杭州湾滨海湿地景观动态变化分析

1、杭州湾滨海湿地景观动态变化分析姓名：裴楚妮班级：景观12-2学号：2012025233一、研究区概况杭州湾是钱塘江河口区外海滨部分，外形呈喇22叭状，自海口向内由宽变窄。 受季风影响，风向主要表现为季风特征，风速湾口大于湾顶。全年空气比较湿润、 多雨，属亚热带地区。杭州湾泥沙为淤泥物质，潮流是泥沙搬运、沉积的主要动力, 波浪在泥沙搬运中起着次要作用。研究区位于慈溪市，是杭州湾的咽喉部分。由于 其地理位置独特因而景观变化显著。其具体范围为：东经120 55 121。30 , 北纬30 10 30 42 ,包括水域在内，面积约2500km2。二、研究方法数据来源及数据处理研究区采用2000年6月、

2、2002年11月和2005年6月三期杭州湾慈溪湿地 的TM遥感影像。遥感信息的分析识别主要依据地物反射光谱特性，不同地物具有 不同的反射光谱特性。例如湿地的水特性使得它的反射光谱特性与其他地类有很大 不同，这是遥感监测湿地的基础。湿地植物种群有特定的反射光谱，尤其在近红外波 段，不同植物种类的反射率离散程度较大，有利于湿地植被类型的识别，这也是湿地 遥感分类的重要依据之一。遥感数据处理采用遥感图像处理软件ERDASIMAGIN E 8. 7完成几何校正，方法采用从地形图到遥感图像的校正方法，二阶多项式拟合，质 量控制在均方根误差小于0.5像元。同样，将不同年份的遥感图像以已经经过校正并 带投影

3、坐标系统的2000年遥感图像为基准，进行一一几何校正，使各幅图像均具 有相同的投影系统，并且能够在同一视窗下叠加显示，没有变化的部分应该完全重 叠。根据分析需要，对T M 5、4、3波段做假彩色合成，岸线提取采用叠加分析的 方法，做出湿地岸线提取图。目前常用的分类方法为人工目视解译和计算机自动分 类方法，但对湿地研究尚无成熟的完全自动分类方法，只能进行半自动解译10， 即对遥感图像进行计算机自动分类后，再参考目标区最新的土地利用图、地形图、 交通图及其他相关图件进行人工目视解译修正。初始解译完成后需要进行野外实地 检验，包括GPS定位以及湿地类型的抽样判断。其Kappa系数为0.900，总精度

4、达 到90. 71%，符合遥感解译精度要求。最后制作完成3个时期的湿地岸线提取图和 湿地土地类型图。运用ArcGIS的空间分析功能，对不同时期的湿地进行计算和分 析，并导入Frag stat s和Excel对湿地景观的各种指标定量计算。通过模型运算 分析5年来研究区的景观动态变化。湿地景观分类按照湿地公约标准以及全国湿地资源调查与监测技术规程，结合慈溪市 的具体情况，我们把研究区湿地划分为湖泊、沼泽、河口水域、滩涂、养殖场、库 塘、沟渠、水田、其他等9类，并解译出旱地、建设用地、园地、林地等非湿地土 地利用类型（见表1）。表1研究区湿地类型划分自然湿地海域：浅海水体湖泊:包括季节性和永久性的湖

5、泊滩涂：植被覆盖度 3盛.，底质以砂、砾石或淤泥为主沼泽：主要是芦苇、香蒲沼泽其他人工湿地库塘：主要是为防洪、饮水等目的而建造的蓄水设施、农田池塘、储水池塘等养殖场：鱼、虾等养殖池塘沟渠：灌溉用沟、渠水田：主要是水稻田非湿地旱地、建设用地、园地、林地景观转移矩阵模型马尔科夫过程是一种特殊的随机运动过程。一个运动系统在T+ 1时刻的状态 和T时刻的状态有关，而和以前的状态无关，这一点用于湿地景观格局变化的预 测是适合的11。我们把研究区从2000年到2005年分成2个不同的时间段 （2000年 2002年，2002年 2005年），再以年为单位，把景观格局变化分成一系列的离散的演化状态，从一个状

6、态到另一个状态的转化，可以获得各时间段内 某类湿地景观类型的年平均转化率。三、结果与分析岸线与围垦淤涨状况分析统计结果显示，2000年2005年慈溪市滨海区域因围垦淤涨增加的湿地面积 达41km2 ,平均每年以6. 84km2的速度淤涨。海岸线增加1917m,平均每年以395. 5m的速度扩张。该期间面积发生明显变化的区域数达72个，其中增加面积区域54 个，减少面积区域18个，面积大于1km2的区域数为6个，且都为面积增加区域对 2000年以来杭州湾围垦淤涨的特征进行分析得到如下结果：围垦淤涨面积。由图1、图2可 知，在2000年 2005年，杭州湾区域 因围垦淤涨引起的陆地面积的年均净增

7、加面积，除2000年 2002年外，基本 上是逐年增加，2002年最高，慈溪滨海 湿地达到428km2 (由于2002年的遥感 资料是2002年11月的，与2000年和 2005年的6月份的有季节上的差异)， 在最近3年又有所回落。从2000年以 来的数据可推断，在2001年 2003年 间有一轮较大规模的围垦工程。图】2000年2005年慈溪市岸线变化图(E)gQunj 图】2000年2005年慈溪市岸线变化图(E)gQunj 京S同共图2 2000年 2005年慈溪岸线周长及包围面积统计图3 2000图3 2000年 2005年慈溪湿地及其他土地利用类型图年慈溪滨海湿地面积比2000年增加

8、191.7km2。从大面积（ 1km2 ）围垦区域的数 量来看，2002年以后的数量也是比2000年多。从年平均的角度看，基本上呈逐年上 升的趋势，2000年 2005年，平均每年1.2个大面积围垦，现在平均每年5个大面 积围垦。（3）围垦淤涨区域地理分布。通过对围垦淤涨发生的地理分布分析，发现2000 年以来,1km2以上的大面积围垦主要发生在杭州湾南岸，特别是曹娥江河口地区几 乎在每个时期内都发生了大面积的围垦，目前仍在继续。2000年 2005年，累积围 垦面积已达97km2 ,是围垦最为集中的地区。另外余姚、慈溪、镇海地区的西三闸 一庵东一观城一澥浦一镇海一线沿海也是围垦的重点区域，仅

9、慈溪沿海2000年 2005年累积围垦的新增面积达41km2。在2002年前后进行大面积的围垦，从遥感图 像上还可以看到2005年以后，更大面积的围垦正在进行。土地类型变化结果与分析从图3中可以看出，慈溪湿地主要以 河流湿地及水田为主，分布范围广泛。滩涂 主要分布在沿江地区，湖泊、沟渠主要分布 于城区内，水库一般分布于近郊，养殖场 则基本上分布于沿江沿河地区。湿地类型中 养殖场、沟渠、其他主要类型呈上升趋势， 沼泽、滩涂基本呈下降趋势（ 2002年解译 数据源为11月份，正处于退潮期，因此在 解释分类上滩涂面积有所扩大，仅作参 考）。除了自然湿地和人工湿地在变化外， 其他土地利用类型也在发生变

10、化，其中建 设用地、林地、基本呈上升趋势园地、旱 地面积下降。土地利用变化综合考虑某一时段内土地利用类型间的转移，着眼于变化的过程 而非变化的结果，其意义在于刻画了区域土地利用变化的剧烈程度，便于在不同空 间尺度上找出土地利用变化的热点区域，同时对预测未来土地利用变化趋势有积极 的作用。通过ArcGIS计算各土地类型的面积，我们建立了各类湿地与非湿地类型面积 变化统计表，见表2。表2慈溪湿地与非湿地类型面积变化分类类型而积变化（hfl1）占总而积百分比（饷）变化率（勒2000 年2002 年2()05 年2000 年2002 年2005 年2000.6-2002. L 12002.11-200

11、5. 62000.6-2005一 6自然湿地海域21166.9117889. (1316814-53.4681. 6-15.49湖泊66 & 487 花一 43725.76J1J16. 15-6 .53S.57滩徐5966l 4612(7.933312 0951 ri31 1 1. 82-73.79-44.49沼泽6162 46899J.634068. 957345.91一 54.75-33.97其他6951 97LL31 L741()49 3一 0159862.71-7.2450 94人工湿地库塘1331 37I36S.361 伽 3一 44JJJ-1. 2323. 7622 24养殖场77

12、5 2 2SK435.5210584. 816788 8J25. 4836l 54沟渠4974. 227575. 12139S7.8461 J52.2934. 65181.21水IIII925S.S522313. 721840. 21J5J71715.86-2. 1213.4非非地林地698 Z 957670.4S375. 315669.779. 1919. S5建设用地L 122D.34I054L0717512. II9814-6. 0566. 1356l 07园地6700 284970. S842543-25,81-27.33-46.09早地296SI.6522444.4714792. 9

13、423171 J-24.33-34.09-50. 16总计123377. 1912S8S7. 83128887.83从表2可以看出，5年来研究区的湿地面积增加了 10308.05 ha2 ,湿地类型中, 自然湿地面积变化较大的是海域、滩涂、沼泽；人工湿地面积变化较大的是沟渠， 其中滩涂和沼泽属于湿地中面积不稳定的类型，面积变化相对较大，除了解译误差导 致的面积系统误差外，更多的是人为因素使利用现状发生了变化。沟渠、海域属于比 较稳定的湿地类型，面积变化较大的原因可能在于处于丰水期或遥感影像获取前刚 有过降雨，此时水位较高，解译出的面积较大，处于枯水期时，水位较低，解译出的面 积较小。景观转移矩

14、阵计算与分析仅仅计算土地类型的面积以及变化率无法反映出土地类型之间的转移变化，因 此通过马尔科夫转移矩阵模型计算，我们得到了研究区土地类型转化的结果，见表 3。从表3可以看出，2005年的人工湿地类型绝大部分是由2000年以来的自然湿地 类型转换而来；2005年的非湿地类型绝大部分是由2000年以来的湿地类型转换而 来，如养殖场主要是从海域和沼泽转化而来；园地主要是由水田转化而来；建设用 地主要是由沟渠和水田转化而来。表3 2000年 2005年研究区湿地与非湿地类型面积变化转移矩阵（ha2 ）类型园地林地海域建设用地湖泊滩涂库塘治渠早地水田其他园地12S6.280.00501. 120. 0

15、97. J10.72769.95743. 672M0. 15403. 3S林地50.676307.650.0087一 930. (X)2. J60.2795. 49131. 76137.3125.74海域G 840.0916249.S6159.939 一 451154.97359. 1958. 05noo4(1.51124.4S建设用地叫.M50一 679. 187759. 170. 0950. 133.241273.59355. 68604.44720. 18湖泊7. 650.270.541. 9R383.42.16150.3914 220.00I.S90.81滩涂J3. 1412.671

16、L 543QM.932. 61II 0(2 .32101. 7396.724.95128.7986.49库塘1 J6.28L620.005. 49266. B9.00702.4554. 090. 1817.377.65养殖场63.9110.(17777、06431.2852. R3476. 55261. 9711.7291.62242.28179一 in构渠129.4292 R81 08817 653. 7S7LJ. U27.631367.01459. 45954.00446. 76沼泽106.65199.6215.93570.517. 1J226. 6269. 121469 16391. 7

17、7548.6437 3. 32旱地479.434.954074.0. 0912& 254.054072. 869079.566449. 044552 74水田1 J42.B2765.360.091595. 970. 1320.077.3S2387.6126S9.478290. 622 I0S. 25其他137.0748. 421.621132. 290. 0052 3S2.SS1295 一 46832.51734. 121 547 37四、驱动因子分析根据国内外土地利用变化驱动力研究成果，引起景观格局变化的驱动因子为自 然与人文因子两类:自然驱动因子，气候、水文、土壤等被认为是主要的自然驱动

18、力类型。研究区为喇叭口状的河口海湾的南岸，属涨淤型海岸，每年新增大量湿地 面积，20世纪50年代，杭州湾南北两岸岸线大部分处于自然演变状态，从20世 纪60年代开始，由于围海造田，全岸线结束自然演变状态，完全由人工海堤充当 岸线。人文驱动因子，包括人口变化、技术进步、政治经济体制的变革、文化价 值观念改变等因子。研究区岸线向海迁移基本由工业填海和围海造田所致。相应的, 岸线由圆滑曲线型，转变为呈折线状。慈溪市人口自然增长率为1. 14%。，由于人 多地少，杭州湾沿岸历来是浙江省围垦的重点地区；随着工农业生产的高速发展以 及基础设施建设与城镇化建设步伐的加快，围垦滩涂扩大土地面积的需求日益迫切, 如慈溪市正在建设总面积12000ha2的省级开发区。这些等都占用了大量土地，尤 其是对天然湿地的侵占。慈溪湿地是整个杭州湾湿地最重要的核心区，以防旱、防涝、 防汛为重点兴建排河道、排涝闸，修筑海塘堤浦，建设滩涂水库，普及电力排灌等 导致大量湿地资源被分割或遭受破坏，湿地功能退化乃至完全丧失，进而不可避免 会导致生物多样性降低或丧失，道路建设则会造成对湿地的侵占、分割，破坏原有 的水文动态，施工、运营期会造成湿地周边环境污染等