1980年以來5個時期渭南市濕地面積、景觀指數及其變化

丁鵬程 劉波 張金瑕 于冰 王寧寧 齊建鋒 王毅勇

摘要：? 采用動態度、質心分析法和景觀指數法，研究5個時期渭南市各類型濕地面積及其變化、質心分布動態和濕地景觀動態變化，其結果表明：5個時期渭南市濕地總面積總體減少，動態量變化最大的是大荔縣;灘地、水庫坑塘、沼澤地和水田是受干擾比較嚴重的濕地類型;總體上濕地的質心由南向北移動，整體呈現“西進北移”的態勢，且5個時期渭南市濕地質心均位于大荔縣內;濕地景觀形狀簡單化、類型呈現多樣化和復雜化，濕地景觀退化，濕地破碎化顯著。

關鍵詞：? 濕地;? 動態度;? 質心遷移;? 景觀指數;? 渭南市

中圖分類號：? ?X 37? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001 - 9499（2021）03 - 0041 - 05

濕地被喻為“地球之腎”，是地球系統中最富生物多樣性的生態系統和人類活動中最重要的生存環境之一，在涵養水源、保持生物多樣性、調節區域小氣候等方面具有重要的意義[ 1 - 3 ]。濕地動態變化一直是地理學和景觀生態學領域的研究熱點[ 4 - 5 ]，在氣候變化和人口迅速增長的背景下，因不合理經濟開發和人類活動，導致濕地環境遭受前所未有的干擾和破壞，濕地生態環境受到嚴重影響[ 6 ]。

渭南市濕地類型豐富多樣，是陜西省轄區內面積最大的濕地區域，也是我國黃河中游地區最重要的濕地之一。本研究利用38年土地利用現狀的遙感監測數據，應用Arcgis10.2軟件根據土地利用數據30 m精度二級分類提取6種濕地類型（水田、河渠、灘地、水庫河塘、湖泊、沼澤）并進行質心遷移計算，利用Fragstats4.0軟件根據研究不同目的選取不同景觀指數，將分類后的濕地進行景觀格局量化，計算出各濕地景觀指標，分析濕地被開發和利用的狀況，以期為渭南市的濕地保護和恢復提供基礎依據。

1 研究區概況

渭南市地處陜西省關中平原東部，屬暖溫帶大陸性半干旱半濕潤季風氣候，是陜西省面積最大的濕地區域，也是我國黃河中游地區面積最大的濕地之一。目前，渭南市有省級濕地自然保護區1個;國家濕地公園11個，其中：試點建設9個，正式掛牌2個。濕地公園數量居全省之首，濕地保護率達到72.6%。

2 研究方法

2. 1 數 據

1980年、1990年、2000年、2010年和2018年土地利用現狀遙感監測數據;中科院資源環境科學與數據中心提供的中國1980年以來逐年年氣溫和降水量空間插值數據集;黃土高原科學數據中心的1901～2017年中國1km分辨率逐月降水量數據集;《渭南市統計年鑒（2007～2017）》提供的社會經濟數據。

2. 2 方 法

本研究在上述數據分類基礎上運用Arcgis10.2獲取水田、河渠、湖泊、水庫坑塘、灘地和沼澤地數據。

采用動態度和質心分析方法[ 10 - 11 ]，研究4個時期濕地的面積分布動態變化。

根據陜西濕地分布特點，采用景觀指數[ 12 - 18 ]分析方法，選取斑塊數量（NP）、斑塊密度（PD）、最大斑塊指數（LPI）、平均斑塊形狀指數（SHAPE-MN）、蔓延度指數（CONTAG）、香濃多樣性指數（SHDI）和均勻度指數（SHEI） 7個指標進行景觀格局分析（表1），研究渭南市濕地景觀動態變化。

3 結果分析

3. 1 5個時期濕地的分布變化

由渭南市濕地類型變化（圖1）可知：與1980年相比，1990年濕地總面積減少較少，主要面積減少最多且變化最大的灘地，且減少面積的主要分布在大荔縣、合陽縣和臨渭區，而其他市區縣均增加。水田面積增加最多，且主要分布在大荔縣，面積減少主要分布在華州區和澄城縣，其他區縣沒有變化;沼澤地、河渠、水庫坑塘和湖泊，主要的變化區域是合陽縣和大荔縣。

與1990年相比，2000年濕地總面積略有增加，主要增加的是水庫坑塘和湖泊，而沼澤地、河渠、灘地和水田在減少。水庫坑塘面積增加主要分布在合陽縣、大荔縣和韓城市;湖泊面積增加主要分布在合陽縣;沼澤地面積減少主要分布在合陽、和大荔縣和蒲城縣;河渠面積減少主要分布在大荔縣、合陽縣、華州區和臨渭區，但韓城市面積增加較多，灘地面積減少主要分布在韓城市和華陰市，大荔縣、合陽縣、潼關縣、臨渭區和華州區面積增加;水田面積減少主要分布在大荔縣和華州區。

與2000年相比，2010年濕地總面積減少顯著，灘地減少明顯，而水田、河渠與湖泊有所增加，水庫坑塘和沼澤地增加。面積減少的灘地主要分布在韓城市、合陽縣、臨渭區、潼關縣和華陰市;面積減少的水田主要分布在大荔縣;面積減少的河渠主要分布在韓城市、臨渭區和蒲城縣;湖泊面積減少主要分布在大荔縣、合陽縣和臨渭區。

與2010年相比，2018年濕地總面積略有增加，主要是沼澤增加顯著，灘地和水庫坑塘次之，水田、河渠和湖泊面積減少。面積增加的沼澤地主要分布在合陽縣和韓城市;面積增加的灘地主要分布在大荔縣、臨渭區和華陰市，但韓城市和合陽縣面積也減少顯著。

通過對比可以看出：灘地、水庫坑塘、沼澤地和水田是受干擾比較嚴重的濕地類型，其中，以分布在大荔縣、合陽縣和韓城市的灘地、沼澤地和水田受干擾最嚴重。

與1980年相比，2018年研究區濕地總面積減少約32 km2，減少面積占1980年濕地總面積的7.7%;每年減少0.84 km2，動態量變化最大的是大荔縣，合陽縣、韓城市和華陰市次之，變動量分別是26.99、14.48、-11.21、-8.39 km2。

3. 2 濕地質心變化

由渭南市濕地質心變化（圖2）可知：總體上渭南市濕地的質心由南向北移動，整體呈現“西進北移”的態勢，且5個時期渭南市濕地質心均位于大荔縣內。1980～1990年，濕地質心從最南端向東偏北方向移動達到最北端;1990～2000年，濕地質心向東偏南方向移動達到最東端;2000～2010年，濕地質心向西偏南方向移動;2010～2018年，濕地質心向西偏南方向移動，達到最西端。根據濕地質心移動方向，可以將濕地質心移動軌跡大致分為3個階段，第1個階段是1980～1990年，濕地質心移動方向是朝東北方向;第2個階段是1990～2000年，濕地質心移動方向是朝東南方向;第3個階段是2000～2018年，濕地質心移動方向是朝西南方向移動。

3. 3 景觀指數變化分析

由各景觀指標變化（圖3）可知：1980～2018年，斑塊個數（NP）總體上呈現持續增漲趨勢，斑塊個數由1980年的281個增加到2018年的428個，共增加147個，說明研究區內景觀區域個數增加147個，濕地持續退化，濕地破碎化顯著。斑塊個數變化大致分為3個階段，1980～1990年，斑塊個數共增加23個，總體上呈緩慢增加趨勢，這一時期濕地緩慢退化;1990～2000年，斑塊個數共減少2個，總體上呈相對緩慢減少趨勢，這一時期濕地退化趨勢相對穩定;2000～2018年，斑塊個數共增加126個，總體上呈現快速增加趨勢;1980～2018年，斑塊密度（PD）總體上呈現增加趨勢，變化趨勢與變化階段與斑塊個數一致，斑塊密度由1980年的0.009 3變化到2018年的0.014 2。兩者都說明研究區內景觀區域個數增加，濕地景觀類型由單一化向多樣化、復雜化轉變，且持續退化，濕地破碎化顯著。

最大斑塊指數（LPI） 總體上呈波動下降趨勢，1980～2018年，5期最大斑塊指數分別是0.123、0.223 8、0.229 2、0.202和0.202 2。最大斑塊指數大致分為3個階段，第1階段，1980～2000年總體呈顯著上升趨勢，但1980～1990年上升趨勢快于1990～2000年;第2階段，2000～2010年總體呈大幅度下降趨勢，變化顯著;第3階段，2010～2018年總體呈小幅度上升，變化趨勢小。表明研究區優勢區優勢弱化，優勢濕地類型優勢地位下降，被其他類型所取代。

平均斑塊形狀指數（SHAP-MN） 總體上呈波動下降，大致分為3個階段，第1階段，1980～ 2000年總體呈顯著下降趨勢，但1980～1990年下降趨勢快于1990～2000年;第2階段，2000～2010年總體呈大幅度上升趨勢，變化顯著;第3階段，2010～? 2018年總體呈快速下降，變化趨勢基本與最大斑塊指數相反，平均斑塊形狀指數越大表明景觀形狀越復雜，說明研究區濕地景觀形狀簡單化，濕地退化嚴重。

蔓延度指數（CONTAG） 總體上呈大幅度持續性下降，蔓延度指數由1980年的57.092 4下降到2018年的54.301 7，但1990～2000年下降趨勢明顯慢于其它時期。蔓延度指數下降說明濕地景觀類型在研究區整體所占比例持續下降，表明研究區內各單一類型占景觀面積比例在持續縮小，各濕地類型景觀面積減少。

香濃多樣性指數（SHDI） 總體上呈持續增長趨勢，1980～2018年，香濃多樣性指數由1980年的1.489 2變化到2018年的1.559 5，說明景觀類型的多樣化和復雜化，變化大致可分為兩個階段，1980～2010年，1980～2010年，相對緩慢增長，2010～

2018年急速增長。香濃多樣性指數越高表明景觀多樣性越大，研究區內景觀呈現多樣化和復雜化。

均勻度指數（SHEI） 均勻度指數越大，說明景觀只受一個或者幾個類型所支配，均勻度指數變化趨勢與香濃多樣性指數變化趨勢和變化階段一致，均勻度指數由1980年的0.831 1變化到2018年的0.8704，表明研究區內景觀由一種類型或幾種類型支配向更多種類型支配。兩者都說明濕地景觀類型呈現多樣化和復雜化，研究區內濕地景觀持續退化，濕地破碎化顯著。

以上景觀指數均反映出渭南市景觀類型增加，各濕地類型景觀面積減少，優勢濕地類型優勢地位下降，濕地景觀形狀簡單化，濕地景觀類型呈現多樣化和復雜化，濕地景觀嚴重退化，濕地破碎化顯著。

4 結 論

4. 1 渭南市濕地主要分布在大荔縣、合陽縣、華州區和韓城市，水田、河渠與灘地總面積最多，水庫坑塘與河渠分布最廣，大荔縣和合陽縣6類濕地類型均有分布且面積最多。1980～2018年，濕地總面積減少約32 km2，減少最多的分布在大荔縣和合陽縣，分別減少26.99 km2和14.48 km2。

4. 2 渭南市濕地的質心總體上由南向北移動，整體呈現“西進北移”的態勢，且5個時期渭南市濕地質心均位于大荔縣內。濕地質心移動軌跡大致分為3個階段，第1個階段是1980～1990年，濕地質心移動方向是朝東北方向;第2個階段是1990～

2000年，濕地質心移動方向是朝東南方向;第3個階段是2000～2018年，濕地質心移動方向是朝西南方向移動。

4. 3 渭南市的濕地景觀類型增加，各濕地類型景觀面積減少，優勢濕地類型優勢地位下降，濕地景觀形狀簡單化，濕地景觀類型呈現多樣化和復雜化，濕地景觀嚴重退化，濕地破碎化顯著。

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第1作者簡介：? 丁鵬程（1994-），? 男，? 碩士研究生，? 主要從事濕地變化和環境效應研究。

通訊作者：? 王毅勇（1966-），? 男，? 博士，? 教授，? 主要從事氣候變化、? 濕地保護與恢復、? 環境監測方面的研究。

收稿日期： 2021 - 01 -? 29

（責任編輯：? ?李 丹）