质功能（调节径流、均化洪峰、蓄水和自身调
温、净化过滤） ［９，２９］和生境功能（生物多样性的保护、生物迁徙的踏脚石、独特种的保护） ［２，３０］等功能，所以研
究孤立湿地的空间分布规律及其影响因素，对湿地的保护与管理具有重要的科学意义。 本文以湿地变化较为
剧烈的三江平原为研究区域，利用遥感和地理信息系统技术研究三江平原孤立湿地的空间分布特征，并定量
分析其影响因素，在此基础上提出湿地保护与管理的对策与建议。
１　 研究区域与方法
１．１　 研究区概况
本研究区位于三江平原东北部，黑龙江省抚远县和同江市境内，黑龙江和乌苏里江汇流的三角地带，位于
４７°１９′４７″—４８°２７′５６″Ｎ，１３２°４９′５９″—１３５°０５′２６″Ｅ［３１］，选取该区域为研究区的主要原因是：本区河流众多（如
黑龙江、乌苏里江、鸭绿河、浓江、别拉洪河等河流），形成低冲积平原，在自然因子作用下地势低洼地区形成
大量湿地，为本文的湿地研究提供了客观条件。 该研究区，属于温带湿润半湿润大陆性季风气候，多年平均降
雨量为 ５９５．７ｍｍ，降雨量年内分配不均，主要集中在 ７、８ 月，盛行偏西风。 研究区域以低冲积平原为主，地势
由西南向东北倾斜，地貌类型包括河谷、台地、低山、丘陵等。 主要的湿地土壤类型为潜育化白浆土、沼泽土和
泥炭土。 植物区系组成属于长白植物区系，主要景观类型为沼泽、灌丛、林地、河流、湖泊、农田、居民点等。 研
究区内有 ３个国家级湿地自然保护区： 洪河国家级自然保护区、三江湿地自然保护区和八岔岛国家级自然保
护区。 该区面积为 １２８００ｋｍ２，人口 １５．５ 万。 建国以来，经历了 ４ 次农业大开发，湿地面积由建国初期的
５３４０ｋｍ２变为 ２０１０年的 １８９０ｋｍ２，减少了 ３４５０ｋｍ２［３２］。
１．２　 数据预处理
为了分析孤立湿地的空间分布特征，本文利用遥感影像提取孤立湿地，选取的是 ２０１０年 ６月份的 ＳＰＯＴ５
卫星影像，该影像时段选择适当，空间信息清晰，空间分辨率为 ５ｍ，能满足孤立湿地信息的提取需要。 对
２０１０年 ＳＰＯＴ５遥感影像进行人工解译，制作 ２０１０年孤立湿地分布现状图。 在解译数据基础上，考虑交通可
达性，随机布设野外验证点，共考察 １２０７个野外验证点，其中正确解译点位为 １１４７个，准确率达到 ９５％，调查
验证区域占孤立湿地斑块总解译面积的 ２０．９％，解译精度及验证点数量满足判定要求。
结合三江平原的实际情况，选择影响湿地变化的 ７ 个自然因素（地貌、坡度、坡向、海拔高度、与河流距
离、年平均气温、年降雨量）和 ４个社会因素（与居民点的距离、与道路的距离、与排水沟渠的距离、与保护区
的距离）。 年平均气温和年平均降雨量数据来自中国气象科学数据共享服务网（ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｓｃｉｅｎｃｅ．ｇｏｖ．ｃｎ ／
ｍｅｔｄａｔａ ／ ｐａｇｅ ／ ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）；地形因素中的海拔高度、坡度和坡向则直接由三江平原地区 ＤＥＭ 数据提取而来；
地貌因素是直接对三江平原地貌图数字化处理，并进行归类合并，得到三江平原地貌矢量图；河流和居民点是
通过提取三江平原土地利用图而获得的，然后进行缓冲区分析，得到各单元距河流和居民点的距离；保护区是
直接数字化研究区中各自然保护区的规划图；道路和排水沟渠直接数字化研究区的行政区划图获得。
１８２３　 １１期 　 　 　 刘吉平　 等：三江平原孤立湿地空间分布及其影响因素 　
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１．３　 研究方法
本文利用 ＡｒｃＧＩＳ ９．３热点分析研究孤立湿地空间分布的冷、热点，用标准差椭圆分析孤立湿地与全部湿
地（沼泽湿地、河流湿地和湖泊湿地）空间分布格局的差异性。 热点分析对某个要素计算 Ｇｉ∗统计值，得到 Ｚ
得分，可以知道高值或低值要素在空间上发生聚类的位置，Ｚ得分越高，高值（热点）的聚类就越紧密，负 Ｚ 得
分越低，低值（冷点）的聚类就越紧密，以孤立湿地的面积为研究对象进行热点分析。
标准差椭圆是空间统计方法中能够精确地揭示地理事物空间格局特征的常用方法，通过以质心、长轴、短
轴、周长、面积等为基本参数的空间分布椭圆定量描述地理要素空间分布的中心性、展布性、方向性、空间形态
等特征［３３］。 椭圆的质心表示地理事物的空间分布的相对位置，可以反映地理事物分布的中心性；椭圆的面积
可以反映地理事物分布的密集性；椭圆的形状可以反映地理事物分布的形态，通过椭圆的周长面积比来表示，
其值越大，表示地理事物越分散；椭圆长轴的方向表示地理事物分布的主体方向，通过方位角体现，即从标准
差椭圆的顶点开始按顺时针进行测量的长轴的旋转角度［３３⁃３８］。
在不同情景下，通过描述地理要素质心分布、密集性和方向的变化特征，有利于分析湿地分布格局的变
化。 利用 ＡｒｃＧＩＳ ９．３的空间统计分析，分别计算出孤立湿地和全部湿地（沼泽湿地、河流湿地和湖泊湿地）的
标准差椭圆，分析其差异性。 然后利用 ＧＩＳ的空间叠加分析，将孤立湿地分布图与影响因素图相叠加，统计出
各影响因素对孤立湿地分布面积和个数的影响。
２　 结果与分析
图 １　 全部湿地与孤立湿地标准差椭圆及其质心［３１］
　 Ｆｉｇ．１　 Ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｅｌｌｉｐｓｅ ａｎｄ ｍｅａｎ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ
ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ［３１］
２．１　 孤立湿地的空间分布特征
三江平原是中国沼泽湿地的重要分布区，受人类活
动、气候变化、地质运动等因素的影响，形成大量孤立湿
地，孤立湿地已成为三江平原湿地的重要组成部分［３９］。
解译得到研究区分布着 ５７８０ 个孤立湿地（单个孤立湿
地最小面积为 ６０００ｍ２），总面积为 ６１４．５ｋｍ２。 为了进一
步分析三江平原孤立湿地空间分布特征，本文利用标准
差椭圆进行分析（图 １［３１］，表 １）。
由图 １ 可以看出，三江平原湿地质心偏向东北，与
边界中心的距离为 ２４．６０ｋｍ，而孤立湿地的质心偏向西
南，与边界中心距离为 ６．９７ｋｍ，这主要由于三江平原东
北部建立了 ３ 个湿地自然保护区，加大对湿地保护力
度，从而减缓湿地退化速度，大面积的湿地分布于此，而
西南部受人为干扰影响较大，加剧了湿地破碎化程度，
造成此地孤立湿地的数量增加；全部湿地与孤立湿地椭
圆的长轴方向都为东北⁃西南方向，但全部湿地椭圆主轴方向更偏北一些；孤立湿地椭圆周长面积比大于全部
湿地椭圆周长面积比，说明前者具有分散性，后者具有聚集性（表 １）。
表 １　 全部湿地与孤立湿地标准差椭圆统计值
Ｔａｂｌｅ １　 Ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｅｌｌｉｐｓｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ
湿地类型
Ｗｅｔｌａｎｄ ｔｙｐｅｓ
中心点 Ｘ
坐标 ／ ｍ
Ｃｅｎｔｒａｌ ｐｏｉｎｔ Ｘ
ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ
中心点 Ｙ
坐标 ／ ｍ
Ｃｅｎｔｒａｌ ｐｏｉｎｔ Ｙ
ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ
椭圆长半轴与
真北方向夹角 ／ °
Ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ ｌｏｎｇ ａｘｉｓ
ａｎｄ ｎｏｒｔｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ
ａｎｇｌｅ
椭圆面积 ／ ｋｍ２
Ｅｌｌｉｐｓｅ ａｒｅａ
椭圆周长 ／ ｋｍ
Ｅｌｌｉｐｓｅ ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ
椭圆周长面积比
Ｅｌｌｉｐｓｅ ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ
ａｒｅａ ｒａｔｉｏ
孤立湿地 Ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ２３４０６９５１ ５２９２７９６ ６０．０６ ５３４４．９２ ２７０．１０ ０．０５０５３
全部湿地 Ｗｈｏｌｅ ｗｅｔｌａｎｄｓ ２３４３５６５２ ５３１２０１１ ４４．９１ ６４５３．９５ ２９３．９３ ０．０４５５４
２８２３ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
图 ２　 孤立湿地空间分布的 Ｚ得分［３１］
Ｆｉｇ．２　 Ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｚ ｓｃｏｒｅ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ［３１］
　 　 利用 ＡｒｃＧＩＳ ９．３ 软件得到三江平原孤立湿地空间
分布热点图（图 ２） ［３１］，可以看出，热点地区主要有 ３
个，分布在三江平原的中部（洪河保护区周边地区）、西
北部和西南部；冷点地区主要有两个，分别位于东南部
的别拉洪河流域和中西部。 孤立湿地主要分布在受人
为干扰较为强烈的地区，说明相对于自然因素，人为因
素是导致孤立湿地形成的主要原因。
２．２　 孤立湿地空间分布的影响因素
２．２．１　 自然因素
（１）气候因素
湿地是对气候变化最敏感的生态系统［４０⁃４２］，其组
成、结构、分布和功能等都与气候因子密切相关，气候变
化必将对湿地生态系统造成深刻影响［２８］。 以位于研究
区内的同江市气象站的气象资料，分析气候变化对三江
平原孤立湿地的影响。 由表 ２可以看出，１９５５—２０１０ 年，三江平原气温有逐渐升高的趋势，年平均气温升高
了 １．５℃，降水量有逐渐下降的趋势，年平均降水量降低了 ７４．９ｍｍ。 气温升高，蒸发量增大，降水量下降，直接
减少了湿地的水源补给，都会造成湿地的丧失和退化，湿地面积的减少，湿地生态系统的逆向演替造成的湿地
退化都会使孤立湿地的数量增加。
表 ２　 同江市 １９５５—２０１０年气温和降水量变化
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅｓ ｆｒｏｍ １９５５ ｔｏ ２０１０ ｉｎ Ｔｏｎｇｊｉａｎｇ
时期
Ｄａｔｅ
降水量 ／ ｍｍ
Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
降水距平 ／ ％
Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｏｍａｌｙ
气温 ／ ℃
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
气温距平 ／ ℃
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｏｍａｌｙ
１９５５—１９６４ ６０９．７ １８．１ ２．７ －０．８７
１９６５—１９７５ ５００．３ －７．５ ２．８ －０．７５
１９７６—１９８５ ４８８．４ －５．５ ３．２ －０．３７
１９８６—１９９５ ５４６．９ ５．８ ４．１ ０．４９
１９９６—２０１０ ５３４．８ ３．５ ４．２ ０．５９
（２）地形地貌因素
地形地貌是影响孤立湿地形成和空间分布的主要因素，直接控制了区域相对负地形的分布并决定区域水
流的特点，对水分和热量进行再分配［４３］。 孤立湿地一般形成于地表过湿、或有薄层积水的环境，负地貌最为
有利。 同样，地形地貌也影响到孤立湿地的难易开发程度，进而影响到孤立湿地的丧失程度和丧失时期［２］，
利用 ＧＩＳ的空间分析工具，结合研究区的 ＤＥＭ和地貌图，得到孤立湿地的空间分布与海拔高度、坡度、坡向和
地貌的之间的关系（图 ３—图 ６） ［３１］。
随着海拔高度的增加，单位面积孤立湿地数量和孤立湿地面积占所在分区面积的百分比均呈先增加后减
少的趋势（图 ３） ［３１］，于海拔高度 ５１—５３ｍ处单位面积孤立湿地数量达到最大值，为 ０．６ 个 ／ ｋｍ２，同时该海拔
高度带也是孤立湿地数量最多的区域，为 １０９２个，占整个研究区孤立湿地总量的 １８．８９％，这是由于该海拔高
度适合农田的开垦，原有大面积湿地被开垦为农田，加剧湿地破碎化程度［３９］，孤立湿地数量达到最多。 而在
５３—５４ｍ处，原有湿地面积就较大，所以在该海拔高度孤立湿地面积占所在分区面积的百分比达到最高，为
２．４６％。
随着坡度的增加，孤立湿地的数量和面积逐渐减少。 坡度 １—３°处，单位面积孤立湿地数量最多，孤立湿
地面积占所在分区面积的百分比最高，分别为 ０．５３个 ／ ｋｍ２和 １．８５％，同时该坡度带也是孤立湿地数量最多的
３８２３　 １１期 　 　 　 刘吉平　 等：三江平原孤立湿地空间分布及其影响因素 　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
图 ３　 孤立湿地的分布与海拔高度的关系［３１］
Ｆｉｇ．３　 Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｌｔｉｔｕｄｅ［３１］
区域，为 ３５５２个，占整个研究区孤立湿地总量的 ６１．４５％（图 ４） ［３１］。 由于 ０—１°可开垦湿地面积的减少以及
农业机械化能力的加强，而 １—３°处农田大面积增加，造成 １—３°处孤立湿地演化程度最明显［４４］。
图 ４　 孤立湿地的分布与坡度的关系［３１］
Ｆｉｇ．４　 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ［３１］
坡向 ２２５—３１５°处单位面积孤立湿地数量最多，为 ０．４８ 个 ／ ｋｍ２，在该坡向处孤立湿地面积占所在分区面
积却最少，为 ０．６１％（图 ５） ［３１］，说明在该坡向处，湿地破碎化严重，单个孤立湿地的面积均较小。 而坡向
３１５—３６０°处孤立湿地面积占所在分区面积的百分比最高为 ４．３３％（图 ５），由于 ３１５—３６０°处为阴坡，蒸发较
小，湿地植被发育情况较好，为湿地的形成提供了有利条件。 坡向 １３５—２２５°处是孤立湿地数量最多的区域，
为 １５４７个，占整个研究区孤立湿地总量的 ２６．７６％，但是该坡向处孤立湿地面积占所在分区面积的百分比仅
为 １．３６％，由于坡向 １３５—２２５°为阳坡，水分条件较差，不利于湿地的发育，但是该坡向的光照条件较好，利于
农田的发展，受人为干扰的影响，破坏了湿地的连通性，孤立湿地数量达到最多［４５］。
在各地貌类型处，单位面积孤立湿地数量和孤立湿地面积占所在分区面积的百分比分布规律一致。 其中
河流阶地处，单位面积孤立湿地数量最多，孤立湿地面积占所在分区面积的百分比最高，分别为 ０．５６ 个 ／ ｋｍ２
和 ２．０３％，同时该地貌类型处也是孤立湿地数量最多的区域，为 ３４１２ 个，占整个研究区孤立湿地总量的
５９．０４％（图 ６） ［３１］。 阶地沼泽就是分布在阶地上的洼地沼泽，大部分为孤立湿地，由于古冰丘湖在三江平原地
区有其独特的形态结构特征，并广泛发育。 晚更新世晚期的冰丘群，随着气候的逐渐变暖，冰丘内的冰核逐渐
消融，变为洼地，洼地主要依靠大气降水蓄水，逐渐发育成沼泽［４６］，除此之外，冰缘热喀斯特作用也是促使阶
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图 ５　 孤立湿地的分布与坡向的关系［３１］
Ｆｉｇ．５　 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ［３１］
图 ６　 孤立湿地的分布与地貌类型的关系
Ｆｉｇ．６　 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｌａｎｄｆｏｒｍｓ
地沼泽形成的重要原因，由于冰缘环境中堆积层中含水量有多种不同形式的地下水，受热融化后，形成热融洼
地，成为湖塘或发育沼泽［４７］，而且河流阶地，地势低平，土壤肥沃，水源补给好，容易形成沼泽湿地，同时也为
大规模的农业开发提供了较好的自然条件，在农田地势较低处残留下一些湿地，大量孤立湿地就此形成［３９］。
而在低山丘陵处，地势较高，坡度较大，不利于农田的开垦，受人为干扰程度较小，所以单位面积孤立湿地数量
最小，孤立湿地面积占所在分区面积的百分比最低。
（３）水文因素
水文因素是孤立湿地形成和发育的先决条件，水量、水质、水文状况、水源补给持续程度和水分状况导致
的稳定程度都是制约孤立湿地形成和发育的因素，因此，与气候因素相比，水文因素对孤立湿地形成和发育的
作用更为直接。 三江平原是由黑龙江、松花江和乌苏里江冲积而形成的沼泽性平原，这些都为该区孤立湿地
的形成和维持提供了良好的水文条件。 近年来该区河流的径流量和径流深度呈现下降的趋势，造成孤立湿地
的生态水文环境发生了极大的变化，湿地水资源短缺严重，湿地面临着丧失和退化的威胁。
孤立湿地的分布与距河流与湖泊的距离有一定的关系，随着距离的增加，单位面积孤立湿地数量和孤立
湿地面积占所在分区面积的百分比随着距离河流距离增加呈先增加后减少的趋势（图 ７） ［３１］。 距离河流湖泊
较近处的湿地，与河流湖泊有较强的联系而不能形成孤立湿地，距离河流湖泊距离太远，由于水分的缺乏而不
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易形成湿地，而在距离河流湖泊距离 １２—１６ｋｍ 处，与河流湖泊的联系较弱，同时也易形成湿地，造成单位面
积孤立湿地数量和孤立湿地面积占所在分区面积的百分比在此区域达到最大值，分别为 ０．６２ 个 ／ ｋｍ２和
２．０６％，但该带并不是孤立湿地数量最多的区域，孤立湿地数量最多处为 ４—８ｋｍ，为 １７２７个，占整个研究区孤
立湿地总量的 ２９．８８％，在河流作用下，形成的古河道、牛轭湖、迂回扇为湖塘和沼泽湿地的发育和形成起到基
质作用，为孤立湿地的形成提供了条件［３９］。
图 ７　 孤立湿地的分布与距河流湖泊距离的关系［３１］
Ｆｉｇ．７　 Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ ａｎｄ ｌａｋｅ［３１］
２．２．２　 人为因素
人为因素在三江平原孤立湿地形成过程中起到关键性作用，主要包括人口因素、城市化进程、农场开发、
保护区建立、法律和政策等。 １９５４—２０１０年三江平原经历了 ４次开荒高潮。 第 １次开发阶段始于 １９５６年，一
方面当地和外地大量移民受政府垦荒政策的鼓舞，在互助组和合作社的组织下开始开荒，另一方面 １０万转业
官兵在此地建设了数十个大型农场。 １９６５年以后，数百万城市青年在“文化大革命”期间上山下乡，三江平原
接受了数 １０万城市知识青年，开始了第 ２次大规模开发阶段。 １９７６ 年后，中国进入经济发展阶段，国家对农
场垦区进行了农业现代化试点，第 ３ 次开发持续到 １９８２ 年，结果导致沼泽湿地、草地和林地的大面积丧失。
第 ４次开发阶段是 １９８６—１９９８年期间，政府鼓励各种投资，由于剩余的湿地主要是沼泽，因此开发的第一步
需要修建排水网络和道路系统。 如 １９６７—２００５ 年内，在别拉洪河流域完成排水渠 ４３４３ 条，长度 ５８１２． ８
ｋｍ［４８］，挠力河流域水渠数量由 ２０世纪 ８０年代的 １２３４ 条增加到 ２０００ 年的 １３５４６ 条，增加了 １０ 倍多。 排水
沟渠扰乱了流域的自然水文格局，破坏了流域的整体性，导致流域湿地景观破碎化，形成大量孤立湿地。
（１） 居民点和道路
孤立湿地的分布与距居民点的距离有一定的关系，随着距离的增加孤立湿地数量和面积逐渐减少，孤立
湿地主要分布在距居民点 ０—８ｋｍ处，８ｋｍ外急剧减少（图 ８） ［３１］。 距离居民点越近，受人为干扰越显著，湿地
的整体性遭到破坏，湿地破碎化增强，孤立湿地数量增多［４３］。 但单位面积孤立湿地数量和孤立湿地面积占所
在分区面积的百分比的最大值并不出现在 ０—２ｋｍ处，而是出现在 ２—４ｋｍ处，分别为 ０．４８个 ／ ｋｍ２和 １．７３％。
孤立湿地的分布与距道路的距离有一定的关系，随着距离的增加孤立湿地数量和面积逐渐减少，孤立湿
地主要分布在距道路 ０—６ｋｍ处，６ｋｍ外急剧减少（图 ９） ［３１］。 孤立湿地面积占所在分区面积的百分比的最大
值出现在 ２—４ｋｍ处，为 １．７９％，说明该区原有湿地发育较好，分布在此的湿地面积也较大。 而单位面积孤立
湿地数量最大值出现在道路附近 ０—２ｋｍ 处，为 ０．４６ 个 ／ ｋｍ２，同时该区也是孤立湿地数量最多的区域，为
３４２９个，占整个研究区孤立湿地总量的 ５９．３３％，由于道路的建设及随之而来的边界效应（如城镇建设）占用
大量湿地，而较难利用的低平湿地则被残留下来，形成了孤立湿地［４９］，而 ０—２ｋｍ这个范围是距离道路最近的
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图 ８　 孤立湿地的分布与距居民点距离的关系［３１］
Ｆｉｇ．８　 Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｅｎｔｓ［３１］
图 ９　 孤立湿地的分布与距道路距离的关系［３１］
Ｆｉｇ．９　 Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｏａｄ［３１］
区域，所以破碎化最为严重，孤立湿地的数量和单位面积孤立湿地数量也就最多。
（２）排水沟渠
孤立湿地的分布与距排水沟渠的距离有一定的关系，随着距离的增加单位面积孤立湿地数量呈先增加后
减少的趋势，最大值出现在距排水沟渠 ２—４ｋｍ处，为 ０．５１个 ／ ｋｍ２（图 １０） ［３１］，说明孤立湿地面积占所在分区
面积的百分比随着距离的增加而减少，最大值出现在在距排水沟渠 ０—１ｋｍ处，为 １．６１％，同时孤立湿地数量
在该区最多，为 ２３８７个，占整个研究区孤立湿地总量的 ４１．３０％，说明在 ０—１ｋｍ 处，原有湿地发育良好，无论
是湿地面积还是湿地的整体性都较好，而最大单位面积孤立湿地数量出现在距排水沟渠 ２—４ｋｍ 处，由于该
区域原有湿地发育情况没有 ０—１ｋｍ处好，同时排水沟渠的修建使原有连片分布的湿地被分割，破坏了湿地
的连通性，加速湿地破碎化进程［５０⁃５１］。
（３）保护政策
１９９２年中国加入《湿地公约》，重视湿地保护与恢复，１９９４年《中国生物多样性行动计划》实行，三江平原
成为国家高度重视的湿地保护区域之一，１９９８年黑龙江省政府决定在省内停止任何形式的湿地开发，２００３ 年
黑龙江省人大常委会讨论通过《黑龙江省湿地保护条例》等等。 与此同时，国家这一时期兴建了大量国家自
然保护区，如三江自然保护区（１９９２年）、八岔岛自然保护区（１９９４年）、洪河国家级自然保护区（１９９４ 年）等，
２０世纪 ９０年代还提出用于湿地恢复的退耕还湿政策，保护三江平原湿地，因此在国家政策的强制调控下，湿
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图 １０　 孤立湿地的分布与距排水沟渠距离的关系［３１］
Ｆｉｇ．１０　 Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｄｉｔｃｈｅｓ［３１］
地面积变化较缓和。
在空间分布上，距保护区距离越近，孤立湿地的数量与面积越大（图 １１） ［３１］。 距离保护区 ０—１０ｋｍ处，单
位面积孤立湿地数量最多，孤立湿地面积占所在分区面积的百分比最高，分别为 ０．８３ 个 ／ ｋｍ２和 ２．７２％，同时
该带也是孤立湿地数量最多的区域，为 ２０７３个，占整个研究区孤立湿地总量的 ３５．８７％，保护区的建立虽然使
保护区内的湿地面积变化得到缓和，但是保护区外的湿地面积还是受到人为干扰的影响，在 ０—１０ｋｍ 是距离
保护区最近的距离，也是受人为干扰最强烈的区域，所以在此区域孤立湿地的数量最多、孤立湿地面积所占分
区面积百分比也最高。 距离保护区 ４０ｋｍ以外，由于受人为干扰影响较小，孤立湿地的数量与面积急剧下降，
说明保护区对孤立湿地的保护具有一定的意义［２３］。
图 １１　 孤立湿地的分布与距保护区距离的关系［３１］
Ｆｉｇ．１１　 Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｚｏｎｅ［３１］
３　 讨论与结论
３．１　 结论
（１） 孤立湿地已成为三江平原湿地的主要类型与重要组成部分。 ２０１０ 年研究区有 ５７８０ 个孤立湿地，总
面积为 ６１４．５ｋｍ２，主要分布在受人为干扰影响较大的三江平原的中部、西北部和西南部，孤立湿地的整体分
布格局呈东北⁃西南走向。 与全部湿地的空间分布相比，孤立湿地的质心偏向西南，具有更强的分散性。
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（２）自然因素和人为因素是影响三江平原孤立湿地空间分布的主要驱动因子。 地形地貌和水文因素影
响到孤立湿地的空间分布格局，孤立湿地面积与数量于海拔高度 ５１—５４ｍ、坡度 １—３°、距离河流 １２—１６ｋｍ、
河流阶地地貌部位处达到最大值；受人为因素的影响，孤立湿地主要分布在居民点、道路和保护区附近，与排
水沟渠之间的关系是随着距离的增加，孤立湿地数量呈先增加后减少的趋势。
３．２　 讨论
三江平原孤立湿地和非孤立湿地空间分布特征存在明显差异，孤立湿地主要分布在居民点和道路附近，
其数量和面积随着距离的增加而逐渐减少，而非孤立湿地在居民点和道路附近分布相对较少，随着距居民点
距离的增加，呈现逐渐增加的趋势，随着距道路距离的增加，呈现先增加后减少的趋势，最大值分布在 ４—６ｋｍ
处（图 １２）。 距离居民点和道路越近，人类干扰度越大，湿地破碎化越严重，孤立湿地数量越多，这与孙永光对
河口湿地研究得出的人类干扰度与斑块数量呈正相关的结论相一致［５２］。 距离居民点和道路越远，人类干扰
度越小，湿地破碎化程度越小，非孤立湿地的面积越大。 赵海迪对三江源区人类干扰与湿地空间变化关系进
行研究，表明随着人类干扰强度的减少，湿地率逐渐增加［５３］，这与所得出的非孤立湿地与人类干扰呈负相关
相一致。 说明人为因素是影响湿地空间分布的主要因素，但人类活动对孤立湿地和非孤立湿地空间分布格局
具有不同的影响。
图 １２　 非孤立湿地的分布与距居民点和道路缓冲区距离的关系
Ｆｉｇ．１２　 Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏ⁃ｉｓｏｌａｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｅｎｔｓ ａｎｄ ｒｏａｄｓ
本文研究所得出的三江平原孤立湿地空间分布规律主要是人类活动作用的结果，未来随着人类活动强度
的进一步增加，特别是近年来三江平原大面积旱田被改为水田，孤立湿地的数量和面积反而会逐渐减少，于
２０１５年对三江平原孤立湿地进行野外调查结果也证实了这种观点，ＭｃＣａｕｌｅｙ Ｌ Ａ 对弗罗里达洲孤立湿地的
研究也表明，随着人类活动的加强，孤立湿地数量逐渐减少［５４］。
孤立湿地的结构和功能多样，具有较大的生态环境效应，应对其进行合理的保护与规划。 针对一些面积
相对较大且在景观连接中起着重要作用的孤立湿地，建议在三江平原设立保护小区，作为自然保护区的重要
补充［５５］，或者构建保护区外的孤立湿地保护模式，主要对农田中的孤立湿地采用开发与保护相结合的立体生
态农业种养模式，这种模式是指：“稻⁃苇⁃鱼系统”、“湿地养蟹系统”等生态农业模式，为未来湿地恢复提供有
利条件［５６］。
三江平原孤立湿地的成因可以分为两种：一种为自然因素作用后形成的原生孤立湿地，例如碟型洼地型
孤立湿地；另一种为大规模的农业开发活动导致湿地破碎化，在农田地势较低处残留下来的次生孤立湿地。
虽然二者成因不同，但是通过遥感影像很难将它们识别，因此本文在研究孤立湿地时没有对原生孤立湿地和
次生孤立湿地的成因进行区分研究，在以后的研究中，将通过野外调查，对二者的形成原因给予不同的研究。
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１９２３　 １１期 　 　 　 刘吉平　 等：三江平原孤立湿地空间分布及其影响因素