萬水河多年景觀生態(tài)變化分析

韓澤治

撫順市環(huán)境科學(xué)研究院 遼寧撫順 113006

摘要： 2013年鞍山市政府對(duì)萬水河立山段進(jìn)行了生態(tài)綜合整治，擬從景觀生態(tài)學(xué)分析萬水河立山段多年來的景觀生態(tài)學(xué)指標(biāo)的變化情況。研究縱向范圍選擇在萬水河陳家臺(tái)斷面上游2km至哈大鐵路橋下游1km，橫向范圍選擇在河流水道中心兩側(cè)各200m。應(yīng)用地理空間信息數(shù)據(jù)，在GIS軟件平臺(tái)采用目視解譯的方式，對(duì)河流廊道內(nèi)的景觀類型斑塊、單個(gè)斑塊進(jìn)行分類和信息提取，利用景觀優(yōu)勢(shì)度的分析方法對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步運(yùn)算后，將萬水河的生態(tài)斑塊變化特征進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)合河流的生態(tài)屬性變化進(jìn)行分析。多年來河道兩側(cè)研究范圍內(nèi)的景觀由城市下墊面占優(yōu)勢(shì)變?yōu)橐院影毒G地及河道植物綠地占據(jù)優(yōu)勢(shì)，由上述分析可以得出，萬水河立山段的河道生態(tài)整治初見成效，萬水河河道生態(tài)總體正在向良好方向發(fā)展轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞： 萬水河 景觀生態(tài) 優(yōu)勢(shì)度

中圖分類號(hào)：X171文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

Analysis of Wanshui river landscape ecological changes

Han Zezhi

Fushun Research Institute of Environmental Science Fushun， Liaoning 113006

Abstract： Anshan government implemented a comprehensive ecological remediation to Lishan reach of Wanshui River in 2013， and made a study on the changes of landscape ecology index over the years using the landscape ecology method. The longitudinal range of this study， from the Wanshui river Chenjiatai reach upstream within the scope of 2km to the Harbin-Dalian railway bridge downstream within the scope of 1km， is selected as a study area， and the transverse range covers 200m of the river channel center. Based on the geographic information data and visual interpretation method by the platform of GIS software， analyses including landscape type patch， single patch and information extract， has been conducted. Moreover， the integrated analysis of landscape superiority， and ecological patch changes， and river ecological attributes has been also analyzed. The results of this study shows that 1） landscape dominant has been transferred from urban underlying surface to riparian green space， and to greenbelt with riparian plants； 2） the ecological restoration of the Lishan reach of Wanshui River have achieved initial success， and the ecological environment is developing to in the good direction.

Keywords： Wanshui River， landscape ecology， landscape superiority

萬水河原名南沙河，發(fā)源于千山仙人臺(tái)，南與海城河相鄰，東為湯河。它是流經(jīng)鞍山市城區(qū)的最大河流，上游有大孤山、千山、眼前山、胡家廟、金家?guī)X和風(fēng)水溝等6條較大支流，于陳家臺(tái)橋上游先后匯入主流，其中千山溪流是主河道。流域面積458km2，立山水文站以上屬山丘區(qū)，流域面積330km2，占全流域的72%，立山水文站以下為平原區(qū)，流域面積128km2，河道全長(zhǎng)67km，在鞍山境內(nèi)41km，市區(qū)立山段河長(zhǎng)13km，于遼陽縣南坨子匯入太子河，河寬一般80～100m。2013年鞍山市政府對(duì)萬水河立山段進(jìn)行了生態(tài)綜合整治，本文擬從景觀生態(tài)學(xué)分析萬水河立山段多年來的景觀生態(tài)學(xué)指標(biāo)的變化情況，以驗(yàn)證生態(tài)整治的效果

景觀生態(tài)學(xué)是研究景觀單元的類型組成、空間格局及其與生態(tài)學(xué)過程相互作用的綜合性學(xué)科，景觀生態(tài)學(xué)研究對(duì)象和內(nèi)容可概括為三個(gè)基本方面：1、景觀結(jié)構(gòu)，即景觀組成單元的類型、多樣性及其空間關(guān)系；2、景觀功能，即景觀結(jié)構(gòu)與生態(tài)學(xué)過程的相互作用，或景觀結(jié)構(gòu)單元之間的相互作用；3、景觀動(dòng)態(tài)，即指導(dǎo)景觀在結(jié)構(gòu)和功能方面隨時(shí)間推移發(fā)生的變化。

組成景觀結(jié)構(gòu)的單元不外有三種，斑塊、廊道和基底。斑塊泛指與周圍環(huán)境在外貌或性質(zhì)上不同，但又具有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間部分；廊道是指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線狀或帶狀結(jié)構(gòu)；基底是指景觀中分布最廣，連續(xù)性也最大的背景結(jié)構(gòu)。

在河流生態(tài)廊道和景觀格局分析運(yùn)用中，“斑塊-廊道-基質(zhì)”模式，可以把河流景觀的各種實(shí)體要素如水體、河岸綠地、河道植物、農(nóng)田、城市下墊面等在一定的尺度上轉(zhuǎn)化為這3種基本的景觀結(jié)構(gòu)單元，并運(yùn)用上述的基本原理來分析生態(tài)相關(guān)的各項(xiàng)要素的形狀、數(shù)目分布、結(jié)構(gòu)等空間特征與景觀生態(tài)過程的影響，從而確定有利于河流生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的空間形式。

課題以萬水河兩岸200m范圍內(nèi)為空間尺度，以能夠獲取到的不同時(shí)期衛(wèi)星解譯圖片為時(shí)間尺度，對(duì)萬水河流域景觀生態(tài)進(jìn)行研究。

1 研究范圍和內(nèi)容

（1）空間范圍和時(shí)間范圍選擇

本課題研究范圍為萬水河立山段，研究縱向范圍選擇在萬水河陳家臺(tái)斷面上游2km至哈大鐵路橋下游1km。橫向范圍選擇在河流水道中心兩側(cè)各200m范圍。研究范圍拐點(diǎn)的地理坐標(biāo)見表1。

表1 研究范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)

（2）研究方法

課題擬結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)應(yīng)用原理中斑塊-廊道-基底原理，將研究區(qū)域衛(wèi)星圖片導(dǎo)入GIS軟件進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)提取，提取數(shù)據(jù)可通過景觀格局指數(shù)運(yùn)算，并通過景觀格局指數(shù)的生態(tài)特性進(jìn)行研究，討論河流生態(tài)整治對(duì)斑塊及斑塊類型結(jié)構(gòu)的影響。

在GIS軟件平臺(tái)采用目視解譯的方式，對(duì)河流廊道內(nèi)的景觀類型斑塊、單個(gè)斑塊進(jìn)行分類和信息提取，利用景觀優(yōu)勢(shì)度的分析方法對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步運(yùn)算后，將萬水河的生態(tài)斑塊變化特征進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)合河流的生態(tài)屬性變化進(jìn)行分析。

決定某一斑塊類型在景觀中的優(yōu)勢(shì)，也稱優(yōu)勢(shì)度值（Do）。優(yōu)勢(shì)度值由密度（Rd）、頻率（Rf）和景觀比例（Lp）三個(gè)參數(shù)計(jì)算得出。其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

Rd=（斑塊i的數(shù)目/斑塊總數(shù)）×l00%

Rf=（斑塊i出現(xiàn)的樣方數(shù)/總樣方數(shù)）×l00%

Lp=（斑塊i的面積/樣地總面積）×l00%

Do=0.5×[0.5×（Rd+Rf）+Lp]×100%

上述分析同時(shí)反映自然組分在區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中的數(shù)量和分布，因此能較準(zhǔn)確地表示生態(tài)系統(tǒng)的整體性。由于本課題研究范圍為萬水河立山段，樣方數(shù)為1，因此，Rd=Rf，上述表達(dá)式可簡(jiǎn)化為：

Do=0.5×[Rd+Lp]×100%

2 景觀格局變化分析

（1）景觀格局統(tǒng)計(jì)分析

以河岸中心為基準(zhǔn)外推各200m為研究范圍對(duì)景觀格局進(jìn)行分析，結(jié)果如下：

3 結(jié)果分析

由表2及圖1～圖3可以看出，研究范圍內(nèi)各斑塊的密度（Rd）在2002年～2009年變化比較明顯，2009年以后變化趨勢(shì)不明顯，主要變化的是河岸綠地斑塊數(shù)量增加，而城市下墊面斑塊數(shù)量減少，說明河岸綠地景觀破碎化程度加大，而城市下墊面景觀破碎化程度減少，引起這種變化有2種原因，一是綠地景觀替代了非綠地景觀，二是綠地景觀連通性變差而非綠地景觀連通性變強(qiáng)，萬水河立山段流域多年來的變化情況明顯屬于前者。

各斑塊景觀比例（Lp）變化幅度較大，其中城市下墊面總體呈下降趨勢(shì)，而河岸帶綠地以及河道植物均呈上升趨勢(shì)，水體面積變化趨勢(shì)不明顯。由Lp變化曲線可以看出，多年來城市河道整治使河道兩側(cè)的非綠地減少，河岸帶綠化成效顯著。水體面積變化趨勢(shì)不明顯主要原因?yàn)槎嗄甑膩硭枯^均衡，因此不會(huì)占用河道植物斑塊面積。

綜合Lp與Rd的結(jié)果，優(yōu)勢(shì)度Do變化可以直觀的由圖3觀察出來，多年來河道兩側(cè)研究范圍內(nèi)的景觀由城市下墊面占優(yōu)勢(shì)變?yōu)橐院影毒G地及河道植物綠地占據(jù)優(yōu)勢(shì)，由上述分析可以得出，萬水河立山段的河道生態(tài)整治初見成效，萬水河河道生態(tài)總體正在向良好方向發(fā)展轉(zhuǎn)變。

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