全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿源卷 第 远期摇 摇 圆园员源年 猿月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
全球气候变暖对凋落物分解的影响 宋摇 飘袁张乃莉袁马克平袁等 渊员猿圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
从系统到景观院区域物质流分析的景观取向 张晓刚袁曾摇 辉 渊员猿源园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
论湿地生态系统服务的多维度价值评估方法 宋豫秦袁张晓蕾 渊员猿缘圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
保幼激素在昆虫中的分子作用机理 金敏娜袁林欣大 渊员猿远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
岩画和壁画类文物微生物病害研究进展 李摇 强袁葛琴雅袁潘晓轩袁等 渊员猿苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 猿杂技术的图们江流域湿地生态安全评价与预警研究 朱卫红袁苗承玉袁郑小军袁等 渊员猿苑怨冤噎噎噎噎噎噎
跨界保护区网络构建研究进展 王摇 伟袁田摇 瑜袁常摇 明袁等 渊员猿怨员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
速生树种尾巨桉和竹柳幼苗耗水特性和水分利用效率 邱摇 权袁潘摇 昕袁李吉跃袁等 渊员源园员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
三种增温情景对入侵植物空心莲子草形态可塑性的影响 褚延梅袁杨摇 健袁李景吉袁等 渊员源员员冤噎噎噎噎噎噎噎
气象要素及土壤理化性质对不同土地利用方式下冬夏岩溶作用的影响 刘摇 文袁张摇 强袁贾亚男 渊员源员愿冤噎噎
施用纳米碳对烤烟氮素吸收和利用的影响 梁太波袁尹启生袁张艳玲袁等 渊员源圆怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 灾燥则燥灶燥蚤图的林分空间模型及分布格局研究 刘摇 帅袁吴舒辞袁王摇 红袁等 渊员源猿远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
近自然毛竹林空间结构动态变化 仇建习袁汤孟平袁沈利芬袁等 渊员源源源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于种实性状的无患子天然群体表型多样性研究 刁松锋袁邵文豪袁姜景民袁等 渊员源缘员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同林分起源的相容性生物量模型构建 符利勇袁雷渊才袁孙摇 伟袁等 渊员源远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
毛竹材用林林下植被群落结构对多花黄精生长的影响 樊艳荣袁陈双林袁杨清平袁等 渊员源苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
温度和 悦韵圆浓度升高下转 月贼水稻种植对土壤活性碳氮和线虫群落的短期影响
陈摇 婧袁陈法军袁刘满强袁等 渊员源愿员冤
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
中国东北地区近 缘园年净生态系统生产力的时空动态 李摇 洁袁张远东袁顾峰雪袁等 渊员源怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎
遥感与 郧陨杂支持下的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价 董张玉袁刘殿伟袁王宗明袁等 渊员缘园猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
秦岭火地塘林区土壤大孔隙分布特征及对导水性能的影响 陆摇 斌袁张胜利袁李摇 侃袁等 渊员缘员圆冤噎噎噎噎噎噎
磷浓度对铜绿微囊藻尧大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响 马剑敏靳摇 萍袁郭摇 萌袁等 渊员缘圆园冤噎噎噎噎噎噎
普生轮藻浸提液对两种淡水藻类的化感抑制作用及其数学模型 何宗祥袁刘摇 璐袁李摇 诚袁等 渊员缘圆苑冤噎噎噎噎
北京永定河鄄海河干流河岸带植物的区系分析 修摇 晨袁欧阳志云袁郑摇 华 渊员缘猿缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于河流生境调查的东河河流生境评价 王摇 强袁袁兴中袁刘摇 红袁等 渊员缘源愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
应用 杂宰粤栽模型研究潮河流域土地利用和气候变化对径流的影响 郭军庭袁张志强袁王盛萍袁等 渊员缘缘怨冤噎噎
长白山不同海拔树木生长对气候变化的响应差异 陈摇 力袁尹云鹤袁赵东升袁等 渊员缘远愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
石家庄市空气花粉散布规律及与气候因子的关系 李摇 英袁李月丛袁吕素青袁等 渊员缘苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同放牧梯度下呼伦贝尔草甸草原土壤碳氮变化及固碳效应 闫瑞瑞袁辛晓平袁王摇 旭袁等 渊员缘愿苑冤噎噎噎噎噎
南四湖区农田土壤有机质和微量元素空间分布特征及影响因素 武摇 婕袁李玉环袁李增兵袁等 渊员缘怨远冤噎噎噎噎
资源与产业生态
跨国土地利用及其生态影响 陆小璇 渊员远园远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
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愿愿鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿园鄢圆园员源鄄园猿
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 图们江河流中段要要要图们江位于吉林省东南边境袁发源于长白山东南部的石乙水袁河流的绝大部分是中国与朝鲜的
界河袁下游很小一段为俄罗斯与朝鲜的界河袁并由这里流入日本海袁我国珲春距离日本海最近的地方仅有 员缘噪皂遥 图
们江是我国重要的国际性河流之一袁随着我国经济的迅速崛起袁图们江地区进入到多国合作联合开发阶段袁湿地生
态系统处于中度预警状态袁并有向重度预警发展的趋势袁生态安全面临的威胁越来越严重遥 对该区域进行湿地生态
安全评价与预警研究袁可为图们江流域生态环境的可持续发展提供依据遥 图中河道的远方为朝鲜尧河道近方为
中国遥
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 6 期
2014年 3月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.6
Mar.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家重点基础研究发展计划(2012CB956103); 中国科学院国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划(KZZD鄄EW鄄TZ鄄 07); 国家水
体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07207鄄004)
收稿日期:2012鄄10鄄28; 摇 摇 修订日期:2014鄄02鄄27
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: ldwdbdls@ 126.com
DOI: 10.5846 / stxb201210281494
董张玉, 刘殿伟, 王宗明, 任春颖, 张泠, 汤旭光,贾明明, 丁智.遥感与 GIS支持下的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价.生态学报,2014,34(6):
1503鄄1511.
Dong Z Y, Liu D W, Wang Z M, Ren C Y, Zhang L, Tang X G, Jia M M, Ding Z.Assessment of the habitat suitability for waterfowls in the Panjin,
Liaoning with GIS and remote sensing.Acta Ecologica Sinica,2014,34(6):1503鄄1511.
遥感与 GIS支持下的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价
董张玉1,2, 刘殿伟1,*, 王宗明1, 任春颖1, 张摇 泠3, 汤旭光1,2,
贾明明1,2, 丁摇 智1,2
(1. 中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春摇 130012;2.中国科学院大学,北京摇 100049;
3. 天津市勘察院,天津 300191)
摘要:盘锦湿地位于辽河三角洲的核心地带,是重要的水禽栖息地。 受自然和人类活动的影响,该地区水禽栖息的生境面积不
断缩小,致使湿地生态系统受到严重破坏,生物种群数量急剧下降。 在此背景下,以 GIS / RS 为技术手段,根据盘锦湿地环境特
点,采用层次分析法,从干扰条件、水源状况、遮蔽物以及食物丰富度 4个方面对盘锦湿地水禽栖息地适宜性进行空间分析,再
按照不同指标因子的等级划分,得到适宜性最好、适宜性良好、适宜性一般以及适宜性最差 4个等级的盘锦湿地水禽栖息地适
宜性评价图。 结果表明:(1) 盘锦湿地水禽栖息地适宜性最好、适宜性良好、适宜性一般、适宜性差的面积分别为 803郾 79,
913郾 47,905.29,1023.65hm2,分别占总面积的 22.04%,25.05%,24.83%,28.07%;(2) 前三类总面积为 2622.55 hm2,占 71.93%,说明
盘锦地区水禽栖息的适宜地区较多,主要分布于流域、河漫滩等人为干扰较少的芦苇湿地以及食物和水源比较充足的大面积耕地
中;(3) 基于遥感分析和 GIS空间分析技术,能有效、简便地对湿地生态环境处于快速动态变化中的水禽栖息地适宜性进行快速、
客观准确的评价分析,其结果能为盘锦湿地水禽种群及其生存环境的规划、保护、管理和决策提供数据支持和科学依据。
关键词:栖息地适宜性;遥感与 GIS;生物多样性保护;盘锦湿地
Assessment of the habitat suitability for waterfowls in the Panjin, Liaoning with
GIS and remote sensing
DONG Zhangyu1,2, LIU Dianwei1,*,WANG Zongming1, REN Chunying1, ZHANG Ling3, TANG Xuguang1,2, JIA
Mingming1,2, DING Zhi1,2
1 Northeast Institute of Geography and Agricultural Ecology, University of Chinese Academy of Sciences, Changchun 130102, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Tianjin Institute of Geotechnical Investigation & Surveying 300191, China
Abstract: Panjin is home to an important waterfowl habitat located in the core of Liaohe Delta. Because of natural and
human activities, however, the waterfowl habitat in the area is deteriorating, and the wetland ecological system is
degenerating. Biological populations are also declining. In this context, we analyzed and assessed the condition of the
waterfowl habitat in Panjin. Analytic hierarchy process, combined with the spatial analysis function of geographical
information systems (GIS) as well as remote sensing (RS) image data, was used. Key factors that directly affected foraging
and resting of waterfowls were identified, including degree of disturbance ( density of roads and residence areas), water
situation (density of lakes and rivers), food abundance, and shelter conditions ( land cover and slope) . Four levels of
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habitat suitability for waterfowls were determined in spatial scale: best, good, average, and bad. Results showed that (1)
the areas of waterfowl habitat classified as best, good, average, and bad are 803.79,913.47,905.29,1023.65ha, which
represent 22.04%,25.05%,24.83%, and 28.07% of the total area, respectively. (2) The former three types covered about
2622.55 ha or 71.93% of the total area. This finding indicates that abundant land suitable for waterfowl habitat can be found
in Panjin. This land mainly comprises wetland and is a largely cultivated land with less human disturbance. (3) This study
also demonstrated the use of RS and GIS to evaluate objectively and efficiently the suitability of a waterfowl habitat within a
rapidly changing environment. The results of this study can provide valuable insights into environmental planning,
conservation, and management of the waterfowl habitat in the Panjin area.
Key Words: habitat suitability; RS and GIS; biodiversity conservation; Panjin wetland
摇 摇 近年来,生态环境稳定性与人类社会发展的不
协调程度明显增加[1],从而引起一系列的生态环境
问题,如自然和人为因素引起的生境丧失与生境破
碎化已严重影响到野生动物的生存与发展[2鄄3]。 湿
地水禽是湿地生态系统中重要的组成部分[4],对维
持湿地生态系统的稳定性具有重要的作用[5]。 但人
类高强度的农业开发使得湿地环境遭到严重破坏,
同时,对湿地水禽的生存环境也造成了巨大的压
力[6]。 因此,为了恢复生态系统的稳定性,有效的保
护湿地水禽,结合相关分析技术对湿地水禽栖息地
适宜性进行评价具有重要的意义,也是当今研究的
热点之一[7]。
国内外学者根据湿地的特征,结合湿地水禽栖
息地对环境的需求,从水禽栖息地特征识别、适宜性
分析和空间分布的角度开展了一些研究。 最早在 20
世纪 60年代末,采用栖息地适宜性指数作为衡量栖
息地优劣的指标,但仅从整体上做出推断,而不能从
空间格局特征的角度加以分析[8鄄10]。 Hepinstall[11]等
结合影像纹理特征和光谱值构建鸟类分布的预测模
型,结果表明通过影像的纹理特征能反映植被和生
境的异质性,从而可以预测物种的空间分布特征。
在此基础上,孔博[12]等结合水禽的生态环境特征,
采用土地利用、地形图、植被图等参数来评价建三江
水禽栖息地的适宜性,并采用 K鄄mean 聚类算法确定
适宜性等级,结果表明了该方法的有效性。 田
波[13鄄14]等采用面向对象的分割方法确定评价单元实
现了崇明东滩迁徙鸟类生境适宜性分析。 邹丽
丽[15]等采用逻辑斯蒂回归模型对鹭科水鸟的栖息
地进行适宜性评价,为栖息地适宜性分析提供参考。
以往的研究对野生动物栖息地适宜性评价的进一步
探索起到了重要推动作用,但普遍存在以下问题:首
先,广泛地应用遥感信息提取和 GIS 空间分析技术,
在大尺度上简单、直观、方便和准确的对栖息地适宜
性进行分析[16],能极大地提高适宜性评价效率,但
目前此类研究相对较少;其次,评价因子的选取是适
宜性分析的关键,但当前的研究很少结合水禽的生
境环境进行指标因子的选取。
论文在前人研究的基础上,选择盘锦地区作为
研究区域,以遥感和 GIS为技术支撑,结合水禽栖息
地的环境特征以及环境状况,选择影响水禽栖息的
水源状况(河流密度和湖泊密度)、干扰条件(道路
密度和居民点聚集度)、食物丰富度(NDVI)以及遮
蔽物状况(土地利用)作为评价指标,采用层次分析
法确定各因子权重,再结合 GIS 的空间分析手段,实
现盘锦湿地水禽栖息地适应性的空间分析。 从而为
盘锦地区生物多样性的保护和生态环境的改善提供
基础性的科学依据。
1摇 材料与方法
1.1摇 研究区概况
盘锦湿地位于松辽平原南部,东起大辽河口,西
至大凌河口,位于 121毅25忆—122毅31忆E, 40毅39忆—41毅
27忆N,总面积 3646.64hm2,处于辽河三角洲的核心地
带(图 1)。 盘锦属暖温带大陆性半湿润季风气候,
年平均气温 8.6毅C,年平均降雨量 631 mm。 年日照
时间在 2700 h 以上。 区域地貌类型以冲积平原和
潮滩为主,由于区内成土物质主要来源于河水携带
的大量泥沙沉积,土壤以沼泽土、盐土、潮滩土为主。
盘锦湿地植物区系属华北植物区,分布种类比较单
一,主要由盐沼和耐盐植物组成,其中芦苇为优势种
类[17]。 盘锦湿地类型主要包括芦苇沼泽、管理苇
田、香蒲苇田、滩涂、湿草甸、水稻田和虾蟹田,这些
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湿地中有白鹳、黑鹳、 白尾海雕、 白天鹅和丹顶鹤等
国家一类保护的珍稀水禽,因此,盘锦是重要的水禽
栖息地。
图 1摇 研究区域示意图
Fig.1摇 Sketch map of the study area
1.2摇 数据来源及预处理
文章涉及的数据包括 2010 年研究区土地利用
数据;河流、湖泊、道路密度数据;以及盘锦地区 2010
年 TM(432)数据(图 2)。
盘锦地区 2010 年土地覆盖数据采用面向对象
分类的方法,由 TM 与中巴资源卫星 CBERS 遥感影
像经人工目视解译得到。 面向对象分类方法主要包
括两个步骤[18]:影像分割和分类规则的设定。 影像
分割主要涉及分割尺度、形状权重等参数的设定。
经过多次试验,本文具体分割参数选择如下:颜色
(光谱) 权重为 0. 8,形状权重为 0. 2,其中光滑度权
重为 0. 9,紧凑度权重为 0. 1,分割尺度为 10。 盘锦
地区土地覆盖分类规则主要包括:植被指数、亮度指
数、形状比等。 按照以上步骤,得到 7 种一级土地利
用类型,分别为林地、草地、湿地、水体、人工表面、耕
地以及裸地 (图 3)。 经过野外采样点验证,得知盘
锦地区各土地利用类型的总体精度约为 91%,满足
本研究的需求。 表 1显示了各类型面积及其占总面
积比例,其中,耕地和湿地是区域内的主要地物类
型,分别为 2028. 35、 713. 20hm2,占区域总面积的
图 2摇 盘锦地区 TM影像(432波段)
Fig.2摇 TM image data (432 bands) for 2010in Panjin
图 3摇 盘锦地区 2010年土地利用现状图
Fig.3摇 The land cover data for 2010 in Panjin
75郾 18%,湿地主要集中分布于滨海地区,属于芦苇
沼泽湿地。 耕地分布于整个盘锦地区。 区域内仅有
少量的林地、裸地、草地。
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表 1摇 盘锦地区 2010年土地覆盖数据
Table 1摇 The landuse data of Panjin in 2010
土地利用类型
Land cover type
林地
Forest
耕地
Cropland
湿地
Wetland
草地
Grassland
人工表面
Build鄄up Land
水体
WaterBody
裸地
Barren Land
总和
Total
类型面积 Area / hm2 25.75 2028.35 713.20 9.34 546.30 266.65 57.05 3646.64
面积比例 Percentage / % 0.71 55.62 19.56 0.26 14.98 7.31 1.56 100
摇 摇 文中河流、湖泊、道路矢量数据从盘锦地区 2010
年土地覆盖数据提取得到,以上数据均被统一到同
一坐标系和投影之下。 所采用的投影为 UTM 投影,
并采用全国统一的中央经线,中央经线为东经 105毅,
所有数据都被统一成 30 m伊30 m栅格大小的 Grid。
1.3摇 研究方法
1.3.1摇 适宜性评价流程
结合水禽栖息地对环境的要求,首先确定影响
盘锦湿地水禽栖息地的评价因子,其次,采用层次分
析法确定各因子权重,在此基础上,对各指标因子进
行等级划分,再结合 Arcgis空间分析进行叠加,得到
盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价图。
考虑到定性数据和定量数据的标准化统一计
算,对适宜性指数采用百分制形式 (0—100) 进行量
化分级,即适宜性最好 ( 100—75)、适宜性良好
(75—50)、适宜性一般(50—25)、适宜性差(25—0)
等 4个等级,最终确定适宜性最好、适宜性良好、适
宜性一般、适宜性差 4 个等级,具体的流程如图 4
所示。
图 4摇 盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价流程图
Fig.4摇 The work flowchart for waterfowls habitat suitability analysis in Panjin
摇 摇
1.3.2摇 适宜性评价因子选取
评价因子选取是水禽栖息地适宜性评价的关键
之一[19]。 结合盘锦湿地的分布特点,针对水禽栖息
地的环境特征,论文中盘锦湿地水禽栖息地适宜性
评价因子选取的原则:(1) 选取对水禽有直接影响
的因素,如食物丰富度、水源等;(2) 由于盘锦区域
尺度较小,对于影响水禽栖息地的气候等大尺度因
素不作为评价因子。 基于以上两个原则,选择直接
影响水禽栖息地的水源状况、干扰条件、遮蔽物以及
食物丰富度四个以及评价指标,其中,水禽栖息的一
个重要影响因子是水源的充足,因此,水源状况是水
禽栖息地的重要指标,选取河流密度、湖泊密度作为
二级指标;干扰条件主要是人类活动的影响,以道路
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密度、居民点密度为二级指标;遮蔽物显示水禽躲避
外来物种侵害的状况,选取土地利用类型为二级指
标;食物丰富度也是水禽栖息的一个重要指标,水禽
的食物来源主要是植物,因此选取 NDVI作为二级指
标。 最终建立盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价的主
要影响因子的指标体系。
1.3.3摇 评价因子权重确定
采用层次分析法确定各指标因子的权重,具体
适宜性计算公式如下[20鄄21]:
HSI =移
n
i = 1
w i fi (1)
其中,HIS为盘锦湿地水禽栖息地的适宜性;n 为指
标因子的个数,w i为指标权重,f 为指标因子计算值。
具体的因子权重如表 2所示。
表 2摇 盘锦湿地水禽栖息地各影响因子权重表
Table 2摇 The weights of each factor for the waterfowls in Panjin
目标层
Objective Level
准则层 Criterion Level
影响因子 Factors 权重 Weights
决策层 Decision Level
影响因子 权重
盘锦湿地水禽栖息 水源状况 0.3 河流密度 0.35
地适宜性评价 湖泊密度 0.65
Habitat suitability 干扰因子 0.2 道路密度 0.45
analysis in Panjin 居民点密度 0.55
遮蔽物 0.2 土地利用类型 1.00
食物丰富度 0.3 NDVI 1.00
2摇 结果与分析
2.1摇 适宜性评价因子获取
采用 GIS空间分析技术,获取盘锦湿地水禽栖
息地适宜性评价的指标因子,主要包括:水源状况
(河流密度、湖泊密度)、干扰条件(道路密度、居民
点密度)、食物丰富度(NDVI 数据)以及遮蔽物(土
地利用数据)。
(1) 水源状况
水的充足是水禽栖息的基本前提,选择河流、湖
泊密度作为水源状况,河流、湖泊数据由 2010 年土
地覆盖数据提取得到,再通过 Arcgis9.3 的 density 功
能得到盘锦地区河流、湖泊密度图(图 5)。
(2) 干扰条件
水禽栖息地主要是受人为干扰,人类活动频繁
对栖息地影响较大,因此选取居民点和道路密度作
为水禽栖息地适宜性的干扰条件因子,居民点和道
路密度越大,水禽栖息地适宜性越差。 居民点和道
路数据由 2010 年土地覆盖数据提取得到。 在
ArcGIS 9.3 数据处理平台下,利用 Line Density 命令
分别生成居民点、道路密度图(图 5)。
(3) 食物丰富度
食物丰富度是另一个影响水禽栖息的重要因
子。 NDVI是一种典型的植被指数,能很好的反映植
物生长状况,因此可以作为水禽栖息地的食物因子,
NDVI值越大,表示作物越丰富,水禽食物来源越充
足。 NDVI具体的计算公式为:
NDVI= (NIR-R) / (NIR+R) (2)
其中,NIR为近红外波段;R 为红波段。 采用 TM432
波段提取 NDVI(图 5)。
(4) 遮蔽物
遮蔽物主要是考虑水禽躲避其他物种的侵害,
选择土地利用作为遮蔽物指标因子。 就遮蔽物因子
而言,土地利用中湿地的遮蔽效果最好;其次为耕
地、草地;裸地最差。 土地利用数据如图 3所示。
根据各评价因子的结果图,结合湿地水禽栖息
地的特征,对各适宜性评价指标因子进行等级划分,
地类适宜度评价等级如表 3 所示,河流、湖泊、道路、
居民点密度,NDVI等级划分如表 4所示。
2.2摇 水禽栖息地适宜性评价
在以上适宜性评价因子计算结果的基础上,结
合 GIS的空间分析手段,实现盘锦湿地水禽栖息地
适宜性评价。 河流密度、湖泊密度图表示湿地水禽
的水源状况,密度越大,水源越充足。 道路密度和居
民点密度表示人为的干扰条件,密度值与栖息地适
宜性负相关。 NDVI 表征了水禽的食物来源,NDVI
值与栖息地的适宜性呈现正相关。土地利用度表示
7051摇 6期 摇 摇 摇 董张玉摇 等:遥感与 GIS支持下的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价 摇
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图 5摇 盘锦水禽栖息地适宜性评价因子分布图
Fig.5摇 The distribution plot of Panjin wetland habitat suitability evaluation factors
表 3摇 盘锦湿地水禽栖息地适宜性分析各种地类适宜度评价表
Table 3摇 The grading system of land covers for waterfowls
土地利用类型 Land use type 湿地 耕地 草地 林地 水体 裸地 人工表面
评价指标 Index 适宜性最好 适宜性良好 适宜性一般 适宜性差
表 4摇 盘锦湿地水禽栖息地适宜性分析定量因子适宜度评价表
Table 4摇 Assessment criteria for waterfowls habitat suitability analysis in Panjin
评价指标 Index 适宜性最好The best suitability
适宜性良好
The good suitability
适宜性一般
Suitability
适宜性差
The poor suitability
湖泊密度 Lake density 1.8—2.3 1.2—1.8 0.6—1.2 0—0.6
河流密度 River density 1.2—1.6 0.8—1.2 0.4—0.8 0—0.4
道路密度 Road density 0—0.3 0.3—0.6 0.6—0.8 0.8—1.2
居民点密度 Residential density 0—0.9 0.9—1.8 1.8—2.7 2.7—3.7
NDVI 190—255 130—190 70—130 0—70
坡度 Slope 60—74 40—60 23—40 0—23
了水禽栖息的遮蔽状况。 不同指标因子以栅格象元
为计算单元,根据不同因子的权重,进行加权叠加,
最终得到水禽栖息地适宜性的空间分布,评价单元
的结果值越大,表征适宜性越好。 单元的值越小说
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明水禽栖息地适宜性越差。 将计算结果同样按照评
价等级指标划分为四级,即将水禽栖息地评价分为
适宜性最好(100—75)、适宜性良好(75—50)、适宜
性一般(50—25)、适宜性差(25—0) 4 个等级。 在
GIS的支持下,得到盘锦湿地水禽栖息地适宜性分析
结果图(图 6)。 对各适宜性等级单元进行计算,分
别得到适宜性等级的分布面积(表 5)。
3摇 讨论
数据显示,盘锦湿地水禽栖息地的适宜性土地
较多,几乎占区域总面积的一半,这与盘锦湿地的保
护措施有关,大面积的自然芦苇湿地受到保护,人类
干预少,适宜水禽栖息。 但是为了进一步缓解人类
生产的发展与生态环境安全之间的矛盾,还需进一
步加强生物多样性的保护,维持区域生态系统的稳
定。 在实施湿地恢复、优化的建设中,需要科学合理
的规划和制定退耕还林、还湿等政策,在促进农民改
善生计方式的同时,尽可能的避免和消除人类活动
给生态环境带来的压力[14]。
图 6摇 盘锦地区水禽栖息地适宜性分级图
Fig.6 摇 The integrated classification plot of Panjin waterfowls
habitat suitability evaluation
表 5摇 盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价面积统计表
Table 5摇 The area of each grade of habitat suitability for the waterfowls in the Panjin wetland
评价等级 Grade 适宜性最好 适宜性良好 适宜性一般 适宜性差
面积 Area / hm2 803.79 913.47 905.29 1023.65
百分比 Percentage / % 22.04 25.05 24.83 28.07
摇 摇 在水禽栖息地适宜性评价过程中,指标的选取
是其中关键步骤之一,指标选取的合理性直接影响
评价的结果。 但是在实际的实验和操作过程中,不
可能选取影响水禽栖息地的所有指标,因此,水禽栖
息地适宜性评价指标的选取只能从合理性、可操作
性以及重要性等方面来考虑,从而尽可能的降低主
观选择指标对结果产生的误差。 由于条件的限制,
本文结合水禽栖息地与周边环境的关系,仅从水源
状况、干扰条件、食物丰富度以及遮蔽物四个方面综
合选取指标。 采用更丰富的评价指标进行湿地水禽
栖息地评价可能会获取更精确的评价结果。 这也是
进一步深入研究的重点。
在盘锦湿地水禽栖息地适宜性分析中,本研究
主要侧重于水禽的自然生境分析,充分运用了遥感
和 GIS技术对栖息地的影响因子、评价单元以及适
宜性进行计算,但评价的模型主要以线性层次分析
模型为主。 遥感和 GIS以其独特的技术和数据处理
能力,在湿地水禽栖息地适应性评价中发挥巨大作
用。 其中,遥感能为分析提高重要的数据源,GIS 具
有强大的空间分析能力,为数据处理、分析以及适宜
性评价提供重要的数据处理工具。
盘锦地区是一个重要的水禽栖息地。 近几十年
来,由于自然和人为的影响,该地区土地覆盖经历了
快速的变化和转变。 大量的外界干扰给该地区引进
了许多新的外来物种。 土地覆盖的变化和外来物种
的入侵湿地该区域内水禽栖息地适应性发生了很大
的改变,因此,对盘锦地区水禽栖息地适宜性进行评
价有利于区域内湿地的恢复和生态环境的改善。 研
究结果表明,四个等级的水禽栖息地适宜性在数量
和空间分布上有很大的不同,这与该区域湿地的空
间分布有密切关系。 一些研究表明,由于农业活动
的增加导致盘锦地区湿地退化和萎缩[17]。 这对区
9051摇 6期 摇 摇 摇 董张玉摇 等:遥感与 GIS支持下的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价 摇
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域内水禽栖息地的适宜性有重要的影响。 所以应采
取相应的政策和措施来管理和控制现有水鸟的栖息
地。 证据表明,栖息地的丧失和破碎是生物多样性
减少物种灭绝的一个重要原因[22]。 本研究显示,盘
锦地区水禽栖息地适宜性最好、适宜性良好的区域
占总面积的 47.10%。 但这些斑块大部分比较破碎,
分布比较零散。 要想改变这一现状,首先,当地政府
需要对水禽栖息地的恢复和重建引起高度重视。 需
要建立国家级、省级的湿地生态修复项目,并构建水
禽廊道。 其次,尽量限制人类活动对重要水禽栖息
地的干扰和影响,从而很好的保护现有的栖息地。
4摇 结论
基于以上数据分析结果表明,盘锦湿地水禽栖
息地适宜性最好、适宜性良好、适宜性一般、适宜性
差 的 面 积 分 别 为 803. 79, 913. 47, 905. 29,
1023郾 65hm2,其中,水禽栖息地适宜性最好、适宜性
良好的区域分别为 803.79,913.47hm2,占总面积的
47.10%,此数据表明,盘锦地区水禽栖息地适宜性较
好。 集中分布在滨海的湿地区,以及河流、湖泊
周围。
(1) 适宜性最好
主要分布于滨海地区的大片芦苇湿地内部以及
河流、湖泊等水源与食物比较充足的地区,这些区域
极其适合水禽类生存。 少部分分布于耕地中间。 适
宜性最好的区域面积为 803.79hm2,占区域总面积的
22.04%,其地势平坦、水源充足、有大面积的芦苇沼
泽湿地及河滩地,区域内人口稀少,很少有村庄及道
路设施干扰,为水禽提供了良好的觅食、隐蔽和繁殖
场所。 适宜性最好区域一般为水禽高度集中的区
域,区域内人为干扰少,斑块比较集中,破碎度
较小[12]。
(2) 适宜性良好
临近适宜性最好的区域,处于栖息地适宜性最
好的缓冲区,耕地低产区域,该区域内居民点相对比
较分散,面积为 913.47hm2, 占总用地的 25.05%。 分
布区域与适宜性最好区域大致相同, 还包括一些农
田护林带以及海岸带附近。 在盘山县、大洼县境内
的甜水、胡家、东郭等地区湿地分布集中、面积大,周
围有部分的开垦,但受人为干扰相对较少,而且其处
在地形、地貌和水文条件等有利位置,生态敏感性良
好,系统较为稳定性,外界的开发建设活动对它的影
响不大,存留大量的适宜栖息地。
(3) 适宜性一般
该等级主要是中产田区,全区拥有大量的农田
分布,有部分的居民点,但是距离居民密集区还有一
定距离,位于零散的村庄。 面积为 905.29hm2,占总
用地的 24.83%。 该区抵抗外来干扰的能力较弱,同
时生态系统服务功能价值一般,需要加强环境补偿
措施和补水工程,水禽栖息地适宜性一般,应该严格
控制人为干扰的强度,避免过度开发而破坏该区的
水资源保护。
(4) 适宜性差
适宜性差的区域主要包括高产农田区,位于道
路和居民密集区及其缓冲地带,受人为干扰力较强,
对生态敏感性很弱,生态系统稳定性差。 面积为
1023.65hm2,占总用地的 28.07%。 主要分布在盘锦
中部的城镇地带。
文章选择辽河三角洲的核心地带盘锦地区作为
研究区,应用层次分析法和 GIS 空间分析技术进行
水禽栖息地适宜性评价。 结果显示了盘锦地区水禽
栖息地适宜性的空间分布,同时能为盘锦湿地保护
建设工程和有效的适宜性规划提供科学的评价手
段,也为生物多样性的可持续发展提供借鉴。
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1151摇 6期 摇 摇 摇 董张玉摇 等:遥感与 GIS支持下的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价 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
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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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