环境工程向版

1、号： 学科分类号： 编号： 级：公 开密理工大学专业全日制环黄渤海湿地系统分布研究辽宁沿海地区湿地景观格局变化分析 作者专业名称：环境工程研究方向：景观导师 ： 导师： 答辩委员会答辩日期：年月日理工大学处201年 月日A Dissertation in Environmental EngineeringResearch on wetland distribution around the Huanghai and Bohai Sea CircleWetland landscape pattern change analysis in Liaoning coastal areaCandidat

2、e:Xiang YingqiSupervisor:Rong GuiwenCollege of Earth and EnvironmentAnHui University of Science and TechnologyNo.168, Shungeng Road, Huainan ,232001,P.R.CHINA独 创 性本人所呈交的是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，中不包含其他人已经或撰写过的研究成果，也不包含为获得理工大学或其他教育机构的学位或而使用过的材料。与我一同工作的同志对本确的说明并表示谢意。做的任何贡献均已在中作了

3、明作者签名：日期：年月日使用书作者完全了解理工大学 有保留、使用本的属于的规定，即：在校攻读学位期间工作的知识产权有关部门或机构送交 理工大学 。学校复印件和磁盘，保留并向被查阅和借阅。本人理工大学可以将的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等保存、汇编。（的在后适用本书）作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日摘要摘要湿地因为其重要的环境效益和功能而被誉为“地球之肾”和“生物超市”，它不仅能够为人类提供必需的生存环境，而且在保护生物的多样性方面有着不可替代的作用。辽宁沿海地区滨海湿地十分丰富，对区域发展发挥了重要的作用。近年来，随着沿海地区进程的加快和人

4、口的大量增加，人类活动对湿地环境的干扰日趋强烈，不合理的开发利用对湿地造成了大面积的破坏，天然湿地面积逐渐减少，破碎化程度加剧，湿地服务功能日益。如何有效地保护和恢复湿地已成为我国湿地可持续利用的研究热点。本文根据辽宁沿海地区湿地景观的特点，应用遥感技术获得辽宁沿海地区2000、2007 和 2014 年三期遥感影像并进行人工目视解译，然后利用 ARCGIS 软件得到辽宁沿海地区的湿地 分类图，运用 FRAGSTATS 软件进行相关景观指数的计算，采用转移矩阵和景观指数对研究区过去 15 年的土地利用、沿海地区的湿地景观格局变化和驱动力进行了研究，结果表明：（1） 湿地的总面积在逐年增加，人工

5、湿地的比重在逐年增加，而自然湿地面积比重在降低；（2） 湿地斑块类型多样性程度降低，破碎化程度逐年下降；（3） 湿地与不同景观类型之间发生着相互转化，其中有大量湿地转化为农田和城镇，大部分人工湿地取代了天然湿地；（4） 在自然条件下，天然湿地之间也存在着相互转化；（5） 景观格局的变化主要受人为干扰的影响，同时，自然因素也是不可忽视的重要因素。图 23 表 12 参 61：湿地；景观格局；景观指数；沿海地区分类号:I摘要II摘要AbstractWetland is known as the “the kidney of the Earth” and “the biological superm

6、arket” because of its important environmental and ecological functions, it not only can provide the necessary survival environment for human, but also has an irreplaceable role in the protection of biological diversity. Liaoning coastal area has rich coastal wetland resources, which plays a decisive

7、 role to the development of regional economy. In recent years, the paces of urbanization in the coastal areas and large increase in population have made the interference of human activities on the wetland ecological environment become intense. Unreasonable development and utilization of human caused

8、 widespread destruction to wetland resources. The natural wetland is suffering continuous reduction and worsening fragmentalization. As a result, its function to serve ecology is put to pressing deterioration. How to effectively protect and restore wetland resources has become a research focus in th

9、e sustainable utilization of wetland in our country.According to the characteristics of the Liaoning coastal wetland landscape, this study makes artificial visual interpretation based on the 2000、2007 and 2014 remote sensing images, and then using ARCGIS software to get the Liaoning coastal wetland

10、resources classification figure, at the same time, the related landscape index is calculated through using FRAGSTATS software. Through using transfer matrix and landscape metrics, this paper studied the land use and the change of wetlands landscape pattern of coastal area and its driving force from

11、2000 to 2014, Results showed that:(1) The area of the wetlands increased year by year, the proportion of constructed wetland increased, while the proportion of natural wetland area reduced；(2) The wetland patches type diversity degree is reduced, the degree of fragmentation decline year by year；(3)

12、The wetlands and the different landscape types undergone a transformation between each other, there are a large number of wetlands translated into farmland and, most of the artificial wetland has replaced the natural wetland；(4) Under natural conditions, there are mutual transformations between the

13、naturalwetlands；III摘要(5) The landscape pattern change ismainly affected by human disturbance,meanwhile natural factors are also an important element which cannot be ignored.Figure 23 table 12 reference 61Keywords: Wetland; Landscape pattern; Landscape metrics; Coastal areabooks catalog:IV目录目录摘要IAbst

14、ractIII1绪 论11.1 选题背景11.21.3研究的目的和意义1湿地国内外研究现状21.3.1 湿地国外研究现状21.3.2 湿地国内研究现状3研究方法41.41.4.11.4.2转移矩阵分析4景观指数分析法41.4.3主成分分析法51.5研究内容与研究框架52景观与景观学72.1 景观与景观学研究简述72.1.1景观与景观学的概念72.1.2景观学的研究内容72.2 景观变化8研究区概况113.1 自然概况1133.1.1地理位置和范围113.1.23.1.33.1.43.1.5地形地貌12气候13水文13土壤与植被14状况153.23.2.13.2.2人口状况15状况154数据处理

15、与湿地景观类型分类174.1 数据来源17V目录4.2遥感数据184.34.44.5遥感数据预处理18建立研究区景观类型分类系统19遥感影像分类提取景观类型图205 辽宁沿海地区湿地景观格局动态分析255.1 研究区景观格局分析方法与选择255.2 2014 年湿地景观格局空间分析275.3辽宁沿海地区湿地景观格局 15 年动态变化分析325.3.1 基于类型水平的湿地景观格局动态变化分析345.3.2 基于景观水平的湿地景观格局动态变化分析36区域景观格局对比分析415.45.5景观类型转换分析42本章小结436 湿地景观格局变化驱制分析及可持续发展建议456.1 景观变化的驱动因子456.

16、2 辽宁沿海地区湿地景观格局驱动力分析456.2.1 自然因素456.2.2因素466.3 辽宁沿海地区湿地可持续发展和利用建议476.3.1 完善湿地保律. 476.3.2 广泛深入的进行湿地的各项科学研究476.3.3 开展湿地保护的宣传教育48本章小结487 结论与讨论497.1 主要结论497.2 存在问题50参考文献51致谢错误!未定义书签。作者简介及读研期间主要科研成果错误!未定义书签。VI目录ContentsAbstract(in)错误!未定义书签。Abstract(in English)错误!未定义书签。1 Introduction11.1 Background11.2 Res

17、earch Purpose and Significance11.3 Wetland Research Status at Home and Aborad11.3.1 Wetland Research Status Aborad21.3.2 Wetland Research Status at Home21.4 Research Methods31.4.1 Transfer Matrix Analysis31.4.2 Landscape Index Analysis31.4.3 Principal Component Analysis31.5 Research Cotents and Fram

18、ework42 Landscape and Landscape Ecology错误!未定义书签。2.1 Landscape and Landscape Ecology Research Briefly错误!未定义书签。2.1.1 The Concept of Landscape and Landscape Ecology错误!未定义书签。2.1.2 The Research Contents of Landscape Ecology错误!未定义书签。2.2 Landscape Change错误!未定义书签。3 General Situation of Study Region and Rese

19、arch Methods错误!未定义书签。3.1 Natural Conditions错误!未定义书签。3.1.1 Geographical Location and Scope错误!未定义书签。3.1.2 Topography错误!未定义书签。3.1.3 Climate错误!未定义书签。3.1.4 Hydrological错误!未定义书签。3.1.5 Soil and Vegetation错误!未定义书签。3.2 Socioeconomic Status错误!未定义书签。3.2.1 Population错误!未定义书签。3.2.2 Socioeconomic Status错误!未定义书签。3

20、.3 Research Methods and Technical Route错误!未定义书签。4 Remote Sensing Data Processing and Wetland Landscape Type Classfication错误!未定义书签。VII目录4.1 Remote Sensing Data Sources错误!未定义书签。4.2 Remote Sensing Data Listing错误!未定义书签。4.3 Remote Sensing Data Processing错误!未定义书签。4.4 The Establish of Landscape Pattern Cla

21、ssification System in Study area错误!未定义书签。4.5 Remote Sensing Image Classification to Extract the Landscape Type Map错误!未定义书签。5 Liaoning Coastal Wetland Landscape Pattern Dynamic Analysis .错误!未定义书签。5.1 Methods and Choice of Landscape Pattern in Study Area错误!未定义书签。5.2 Wetland Landscape Spatial Pattern A

22、nalysis in 2014错误!未定义书签。5.3 14 Years Dynamic Analysis of Liaoning Coastal Wetland Landscape Pattern错误!未定义书签5.3.1 Dynamic Analysis Based on the Type Level错误!未定义书签。5.3.2 Dynamic Analysis Based on the Landscpe Level错误!未定义书签。5.4 Regional Landscape Pattern Analysis错误!未定义书签。5.5 Analysis of Landscape Type

23、Conversion错误!未定义书签。6 Driving Mechanism Analysis of Wetlands Landscape Pattern错误!未定义书签。6.1 Driving Force Analysis of Wetlands in Liaoning Coastal Area错误!未定义书签。6.1.1 Driving Factors of Landscape Changes错误!未定义书签。6.1.2 Natural Factors错误!未定义书签。6.1.3 Socioeconomic Factors错误!未定义书签。6.2 Suggestions of Wetlan

24、d Sustainable Development and Utilization in Liaoning错误!未定义书签6.2.1 Improve the Wetland Protection Laws and Regulations .错误!未定义书签。6.2.2 Extensive Scientific Research错误!未定义书签。6.2.3 Wetlands Protection Publicity and Education错误!未定义书签。7and Discussion错误!未定义书签。.错误!未定义书签。7.1 Main7.2 Problem错误!未定义书签。Referen

25、ce错误!未定义书签。Compliment错误!未定义书签。Resume of Author错误!未定义书签。VIII1 绪 论1 绪 论1.1 选题背景湿地是由水陆相互作用而形成的自然综合体，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一1。湿地和森林、海洋并称为全球三大系统，具有独特的水文、土壤和植被特征，能为众多动植物提供栖息地，并在蓄洪防旱、保护海岸带、净化水质、气候调节、降解环境污染等方面有着非常重要的作用，被誉为“地球之肾”。虽然湿地有着举足轻重的作用，但随着沿海济的高速发展，以及人口的大量增加，人类进程的不断加快，沿海经活动对湿地系统的干扰愈发强烈。“围海造地”等一系

26、列不合理的开发利用对湿地环境造成了严重的破坏，使得湿地面积大幅度减少；沿海工厂的建立导致湿地环境污染加剧；过度的捕捞近海鱼类及坑塘的修建使得生物多样性逐步丧失，湿地功能日趋下降。辽宁省海岸线长达 292km，是我国东北地区唯一的沿海省份，的高速发展对该地区湿地的环境造成了巨大的。该地区地处环渤海地区重要位置和东北亚关键地带，人口密源丰富，交通体系发达，是和发展集中地区，湿地景观格局变化明显。湿地不仅能够维持沿海地区的环境平衡，而且它的、环境和价值在东北地区发展中也占有着非常重要的位置，同时它的服务功能也不容忽视。近年来，沿海地区在辽宁省政府“五点一线”沿海开放战略的向导下，临港得到迅猛发展，的

27、加快、环境的干扰日人口大量增加以及工业规模化的集中使得人类活动对这一地区趋强烈。在发展伴随而来的环境下，人类如何保护滨海湿地的完整性，维护其功能以及如何可持续的进行开发利用，已成为沿海地区重点关注的问题之一。1.2 研究的目的和意义辽宁沿海地区独特的湿地和地缘优势使其沿岸成为发展的战略重点区。随着沿海地区沿岸开发强度增大，近岸海域环境质量逐年下降、污染范围不断扩大，破坏日趋严重，环境灾害频发，逐步威胁辽宁沿海湿地环境安全以及人类健康。环境污染事故预防和应急响应急需环境基础性数据支撑。虽然沿海地区（包括滨海带）在不同时间节点、由不同组织部门拥有分散的11 绪 论环境监测数据，但由于空间布局上缺乏

28、整体性、时间序列上缺乏连续性、行政区域上缺乏统一性、数据管理上缺乏共享性等，难以满足当前甚至今后相当长时期我国沿海尤其是滨海带发展的需要。加强辽宁沿海地区海带域系统，能够为区域系统科学研究和科技立项、区域与环境的协调发展以及海洋国际争议提供关键和重要的基础性数据支撑，也是直接关系我国、环境长远发展的战略问题。开展辽宁沿海滨海带环境系统的、全面的基础数据信息，对辽宁沿海地区景观的多样性进行对比分析，探讨其景观格局变化的驱动力因素，有利于更好地了解辽宁沿海地区景观格局的演变过程，为该区域土地的可持续利用提供科学的依据，对满家有关辽宁沿海区域基础性数据的紧迫需求，应对突发性环境污染事故，实现科学决策

29、与快速响应，统筹沿海区域和流域社会发展，实现黄渤海滨海带和环境的协调发展具有重要科学意义，对明晰我国在该区域的战略地位、加强与周边的长期合作具有意义。有鉴于此，本文依托沈阳应用自然科学基金（41171155）和基础性专项“中国东部滨海沼泽湿地及其主要效益综合”（2013FY1118000）, 基于遥感技术获得 2000、2007 和 2014 年土地利用数据，并采用转移矩阵和景观指数对研究区过去 15 年土地利用及沿海地区的湿地景观格局变化和驱动力进行了综合研究，旨在更好地了解辽宁沿海地区湿地景观格局的演变过程，为该地区湿地 的可持续利用提供科学的依据。1.3 湿地国内外研究现状1.3.1 湿

30、地国外研究现状湿地的相关研究最早可追溯至欧洲对泥炭地的开发与利用。国际上早已成立了国际泥炭（IPS），并已召开了多次国际会议，对泥炭开发、保护、利用等方面做出许多探索。20 世纪中叶之后，前与美国、等世界各国逐步开始重视湿地，研究内容涉及湿地定义、分类、 系统与管理2。上个世纪末以来，湿地生物多样性、湿地的环境功能等方面开始受到国内外大多数学者的关注和重视。美国是开展湿地研究最早的 。上个世纪 50 年代，美国鸟类和野生动物保护最先给出了湿地的定义：水深较浅或有暂时性积水的区域都可称为湿地，各种浅水沼泽、植被沼泽及湖泊或水体的浅水部分都涵盖在内。20 世纪初，美国21 绪 论有关部门开始对湿地

31、系统的类型进行分类。大致分成三种类型：水补给沼泽、雨水补给沼泽和过渡型沼泽。上个世纪末，美国环保局提出了受损湿地恢复计划。目前已经开展了明尼苏达州北部湿地、佛罗里达州大沼泽地和密西西比河上游湿地的恢复与重建等项目3。在其他发达如英国、瑞典等国对于湿地的保护和重建工作也提出了很多计划，如：河漫滩湿地功能恢复、流域生物多样性的保护与提高、湿地的遏制及预防。他们更加重视在湿地恢复过程中的对于过程的研究，要着重加强对其功能的恢复，而不仅仅是形式上的重塑。在国际上，大多数学者对湿地有一个较为综合的定义，即Ramsar 公约中给出的对湿地的解释：“天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或

32、、淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过 6 米的水域。还可包括与湿地毗邻的河岸和海岸地区，以及不位于湿地内的岛屿或低潮时水深超过 6 米的海洋水体4。”公约对湿地的定义比较广泛，明确指出湖泊与河流，沼泽地， 湿地草场，泥炭地，绿洲，河口及江口，三角洲，潮滩，近海水域，红树林及珊瑚礁，和一些人工湿地，像鱼塘，水稻田，水库和盐田均属于湿地范畴。上个世纪 90 年代，在 Ramsar 公约国第四届成员国大会上，完成了 Ramsar 湿地分类系统的制定，目前，该分类系统在国际上得到了大多数学者认可。1.3.2 湿地国内研究现状我国很早就对湿地的重要性产生了认识，并具有一定研究基础，但由于理论体系

33、不健全等因素，成果与国际相比仍存在一定差距。1992 年，我国加入湿地公约后，全对湿地重要性的认识普遍提升，加之重点科研项目的大力扶持，湿地科学在我国蓬勃发展。目前国内湿地景观研究主要侧重人类活动影响较为严重的平原地区和海岸带5，基本覆盖了重要湿地分布区。三江平原是典型的内陆淡水湿地区。我国对该区湿地研究已积累了系统成果6。部分研究结果显示：近 40 余年的土地开发利用活动，已使该区湿地景观格局发生巨大变化7。这种变化主要表现在湿要景观类型如沼泽、湿草甸等的大面积丧失和景观严重破碎化8，以及由于地表排水导致的湿地景观类型转化7。并且，这些变化已使湿地的景观功能受到不同程度的影响和破坏6，如对湿

34、地珍惜野生动物造成的巨大威胁9。黄河三角洲的主要环境问题是土壤的盐渍化以及由此引起的湿地植物(如芦苇)型的变化10,11。但是，由于人类对黄河三角洲自然系统的干扰31 绪 论日益增强，该区植被格局在自然框定下的轨道发生了偏离。研究结果表明：扰动对 系统具有深远的影响12。随着人们土地利用方式的变化，土壤结构状况和土壤养分也随之改变，重建和恢复其特有的物种区系及丰富度将变得愈发困难13。青藏高原是重要的湿地分布区之一，由于独特的地理条件，在湿地研究中占有特殊地位。研究的早期，学者们着眼于宏观的湿地。随着科技发展与理论进步，80 年代中后期，相关研究逐步细化。赵魁义14等和陈桂琛15等依据有无泥炭

35、积累和自然地理条件分别建立了该区湿地分类系统。近年来的成果日趋重视该区湿地与生物多样性保护16,17。随着湿地环境问题研究的具体深入，相关的湿地景观健康评价与恢复研究也逐步成为国内外的前沿热点18-20，这必将为湿地的保护与恢复工作提供具体的行动指南。1.4 研究方法1.4.1 转移矩阵分析转移矩阵可以清楚地观察沿海地区不同景观类型之间的转移变化情况。利用不同时期的土地利用图进行空间叠加，求出土地利用类型的转移矩阵。转移矩阵了土地利用类型之间的转变21,22。常被研究者1.4.2 景观指数分析法景观指数分析法是景观学中最常用的定量化研究方法，一般景观格局的变化，以及景观格局和过程之间的关系 2

36、3。景观指数作为一种简单的定量指标，能够将景观格局的信息高度浓缩，并且从 3 个方面来进行分析：单一斑块、斑块类型和景观。景观结构特征随时间的变化通常用景观指数来描述，同时也可以通过它来辨别景观中学特征的空间梯度。近年来，景观指数分析方法在区域的研究中发挥着重要作用。景观指数的选择一般从研究区景观类型的实际情况和景观指数的学意义出发，选取具有代表性、能说明问题并且尽量简单的指数，它是基于研究区域内景观要素空间关系几何特征的数理统计方法 24。合理有效的景观指数应该包括三个方面的内容：（1）景观整体多样性特征；（2）景观单元的形态特征；（3）景观组分的空间构型特征 25。本研究利用景观指数分析方

37、法在景观水平和类型水41 绪 论平上进行区域景观空间格局动态变化的分析。计算软件采用由美国俄勒冈州立大学森林科学系开发的景观指数计算软件 FRAGSTATS 3.3 栅格版本。1.4.3 主成分分析法主成分分析法的原理是将许多复杂且彼此间的影响变量重新组较少指的综合指标，以此来降低变量之间的相互干扰 26。本文将收集的 8 种标在 SPSS（20.0）软件下进行主成分分析，得到成分矩阵，并找出影响景观格局变化的主要驱动因子。1.5 研究内容与研究框架本文基于 2000、2007 和 2014 年三期遥感影像数据，应用地理信息系统软件ENVI、ARCGIS，并结合景观指数计算软件 FRAGSTA

38、TS，通过野外和室内分析相结合的方式，对辽宁省沿海地区的湿地景观格局时空变化及其驱动力进行了分析，其研究内容如下：（1）利用 ENVI 对 2000、2007、2014 年 Landsat TM/OLI 影像数据进行人工目视解译，然后利用 ARCGIS 等地理信息系统软件分类统计沿海湿地的面积，构建辽宁省沿海湿地数据库；（2） 根据各景观指数的意义和实用性，利用 FRAGSTATS 对选取的景观指数进行计算；（3） 利用转移矩阵法对湿地景观类型之间及湿地与其它景观类型之间的转化进行分析；（4） 应用主成分分析法对辽宁沿海地区湿地景观格局变化的驱动力进行研究。技术路线见图 1-1。51 绪 论研

39、究区土地利用图研究区土地利用2000、2007、2014年 TM/OLI 影像图 1-1 技术路线图Fig. 1-1 Flow chart of the study processes6辽宁沿海地区湿地可持续发展和利用建议驱动力分析湿地景观格局变化分析主成分分析法转移矩阵分析方法景观指数分析方法辽宁沿海地区遥感影像分类图湿地信息遥感解译2 湿地景观格局的理论和方法2 景观与景观学2.1 景观与景观学研究简述2.1.1 景观与景观学的概念景观的空间结构与形态特征对人类及其它生物造成了何种影响，是景观学研究的主要内容，它以学和地理学为基础，具有多向性和综合性特征，是一门新兴的交叉学科27-32。组

40、成景观单元的类型、空间配置及其与相互作用是它的是研究基础，在此基础之上，强调景观空间格局、学过程的学尺度与过程尺度之间的相互作用33,34。国际景观学会对景观学有一个明确的定义：“是对于不同尺度上景观空间变化的研究，它包括导致景观异质性的生物、地理和等因素，它是一门连接自然科学与相关人类科学的交叉学科”35。景观学的研究对象是景观，不同的研究者根据自身不同的研究背景，对景观的定义也不同。学中对于景观的定义可以分为广义和狭义两种：无论是微观还是宏观，在不同时空尺度上都能表现出斑块性或异质性的土地单元即为广义的景观36。而在不同的范围内的，具有多种系统，且其格局具有重复性，并能够反映地理、人文等多

41、种综合特征的景观复合体即为侠义的景观37。总而言之，景观是一个土地单元多样，视觉特征明显的地理实体；其价值在和等方面都有体现28。、地球上大多数景观经过长期的适应和演化后，在自然和人类的相互作用下形成了稳定的类型38。景观的科学、和示范价值在于可以成为协调人类与环境相互关系的模型39。对于景观进行研究，可以认识和研究不同的过程，包括对物种、群落以及人类开发的活动的研究，因而，景观也是研究环境和人类活动之间相互关系的合适尺度40。2.1.2 景观学的研究内容学最早由德国植物学家 Carl Troll 于 20 世纪 30 年代提出，景观景观学的研究经历其萌芽、形成与发展阶段27,31-33至今已

42、有 70 多年的历史。景观学蕴含了十分广阔的研究领域，其研究涉及到科学领域的各个方面，其中包括土壤学、气象学、地理学、水文学以及其它以下三个方面：和学科。它的研究内容主要有72 湿地景观格局的理论和方法景观结构：景观要素的大小、形状、分布、数量、组成类型及相关的物质与能量的分布；景观功能：景观结构与过程之间的能量和物质可为系统的平衡与进化提供动力，同时也能够为人类提供物质和生存资料；景观动态：景观结构与功能随着时间的变化而变化。也就是说景观动态的变化是由其结构单元的组成成分和空间格局的变化所组成。景观的结构、功能和动态彼此依赖，且在相互之间发生作用。景观结构对景观功能起到了决定作用，同时也受到

43、景观功能的影响。景观结构和功能的变化伴随着时间的变化，这种动态变化受到多种因素的综合影响，如人为因素、自然因素、生物及非生物因素，并且景观结构的变化大多伴随着景观功能的变化。图 2-1描述的为景观结构、功能和动态的相互关系及景观论。学中的基本概念和基本理景观学生物论观点景观结构景观组成单元的多样性及其空间格局空间异质性景观连接度斑块动态理论岛屿生物地理学理论过渡带理论复合种群理论渗透理论与阈限现象斑块-廊道-基底模型景观功能景观空间结构与生态过程的相互作用景观动态景观空间结构与功能随时间的变化等级理论尺度格局与过程图 2-1 景观学主要研究内容之间的相互关系及其基本概念和理论Fig 2-1 T

44、he relationship of landscape ecology research contents and basic concept and theory.2.2 景观变化82 湿地景观格局的理论和方法景观动态变化研究是指景观结构、功能、空间格局随着时间的变化而变化的情况。在景观学中，大多数学者将景观动态变化作为研究的问题之一，同时也是研究热点 40。景观变化有三种标准：（1） 景观基质改变，由一种新的景观要素类型替代；（2） 景观要素类型所占比例存在较大变化，导致景观内部空间格局变化；（3） 景观中有新的景观要素类型产生，并达到一定的覆盖范围41。在没有人为干扰下自然产生的景观变

45、化的空间过程有 5 种：穿孔、分割、破碎化、缩小和消失 33。景观开始变化时最普遍的方式是穿孔，如整片森林由于伐木而出现了空地，使其穿孔；分割是景观变化的另一种的方式，它所划分区域的区域宽度相等；破碎化是指较大土地类型分成若干的小斑块。很明显，分割是破碎化的一种，但比较特殊。缩小是景观转化中一种很普遍的现象，如湿地的一部分被用于修建水库坑塘，那么湿地的面积就会缩小。空间过程的不同将会影响到生物的多样性、侵蚀和水化学等过程。穿孔、分割和破碎化等过程无论是对整个区域，还是对区域中的一个斑块都有重要影响。而缩小和消失过程只发生在单个大斑块或廊道中。景观内部的各种和外部的作用力发生相互作用导致景观变化

46、，这将使景观从一种状态到另一种状态发生转变42,43。这种变化取决于内外驱动力对组成景观的要素的干扰作用，最后导致景观的稳定性和它的空间格局发生变化27。景观格局空间变化的改变是由不同造成的。而有关景观变化的、过程和结果是当前景观学研究的热点问题44,45；而景观变化过程通常用来解释发生空间变化的景观类型之间的相互转化46。多式、廊道式、边缘式、散布式、单核心式和随机式是景观变化的空间模式的 6 种类型37。景观变化从一个边缘开始，单向平行蔓延即为边缘式。廊道式是指新廊道从两边向外扩张，将原来的景观类型分成两半。从景观中的一点或一个处向外蔓延即为单式。多点向外蔓延即为多式。散布式指新斑块广泛散

47、布。边缘模式中不存在穿孔、分割或破碎化过程，这对于大斑块来说是最好的，也是最有利于连接性的；然后是单核模式比较好；而散布模式则因为其过早地丧失所有的大斑块，所以是学上的一种模式。廊道模式同样存在学上的局限性。景观变化的空间过程与其空间模式模式中出现的穿孔过程同样会出现在散布模式中。关，就像在单和多边缘模式也有上的缺点，上最好的景观变化模式是一种“颌状”模式学上的优点在于：（jaw m）。与其他模式相比，它92 湿地景观格局的理论和方法（1） 始终保持着原来方形的生境斑块，尤其是在镶嵌序列的最后阶段；（2） 廊道连接性得到加强，小的残余斑块在新的土地类型所的区域中起的是物种的踏脚石（stepst

48、one）作用，大片而连续的新土地类型在廊道和小斑块的作用下所产生的负作用最小；（3）边界长度在这种模式下有所拉长，以便为多生境物种和边缘物种提供更多的生境。103 研究区概况3 研究区概况3.1 自然概况3.1.1 地理位置和范围辽宁沿海地区位于我国海域最北部，濒临黄海与半封闭的渤海，背靠辽阔的东北大地，自鸭绿江口（北纬 39°5700，东经 124°5321）起，到山（北纬 39°5854，东经 119°4912），跨经度 4°2736，纬度 2°5321。分六个海域：大连海域、丹东海域、营口海域、锦州海域、盘锦海域和葫芦岛海域，分

49、属黄海和渤海。海岸线全长 2.92×103km ，其中大陆岸线长 292km，占我国海岸线长度的 12.7%，沿岸有岛屿 506 个，岸线长 6.28×102km 。海域平均水深约 18m，最大深度约 80m。周边地区包括辽宁省 6 个沿海城市的辖区，即大连市、丹东市、营口市、锦州市、盘锦市和葫芦岛市。根据辽宁沿海开发建设（20062020），研究区包括两个空间层次。一是沿海六市域范围，面积 5.65×104km 2。二是沿海六市所辖的 21 个市区，和东港市、庄河市、普兰店市、瓦房店海县、盖州市、大洼县、盘山县、凌海市、兴城市、大石桥市、绥中县 12 个沿海县（

50、市），长约 1400 km，宽约 3050 km，土地面积 3.51×104km 2（图 3-1）。其中在 “五点一线”政策影响下，重点建设的区域是：辽西锦州湾区、大连长兴岛临港工业区、丹东产业园区、营口沿海产业基地和大连花园口工业园区五个区域和西起葫芦岛绥中、东止丹东东港的滨海公路，全长 1.44×103km 。113研究区概况图 3-1研究区位置示意图Fig. 3-1 Location of study area3.1.2 地形地貌辽宁沿海地区地处黄渤海沿岸，全省海岸线东起鸭绿江，西至老龙头，大陆海岸线长 292km。地势总体来说北高南低，坡度缓和，除了辽地丘陵、辽东以

51、外，其它地区都是地势低平的平原（图 3-2）。研究区海拔高度在-19.2 1090.6m 之间。其中海拔在 60m 以下的地区占研究区总面积的 55%，150m 以下的占到 71.3%。大石桥东部山区老轿顶山海拔为 1.090km，为研究区海拔最高处。地貌形态包括构造剥蚀丘陵，山前冲洪积扇，侵蚀平原和冲海积、冲洪积平原。123 研究区概况图 3-2 辽宁沿海地区地形与主要水体Fig.3-2 Landform and major water bodies in Liaoning coastal area3.1.3 气候辽宁沿海地处亚欧大陆东部，属温带大陆性季风气候，雨热同季。全年气温、降水分布由

52、南向东北和由东南向西北方向递减。该区四季分明，光照充足，太阳总辐射量年平均在 450kj/cm2 以上，年均气温为 8.8，1 月平均气温-10.1，7 月平均气温 24.1；10的年积温为 3487.3。年平均降水量为720mm，雨量充沛，全年降水 85% 集中在生长季，雨热同季，有利于农业生产。全年无霜期为 176d，结冻期为 156d，年平均日照时数 2600.3h，日照率为 58%，全年盛行偏南风，频率最高，占 27% ，冬季盛行偏北风，风速 2.84.3m/s。3.1.4 水文辽宁沿海地区江河密布，水丰富，水质含盐分较高，分属于辽西沿海流域、辽河干流流域、浑太流域和鸭绿江干流流域，省

53、内 300 多条河流由东、西、北向南注入黄海和渤海。研究区水类型有风化裂隙水、岩溶裂隙水和孔隙潜水三类，主要以降水补给为主，径流途径短，排泄快，水位年季节变化明显。 辽河三角洲大小河流 20 多条，汇集于双台子河与大辽河入海。辽河（包括大辽河）年径流量为 5.62×108m 3，大凌河 4.10×109m 3，其中盘锦地区有大小河流21 条，流域面积达 1.20×103km 2，年经流量 1.55×1010m 3，大型水库 6 座。营口地区有大小天然河流和人工河 50 余条，境内有大小水库 24 座，其中，主要水库133 研究区概况1.35×1

54、09m 3，地表径流为 4.32×108m 3，盘锦为有 3 座。辽河三角洲共有水2.58×108m 3，营口为 1.24×108m 3，9.20×108m 3，其中水水约为7.3×108m 3。凌海主要河流大凌河和小凌河由北向南蜿蜒注入辽东湾。丹东地区江河密布，有 944 条大小河流，大型水库 10 座。其中鸭绿江在丹东境内的流域面积为 1.17×104km 2；浑江在丹东境内年径流量 7.10×109km 3，在丹东境内流域面积 2.46×103km 2；蒲石河流域面积 1.18×103km 2，安平河流域面积2.2