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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 12 期摇 摇 2012 年 6 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
河口湿地人为干扰度时空动态及景观响应———以大洋河口为例 孙永光,赵冬至,吴摇 涛,等 (3645)…………
鄱阳湖南矶湿地优势植物群落及土壤有机质和营养元素分布特征 张全军,于秀波,钱建鑫,等 (3656)………
青岛市湿地生态网络评价与构建 傅摇 强,宋摇 军,毛摇 锋,等 (3670)……………………………………………
大堤型湖滨带生态系统健康状态驱动因子———以太湖为例 叶摇 春,李春华,王秋光,等 (3681)………………
绿色屋顶径流氮磷浓度分布及赋存形态 王书敏,何摇 强,张峻华,等 (3691)……………………………………
坡度对农田土壤动物群落结构及多样性的影响 何先进,吴鹏飞,崔丽巍,等 (3701)……………………………
枣园桃蛀果蛾寄生蜂种类及其与寄主的关系 姚艳霞,赵文霞,常聚普,等 (3714)………………………………
基于逻辑斯蒂回归模型的鹭科水鸟栖息地适宜性评价 邹丽丽,陈晓翔,何摇 莹,等 (3722)……………………
温度、盐度和 pH对马氏珠母贝稚贝清滤率的联合效应 朱晓闻,王摇 辉,刘摇 进,等 (3729)…………………
鸡桑药共生模式库区土壤养分变化及流失风险 赵丽平,杨贵明,赵同科,等 (3737)……………………………
黑河中游典型土地利用方式下土壤粒径分布及与有机碳的关系 张俊华,李国栋,南忠仁 (3745)……………
DEM栅格分辨率和子流域划分对杏子河流域水文模拟的影响 邱临静,郑粉莉,Yin Runsheng (3754)………
粒度变化对城市热岛空间格局分析的影响 郭冠华,陈颖彪,魏建兵,等 (3764)…………………………………
基于景观连接度的森林景观恢复研究———以巩义市为例 陈摇 杰,梁国付,丁圣彦 (3773)……………………
城市能源利用碳足迹分析———以厦门市为例 林剑艺,孟凡鑫,崔胜辉,等 (3782)………………………………
高寒牧区村域生态足迹———以甘南州合作市为例 王录仓,高摇 静 (3795)………………………………………
太湖湖滨带生态系统健康评价 李春华,叶摇 春,赵晓峰,等 (3806)………………………………………………
秦岭大熊猫栖息地巴山木竹生物量 党坤良,陈俊娴,孙飞翔,等 (3816)…………………………………………
盐胁迫对盐生植物黄花补血草种子萌发和幼苗生长的影响 尤摇 佳,王文瑞,卢摇 金,等 (3825)………………
海南霸王岭山地原始林与伐后林中木质藤本对支持木的选择 刘晋仙,陶建平,何摇 泽,等 (3834)……………
闽楠幼树光合特性及生物量分配对光环境的响应 王振兴,朱锦懋,王摇 健,等 (3841)…………………………
基于形态及分子标记的濒危植物夏蜡梅自然居群的遗传变异研究 金则新,顾婧婧,李钧敏 (3849)…………
不同径级油松径向生长对气候的响应 姜庆彪,赵秀海,高露双,等 (3859)………………………………………
珍稀濒危植物长蕊木兰种群的年龄结构与空间分布 袁春明,孟广涛,方向京,等 (3866)………………………
巨桉与 5 种木本植物幼树的耗水特性及水分利用效率的比较 胡红玲,张摇 健,万雪琴,等 (3873)……………
银木凋落叶腐解过程对小白菜生长和抗性生理的影响 黄溦溦,胡庭兴,张念念,等 (3883)……………………
基于氘示踪剂和热扩散技术的栓皮栎水分运输速率与效率研究 孙守家,孟摇 平,张劲松,等 (3892)…………
石漠化干旱环境中石生藓类水分吸收特征及其结构适应性 张显强,曾建军,谌金吾,等 (3902)………………
含铜有机肥对土壤酶活性和微生物群落代谢的影响 陈摇 琳,谷摇 洁,高摇 华,等 (3912)………………………
钝叶柃不同性别花的花部形态与传粉特征比较 王摇 茜,邓洪平,丁摇 博,等 (3921)……………………………
我国春玉米潜在种植分布区的气候适宜性 何奇瑾,周广胜 (3931)………………………………………………
烯效唑干拌种对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质品质的影响 樊高琼,杨恩年,郑摇 亭,等 (3940)…………
专论与综述
中国产业共生发展模式的国际比较及对策 石摇 磊,刘果果,郭思平 (3950)……………………………………
研究简报
吉林省镇赉县近 10 年景观格局变化 张国坤,卢京花,宋开山,等 (3958)………………………………………
杨树人工林生态系统通量贡献区分析 金摇 莹,张志强,方显瑞,等 (3966)………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*330*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄06
封面图说: 鸳鸯———在分类上属雁形目,鸭科。 英文名为 Mandarin Duck(即“中国官鸭冶)。 鸳指雄鸟,鸯指雌鸟,故鸳鸯属合成
词。 常常栖息于山地河谷、溪流、湖泊、水田等处,雌雄偶居,以植物性食物为主,也食昆虫等小动物。 繁殖期 4—9
月间,雌雄配对后迁至营巢区。 巢往往置于树洞中,用干草和绒羽铺垫,每窝产卵 7—12 枚。 江西省婺源鸳鸯湖是
亚洲最大的野生鸳鸯越冬栖息地。 鸳鸯是一种美丽的禽鸟,中国传统文化又赋予它很多美好的寓意,因此,在许多
文学艺术作品中经常用以表达爱情。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 12 期
2012 年 6 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 12
Jun. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家 908 专项资助(908鄄01鄄WY01);海洋公益性行业科研专项资助(200805064;201205005)
收稿日期:2011鄄12鄄06; 摇 摇 修订日期:2012鄄05鄄02
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: dzzhao@ nmemc. gov. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201112061865
孙永光,赵冬至,吴涛,卫宝泉,高树刚,李媛,曹芳芳.河口湿地人为干扰度时空动态及景观响应———以大洋河口为例.生态学报,2012,32(12):
3645鄄3655.
Sun Y G, Zhao D Z, Wu T, Wei B Q, Gao S G, Li Y, Cao F F. Temporal and spatial dynamic changes and landscape pattern response of Hemeroby in
Dayang estuary of Liaoning Province, China. Acta Ecologica Sinica,2012,32(12):3645鄄3655.
河口湿地人为干扰度时空动态及景观响应
———以大洋河口为例
孙永光1,赵冬至1,*,吴摇 涛2,卫宝泉1,高树刚1,李摇 媛1,曹芳芳1
(1. 国家海洋环境监测中心,大连摇 116023; 2. 浙江师范大学地理环境学院,浙江摇 321004)
摘要:以大洋河河口湿地作为研究对象,利用 1958 年、1970 年、1984 年航摄影像(空间分辨率:2. 0 m)和 2008 年 SPOT5 影像(空
间分辨率:5. 0 m)作为数据源,借助人为干扰度指数(HI)、景观格局分析、GIS 空间分析方法,探讨大洋河河口湿地人为干扰度
时空动态分异及景观格局指数的响应机制。 结论:1)全干扰类型面积从 1958 年的 4. 16 km2 上升至 9. 16 km2;半干扰类型从
115. 82 km2 上升至 180. 57 km2;而无干扰类型面积从 1958 年的 291. 23 km2 下降至 221. 13 km2,人为干扰度在不同历史时期呈
非均质化变化,人类活动干扰中心逐渐由陆向海过度;围海养殖是人类干扰度变化的主控景观因子;2)在时间上,人类干扰过
程(全干扰、半干扰)会导致斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、平均形状指数(MSI)和面积加权的平均斑块分形指数
(AWMPFD)总体在 1958 年—2008 年间呈下降趋势;3)空间上,人为干扰度指数与景观格局指数空间分布相关性大小依次为:
斑块数量(NP)>边缘密度指数(ED)>面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD),呈正相关,平均形状指数(MSI)与人为干扰
度相关性不显著。
关键词:大洋河口; 人为干扰度;时空动态;景观格局指数;响应
Temporal and spatial dynamic changes and landscape pattern response of
Hemeroby in Dayang estuary of Liaoning Province, China
SUN Yongguang1, ZHAO Dongzhi1,*, WU Tao2, WEI Baoquan1, GAO Shugang, LI Yuan1, CAO Fangfang1
1 National Marine Environmental Monitoring Center, Dalian 116023, China
2 College of Geography and Environmental Sciences, Zhejiang Normal University, Jinhua, Zhejiang 321004, China
Abstract: The aims of this research were to: (1) provide a theoretical basis for in鄄depth analysis of the influence of human
activities on estuarine wetlands over a regional scale; ( 2 ) quantify the impact of anthropogenic interference on the
landscape pattern index; and ( 3 ) establish a theoretical basis for the monitoring and evaluation of anthropogenic
interference in estuarine wetlands. Based on aerial photographs from 1958, 1970, and 1984 (2 m resolution), and the
spot5 image of 2008 (5 m resolution), this study explored the spatiotemporal dynamics of hemeroby and the landscape
pattern response scheme through hemeroby analysis, landscape pattern analysis, spatial patch analysis, and GIS spatial
analysis in the Dayang estuary. The research evaluates: 1) the primary forcing landscape factors for spatial and temporal
variation of hemeroby in an estuarine wetland; 2) the response mechanism of landscape pattern index on the type of
hemeroby; and 3) landscape indices associated with hemeroby in space. Results indicate that: 1) completely hemeroby
regions increased from 4. 16 km2 in 1958 to 9. 16 km2 in 2008, while partially hemeroby regions increased from 115. 82 km2
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to 180. 57 km2, and hemeroby regions declined from 291. 23 km2 to 221. 13 km2 . Historically, hemeroby showed
heterogeneous changes. The center of hemeroby moved gradually from land to ocean, and ocean aquaculture is the main
driving factor in the change of hemeroby. Over time, hemeroby shows an upward trend, but the intensity of hemeroby
changes are different at different historical periods, and hemeroby shows non鄄homogeneous characteristics at different
historical periods. Comparing the change in different landscape types, we found paddy yield was the primary landscape type
in 1958, aquaculture water in ocean and farmland showed upward increases in 1970, and after the 1980s aquaculture water
in the ocean was the primary landscape type of human activities. Temporally, anthropogenic disturbance has led to an
overall decrease in the number of patches(NP), edge density(ED), mean shape index(MSI), and area鄄weighted mean
patch fractal dimension(AWMPFD) between 1958 and 2008. Through analysis of the landscape pattern index of different
hemeroby types, we found that human disturbance has a certain effect on the landscape pattern index. Spatially, hemeroby
is positively correlated with number of patches(NP), edge density(ED), and area鄄weighted mean patch fractal dimension
(AWMPFD) in order of decreasing influence, while it is not significantly correlated with the mean shape index(MSI) . The
relationship between human disturbance activities and landscape pattern ( four indices: number of patches ( NP), edge
density(ED), area鄄weighted mean patch fractal dimension(AWMPFD), mean shape index(MSI)) constituted differences
in time and space within estuarine areas. Thus, heterogeneity and complexity of the landscape were greater in human
disturbance areas over some time intervals, and heterogeneity and complexity of landscape showed declines in the continuing
role of human disturbance with time. Therefore, the dimension of time and space should be distinguished in remote sensing
monitoring responses of landscape patterns on human activities in estuarine wetlands.
Key Words: Dayang estuary; hemeroby (HI); spatiotemporal dynamics; landscape index; response
地球表面系统在自然力与社会经济共同作用下正在发生着改变[1鄄3],地球或许正在迈入一个新的地质时
期———人类世[4鄄5], 特别是近百年来,人类活动对区域生态系统及景观格局的影响日益突出。 国内外学者开
展了大量人类活动对区域影响研究[6鄄8]。 在法国,研究发现景观破碎程度与鸟类群落均质化程度极显著正相
关[9]。 人类干扰活动也会导致流域生态环境严重退化[10],在河口湿地区域土壤化学元素 C / N、C / P 和 N / P
随人为干扰程度的增大而降低[11]。 滦河上游修建和兴建大量蓄水工程,工农业用水量大幅度增加,滦河口入
海水量大幅减少,对河口湿地生物多样性造成一定的负面影响[12];人类干扰强度最大的区域也是生态系统最
脆弱和生态保护的重点地区[13]。 通过对双台子河湿地研究发现:人类活动强度空间分布的总特征是河口地
区和河道的生态干扰度跳跃性最大[14]。 陆地上 80%的生态系统都已受到了来自人类和自然的各种干扰[15],
河口湿地作为海陆相互作用和入海通量重要载体也不例外,因其特殊的地理位置,自然和人类活动干扰更显
复杂。 主要影响着陆源物质、化学溶解物质等入海迁移规律、河口地区景观格局等[16]。 因此,定量监测人为
干扰度的时空分异规律对识别生态学过程具有重要意义。
河口湿地作为错综复杂自然因素和人为因素共同作用的区域[17],如何对人为干扰度进行业务化监测和
景观水平的评价日益受到海洋环境监测评价部门的关注。 在国内,陈爱莲[14]等首次将生态干扰度概念[18]引
入河口湿地人为干扰度动态监测,初步讨论了人为干扰度对景观斑块数量及斑块面积的影响。 同时,建议将
“hemeroby冶一词翻译为“人为干扰度冶 [14],为河口地区人类活动强度监测提供了有利的借鉴,但也存在一些未
解决的科学问题。 河口湿地人为干扰度主导变化机制尚未明确,人类活动强度与景观格局过程之间联系尚不
清晰,河口湿地人为干扰度典型景观评价指标尚未甄别。
为深入分析河口湿地区域尺度人类活动主控制因子、量化人为干扰度对景观格局的影响、明确河口湿地
人为干扰度监测评价机制提供理论依据。 本文选择大洋河河口作为研究对象,以 1958、1970、1984、2008 年航
摄影像、SPOT5 卫星影像作为数据源,借助人为干扰度、景观格局分析、GIS空间分析方法,深入分析人为干扰
度与景观格局指数之间的关系。 力求识别:1)河口湿地人为干扰度时空分异和主控驱动景观因子;2)景观格
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局指数对不同人为干扰度类型时间维响应机制;3)景观格局指数与人为干扰度空间维关联。
1摇 数据源与处理方法
1. 1摇 研究区与数据源
1. 1. 1摇 研究区概况
大洋河(39毅48忆—39毅00忆 N, 123毅31忆—123毅43忆 E)源于鞍山市岫岩县,流经丹东市的凤城和东港市,由东
港孤山镇和黄土坎镇入黄海,河长 202 km,年均径流量 31伊109m3,流域面积 6202km2,流域内现有人口 83. 3
万人,现有耕地面积 8. 85 万 hm2 [19]。 是丹东地区主要的农业产生基地,分布广阔的水田和水产养殖场,区域
内的大孤山及大鹿岛是具有悠久文化历史的旅游风景区。 大洋河河口主要位于东港市的小甸子、新立、黄土
坎、孤山、菩萨庙、海洋红农场和黄土坎农场区域范围内。 河口区发育典型的湿地生态系统,主要湿地植被为
芦苇群落。
1. 1. 2摇 遥感数据源
获得 1958、1970、1984、2008 年 4 期航空影像、SPOT5 高分辨率影像,1958、1970、1984 年为航摄数据,空间
分辨率达到 2. 0 m;2008 年为全彩色 SPOT5 高分辨率卫星合成影像,空间分辨率到达 5 m(图 1);卫星影像经
过大气校正、辐射校正等预处理后,采用地面控制点方法进行图像精校正,将几何误差控制在 0. 5—1个像元
以内[19]。
图 1摇 大洋河河口 2008 年 spot5 影像及位置图
Fig. 1摇 Geographical location and spot5 data of Dayang estuary in 2008
1. 2摇 处理方法
1. 2. 1摇 景观分类方法
滨海湿地信息可分为 3 大类(生物景观、环境因子、人类活动)、5 级分类体系。 根据本文研究目的,结合
陈爱莲等研究成果[14],进一步将分类结果确定为 3 种景观:无干扰型、半干扰型、全干扰型,在此基础上分出
22 个子类型。 人为干扰度指数(hemeroby index,简称 HI)参照陈爱莲双台河口生态干扰强度确定方法(表
1),在本研究中将其翻译为“人为干扰度冶,本文进一步确定 HI<0. 3 为无干扰;0. 3臆HI臆0. 75 为半干扰;HI>
0. 75 为全干扰。 根据滨海湿地信息分类体系,通过目视解译进行矢量信息的分类提取。 在 GIS 支持下,采用
人工目视判读方法,对聚类分类结果进行类型判定和斑块核定。 对复杂类型或疑点区进行标记,待野外校验
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给予解决。 信息提取完成后进行拓扑查错,建立研究区景观类型数据库。
1. 2. 2摇 景观格局指数
景观格局指标大致可分为面积指标、密度大小指标、边缘指标、形状指标、核心面积指标、邻近度指标、多
样性指数和聚集性指数等[20鄄23]。 结合本文探讨河口湿地景观异质性和复杂性的要求,及未来监测景观空间
格局对生态学过程的影响,本研究选择景观形状指数(MSI)、面积权重平均斑块分维指数(AWMPFD)、边缘
密度指数(ED)、斑块数量(NP)4 个景观指数作为分析基础,相应指标的计算方法、描述和生态学意义参见文
献[23]。 本文利用 ARCGIS9. 3 中的 Patch analysis 模块,借助 spatial analysis by regions 命令,将不同年份的人为
干扰度(全干扰、半干扰、无干扰)作为分析区域,计算景观水平上的格局指数,获得研究区 4 个年份不同人为
干扰度的景观格局指数;利用 GIS9. 3 中 fishnet工具,将研究区划分为 1. 5 km伊1. 5 km格网,获得 2008 年景观
格局指数空间分布。
表 1摇 景观类型人为干扰度赋值表[14]
Table 1摇 Hierarchy of landscape type with respect to hemeroby index(HI) [14]
一级类型
Level 玉
二级类型
Level 域
含义
Definition HI 编码(ID)
无干扰(几乎无人为干扰) 海洋 低潮 6 m 以外浅海水域 0. 1 B21
Undisturbed (almost undisturbed by human) 河漫滩 河漫滩、江心洲、沙洲 0. 17 B112
泥滩 高潮被淹没、低潮裸露的沿海泥滩地 0. 17 B12401
水下三角洲 水下三角洲 0. 17 B131
潮汐通道 潮沟 0. 13 B12102
芦苇湿地 芦苇沼泽 0. 15 A13305
河流 一、二级永久性河流 0. 23 B121
半干扰(人为、自然作用参半,主要为农业、 岛 基岩岛 0. 3 B321
养殖业等生态系统) 水库坑塘 人工水库 0. 3 C133
PartiallyDisturbed (where humanand nature 灌排沟渠 人工水渠,兼具道路的功能 0. 5 C131
impacts played equal roles, such as: 林地 自然林、人工林、稀疏林 0. 55 A211
Farm and Aquacultural,etc. ) 果园 果林 0. 55 A214
围海养殖 在浅海区域的圈围养殖区域 0. 63 C232
滩涂养殖 滩涂鱼、虾、蟹养殖水面 0. 63 C231
水田 水稻田 0. 65 C11101
旱地 旱生作物用地 0. 7 C11102
盐田 盐业用地 0. 75 C221
全干扰(人造地物如公路等) 交通用地 主干公路、一般公路、田埂 0. 95 C123
Completely disturbed (man鄄made entities 居民点 农村居民地 0. 95 C121
like paved roads, etc. ) 港口码头 渔业码头 、商贸码头 0. 98 C212
工矿用地 矿山开采、油气开采、工业企业用地 0. 99 C122
旅游基础设施 旅游设施用地 0. 99 C241
2摇 结果与分析
2. 1摇 人类活动干扰度时空动态
2. 1. 1摇 大洋河人为干扰度时间分异
大洋河河口人为干扰度呈逐年增加趋势,在河口湿地区域,1958 至 1970 年间人为干扰度变化最为明显,
呈上升趋势(图 2)。 1970 年至 1984 年间河口湿地区域人为干扰度变化呈缓和趋势,1984 年至 2008 年间人
为干扰度呈下降趋势。 但就研究区总体而言,近 60a 来全干扰类型的总面积呈增加趋势,从 1958 年的 4. 16
km2 上升至 9. 16 km2;半干扰类型从 115. 82 km2 上升至 180. 57 km2(图 3);而无干扰类型面积从 1958 年的
291. 23 km2 下降至 221. 13 km2。
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图 2摇 不同年份大洋河河口人为干扰度(HI)
Fig. 2摇 Hemeroby index(HI)of Dayang estuary at different time
不同时期人为干扰度变化幅度也不尽相同,1958 年至 1970 年人为干扰度上升范围及幅度明显高于 1970
年至 2008 年间的两个时期(图 3),3 个历史阶段中,1970 年至 1984 年间人为干扰度变化幅度和范围最小,而
1984 年至 2008 年间人为干扰度在上升 0—0. 21 强度间的范围最大,说明新的历史时期人类对河口湿地的开
发已由过去的破坏式开发转向可持续发展利用阶段。 通过对比不同历史时期人为干扰度变化情况,发现随着
时间变化,人为干扰度呈上升趋势,但在不同历史时期其变化强度存在差异,在不同历史时期人为干扰度的变
化呈非均质化特征。
2. 1. 2摇 人为干扰度空间分异
人为干扰度在河口地区具有明显的空间分带性,逐渐由陆向海过度(图 4),人为干扰度分布面积在河口
9463摇 12 期 摇 摇 摇 孙永光摇 等:河口湿地人为干扰度时空动态及景观响应———以大洋河口为例 摇
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图 3摇 人为干扰度(HI)不同干扰类型面积历史时期统计
Fig. 3摇 Area of different Hemeroby(HI) types at different years
湿地区最大,主要集中于河流阶地及湿地区,主要干扰
类型以水田、围海养殖、旱地居民点为主(图 5),1958—
1970 年间,人为干扰度呈上升的区域主要集中于河口
湿地区域;而在 1970—1984 年间,人为干扰度明显上升
区域转移至陆地与海洋交汇处;1984—2008 年间人类
活动强度上升的区域中心逐渐转向海洋,主要是对边
滩、水域、海岛的干扰度增加。 结果表明:人为干扰度中
心随着年限变化在空间上逐渐由陆向海过渡。
研究区整体人为干扰度主控景观类型是水田、围海
养殖、旱地、居民点和盐田。 对比不同年份景观类型的
变化发现 1958 年主控景观因子是水田,而到了 1970 年
保持水田的相对优势情况下,围海养殖和旱地呈上升趋
势,进入20世纪80年代后,围海养殖的数量呈逐年上升趋势,其次是居民点的数量呈上升趋势,但上升幅度
图 4摇 不同时期人为干扰度动态度
Fig. 4摇 Dynamic changes of Hemeroby(HI) index at different period
图 5摇 大洋河河口不同年人为干扰度景观类型面积
Fig. 5摇 Ara of human disturbed landscape types in different years in Dayang estuary
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和所占比例不大(图 5)。 综上,大洋河河口湿地人为干扰度的主控景观类型是围海养殖和水田,特别是在近
几十年来,以围海养殖驱动为主。
2. 2摇 景观格局指数对人为干扰响应
2. 2. 1摇 景观格局指数对人为干扰类型的响应
人类干扰活动区域的斑块数量(NP)在 1958 年至 1984 年间明显大于无干扰类型的斑块的数量,而到了
2008 年无干扰活动的斑块数量呈上升趋势,景观异质性增大。 说明随着人为干扰度的增强其集约化的发展,
导致区域景观异质性降低。 从不同干扰类型斑块的历史发展来看,人类活动导致区域景观类型斑块数量呈下
降趋势,而无人类干扰区域斑块数量呈上升趋势(图 6)。 表明人类活动导致景观异质性降低、而自然过程发
展规律则是景观异质性升高;边缘密度指数(ED)在人类活动干扰下,随着时间的推移呈下降趋势,而无干扰
类型区域边缘密度则呈上升趋势,说明人类干扰活动与自然过程存在对立性;平均形状指数(MSI)在人类活
动干扰下呈下降趋势,无干扰区域在 1958—1970 年表现为下降,然 1970—2008 年间表现为上升趋势;面积加
权的平均斑块分形指数(AWMPFD)在 1958—2008 年间呈下降趋势,无干扰情况下其值变化不大。 综合而
言,人为干扰度(全干扰、半干扰)会导致斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、平均形状指数(MSI)和面积加
权的平均斑块分形指数(AWMPFD)总体在 1958—2008 年间呈下降趋势(图 6)。
图 6摇 不同人为干扰度景观格局指数年际变化统计
Fig. 6摇 Statists of different disturbed degree of Hemeroby at different years
2. 2. 2摇 景观格局指数与人为干扰度指数量化关系
通过对不同干扰类型景观格局指数分析,发现人类干扰度对景观格局指数具有一定的影响,本文进一步
利用网格法(1. 5 km伊1. 5 km)将景观格局指数进行空间化(图 7),在空间上,斑块数量(NP)、边缘密度指数
(ED)高值出现在人为干扰度较高区域,平均形状指数(MSI)和面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)高
值多出现在中等强度干扰区域;通过空间相关性性统计发现:人为干扰度指数与景观指数相关性大小依次为:
斑块数量(NP)>边缘密度指数(ED)>面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)(表 2),并均呈正相关。 结
果表明,在空间分布上人为干扰度高的区域其斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、面积加权的平均斑块分形
指数(AWMPFD)表现为高值。 平均形状指数(MSI)与人为干扰度相关性不显著。
3摇 讨论
3. 1摇 人为干扰度动态
摇 摇 陈爱莲等[14]将生态干扰度指数引入双台河口湿地人类活动干扰强度监测评价中来,从时间维和空间维
1563摇 12 期 摇 摇 摇 孙永光摇 等:河口湿地人为干扰度时空动态及景观响应———以大洋河口为例 摇
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图 7摇 大洋河河口 2008 年景观格局指数空间分异
Fig. 7摇 Spatial distribution of landscape pattern index in 2008 at Dayang estuary
对该区域的人为干扰度进行了动态监测,而本文在系统监测大洋河河口人为干扰度基础上,进一步验证了河
口地区人为干扰度在不同历史时期并非均质化发展,存在跳跃性发展,其主要由于不同历史时期人类活动政
策改变而导致,在 1958—1970 年期间,正是我国大力发展农业生产时期,因此该时期人类活动干扰强度变化
幅度最大,主要形成以水田为主的干扰方式,而到了 1970—2008 年期间人们的生活生产方式发生了改变,由
单一农业发展向海水养殖发展(图 5),因此围海养殖规模在该时期呈现明显上升趋势。 在空间维上,本研究
在前人[14]研究的基础上进一步发现:在河口湿地区域人为干扰度呈典型地带性,表现为由陆向海逐渐推进格
局,说明随着社会经济的发展,人类经济活动开发逐渐由过去以农耕开发为主,逐渐向海岸带养殖、港口贸易
工矿开发为主,人类开发活动重心逐渐形成“陆地寅海岸带寅海洋冶发展格局。
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3. 2摇 人为干扰度对景观格局指数的影响
人为干扰通过影响景观空间格局,进一步影响生态学过程。 前人曾探讨了人为干扰度与斑块面积(CA)、
斑块数量(NP)、景观分形指数(MSI) [14,24]等景观格局之间的关系,张琳琳等[25]发现城市化发展过程中对景
观分形指数具有较大影响,人为干扰度强度越大,景观格局越具有规则性。 本文进一步对斑块数量(NP)、边
缘密度指数(ED)、平均形状指数(MSI)和面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)随着时间变化特征进行
了分析,发现与已往研究[14,25]相似的结论,在人类干扰活动下,四项指标随着时间的推移均呈下降趋势,说明
人类开发活动会导致景观异质性降低、景观格局向规则化,复杂性降低,边缘化程度降低方向发展,主要是由
于自然湿地景观逐渐被规则的道路、养殖塘、水田和居民点等代替。 从而进一步影响河口湿地生态系统的生
物、元素、能量及信息的迁移与转化,导致河口湿地生态系统质量降低。
3. 3摇 人为干扰度与景观格局指数空间关联
在时间维上,发现人类活动会导致斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、平均形状指数(MSI)和面积加权
的平均斑块分形指数(AWMPFD)呈下降趋势;而在空间维上,发现了不同的规律,在空间分布上,人为干扰度
与斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、和面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)呈正相关,平均形状指
数(MSI)与人为干扰度相关性不显著。 这与以往研究[14]不同,说明人类干扰强度在某一区域持续作用下,会
导致景观异质性降低、复杂性和边缘程度降低;而在河口湿地特殊的地理单元空间内,由于自然过程的景观主
要以水域、河流、滩涂、植被为主,而人类开发活动导致河口地区景观异质性、复杂性增大,因此,出现了本研究
在空间分布上人为干扰度与景观指数之间的关系。 这也说明了人为干扰度与景观格局指数之间关系复杂性。
由此得到在河口地区人类干扰活动与景观格局指数存在两面性即时间性和空间性,因此,在遥感监测过程中,
在某一时间的特定空间上人为干扰度的区域其景观异质性和复杂性越高。 而在某一区域的时间维上,人为干
扰持续作用会导致该区域景观异质性和复杂性降低。 因此,遥感监测河口湿地景观格局对人类活动强度响应
要区分时间维和空间维。
表 2摇 人为干扰度与景观格局指数相关性矩阵
Table 2摇 Correlation matrix of Hemeroby with landscape pattern index
斑块数量
NP
边缘密度 ED
/ (m / hm2)
平均形状指数
MSI
面积加权的平均
斑块分形指数
AWMPFD
人为干扰度 2008
HI 2008
斑块数量 NP 相关性 1. 00 0. 81** 0. 05 0. 57** 0. 62**
显著性 0. 00 0. 51 0. 00 0. 00
边缘密度 ED(m / hm2) 相关性 0. 81** 1. 00 0. 48** 0. 85** 0. 51**
显著性 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00
平均形状指数 MSI 相关性 0. 05 0. 48** 1. 00 0. 68** 0. 12
显著性 0. 51 0. 00 0. 00 0. 09
面积加权的平均斑块分形指数 相关性 0. 57** 0. 85** 0. 68** 1. 00 0. 40**
AWMPFD 显著性 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00
人为干扰度(2008) HI (2008) 相关性 0. 62** . 518** 0. 12 0. 40** 1. 00
显著性 0. 00 0. 00 0. 09 0. 00
摇 摇 ** P<0. 01 水平显著 双侧检验
4摇 结语
本文利用大洋河河口湿地历史时期高分辨率影像(航空、SPOT5)数据,深入分析了河口地区人为干扰度
时空动态及景观格局指数响应。 结果显示:1)大洋河河口湿地人为干扰度在时间序列上呈现非均质化特征,
具有跳跃性特点。 在空间维上人为干扰的重心逐渐由陆向海过度,由陆源农业开发模式逐渐转向农业+养殖
+商贸的综合开发模式。 1970—2008 年间人类活动主要驱动是围海养殖和居民点的建设;2)人类活动持续干
扰模式下,区域斑块数量(NP)、边缘密度指数(ED)、平均形状指数(MSI)和面积加权的平均斑块分形指数
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(AWMPFD)随时间推移呈下降趋势;3)而在空间分布上,人为干扰度与区域斑块数量(NP)、边缘密度指数
(ED)、和面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)成正比,平均形状指数(MSI)与人为干扰度相关性不显
著。 在河口湿地特定的地理单元条件下,人为干扰度的空间分布与景观复杂性和异质性具有较好的相关性。
本研究虽然取得了一定的成果,但在研究过程中也存在一些不足之处:1)景观格局指数选择。 如何选择
合适的景观格局指数一直是景观生态学研究的难点[23],首先部分指标存在较高相关性;其次,生态学意义不
明确。 本文在选择景观格局指数主要依赖于:淤 研究目标主观判断;于个人对景观格局指数理解,初步判断
各指标的相关性和典型性;盂参阅其他研究成果。 因此,尚需对指标的选择进行系统研究,选择合适的景观格
局指数;2)格网选择的科学性:景观格局指数的计算结果严重依赖于空间尺度和格网分辨率[23],在以后的研
究中会更加深入的分析选择指标的空间依赖性。
致谢:方淑波、杨晓英老师对写作给予帮助,特此致谢。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 12 June,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Temporal and spatial dynamic changes and landscape pattern response of Hemeroby in Dayang estuary of Liaoning Province,
China SUN Yongguang, ZHAO Dongzhi, WU Tao,et al (3645)…………………………………………………………………
Distribution characteristics of plant communities and soil organic matter and main nutrients in the Poyang Lake Nanji Wetland
ZHANG Quanjun,YU Xiubo,QIAN Jianxin,et al (3656)
………
……………………………………………………………………………
Evaluation and construction of wetland ecological network in Qingdao City FU Qiang, SONG Jun, MAO Feng,et al (3670)…………
Driving forces analysis for ecosystem health status of littoral zone with dikes: a case study of Lake Taihu
YE Chun, LI Chunhua, WANG Qiuguang, et al (3681)
……………………………
……………………………………………………………………………
The concentrations distribution and composition of nitrogen and phosphor in stormwater runoff from green roofs
WANG Shumin, HE Qiang, ZHANG Junhua,et al (3691)
………………………
…………………………………………………………………………
Effects of slope gradient on the community structures and diversities of soil fauna
HE Xianjin, WU Pengfei, CUI Liwei,et al (3701)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Investigation of populations of parasitic wasps parasitizing Carposina sasakii Matsumura (Lepidoptera: Carposinidae) in jujube
orchards in China, with respect to the wasp鄄host relationship YAO Yanxia, ZHAO Wenxia, CHANG Jupu,et al (3714)………
Assessment of ardeidae waterfowl habitat suitability based on a binary logistic regression model
ZOU Lili, CHEN Xiaoxiang,HE Ying,et al (3722)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
Combined effects of temperature, salinity and pH on the clearance rate of juveniles of Pinctada martensii (Dunker)
ZHU Xiaowen, WANG Hui, LIU Jin, et al (3729)
…………………
…………………………………………………………………………………
Soil nutrient dynamics and loss risks in a chicken鄄forage mulberry鄄medicinal plant intercropping system
ZHAO Liping, YANG Guiming, ZHAO Tongke,et al (3737)
………………………………
………………………………………………………………………
Soil particle size distribution and its relationship with soil organic carbons under different land uses in the middle of Heihe river
ZHANG Junhua, LI Guodong, NAN Zhongren (3745)
……
………………………………………………………………………………
Effects of DEM resolution and watershed subdivision on hydrological simulation in the Xingzihe watershed
QIU Linjing, ZHENG Fenli, YIN Runsheng (3754)
……………………………
………………………………………………………………………………
Impacts of grid sizes on urban heat island pattern analysis GUO Guanhua,CHEN Yingbiao,WEI Jianbing,et al (3764)………………
Landscape connectivity analysis for the forest landscape restoration: a case study of Gongyi City
CHEN Jie, LIANG Guofu, DING Shengyan (3773)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
Carbon footprint analysis on urban energy use: a case study of Xiamen, China
LIN Jianyi, MENG Fanxin, CUI Shenghui, et al (3782)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
The ecological footprint of alpine pastures at the village鄄level: a case study of Hezuo in Gannan Autonomous Prefecture, China
WANG Lucang, GAO Jing (3795)
……
…………………………………………………………………………………………………
The ecosystem health assessment of the littoral zone of Lake Taihu LI Chunhua, YE Chun, ZHAO Xiaofeng,et al (3806)…………
The biomass of Bashania fargesii in giant pandas habitat in Qinling Mountains
DANG Kunliang, CHEN Junxian, SUN Feixiang, et al (3816)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
Effects of salinity on seed germination and seedling growth in halophyte Limonium aureum (L. ) Hill
YOU Jia, WANG Wenrui, LU Jin, et al (3825)
…………………………………
……………………………………………………………………………………
Liana鄄host tree associations in the tropical montane primary forest and post鄄harvest forest of Bawangling, Hainan Island, China
LIU Jinxian,TAO Jianping,HE Zeet al (3834)
……
………………………………………………………………………………………
The response of photosynthetic characters and biomass allocation of P. bournei young trees to different light regimes
WANG Zhenxing, ZHU Jinmao, WANG Jian,et al (3841)
…………………
…………………………………………………………………………
Genetic variation among populations of the endangered Sinocalycanthus chinensis based on morphological traits and ISSR profiles
JIN Zexin, GU Jingjing, LI Junmin (3849)
……
…………………………………………………………………………………………
Growth response to climate in Chinese pine as a function of tree diameter
JIANG Qingbiao, ZHAO Xiuhai, GAO Lushuang,et al (3859)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Age structure and spatial distribution of the rare and endangered plant Alcimandra cathcartii
YUAN Chunming, MENG Guangtao, FANG Xiangjing, et al (3866)
…………………………………………
………………………………………………………………
The water consumption and water use efficiency of the seedlings of Eucalyptus grandis and other five tree species in Sichuan
Province HU Hongling,ZHANG Jian,WAN Xueqin,et al (3873)…………………………………………………………………
Effects of leaf litter of Cinnamomum septentrionale on growth and resistance physiology of Brassica rapa in the decomposition
process of litter HUANG Weiwei, HU Tingxing, ZHANG Niannian, et al (3883)………………………………………………
Water transport velocity and efficiency in Quercus variabilis detected with deuterium tracer and thermal dissipation technique
SUN Shoujia, MENG Ping, ZHANG Jinsong, et al (3892)
………
…………………………………………………………………………
The saxicolous moss忆s features of absorbing water and its structural adaptability in the heterogeneous environment with rock
desertification ZHANG Xianqiang, ZENG Jianjun,CHEN Jinwu, et al (3902)……………………………………………………
Effects of organic materials containing copper on soil enzyme activity and microbial community
CHEN Lin, GU Jie,GAO Hua,et al (3912)
………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Comparison of floral morphology and pollination characteristics between the sexes in Eurya obtusifolia
WANG Qian, DENG Hongping, DING Bo,et al (3921)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Climatic suitability of potential spring maize cultivation distribution in China HE Qijin, ZHOU Guangsheng (3931)…………………
Effects of uniconazole dry seed dressing on nitrogen accumulation and translocation and kernel protein quality in wheat
FAN Gaoqiong,YANG Ennian, ZHENG Ting,et al (3940)
………………
…………………………………………………………………………
Review and Monograph
International comparison and policy recommendation on the development model of industrial symbiosis in China
SHI Lei, LIU Guoguo, GUO Siping (3950)
………………………
…………………………………………………………………………………………
Scientific Note
The Change of landscape pattern in Zhenlai Xian, Jilin Province in recent ten years
ZHANG Guokun, LU Jinghua, SONG Kaishan,et al (3958)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Footprint analysis of turbulent flux over a poplar plantation in Northern China
JIN Ying, ZHANG Zhiqiang, FANG Xianrui, et al (3966)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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第 32 卷摇 第 12 期摇 (2012 年 6 月)
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Vol郾 32摇 No郾 12 (June, 2012)
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