黃河三角洲丹頂鶴適宜生境變化研究

趙曉旭

（河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210098）

黃河三角洲以山東省東營(yíng)市墾利縣寧海為軸點(diǎn)，北起套爾河口，南至淄脈河口，向東撒開(kāi)呈扇狀地形，海拔高程低于15 m，面積達(dá)5 450 km2。三角洲屬溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，四季分明，光照充足，區(qū)內(nèi)自然資源豐富。1991年在此設(shè)立了自然保護(hù)區(qū)，1992年晉升為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，以保護(hù)黃河口原生濕地生態(tài)系統(tǒng)和丹頂鶴、白頭鶴等珍稀瀕危鳥(niǎo)類(lèi)。黃河三角洲是目前丹頂鶴越冬的最北限，每年大概有200只左右在此越冬，有800只左右遷徙經(jīng)過(guò)。

本次研究應(yīng)用遙感及地理信息系統(tǒng)，對(duì)黃河三角洲丹頂鶴濕地進(jìn)行景觀格局指數(shù)分析，探索生境變化對(duì)丹頂鶴的影響，為今后濕地保護(hù)工作提供依據(jù)。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)處理平臺(tái)

本次研究采用的原始影像數(shù)據(jù)為1992-8-24和2001-8-9的TM影像,黃河三角洲分類(lèi)數(shù)據(jù)由ArcGIS9.3地理信息系統(tǒng)軟件進(jìn)行后期處理，濕地景觀格局指數(shù)計(jì)算采用Fragstats3.3。

1.2 濕地圖像處理

采用1992、2001年黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)濕地分類(lèi)數(shù)據(jù)，即1992、2001年的濕地分類(lèi)*.shp文件。

在濕地類(lèi)型演化的過(guò)程中，由于自然原因以及數(shù)據(jù)處理因素，前后年份的陸地邊界線不能保證完全重合，使得研究區(qū)域前后總面積不一致。因此，為了保證后繼工作中表征前后變化量的各種景觀格局指數(shù)有實(shí)際意義，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理以保證在進(jìn)行指數(shù)計(jì)算時(shí)用到的前后兩期柵格數(shù)據(jù)能夠完全重合。

1.3 適宜生境分析與景觀格局指數(shù)選取

根據(jù)調(diào)查表明，丹頂鶴在保護(hù)區(qū)內(nèi)的分布較為廣泛，不僅有原生濕地類(lèi)型（鹽蒿灘、草灘），也有人工濕地類(lèi)型（鹽田、麥田、蘆葦?shù)兀?。黃河三角洲地區(qū)與鹽城地區(qū)同為丹頂鶴越冬地，前后保護(hù)區(qū)丹頂鶴生活習(xí)性統(tǒng)一，生境的選擇機(jī)制相仿，可以沿用前人研究。據(jù)此可將黃河三角洲分類(lèi)為適宜生境與不適宜生境，適宜生境包括：高鹽堿灘涂、翅堿蓬灘涂、蘆葦沼澤、草甸、灌草叢、人工鹽沼、農(nóng)田，其中翅堿蓬灘涂與蘆葦沼澤為最適宜生境。人類(lèi)干擾是影響丹頂鶴生境分布的主要因素，本文從濕地景觀類(lèi)型的角度出發(fā)，不考慮相同景觀內(nèi)部人類(lèi)活動(dòng)頻繁度的差異性，不同生境類(lèi)型代表不同的人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度。

本研究的目標(biāo)是從宏觀尺度上來(lái)分析研究區(qū)景觀格局的變化，用以判斷丹頂鶴生境的變化趨勢(shì)。本文選用了景觀類(lèi)型面積、歸一化景觀形狀指數(shù)、Shannon景觀多樣性指數(shù)、景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon景觀均勻性指數(shù)及動(dòng)態(tài)度模型、轉(zhuǎn)移矩陣等參數(shù)進(jìn)行分析。

2 濕地景觀格局指數(shù)分析

2.1 濕地景觀格局特征

各時(shí)期濕地景觀類(lèi)型基礎(chǔ)信息見(jiàn)表1。

各時(shí)期Shannon景觀多樣性指數(shù)等如下（此處指數(shù)計(jì)算使用未添加海域類(lèi)別的原始數(shù)據(jù)）：多樣性指數(shù)1992年為1.905 7，2001年為1.905 5；均勻度指數(shù)1992年為0.794 8，2001年為0.794 7；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)1992年為0.205 2，2001年為0.205 3；景觀斑塊密度1992年為0.189 4，2001年為0.202 3；蔓延度指數(shù)1992年為57.103 7，2001年為 57.255 1。

表1 濕地景觀類(lèi)型基礎(chǔ)信息統(tǒng)計(jì)表

2.2 濕地景觀格局分析

各時(shí)期濕地景觀類(lèi)型面積變化見(jiàn)表1。

對(duì)各類(lèi)型濕地景觀的動(dòng)態(tài)度進(jìn)行計(jì)算，各生境動(dòng)態(tài)度為：海域-0.057，河流-0.031，居民點(diǎn) 0.023，農(nóng)田-0.007，人工鹽沼 2.792，林地 0.004，水域 0.069，灌草叢-0.056，草甸0.082，蘆葦沼澤-0.057，翅堿蓬灘涂-0.035，高鹽堿灘涂0.046。

在ArcGIS中對(duì)兩期數(shù)據(jù)進(jìn)行濕地轉(zhuǎn)移混淆矩陣的計(jì)算。分析可得：在1992—2001年，面積前后變化較小的是農(nóng)田、林地、居民點(diǎn)（動(dòng)態(tài)度<0.03），其他景觀面積均變化明顯。其中適宜丹頂鶴的生境面積總和由5.85萬(wàn)hm2增至6.29萬(wàn)hm2，從混淆矩陣中可以看出，海岸線的推進(jìn)與侵蝕使得陸地面積增加了3 635.6 hm2，這部分陸地大部分形成適宜丹頂鶴生境的沿海灘涂，使得原陸地生境面積變化不顯著。

人工鹽沼的面積變化最為明顯，由起初的124.7hm2增長(zhǎng)至3 607.6 hm2，主要是由于林地與農(nóng)田的鹽堿化加重同時(shí)人工加以利用導(dǎo)致。自然濕地總面積由38 380.7 hm2增長(zhǎng)至40 670.5 hm2，其中灌草叢、翅堿蓬灘涂、蘆葦沼澤面積有明顯下降，草甸與高鹽堿灘涂面積明顯增加，適應(yīng)生境內(nèi)部有著明顯的濕地類(lèi)型轉(zhuǎn)移。

前后兩期數(shù)據(jù)中的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、蔓延度指數(shù)均沒(méi)有明顯的變化，只有景觀斑塊密度有所增加。景觀形狀指數(shù)計(jì)算結(jié)果如圖1所示。從圖1中可以看出，除人工鹽沼與高鹽堿灘涂外，其他適應(yīng)生境景觀斑塊形狀指數(shù)或有所增加或維持穩(wěn)定。

2.3 濕地生境變化

據(jù)黃河利津水文站資料顯示：1995年黃河斷流120 d；1996年黃河斷流126 d；1997年黃河斷流210 d；1998年黃河斷流173 d。期間黃河口濕地也因淡水供給嚴(yán)重不足，引起海水倒灌，土地鹽堿化，生態(tài)失衡，生物植被大面積死亡，珍禽鳥(niǎo)類(lèi)相應(yīng)減少。

3 結(jié)語(yǔ)

黃河三角洲丹頂鶴適宜生境面積變化不明顯，最適宜生境退化嚴(yán)重，綜合以上分析得出下面結(jié)論。

1）2001 年黃河三角洲宏觀生態(tài)有了較好的恢復(fù)，但景觀破碎度較1992年有所增加；丹頂鶴適宜生境內(nèi)部有較強(qiáng)烈的景觀轉(zhuǎn)換，但總面積未受到明顯影響。2）灘涂遭受明顯的海水侵蝕，同時(shí)河口造陸使得大面積的海面形成沿海灘涂，使得高鹽堿灘涂的空間位置有著明顯的變換，翅堿蓬灘涂在遭受海水侵蝕的同時(shí)鹽堿化也較為嚴(yán)重，蘆葦沼澤濕地和翅堿蓬灘涂濕地萎縮嚴(yán)重，草甸面積增加，河口濕地干旱化趨勢(shì)明顯，丹頂鶴最適宜生境遭破壞顯著。3）生境的破碎化程度有所加強(qiáng)，這對(duì)于丹頂鶴的生存是不利的。破碎化程度的增加和干旱化使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力減弱。

［1]顏忠誠(chéng)，陳永林.動(dòng)物的生境選擇［J］.生態(tài)學(xué)，1998,17(2):43-49.

［2]舒瑩，胡遠(yuǎn)滿，郭篤發(fā)，等.黃河三角洲丹頂鶴適宜生境變化分析［J］.動(dòng)物學(xué)，2004，39(3):33-41.

［3]宗秀影，劉高煥，等.黃河三角洲濕地景觀格局動(dòng)態(tài)變化分析［J］.地球信息科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，11(1):91-97.