全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿源卷 第 猿期摇 摇 圆园员源年 圆月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
灾后生态恢复评价研究进展 刘孝富袁王文杰袁李摇 京袁等 渊缘圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于生态能量视角的我国小水电可持续性分析 庞明月袁张力小袁王长波 渊缘猿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
北部湾北部海域夏季微型浮游动物对浮游植物的摄食压力 马摇 璐袁曹文清袁张文静袁等 渊缘源远冤噎噎噎噎噎噎
鲶鱼和胡子鲶的两性异形与雌性个体生育力 樊晓丽袁林植华袁丁先龙袁等 渊缘缘缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
环境温度对白头鹎代谢产热和蒸发失水的影响 林摇 琳袁曹梦婷袁胡益林袁等 渊缘远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
灌溉对沙拐枣幼苗生长及氮素利用的影响 黄彩变袁曾凡江袁雷加强袁等 渊缘苑圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
孕粤匀泽污染土壤植物修复对酶活性的影响 朱摇 凡袁洪湘琦袁闫文德袁等 渊缘愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于修正 砸陨杂运耘模型的重庆岩溶地区地下水脆弱性评价 魏兴萍袁蒲俊兵袁赵纯勇 渊缘愿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎
排水沟蓄水条件下农田与排水沟水盐监测 潘延鑫袁罗摇 纨袁贾忠华袁等 渊缘怨苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
高寒退化草地不同海拔梯度狼毒种群分布格局及空间关联性 高福元袁赵成章袁卓马兰草 渊远园缘冤噎噎噎噎噎噎
捕食者对空心莲子草叶甲种群的生物胁迫 刘雨芳袁李摇 菲袁桂芳艳袁等 渊远员猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
夏尧冬季南海北部浮游植物群落特征 马摇 威袁孙摇 军 渊远圆员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
磨盘山天然次生林凋落物数量及动态 范春楠袁郭忠玲袁郑金萍袁等 渊远猿猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
持续干旱对樱桃根际土壤细菌数量及结构多样性影响 刘方春袁邢尚军袁马海林袁等 渊远源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎
随机森林算法基本思想及其在生态学中的应用要要要以云南松分布模拟为例
张摇 雷袁王琳琳袁张旭东袁等 渊远缘园冤
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基于水文平衡的湿地退化驱动因子定量研究 侯摇 鹏袁申文明袁王摇 桥袁等 渊远远园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
华北低丘山地人工林蒸散的控制因子 黄摇 辉袁孟摇 平袁张劲松袁等 渊远远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆天山高寒草原不同放牧管理下的 悦韵圆袁悦匀源和 晕圆韵通量特征 贺桂香袁李凯辉袁宋摇 韦袁等 渊远苑源冤噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
宁夏生态足迹影响因子的偏最小二乘回归分析 马明德袁马学娟袁谢应忠袁等 渊远愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
引黄灌区土壤有机碳密度剖面特征及固碳速率 董林林袁杨摇 浩袁于东升袁等 渊远怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
自养微生物同化 悦韵圆的分子生态研究及同化碳在土壤中的转化 吴小红袁简摇 燕袁陈晓娟袁等 渊苑园员冤噎噎噎噎
资源与产业生态
基于能值分析法的矿区循环经济系统生态效率分析 孙玉峰袁 郭全营 渊苑员园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 粤阅鄄粤杂模型的海岸带生态系统综合承载力评估要要要以舟山海岸带为例
苏盼盼袁叶属峰袁过仲阳袁等 渊苑员愿冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
城乡与社会生态
基于增强回归树和 蕴燥早蚤泽贼蚤糟回归的城市扩展驱动力分析 李春林袁刘摇 淼袁胡远满袁等 渊苑圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
陕西省不同生态区大气氮素干湿沉降的时空变异 梁摇 婷袁同延安袁林摇 文袁等 渊苑猿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同覆盖方式对旱地果园水热特征的影响 刘小勇袁李红旭袁李建明袁等 渊苑源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
长白山苔原带土壤动物群落结构及多样性 王振海袁殷秀琴袁蒋云峰 渊苑缘缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
最大可允许填海面积模拟要要要厦门西海域案例研究 林琛琛袁 饶欢欢袁 刘摇 岩袁等 渊苑远远冤噎噎噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
圆园员猿年水文土壤学与自然资源可持续利用国际学术研讨会述评 张摇 骁袁赵文武 渊苑苑源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆缘圆鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢圆怨鄢圆园员源鄄园圆
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 云南松树冠要要要云南松为松科松属裸子植物袁多生长在海拔 员园园园要猿缘园园皂的高山袁喜光尧耐干旱尧耐瘠薄袁适应酸性
的红壤尧黄壤袁在其他树种不能生长的贫瘠石砾地或冲刷严重的荒山坡分布袁易于天然更新遥 主要分布于四川西南
部尧云南尧西藏东南部尧贵州西部尧广西西部袁常形成大面积纯林袁尤以云南分布最广袁故有云南松之称遥 云南松树高
可达 猿园皂袁胸径达 员皂袁树皮呈灰褐色袁叶通常 猿针一束袁鲜有两针袁球果圆锥状卵圆形袁种子近卵圆形或倒卵形遥 树干
通直袁木质轻软细密袁是优质造纸尧人造板原料袁富含松脂是云南松的重要特点之一遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 3 期
2014年 2月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.3
Feb.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:林业公益性行业科研专项资助项目(201204201);国家自然科学基金资助项目(40801138)
收稿日期:2013鄄05鄄29; 摇 摇 修订日期:2013鄄10鄄10
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: shenwenm@ mep.gov.cn
DOI: 10.5846 / stxb201305291219
侯鹏,申文明, 王桥, 蒋卫国, 陈云浩, 李京.基于水文平衡的湿地退化驱动因子定量研究.生态学报,2014,34(3):660鄄666.
Hou P, Shen W M, Wang Q, Jang W G, Chen Y H, Li J.Quantitative analysis of driving factors for wetland degradation based on hydrology balance.Acta
Ecologica Sinica,2014,34(3):660鄄666.
基于水文平衡的湿地退化驱动因子定量研究
侯摇 鹏1, 申文明1,*,王摇 桥1, 蒋卫国2, 陈云浩3, 李摇 京2
(1. 环境保护部卫星环境应用中心国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京摇 100094;
2. 北京师范大学民政部 /教育部应急与减灾研究院, 北京摇 100085;3. 北京师范大学资源学院, 北京摇 100085)
摘要:作为地球上最为重要的生态系统类型之一,湿地与森林、海洋并称为地球三大生态系统。 但是,近年来湿地生态系统退化
速度远大于其他类型生态系统,开展湿地退化的定量评估分析研究对于湿地生态系统的保护和恢复具有重要意义。 选择北京
城市湿地为研究对象,利用卫星遥感数据分别提取得到 1991年和 2007年的湿地面积,基于湿地水量平衡理论和湿地水文方程
方法,定量评估分析了导致湿地退化的原因和不同驱动因子的贡献率。 结果表明:(1)与 1991年相比,2007年北京湿地减少约
6275.31 hm2,约占 1991年北京湿地总面积的 24.46%。 显著退化区域主要发生在野鸭湖湿地和密云水库湿地,分别减少了约
1377.69 hm2 和 4654.50 hm2。 (2)引起湿地退化的自然驱动因子中,以降水减少、入境地表水减少和蒸发量增加为主,驱动湿地
退化的贡献率分别为 39.22%、14.05%和 11.85%。 引起湿地退化的人为驱动因子中,以城市扩展为主,驱动湿地退化的贡献率
为 3.42%,而技术进步所采取的节水措施等有利于湿地保护,贡献率为 25.55%。
关键词:北京;湿地退化;水文平衡;驱动因子;遥感
Quantitative analysis of driving factors for wetland degradation based on
hydrology balance
HOU Peng1, SHEN Wenming1,*,WANG Qiao1, JANG Weiguo2, CHEN Yunhao3, LI Jing2
1 State Environmental Protection Key Laboratory of Satellite Remote Sensing, Satellite Environment Center, Ministry of Environmental Protection of People忆s
Republic of China, Beijing 100094, China
2 Academy of Disaster Reduction and Emergency Management, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
3 College of Resources, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
Abstract: Wetlands are among the most important ecosystems on Earth, which provide plenty of ecological services, and
supporting the sustained development of the human being. However, with the development of our society and the change of
natural conditions, lots of wetlands is degrading and disappearing. According to the conclusion from Millennium Ecosystem
Assessment, the degradation speed of wetlands is faster than any other ecosystems. In order to protect wetlands, it is very
important to monitoring degradation of wetland and analysis the driving factors resulting in degrading, then recognize the
contribution of these factors by turns. Firstly, extracting exactly wetlands from satellite images is the key in this paper. In
the hill region, with the help of spatial analyses function in geographical information system software and DEM simulation
method, the simulated images of hill shade is gained according to the solar radiation conditions of remote sensing image,
then the mixture of hill shade and wetlands in satellite images can be recognized, and influence of hill shade on wetland can
be removed successfully. In the flat urban region, because there is the similar digital number scope of old residential areas
and wetlands in urban region, the digital number is replaced with surface reflectance to extract urban wetland information,
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and old residential area influences on the wetland is wiped off. Urban wetland is exactly extracted with normalized difference
water index and its change is accurately detected with Landsat TM images acquired at 1991 and 2007. According to the
wetland water budget theory, taking hydrology factors in wetland water budget equation as the main index, together with the
society, hydrology and meteorology statistic data, this research quantitatively analyzes the contribution of natural and human
driving factors to wetland change. Natural factors are the main reasons for wetland change, the decrease of precipitation,
surface water inflows and the increase of evaporation are negative contribution to wetland maintenance, about 39. 22%,
14郾 05% and 11.85% respectively, the decrease of surface water outflows is positive contribution, about 12.75%. To the
human factors, urban sprawl is negative contribution, about 3.42%, however, technology progress is positive contribution,
about 25.55%, and helpful to protect wetland and reduce the negative contribution of urban sprawl.
Key Words: Beijing; wetlands degradation; hydrology balance; driving factors;remote sensing
摇 摇 湿地是地球上最为重要的生态系统类型之
一[1],与森林、海洋并称为地球三大生态系统,为人
类社会可持续发展提供着多种的生态调节和社会经
济服务功能。 但是,根据千年生态系统评估(MA)结
果,湿地生态系统退化速度远大于其他生态系统的
速度[2]。 在动态变化监测中具有显著优势特征的美
国陆地资源卫星系列(Landsat)、法国地球观测系统
(SPOT)、中巴地球资源卫星(CBERS)、美国地球观
测系统中的中分辨率成像光谱仪(MODIS)和加拿大
雷达卫星(RadarSat)等卫星遥感数据,几乎被应用到
所有类型湿地的动态变化监测工作中[3鄄12]。
为了能够更有效地保护湿地,有些学者从不同
角度分析湿地动态变化的原因。 Zalidis 等利用调查
问卷的方式分析了引起希腊湿地退化的水权、水质
等环境因素[13]。 Mironga 以肯尼亚的基西州湿地为
例,从人口增长及其对农产品需求增加角度分析了
湿地退化原因[14]。 千年生态系统评估认为人口增
长和经济发展是引起湿地退化的主因,最直接的驱
动力是基础建设、土地利用转换、水资源获取、环境
污染、过渡放牧和开垦等[2]。 这些案例,主要定性的
分析了引起湿地退化的驱动因子,不同驱动力因子
对湿地退化的贡献率缺乏定量分析。 从统计学的角
度,Jiang等利用灰色关联度和典型相关分析方法进
行了湿地变化的驱动力分析[15]。 鉴于水文过程是
影响湿地生态系统存在、保育和退化的最为主要因
素之一,本文以北京城市湿地为研究对象,在统计分
析降水资料基础上,选择 1991 年和 2007 年两个平
水年为研究时间点,按照湿地公约中湿地的定义,基
于卫星遥感数据分类提取了 1991 年和 2007 年湿地
面积,分析了北京城市湿地的动态退化情况,然后利
用湿地水文方程的方法,从水量平衡入手,定量分析
了不同驱动因子对北京湿地退化的贡献率。
1摇 数据资料
1.1摇 研究区概况
20世纪 60 年代,北京湿地总面积约为 120000
hm2。 由于区域气候变化、城市扩张、社会经济发展
等因素,北京湿地面积减少至 51000 hm2 [16]。 湿地
类型主要为自然湿地和人工湿地两大类。 自然湿地
分为河流湿地和沼泽湿地,河流湿地分为永久性河
流湿地和季节性河流湿地,沼泽湿地分为草本沼泽
湿地和灌丛沼泽湿地。 人工湿地主要分为蓄水区、
水塘、水渠、采掘区、灌溉地等[17]。 湿地类型及其分
布如图 1 所示。 北京湿地主要分布在潮白河流域
(玉)、永定河流域(域)、北运河流域(芋)、蓟运河流
域(郁),大清河流域(吁)(图 2)。
北京湿地以河流湿地、蓄水区湿地和水塘湿地
等为主,约占总面积的 87.63%。 从流域来看,主要
分布在永定河流域,所占面积比例约 77.52%。 其次
是潮白河、蓟运河、永定河、大清河,所占面积比例分
别为 8.96%,5.20%,4.71%和 5.20%。 不同流域的湿
地类型分配比例也各不相同。 在北运河、蓟运河流
域,水塘湿地所占的面积比例优势比较明显,其次是
蓄水渠湿地和蓄水区湿地;在潮白河流域,则主要分
布着河流湿地、蓄水区湿地和水塘湿地;在大清河流
域,则主要分布着蓄水区湿地。
1.2摇 数据资料
主要收集了美国 Landsat鄄 5 卫星 Thematic
Mapper (TM) 传感器在 1991年 5月 16日和 2007年
5月 28日获取的可见光波段和近红外波段遥感数据
166摇 3期 摇 摇 摇 侯鹏摇 等:基于水文平衡的湿地退化驱动因子定量研究 摇
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资料,提取得到两个时期的湿地空间分布专题信息。
另外,还收集了《北京市水资源公报》、《北京市统计
年鉴》等资料,整理得到 1991 年至 2007 年之间的水
文统计数据和社会经济统计数据,从北京市气象局
收集得到 1991 年至 2007 年期间的气象数据等,用
来定量分析湿地退化的主要驱动力。 其中,水文统
计数据主要包括各流域的地表水入境水量(Si)、地
表水出境水量(So)、城市用水量(UW)和地下水资源
量等,社会经济统计数据主要包括城市人口数(UP)
和国民生产总值(GDP)等,气象统计数据主要包括
净降水量(Pn)和蒸发量(E)等。
图 1摇 北京湿地类型空间分布特征
Fig.1摇 Spatial distribution of wetland type in Beijing
2摇 研究方法
考虑到北京湿地类型以水域湿地为主,湿地信
息提取采用了 1996年 McFeeters 使用的归一化水体
指数方法,模型表示为[18]:
NDWI =
籽NIR - 籽Green
籽NIR + 籽Green
(1)
式中,NDWI 为归一化水体指数, 籽NIR和 籽Green分别表
示为 TM卫星遥感数据的近红外波段 (NIR)和可见
光绿波段的反射率。 卫星遥感影像中的山体阴影和
湿地水体有些极为相似影像特征,为了消除湿地信
息提取过程中的山体阴影干扰信息,首先根据 1991
年 5月 16日和 2007年 5月 28日两幅 TM卫星遥感
数据的头文件信息,确定成像时刻的太阳高度角、太
阳方位角;然后基于地形 DEM 高程数据和 ArcGIS
软件中的阴影模型分析功能,模拟得到卫星影像成
像时的山体阴影专题信息,从而在湿地信息中去除
有山体阴影造成的“伪湿地冶信息。
水文是湿地生态系统得以发育和保持的唯一最
主要驱动力因子[1]。 定量分析湿地退化驱动力因子
的贡献率时,采用了湿地水文平衡方程方法。 通用
湿地水文平衡方程可表示为[1]:
266 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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驻V
驻T
= Pn + Si - ET - So - Go 依 T (2)
式中,驻V / 驻T是单位时间内水量变化,G i和 Go分别是
地下水流入量和流出量,ET 是年蒸腾量,T 是潮汐
流入量(+)或流出量( -)。 根据北京区位特征和水
文特征,潮汐对湿地的影响值取为 0;由于缺乏地下
水相关资料数据,对湿地影响忽略。 考虑到北京城
市用水对湿地的影响较大,在水文平衡方程因子中
增加城市用水量 UW。 单位时间 驻T 设定为 1a。 因
而,北京湿地的水文平衡方程表示为:
驻V
驻T
= Pn + Si - ET - So - UW (3)
如果 Pn, Si, E, So,和 UW 等水文因子记作为
HFk(k = 1,2,3,4,5),水文因子变化就可表示为D
HFk,引起湿地退化的水文驱动因子贡献率 CR 计算
模型表示为:
GRk =
| 驻HFk |
移
n
k = 1
| 驻HFk |
(4)
其正负取决于水文驱动因子在公式(3)中是输
入(+)还是输出(-),及其变化趋势是增加( +)还是
减少(-),两个符号的乘积即可表达出贡献率正负。
3摇 结果与讨论
3.1摇 湿地面积变化
2007年和 1991 年拥有明水体的湿地总面积分
别为 19380.44 hm2 和 25655.75 hm2,2007 年湿地面
积减少了约 6275.31 hm2,为 1991 年湿地总面积的
24.45%,空间分布如图 2所示。 可以看出,野鸭湖湿
地和密云水库湿地面积显著的减少,分别减少约
1377.69 hm2 和 4654.50 hm2。 北运河流域、蓟运河流
域南部和潮白河流域南部湿地变化频率较高,且空
间分布较为分散、不集中。
3.2摇 驱动因子总体变化特征及其贡献率
3.2.1摇 驱动因子总体变化特征
如表 1 所示,2007 年与 1991 年相比,北京湿地
的水文条件发生了很大变化。 从变化率来看,地表
水入境流量变化幅度最大,为 73.13%;净降水量变
化幅度最小,为 23.82%。 从绝对变化量来看,净降
水量变化值最大,为 26.21伊108 m3;地表水出境量变
化值最小,为 8.52伊108 m3。
图 2摇 1991—2007年北京湿地变化空间分布(绿色为减少区域,紫色为增加区域,黑色为未变区域)
Fig.2摇 Wetland change from 1991 to 2007 and its spatial distribution (green is decrease, purple is increase, black is unchanged)
366摇 3期 摇 摇 摇 侯鹏摇 等:基于水文平衡的湿地退化驱动因子定量研究 摇
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图 3摇 1991—2007年净降水量、地表水入境量、蒸发量和地表水出境量统计特征
Fig.3摇 Change of evaporation, surface water inflows, net precipitation and surface water outflows from 1991 to 2007
表 1摇 水文因子总体变化特征
Table 1摇 Changes of hydrological factor in wetland
地表水入境流量
Surface water inflows
/ (108 m3)
净降水量
Net precipitation
/ (108 m3)
蒸发量
Evaporation
/ (108 m3)
地表水出境流量
Surface water outflows
/ (108 m3)
城市供水量
Urban water supply
/ (108 m3)
1991年 12.84 110.04 41.64 15.94 20.38
2007年 3.45 83.83 29.71 7.42 5.67
|驻HFk | 9.39 26.21 11.93 8.52 14.71
% 73.13 23.82 28.65 53.45 72.18
3.2.2摇 净降水量和地表水入境量变化特征及其贡
献率
降水和入境地表水几乎是北京湿地的唯一补给
水源,其变化是导致湿地变化的最主要自然类驱动
因子。 特别是净降水量占地表水资源总量的 91%,
它是北京湿地维持和变化的最主要因子。 如图 3 所
示,1991年至 2007年之间降水量和地表水入境量呈
现出递减的趋势。 相比之下,降水量递减趋势更为
显著,地表水入境量随着时间的递减趋势更为明显。
在此期间,只有 1991 年、1994 年、1996 年和 1998 年
的降水量大于多年均值。 1999 年至 2003 年为持续
干旱年,平均降雨量仅有 427.80 mm,比多年均值少
198.20 mm。 从表 1 可以看出,与 1991 年相比,2007
年降水量少了 156 mm,大约为 26.21伊108 m3的水量。
由于受上游区域的降水量、水资源利用等自然和人
为因素的影响,与 1991 年相比较,2007 年地表水入
境水量减少了 9.39伊108 m3。
根据净降水量和地表水入境流量变化值,通过
公式(3)和式(4)可以计算得到两个驱动力因子对
湿地变化的贡献率分别为 39.22% 和 14.05%。 从湿
地退化的角度来看,两者均是正贡献。 相反,从湿地
维持的角度,两者都是负贡献。
3.2.3摇 蒸发量和地表水出境量变化特征及其贡献率
水文方程中蒸发和出境地表水为两个主要水文
输出因子,反映了自然条件变化对湿地变化的驱动
效应。 如图 3所示,1991年至 2007年蒸发强度和地
表水出境量都呈现出递减的趋势。 相比之下,出境
地表水量降低的变化趋势更为显著,随着时间递减
的变化趋势更为明显。 与 1991年相比,2007 年蒸发
强度有微弱的增加。 综合考虑到 2007 年湿地面积
变小的因素后,蒸发量在 2007 年比 1991 年少了约
11.93伊108 m3。 与 1991 年相比,2007 年地表水出境
466 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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量较少了约 8.52伊108 m3。 根据公式(3)和式(4)分
析,蒸发强度的增加对于湿地维持呈现出负贡献,贡
献率为 11.85%。 地表水出境量的减少有利于湿地
的维持,表现为正贡献,贡献率为 12.75%。
表 2摇 城市用水量统计指标及其变化特征
Table 2摇 Changes of urban water from wetland
统计指标 Statistic indexes 1991年 2007年 变化量 Change
生产用水 GDP / (1012元) 598.90 9353.30 8754.40
Producing water 生产用水总量 Total volume of producing water / (108m3) 16.780 2.960 -13.82
万元 GDP 用水量 Water per ten thousands GDP / m3 0.0280 0.0003 -0.0277
生活用水 人口数量 Population / 104 1094.00 1633.00 539.00
Living water 生活用水总量 Total volume of living water / (108m3) 3.60 2.62 -0.98
人均用水量 Living water per capita / m3 32.91 16.04 -16.86
3.2.4摇 城市用水量变化特征及其贡献率
湿地作为城市发展的重要基础资源,为人类提
供供给、调节、文化、支撑等许多生态服务,支撑城市
发展。 湿地提供服务与城市发展索取服务的互动过
程,也是城市发展对湿地生态的干扰和胁迫过程。
城市社会经济发展、人口扩张、科技进步等多种人为
因素均影响着城市用水的变化,从而间接影响对湿
地的胁迫作用。 因此,人为胁迫过程主要为城市扩
张和科技进步两个因素,城市扩张包括社会经济发
展和人口扩张。
图 4摇 1991—2007 年地表水供水总量、生产用水量和生活用水量统
计特征
Fig.4摇 Change of water supply, producing water and living water
from 1991 to 2007
如图 4 所示,与 1991 年相比,2007 年地表水总
供水量减少约 14.71伊108m3。 图 4 和表 2 可以看出,
1991—2007年之间,生产用水量和生活用水量都呈
现出下降趋势,尤其以生产用水量下降趋势更为显
著。 与 1991 年相比,GDP 和人口总数增加,但是生
产用水总量和生活用水总量都呈现明显减少,可能
主要是科技进步使得产业转型和节水措施等而形成
的。 如果以 2007年单位 GDP 用水量和人均用水量
为参照标准,则 2007年社会经济发展和人口扩张而
引发的城市用水量仅增加了 2.78伊108m3和 0.87伊108
m3。 进而得到,科技进步为节约生产用水和生活用
水水量分别为 16.59伊108m3和 1郾 84伊108m3。 根据公
式(3)和(4),可以计算得到城市扩张和科技进步对
湿地退化呈现出正贡献和负贡献,分别为 3郾 42%和
25.55%。 即,城市扩张对湿地生态构成胁迫,而科技
进步有利于湿地维持和保育。
4摇 结论
以北京城市湿地为案例,基于卫星遥感数据提
取了 1991 年和 2007 年湿地面积,利用湿地水文方
程方法基于水量平衡分析了各湿地退化驱动因子的
贡献率。 结果表明:
(1)与 1991 年相比,2007 年北京湿地较少约
6275.31 hm2,约占 1991 年湿地总面积的 24. 46%。
显著退化区域主要发生在野鸭湖湿地和密云水库湿
地,分别减少了约 1377.69 hm2 和 4654.50 hm2。 北
运河流域、蓟运河流域南部和潮白河流域南部湿地
变化频率较高,且较为分散、不集中。
(2)湿地退化自然驱动因子以降水减少、入境地
表水减少和蒸发量增加为主,贡献率分别为 39.
22%、14郾 05%和 11.85%。 人为驱动因子以城市扩展
为主,贡献率为 3.42%,而技术进步所采取的节水措
施等有利于湿地保护,贡献率为 25.55%。
致谢:北京市林业勘察设计院王金增老师提供部分
566摇 3期 摇 摇 摇 侯鹏摇 等:基于水文平衡的湿地退化驱动因子定量研究 摇
http: / / www.ecologica.cn
北京湿地基础资料,特此致谢。
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666 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
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标准刊号院陨杂杂晕 员园园园鄄园怨猿猿摇 摇 悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝
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编摇 摇 辑摇 叶生态学报曳编辑部
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主摇 摇 编摇 王如松
主摇 摇 管摇 中国科学技术协会
主摇 摇 办摇 中国生态学学会
中国科学院生态环境研究中心
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