洪澤湖濕地生態(tài)質(zhì)量的時空變化及其驅(qū)動因素

摘要：洪澤湖濕地作為長江地區(qū)濕地的重要組成部分，具有調(diào)節(jié)氣候和涵養(yǎng)水源等生態(tài)功能，對其進行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價具有重要意義?；贚andsat遙感影像，利用綠度、濕度、干度、熱度構(gòu)建遙感生態(tài)指數(shù)（remote sensing ecological index，RSEI），以每5年為1個間隔，綜合評價洪澤湖濕地2002—2022年的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，揭示了保護區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量時空演變規(guī)律。此外，采用灰色關(guān)聯(lián)法，分析影響洪澤湖濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的自然和人為因素。結(jié)果表明，2002—2022年洪澤湖濕地RSEI均值分別為0.659、0.749、0.594、0.648和0.660，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)出先上升后下降再上升的趨勢。洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯高于周邊城鎮(zhèn)地區(qū)。植被覆蓋度、水體面積、年平均氣溫和相對濕度等自然因素和糧食總產(chǎn)量、周邊地區(qū)總?cè)丝?、土地利用改變等人為因素均能夠影響洪澤湖濕地的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。相關(guān)研究結(jié)果闡明了洪澤湖濕地環(huán)境質(zhì)量的時空變化趨勢及其影響因素，為洪澤湖濕地的合理保護和科學(xué)管理提供了研究支撐。

關(guān)鍵詞：洪澤湖濕地；遙感生態(tài)指數(shù)；灰色關(guān)聯(lián)分析；生態(tài)環(huán)境質(zhì)量；驅(qū)動因素

中圖分類號：S127；S181" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）03-0239-10

雷禮綱，趙蕾禧，邢競允，等. 洪澤湖濕地生態(tài)質(zhì)量的時空變化及其驅(qū)動因素［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2025，53（3）：239-248.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2025.03.032

收稿日期：2024-10-15

基金項目：江蘇泗洪洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)楊毛嘴嚴重退化濕地生態(tài)修復(fù)（一期）恢復(fù)成效評價項目 （編號：JSFH2312085FZ）。

作者簡介：雷禮綱（1978—），男，山東威海人，博士，高級工程師，主要從事林業(yè)經(jīng)濟管理研究。E-mail：113493366@qq.com。

通信作者：許志敏，碩士，工程師，主要從事濕地生態(tài)研究。E-mail：710345936@qq.com。

濕地是地球上生物多樣性豐富、生產(chǎn)力較高的生態(tài)系統(tǒng)，具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源和美化環(huán)境等生態(tài)功能，是陸地上的天然蓄水庫，對維持地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡至關(guān)重要［1］。然而隨著人類活動的增加和氣候變化的影響，濕地生態(tài)系統(tǒng)面臨嚴重威脅，其生態(tài)功能遭到破壞，面積也在縮?。?］。制定合理的濕地監(jiān)測和評價體系將有助于了解濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及其退化情況，能夠有針對性地保護濕地資源，進行決策和開展?jié)竦乇Ｗo。

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量易受人類社會活動的影響，高效、全面、準確地監(jiān)測和評價生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是保證生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價需要探究具體指標對周圍生態(tài)系統(tǒng)的影響程度。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）在1990年首次提出了PSR模型［3］。1993年，OECD在PSR的基礎(chǔ)上提出了“驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)”（driving force-pressure-state-impact-response，DPSIR）概念模型，該模型能更好地反映社會經(jīng)濟問題以及人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響［4］。但是，PSR模型和DPSIR模型在評估時需要大量可靠數(shù)據(jù)的支撐，數(shù)據(jù)的獲取仍存在局限性。遙感影像技術(shù)因其免費獲取、監(jiān)測范圍廣等優(yōu)勢成為監(jiān)測濕地的主要技術(shù)手段之一［5］。遙感生態(tài)指數(shù)（remote sensing ecological index，RSEI）是基于遙感技術(shù)而提出的綜合指數(shù)，該指數(shù)從耦合綠度（歸一化植被指數(shù) normalized difference vegetation index，NDVI）、濕度（WET）、熱度（地表溫度land surface temperature，LST）和干度（歸一化建筑物指數(shù) normalized differential building-soil index，NDBSI）4個方面對生態(tài)質(zhì)量進行了完整的評價［6］。與傳統(tǒng)研究相比，基于遙感數(shù)據(jù)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測具有多尺度、多視角、近實時和易于獲取的特點［7］。近年來，RSEI模型已經(jīng)逐漸成為應(yīng)用最廣泛的模型之一。此外，由于RSEI是通過基于協(xié)方差的主成分分析建立的，各指標對其的影響僅僅取決于自然因素，這避免了主觀因素的影響［8］。構(gòu)建RSEI指數(shù)不僅能更加客觀地評價具體項目區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，還被廣泛應(yīng)用于區(qū)域尺度上（如礦區(qū)、城市、流域等）的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價中［9］。

洪澤湖濕地是長江沿岸最重要的濕地之一，是南水北調(diào)東線重要的調(diào)蓄湖泊，具有調(diào)蓄洪水、維持生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)湖區(qū)氣候和降解污染物的功能，許多學(xué)者在此開展相關(guān)研究［10］。Wang等利用Landsat遙感影像生成了1985—2022年我國71個人口超過50萬的主要城市30 m分辨率的年度濕地地圖，對長江流域的濕地進行分析探究［11］。受20世紀水產(chǎn)養(yǎng)殖、土地圍墾等歷史遺留問題的影響，洪澤湖濕地存在局部退化和生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量降低的問題。開展洪澤湖濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測與評價，能夠清楚濕地的現(xiàn)狀和恢復(fù)成效，有助于濕地恢復(fù)技術(shù)的改進與提升，為后續(xù)濕地保護工作的發(fā)展提供建議。當(dāng)前大多數(shù)針對洪澤湖濕地的研究集中在生態(tài)系統(tǒng)和景觀指數(shù)方面，缺少利用遙感生態(tài)指數(shù)考察整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的研究［12］。因此，有必要定量分析洪澤湖濕地20年來生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的時空變化及其驅(qū)動因素。

本研究基于Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合遙感技術(shù)和空間分析統(tǒng)計技術(shù)構(gòu)建洪澤湖濕地生態(tài)質(zhì)量指標體系，對其生態(tài)質(zhì)量進行評價，以期探究濕地生態(tài)質(zhì)量的時空變化和空間分布模式，厘清影響濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的因素。

1" 材料與方法

1.1" 研究區(qū)概況

洪澤湖濕地位于我國江蘇省的西北部下游地區(qū)（32°02′02″～33°22′35″N，118°27′27″～118°52′13″E），地跨江蘇省內(nèi)2市1區(qū)3縣（淮安市的洪澤區(qū)、盱眙縣和宿遷市的泗洪縣、泗陽縣），是淮河流域最大的湖泊濕地。研究區(qū)總面積5.4萬hm2，其中核心區(qū)面積1.64萬hm2，試驗區(qū)總面積 2.35萬hm2，濕地內(nèi)湖泊面積1.4萬hm2。洪澤湖濕地地處北亞熱帶江北區(qū)，年平均氣溫為14.8 ℃，年平均蒸發(fā)量為1 592.2 mm，年平均降水量為925.5 mm。

1.2" 遙感數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

本研究所用遙感數(shù)據(jù)來源于美國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站（United States Geological Survey，https：//earthexplorer.usgs.gov/），使用Landsat5遙感影像數(shù)據(jù)（2002年和2007年）、Landsat7遙感影像數(shù)據(jù)（2012年）、Landsat8遙感影像數(shù)據(jù)（2017年和2022年），影像空間分辨率均為30 m。為確保數(shù)據(jù)一致性，所選數(shù)據(jù)集中在不同年份的6月至9月，且選擇質(zhì)量較高、云量低于10%的數(shù)據(jù)。為減少輻射誤差，利用ENVI 5.6進行輻射定標與大氣校正，并進行影像拼接和裁剪。

1.3" 遙感生態(tài)指數(shù)

生態(tài)環(huán)境受多種因素影響，遙感生態(tài)指數(shù)是一種分析多個環(huán)境指標對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響的綜合性指數(shù)。參考相關(guān)研究，本研究選取綠度、濕度、干度和熱度4個反映生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的指數(shù)，基于遙感信息處理軟件ENVI 5.6對洪澤湖濕地的遙感影像進行預(yù)處理，在軟件中使用計算公式提取這4個指標（表1），從而構(gòu)建遙感生態(tài)指數(shù)［6］。

RSEI=f（NDVI，WET，NDBSI，LST）。（1）

具體計算步驟如下：參照表1中公式，計算綠度、濕度、干度和熱度指數(shù)。式中：ρNIR、ρR分別表示近紅外和紅光波段的反射率。ρB、ρG、ρR、ρNIR、ρSWIR1分別表示藍、綠、紅、近紅外、短波紅外1和短波紅外2波段的反射率。L6表示TM6熱紅外波段在傳感器處的輻射值，gain和bias分別表示TM6熱紅外波段的增益和偏置值，DN表示灰度值，Tb表示傳感器處溫度，K1、K2表示定標參數(shù)，ε6表示TM6熱紅外波段的地表比輻射率，Ts表示地表溫度，λ為TM6熱紅外波段的中心波長。式子中各參數(shù)的取值如下：λ取值為11.5 μm，α取值為1.438×10-2 mK。K1取值為607.76 W/（m2·sr·μm），K2取值為1 260.56 K。L10表示傳感器處的輻射亮度值，τ10表示大氣在熱紅外波段10的透過率，ε10表示地表比輻射率，I10和I10分別表示大氣向上和向下的輻射亮度，B10（Ts）表示黑體的熱輻射亮度，C1、C2為常數(shù)，取值分別為 14 387.7 μm/K 和1.191 08 W/（μm4·m2·sr），λ10表示波段10的中心波長，取值為10.9 μm。

參照公式（2）和公式（3），對綠度、濕度、熱度和干度4個生態(tài)指標進行歸一化處理，以統(tǒng)一指標的單位和范圍，消除誤差。

yi=（xi-xmin）/（xmax-xmin）；（2）

yi=（xmax-xi）/（xmax-xmin）。（3）

式中：xi是指標歸一化前的值，xmix和xmin是指標在歸一化前的最小值和最大值。

對歸一化處理后的指標，進行主成分分析，得到第1個主成分PC1，即為原始遙感生態(tài)指數(shù)RSEI0。對RSEI0進行歸一化處理，最終得到遙感生態(tài)指數(shù)RSEI。

RSEI=RSEI0-RSEIminRSEImax-RSEImin。（4）

式中：RSEImin代表原始遙感生態(tài)指數(shù)的最小值；RSEImax代表原始遙感生態(tài)指數(shù)的最大值。

為了更直接地體現(xiàn)洪澤湖濕地的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，參照HJ 192—2015《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》，以0.2為間隔將RSEI值具體分為較差、差、一般、良、優(yōu)5個等級。

1.4" 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響因素分析

生態(tài)質(zhì)量受到多種自然因素和人為因素的影響，為了有效地分析影響洪澤湖濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的因素，從自然因素和人為因素2個方面進行探究。在自然因素方面，選取了濕地植被覆蓋度、洪澤湖湖泊面積、氣象條件、地形條件4類進行分析。人為因素中選取了社會經(jīng)濟因素和土地利用變化這2類，探究其對研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響。

植被覆蓋度：植被信息是生態(tài)研究中重要的參考信息，可以客觀地反映生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和變化情況［13］。NDVI通常被用來評估植被生長和植被覆蓋度變化，與此同時，植被覆蓋度（fractional vegetation cover，F(xiàn)VC）也被廣泛用于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估和監(jiān)測中［14］。植被覆蓋度由像元二分模型計算所得，計算公式如下：

FVC=NDVI-NDVIsoilNDVIveg-NDVIsoil。（5）

式中：FVC表示植被覆蓋度。NDVI表示混合像元的植被指數(shù)值，NDVIveg表示純植被像元的植被指數(shù)值，理論上應(yīng)為1；NDVIsoil表示純裸土像元的植被指數(shù)值，理論上應(yīng)為0。

湖泊面積：洪澤湖濕地作為典型的湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)，湖泊面積的變化可能會對濕地生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。本研究使用2002年、2007年、2012年、2017年、2022年5個時期的遙感影像，提取水體面積，分析洪澤湖近20年來的湖泊面積情況。

氣象因素：氣體研究選取了降水量、氣溫、日照時長、相對濕度4個因子，研究其與遙感生態(tài)指數(shù)RSEI之間的關(guān)聯(lián)性。本研究的氣象數(shù)據(jù)來自國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心（https：//data.cma.cn/），選取站點為洪澤湖濕地附近洪澤、淮陰和盱眙3個氣象站。

地形因素：地形因素如高程可能會影響水文過程、植被分布、土壤類型等，進而對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響。本研究的高程數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云官網(wǎng)（http：//www.gscloud.cn/）。

土地利用類型：土地利用數(shù)據(jù)來自中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)平臺（https：//www.resdc.cn/）和中國土地覆蓋信息（China Land Cover Dataset，CLCD）數(shù)據(jù)集，利用ArcGIS重分類工具將CLCD數(shù)據(jù)集再分類為農(nóng)田、森林、水域和不透水面4種土地利用類型。

社會經(jīng)濟因素：本研究的社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)來自《宿遷市統(tǒng)計年鑒》和《淮安市統(tǒng)計年鑒》。選取的社會經(jīng)濟因素指標包括2002、2007、2012、2017、2022年洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)周邊區(qū)縣的第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、年末常住總?cè)丝?、糧食總產(chǎn)量、農(nóng)作物播種面積，共計6種指標。

最后，采用灰色關(guān)聯(lián)法（grey relation analysis，GRA）分析各要素與遙感生態(tài)指數(shù)（RSEI）之間的相關(guān)性?；疑P(guān)聯(lián)分析是一種根據(jù)各因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異的程度來進行相關(guān)性分析的方法，用于確定各因素之間的關(guān)聯(lián)程度［15］。具體分析步驟如下：

（1）確定分析序列：選取遙感生態(tài)指數(shù)（RSEI）和各影響因素數(shù)據(jù)，確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列X0和影響系統(tǒng)行為的參考數(shù)列Xi。

（2）歸一化處理：為了排除量綱對結(jié)果帶來的影響，對所有參數(shù)進行歸一化處理。

（3）計算遙感生態(tài)指數(shù)（RSEI）和各影響因素之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)：

ρ0i（k）=minimink｜x0（k）-xi（k）｜+ρmaximaxk｜x0（k）-xi（k）｜｜x0（k）-xi（k）｜+ρmaximaxk｜x0（k）-xi（k）｜。（6）

式中：ρ0i（k）表示關(guān)聯(lián)系數(shù)，分辨系數(shù)ρ的取值范圍處于［0，1］之間，通常情況下，ρ=0.5。

（4）計算關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值，即為最終的關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度越大說明2個因素間關(guān)聯(lián)性越強。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果

從2002年至2022年，洪澤湖濕地的遙感生態(tài)指數(shù)呈先上升后下降再上升的趨勢。2002年、2007年、2012年、2017年、2022年的遙感生態(tài)指數(shù)平均值分別為0.659、0.749、0.594、0.648和0.660（圖1）。遙感生態(tài)指數(shù)對洪澤湖濕地環(huán)境質(zhì)量等級的評估結(jié)果顯示，2002年、2007年、2017年和2022年的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于“優(yōu)”“良”和“一般”的等級均超過總面積的70%。在5個時期中，“差”等級的面積占比最少。需要特別注意的是，2012年洪澤湖濕地的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況在這5期研究年份中最差。盡管如此，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于“優(yōu)”“良”和“一般”的等級仍然占據(jù)總面積的50%以上。洪澤湖濕地生態(tài)級別較好的區(qū)域主要分布在江蘇泗洪洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)內(nèi)，植被覆蓋度較高?？拷祟惢顒拥膮^(qū)域（研究區(qū)西部），生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較低，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級是“差”的地區(qū)也多集中在此，這些地區(qū)人類活動較為頻繁，在此進行水產(chǎn)養(yǎng)殖以及土地圍墾等活動。

2.2" 影響因素分析

2.2.1" 自然因素

2.2.1.1" 植被覆蓋度" 2002年至2022年，研究區(qū)的植被覆蓋度呈現(xiàn)出先上升后下降再上升的趨勢，這與RSEI的趨勢一致（圖2）。2002年至2007年，研究區(qū)中高度植被覆蓋度區(qū)域減少，高度植被覆蓋度比例上升，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有所改善。然而，2007年至2012年，高度植被覆蓋度比例出現(xiàn)下降趨勢，中低比例植被覆蓋地區(qū)比例明顯上升，這可能是導(dǎo)致研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降的原因之一。2012年至2017年，研究區(qū)內(nèi)低植被覆蓋率上升，高植被覆蓋率下降。2017年至2022年，研究區(qū)低、中低植被覆蓋地區(qū)面積所占比例下降，而中、中高、高植被覆

蓋地區(qū)面積所占比例上升，表明生態(tài)環(huán)境狀況往好的趨勢發(fā)展。在比較各段時期的植被覆蓋度時發(fā)現(xiàn)，2012年和2017年的植被覆蓋度小于其他年份，這2個時期的RSEI也相對較小。將RSEI值與植被覆蓋度進行灰色關(guān)聯(lián)分析后發(fā)現(xiàn)，兩者之間的關(guān)聯(lián)度系數(shù)為0.607，大于0.5，表明生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與植被覆蓋度之間存在緊密的聯(lián)系。

2.2.1.2" 湖泊面積" 2002年至2017年，洪澤湖湖面的面積基本保持不變，2007年湖面面積達到最大（1 517 km2）。然而，2017年至2022年湖面面積明顯下降（圖3）。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果顯示，湖泊面積與遙感生態(tài)指數(shù)的關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.602，超過了0.5的閾值，這表明湖泊面積與遙感生態(tài)指數(shù)存在一定程度的關(guān)聯(lián)性。2012年和2022年的湖泊面積相對較小，這2個時期的遙感生態(tài)指數(shù)RSEI也相對較小，這意味著湖泊面積的變化可能會對研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響［16］。洪澤湖保護區(qū)建立早期漁業(yè)較為發(fā)達，即使進行了大量退漁還濕工程，但局部濕地仍殘留有養(yǎng)殖塘埂，導(dǎo)致水系連通性差，水體退化（圖3）。

2.2.1.3" 氣象因素" 2002年至2022年，各氣象因素均存在著明顯的波動。其中2007年的年降水量最高，2022年年平均降水量最低。2017年的年平均氣溫最高，2012年的年平均氣溫最低（表2）。以2002年、2007年、2012年、2017年和2022年的RSEI作為參考序列，對所有因子進行處理，然后進行灰色關(guān)聯(lián)分析，用于估算4個氣象因子與RSEI之間的關(guān)聯(lián)程度。其中，年平均氣溫與RSEI的關(guān)聯(lián)度最高為0.811，其次是相對濕度（0.784）、日照時長（0.705）和年降水量（0.646）。這些關(guān)聯(lián)度值均大于0.5，表明選取的4項氣候因素均與RSEI之間存在顯著關(guān)聯(lián)關(guān)系。

2.2.1.4" 地形因素" 高程分布圖顯示，洪澤湖濕地地勢趨于平坦，地形高程分布在5～42 m之間。利用ArcGIS 10.2中的自然斷點法，將高程分為5個等級（5～11、11～13、13～19、19～28、28～42 m），其占比分別為76.23%、17.71%、4.58%、0.94%和0.54%（圖4）。高程5～11 m和11～13 m 的地區(qū)集中在洪澤湖濕地自然保護區(qū)內(nèi)部，高程12～42 m的區(qū)域集中在保護區(qū)外部（保護區(qū)西北部）， 靠近人類活動的區(qū)域。通過對2002年至2022年的RSEI進行均值處理，并結(jié)合不同高程進行疊加分析，從中可以觀察到不同高程區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢（圖4）。高程為5～11 m的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級主要集中在“優(yōu)”和“良”；高程為 11～13 m時，主要以“一般”和“較差”等級為主；當(dāng)高程為13～19 m時，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級主要是“差”“較差”和“一般”；高程為19～28 m和高程為 28～42 m時，這些區(qū)域集中在研究區(qū)的最外部，因此生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級主要集中在“差”“較差”和“一般”這3個等級。在該研究區(qū)內(nèi)，高程只是間接影響了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，并不是影響生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的決定性要素，高程 5～11 m和11～13 m的地區(qū)即保護區(qū)內(nèi)部受到人類活動影響不顯著的區(qū)域，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量更好。

2.2.2" 人為因素

2.2.2.1" 土地利用變化" 從表3可以觀察到，研究區(qū)的土地利用類型在2002年至2022年期間出現(xiàn)了一定的波動和變化。農(nóng)田面積在2002年至2022年期間出現(xiàn)了波動變化，呈現(xiàn)出先下降后上升再下降再上升的趨勢。森林面積相對較小且變化不大，從2002年至2022年間基本保持穩(wěn)定。水體仍然是研究區(qū)的主要特征，其占比在70%以上，總體上有所減少，從2002年的397.18 km2減少到2022年的 357.98 km2。不透水面積在這段時間內(nèi)保持相對穩(wěn)定，占比在1.50%～1.65%之間，整體變化不大。通過比較不同土地利用類型的RSEI值發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)森林和水體的RSEI均值較高，這表明森林和水體與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量之間存在著密切的關(guān)聯(lián)（表4）。與此相比，農(nóng)田和不透水面的RSEI均值相對較低。此外，森林和水體的RSEI均值呈現(xiàn)出先上升后下降再上升的趨勢，與總體RSEI值的變化趨勢相一致。這進一步強調(diào)了土地利用類型與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量之間的相關(guān)性，表明森林和水體在維護和改善生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用。

2.2.2.2" 社會經(jīng)濟因素" 選取的社會經(jīng)濟因素指標是2002年至2022年洪澤湖濕地自然保護區(qū)附近區(qū)縣的第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、 年末常住總?cè)丝?、糧食總產(chǎn)量、農(nóng)作物播種面積，共計6個指標（表5）。對社會經(jīng)濟因素和遙感生態(tài)指數(shù)RSEI進行灰色關(guān)聯(lián)分析，得出各項指標的關(guān)聯(lián)度以及關(guān)聯(lián)度排名。首先，糧食總產(chǎn)量具有最高的關(guān)聯(lián)度，為0.964，表明糧食總產(chǎn)量與RSEI值之間存在著較強的關(guān)聯(lián)性，說明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的變化對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有較大影響。年末常住總?cè)丝诤娃r(nóng)作物播種面積與RSEI值的關(guān)聯(lián)度均為0.962，排名第二和第三。這說明人口數(shù)量的變化和農(nóng)作物的種植面積變化對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響也非常顯著。第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值和第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值與RSEI值的關(guān)聯(lián)度為0.853。雖然與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)聯(lián)度略低于前3項指標，但仍然表明了工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境的影響。第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值對RSEI的影響最小，關(guān)聯(lián)度僅為0.808。

3" 討論與結(jié)論

本研究運用生態(tài)遙感指數(shù)對研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行評價，結(jié)果表明洪澤湖濕地的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈先上升后下降再上升趨勢，2002年至2007年這一階段中，研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境大部分能維持原樣。與上一階段相比，2007年至2012年洪澤湖濕地自然保護區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善面積減少了98.82%，而退化區(qū)域的面積增長約65.26倍，生態(tài)環(huán)境趨于惡化。2012年至2017年，研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善面積是退化區(qū)域面積的6.42倍，在此期間，洪澤湖濕地保護區(qū)內(nèi)推行退漁還濕、十年禁漁等生態(tài)恢復(fù)措施，在人為因素和生態(tài)修復(fù)共同的作用下，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量逐漸上升。2017年至2022年研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進一步好轉(zhuǎn)。

自然因素中，植被覆蓋度與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量存在相關(guān)關(guān)系，可能原因是植被覆蓋度高的地區(qū)通常具有更高的水土保持能力，能夠更加有效地抑制土壤侵蝕和洪澇災(zāi)害等問題的發(fā)生，使生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定［17］。湖泊面積也與研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量存在相關(guān)性，可能原因是湖泊面積擴大導(dǎo)致湖岸帶范圍擴大，從而使得植被種類和數(shù)量更為豐富，提升濕地的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量［18］。與此同時，水體面積直接關(guān)系到水環(huán)境容量，水環(huán)境容量增加有助于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定，提高生物多樣性，從而改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量［19］。氣候變化影響著陸地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，從而可能對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響。降水、溫度和日照時間可為植被和作物生長提供水分和光照條件，進而影響土壤濕度。相對濕度也是環(huán)境評價的重要因素［20］。本研究發(fā)現(xiàn)，年平均氣溫以及相對濕度等氣候因素與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)聯(lián)性較高，關(guān)聯(lián)度分別為0.811和0.784。地形因素如高程和坡度等可能會影響水文過程、植被分布、土壤類型等，進而對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響［21］。然而，在本研究中高程、坡度和坡向等地形因素對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響較小，這可能是由于研究區(qū)的地形較為平坦，高程集中于5～11 m范圍，坡向大多數(shù)為平坡，地形因素沒有明顯的階梯區(qū)別，對氣候特征和生物多樣性的影響較小。綜上所述，植被覆蓋度、水體面積等自然因素顯著影響了洪澤湖地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

社會經(jīng)濟因素和政策變化等人為因素對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的變化同樣發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。2002—2007年，洪澤湖濕地外圍靠近城鎮(zhèn)的地區(qū)（研究區(qū)西部）生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較差，但分布較為零星，這可能與當(dāng)時的經(jīng)濟發(fā)展受到的地域限制有關(guān)［22］。2007—2012年，經(jīng)濟發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)化和圍網(wǎng)養(yǎng)殖導(dǎo)致了研究區(qū)靠近城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境較差的地區(qū)范圍擴大。2007—2012年，在洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)附近，人口增長導(dǎo)致資源需求增加，部分濕地被圍墾用于水產(chǎn)養(yǎng)殖等活動，附近區(qū)縣第二產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，使研究區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到破壞［23］。自2012—2022年洪澤湖濕地推行退漁還濕、十年禁漁、增殖放流和生態(tài)移民等生態(tài)恢復(fù)措施，這些措施有效地促進了洪澤湖濕地的生態(tài)恢復(fù)，在人為因素和生態(tài)修復(fù)共同作用下，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量逐漸上升［24］。保護政策完善實施后，RSEI值有所上升，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量好轉(zhuǎn)。此外，土地利用變化也可能通過土地利用實踐活動改變生態(tài)系統(tǒng)空間，引起生境破碎化、環(huán)境污染等問題，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降。本研究發(fā)現(xiàn)，在洪澤湖濕地，森林和水體的遙感生態(tài)指數(shù)RSEI明顯高于農(nóng)田和不透水面，這表明森林和水體能夠顯著提升洪澤湖的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

江蘇泗洪洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)近年來開展了“楊毛嘴嚴重退化濕地生態(tài)修復(fù)（一期）”等多個生態(tài)修復(fù)工程項目，主要通過關(guān)鍵水道的清淤和疏浚，增加水系聯(lián)通性；利用生態(tài)邊坡修復(fù)等技術(shù)，增加當(dāng)?shù)刂脖坏幕謴?fù)和物種多樣性；并開展外來入侵植物（如喜旱蓮子草）的防治，提升生態(tài)系統(tǒng)的功能。這些生態(tài)修復(fù)措施的實施，使洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量顯著高于周邊城鎮(zhèn)地區(qū)。

綜上所述，洪澤湖濕地的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量在過去20年呈現(xiàn)出先下降后上升再下降的趨勢。植被覆蓋度、水體面積、年平均氣溫等自然因素和土地利用變化和政策實施等人為因素是洪澤湖濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要影響因素。洪澤湖濕地進行環(huán)境質(zhì)量評價并厘清其影響因素，有助于洪澤湖濕地的合理保護和科學(xué)管理，為后續(xù)保護政策的實施提供重要參考。

參考文獻：

［1］Taddeo S，Dronova I，Depsky N. Spectral vegetation indices of wetland greenness：responses to vegetation structure，composition，and spatial distribution ［J］. Remote Sensing of Environment，2019，234（15）：111467.

［2］Wang S Y，Shentu H B，Yu H L，et al. Impact of urbanization and land use on wetland water quality：a case study in Mengxi town ［J］. Urban Climate，2024，55：101855.

［3］Raj A，Sharma L K. Spatial E-PSR modelling for ecological sensitivity assessment for arid rangeland resilience and management ［J］. Ecological Modelling，2023，478：110283.

［4］Sobhani P，Esmaeilzadeh H，Wolf I D，et al. Evaluating the ecological security of ecotourism in protected area based on the DPSIR model ［J］. Ecological Indicators，2023，155：110957.

［5］Jiao W Z，Wang L X，McCabe M F. Multi-sensor remote sensing for drought characterization：current status，opportunities and a roadmap for the future ［J］. Remote Sensing of Environment，2021，256（5）：112313.

［6］徐涵秋. 區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化的遙感評價指數(shù) ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)，2013，33（5）：889-897.

［7］Chen G，Zhou Y，Voogt J A，et al. Remote sensing of diverse urban environments：from the single city to multiple cities ［J］. Remote Sensing of Environment，2024，305（6）：114108.

［8］Duan W L，Maskey S，Chaffe P L B，et al. Recent advancement in remote sensing technology for hydrology analysis and water resources management ［J］. Remote Sensing，2021，13（6）：061097.

［9］Shan W，Jin X B，Ren J，et al. Ecological environment quality assessment based on remote sensing data for land consolidation ［J］. Journal of Cleaner Production，2019，239：118126.

［10］Xie Y J，Xie Y H，Xiao H Y，et al. Controls on litter decomposition of emergent macrophyte in Dongting Lake Wetlands ［J］. Ecosystems，2017，20（7）：1383-1389.

［11］Wang M，Mao D H，Wang Y Q，et al. Interannual changes of urban wetlands in China’s major cities from 1985 to 2022 ［J］. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing，2024，209（3）：383-397.

［12］李成之，董" 倩，郭晏汝，等. 洪澤湖濕地退化區(qū)植被構(gòu)建技術(shù)效果評估 ［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（18）：75-81.

［13］Zhang Y，Zhang L Q，Wang J Y，et al. Quantitative analysis of NDVI driving factors based on the geographical detector model in the Chengdu-Chongqing region，China ［J］. Ecological Indicators，2023，155（10）：110978.

［14］Zhang M M，Tan S K，Zhang C，et al. Assessing the impact of fractional vegetation cover on urban thermal environment：a case study of Hangzhou，China ［J］. Sustainable Cities and Society，2023，96（9）：104663.

［15］燕" 琳，馬" 嵐，潘成忠，等. 基于模糊綜合評價與灰色關(guān)聯(lián)分析的河流自然性評價 ［J］. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2020，37（3）：480-488.

［16］李成之. 洪澤湖濕地退化成因及生態(tài)修復(fù)實踐：以江蘇泗洪洪澤湖濕地國家級自然保護區(qū)為例 ［J］. 綠色科技，2021，23（4）：169-170.

［17］Yu H X，Zahidi I，Liang D F. Spatiotemporal variation of vegetation cover in mining areas of Dexing City，China ［J］. Environmental Research，2023，225（10）：115634.

［18］韓沁哲，邵佳麗，陳磊士，等. 洞庭湖區(qū)植被覆蓋度下降成因分析 ［J］. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，60（1）：27-31.

［19］Cai Y，Ke C Q，Shen X Y. Variations in water level，area and volume of Hongze Lake，China from 2003 to 2018 ［J］. Journal of Great Lakes Research，2020，46（6）：1511-1520.

［20］高振榮，劉曉云，楊慶華，等. 河西走廊荒漠-綠洲區(qū)氣候環(huán)境演變特征 ［J］. 干旱區(qū)研究，2010，27（1）：31-38.

［21］汪士為，吳" 偉. 近31年嘉陵江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量時空演變及驅(qū)動因子探測 ［J］. 水土保持研究，2024，31（1）：427-439.

［22］楊士建. 洪澤湖濕地資源保護與可持續(xù)利用研究 ［J］. 重慶環(huán)境科學(xué)，2003，25（2）：15-17，59.

［23］張" 磊. 洪澤湖生態(tài)安全評估研究 ［D］. 南京：南京林業(yè)大學(xué)，2015：75-91.

［24］李成之. 洪澤湖生態(tài)補償多元化探索 ［J］. 濕地科學(xué)與管理，2022，18（1）：57-59，63.