天津市宁河湿地资源动态变化及生态环境影响分析

天津市宁河湿地资源动态变化及生态环境影响分析天津市宁河湿地资源动态变化及生态环境影响分析10天津市宁河湿地资源动态变化及生态环境影响分析仰满荣GIS1987年和2023年的TM、ETM遥感数据为信息源的根底上，定量分析了天津市宁河湿地资源动态变化。结果表明：湿地类型的整体构成发生了猛烈变化，自然湿地的面积削减了37.42%、斑块削减了124块，。多样性指数和均匀性指数呈降低趋势，优势度指数和裂开度20年宁河湿地资源动态变化的主要驱动力，自然湿地面积的削减物多样性。前言候、维护生物多样性、保持区域生态平衡等多种生态功能，是人类的重要生存环境之一[1～4]。但是近年来随着人口的持续增长与土地资源紧缺之间的冲突日益突出，人类活动的加剧导致全球湿地环境遭到严峻的人类干扰和破坏，进而加速了全球气候和生态环境进一步恶化，引发了一系列的生态环境问题，因此，湿地的动态变化及其对生态环境的影响争论已成为当今国内外专家探求的热点课题[5～9]。天津市宁河湿地的核心区七里海，始终是国内外专家关注的焦点，不同学者从资源、环境变迁、鸟类及蛾类变化、生态系统的退化及修复等方面进展了大量的争论[10～14]，从战略意义上分析了保护七里海湿地的重要性。前人大量的争论多留意湿地的资源和环境现状问题，较少利析争论。本文中利用1987年和2023年两个时段的卫星数据，结合屡次野外实地考察，借助于遥感和地理信息系统技术，提取不同时期宁河湿地的各类信息，并利用景观生态学的理论与方法，定量分析了宁河湿地近20年的动态变化特征。在此争论的根底上，分析了湿地资源变化的驱动机制及对生态环境的影响，为合理开发和保护湿地资源、实现生态县建设目标供给有力支持。区域自然地理特征天津市宁河县位于渤海平原及海河水系北四河〔蓟水道、潮白河、北水道、永定河〕的下梢区,地势低平开阔，水系兴旺，河渠密布，湿地资源格外丰富，境内七里海湿地是1992年经国务院批准建立的天津古海岸与湿地国家级自然保护区的核心区，属典型的古泻湖湿地生态系统[12](图1)。大陆性气候特点格外明显，属温带半潮湿大陆性季风气候。春季干旱少雨，夏秋炎热多雨;冬季严寒风大。1987～2023年，年均降雨量549mm，比1987年以前的20年平均降雨量(620mm左右)要小，年均蒸发量为1623mm，比1987年以前的20年平均蒸发量(1520mm左右)要大一种是在蓟水道凹岸一侧，因河水泛滥而形成的决口凹地、河流扇间凹地，目前多为鱼塘、芦苇地，或开垦为农田种植棉花等。另一种是在海退阶段相对稳定时期被砂咀或离岸堤封闭或半封闭的古海湾渐渐形成的古泻湖。凹地地势低洼，土壤疏松潮湿，以粘性土为主，地下水位浅，土壤盐渍化较为严峻。此外，近年来，由于过量开采地下水，形成地面沉降区，在局部地段形成沉降凹地。湿地中水生生物科目繁多，是珍稀和濒危野生动物迁徙、栖息和生殖的基地，其中“七里海”是渤海鱼类饵料供给地之一，同时，湿地还具有泄洪、滞洪、调整小区域气候的作用[15]，具有极为重要的生态意义。湿地空间信息猎取《湿地公约》给出了湿地的定义；“湿地是指自然或人工的、永久性或临时性的沼泽地、泥炭地和水域,蓄有静止或流淌、淡水或咸水水体,包括低潮时水深浅于6米的海水区”。依据这个定义，湿地应包括沼泽、泥炭地、湿草甸、湖泊、河流、滞蓄洪区、河口三角洲、滩涂、水库、池塘、水稻田以及低潮时水深浅于6米的海疆地带等。狭义的定义通常把湿地视为生态穿插带，是陆地和水域之间的过渡区域，由于土壤浸泡在水中，所以特征植物得以生长(eg.IBPWorshing-ton,1976,Cowardinet.a11979Denny,1985)①。宁河县地质构造单元属于华但实际上，由于河流变迁，人类活动以及自然气候条件的影响，历史上的洼、淀、坑、塘真正保持肯定水量的已经不多，取而代之的是大量的人工水道、水渠、水库、养殖池等。因此，本文遥反映出的水面面积为准。本文湿地信息提取是以Mapgis6.7和ENVI4.0为数据处理平台,以1987年3月27日和2023年4月13日美国陆地卫星TMETM数据作为主要数据源,以宁河1∶5万地形图及宁河县行政区划图等相关资料作为关心信息，在ENVI环境下，依据地物含水性不同所表现出的光谱特征差异，对TM、ETM数据进展了增加及变换处理，提取出天津市宁河湿度信息，然后用和空间分布特征，经人机交互方法修正分类图，最终得到宁河湿地两个年月的湿地分布图。在Mapgis6.环境下，运用GIS空间分析模块，对天津市宁河县1987年和2023年面积1h2湿地分布状况进展了空间统计分析，其结果见图2和表1。动态变化指标体系构建化。本争论选取景观格局争论指数[16~19]行分析争论，主要的指标简述如下：多样性(diversity)指数H为单一类型时，湿地资源空间分布是均质的，其多样性指数为0，由两个以上类型构成的湿地景观，当各类型所占比例相等时，湿地资源的多样性指数最高，当类型所占比例差异增大，则多样性指数下降。选Shannon-Weaver的景观多样性指数公式计算：H=m (pi)Ln(pi) (4-1)i1其中,H为湿地资源多样性指数，m为争论区湿地资源类型数目,pi为第i类湿地资源类型所占的面积比例。均匀度(evenness)指数E计算公式为：E=H/Hmax (4-2)Hmax=Ln(m) (4-3)H=-Lnm Ln(pi)2 (4-4)i1观最大可能均匀度。优势度(dominance)指数D优势度指数表示湿地资源多样性对最大多样性的偏差。说明湿地资源类型组成中某种或某些类型支配的程度。计算公式为:D=Hmax+m (pi)Ln(pi) (4-5)i1式中，pi为湿地资源类型i所占面积比例，m为争论区湿地资源类型个数。优势度指数大，说明各湿地资源类型所占比例差异大，其中某一种或某几种湿地资源类型占优势，优势度指数小，说明各类型所占比例相当。优势度指数为0，即H=Hmax时，说明各湿地资源类型所占比例相等，没有一种类型占据优势。裂开度(fragmentation)指数FNt的自然状况和人为改造对湿地资源影响因素的干扰程度。计算公式为：iFNT=m (n/A)i

(4-6)i1其中，FNt为湿地资源裂开度指数，A为总面积，ni表示景观类型i的斑块总数。结果分析(表2)。另外，依据信息提取结果获得湿地类型构造图(图3)。湿地类型构造变化分析依据图3和表2可以觉察，争论区湿地类型的整体构成发生了猛烈变化，人类干扰大大加强，比重与面积都大大增加，特别是养殖池的面积增加了近8倍，人工池塘的面积也从1987年的0hm2增加到2023年的4160.4hm2。1987年自然湿地斑块共347个，到2023年削减为223个，一些面积较小的湿地因气候干旱而干旱化、盐渍化。2023年斑块面积仍旧削减，但斑块数量大增。争论时段内，湿地斑块的规模渐渐缩小，1987～2023年，坑塘最大斑块面积由79.3hm2降为48.9hm2，减小了30.4hm2，有水凹地最大斑块面积由770.2hm2降为553.46hm2减小了216.7hm2，养殖池最大斑块面积由277.8hm2增加为2502.1hm2，增加了2224.3hm2，说明人类活动增加。湿地类型空间分布均匀化分析加，而坑塘湿地、凹地湿地和泻湖湿地的比重削减，使得各类型的面积比重差异增大，趋向不均匀化。从均匀度指数来看，1987年的湿地资源均匀度指数0.8412，下降到2023年0.7027,说明相对于1987年来说，2023年的湿地资源类型安排不匀，比例构造悬殊较大。从表中可以觉察均匀2023年的优势度指数相对于1987年增加了0.0817，说明2023年的湿地资源分布中，有一种或几种湿地类型占据优势，例如2023年养殖池湿地和人工池塘湿地优势状态增大，面积比例差异增大。进一步说明人工湿地资源分布趋向不均匀化。湿地类型裂开化分析由表2可知，1987年争论区湿地共有斑块数600,随着湿地总面积的增加，2023年湿地斑块数增加到762,其中养殖池的斑块数增加较大从总的趋势看并不能说明湿地裂开化程度的转变。但是，1987～2023年，争论区自然湿地面积削减，但其总的斑块数却增加了162，说明争论区自然2023年湿地资源的裂开度指数大于1987年湿地资源裂开度指数，增大了0.001，说明宁河县整个景观的裂开变化的状态。从以上分析我们可以看出：各湿地资源空间格局指数之间彼此参证，互为补充。各指数充分的空间格局。动态变化及对生态环境的影响湿地在抵挡洪水、调整径流，改善气候、掌握污染,美化环境和维护区域生态平衡等功能方面有着其它系统所不能替代的作用，被誉为“地球之肾”、“生命的摇篮”、“文明的发源地”个方面：湿地资源动态变化的驱动机制天津市宁河县湿地资源的变化主要表现为自然湿地不断削减，人工湿地逐年大增。1987年争论区共有自然湿地12532.1hm2，人工湿地5253.4hm2，而到了2023年，自然湿地面积为9798.6hm2，人工湿地面积达19859.6hm2。18年期间，自然湿地削减2733.5hm2，人工湿地增加了14606.2hm2，而该争论区1987年的人口为30万，2023年的人口为36万，增加了6万，1987年国民生产总值为5.6亿，2023年国民生产总值为80.6亿元。在人口增加和区域经济进展的双重压力下，一方面致使自然湿地大面积退化和丧失及转型。例如，1987年养殖池面积为1330.5hm2，增加了8倍多，2023年遥感图像上解译出的养殖池有284块，面积达11677hm2。经过民访得知，小使湿地补给水源削减，湿地植被退化，生物链被彻底破坏。另一方面随着自然湿地削减，湿地上世纪七十年月，以“备战备荒”战略思想为主的开荒运动，使西七里海沼泽地大面积地改造为粮田，八十年月开头，东七里海围堤改造成水库。1987～2023年间，人工池塘、养殖池分别增加了4160.4hm2、和11346.5hm2。固然人工湿地面积的增加，在某些功能上补偿了自然湿地的净丧失。但如何从根本上协调两者的增减关系，需要从整合社会、经济和生态三效益上进展考虑。对生态环境的影响湿地资源动态变化与地下水湿地的自然存在与环境条件是密不行分的，特别是浅层地下水与湿地水文是相互作用，除反发量与年开采量动态变化来看(图4)，近20年变化中,地下水年开采量的大小与降雨量的大小有着1994～2023没有明显的对应关系，但蒸发量远远大于降雨量。而据大量资料显示[20]，从1987年到2023年地减弱。由此可见，经济进展带动城市化进程加快和人口大幅增长,地下水被大量开采，水位下降，且蒸发量大于降雨量，自然湿地萎缩，范围减小，水量降低。地下水的开采，引起地面沉降，形成沉降凹地，补偿局部自然湿地的净丧失，但凹地的形成速率远远跟不上湿地萎缩率。从图2也表达上面的论述，1987年宁河县的湿地主要集中在东北部和西南部，沿三条主要河流(蓟水道、潮白河和永定河)两侧分布，中心局部湿地很少，2023年东北部湿地明显削减，中心部位及时间对湿地面积的统计也有很大的影响，本文的遥感数据在3、4月期间，可比性较强。湿地为低凹地，随着区内经济的进展，成为大量工农业废水、生活污水的排放地,造成严峻的水质恶化，水质功能价值削减，威逼到湿地生物的生存和进展。1989～1995年,北京大量污水下泄和引蓄排污河污水，造成宁河县造甲城乡一带养鱼池死鱼,河道内鱼虾死亡等。;1993年董庄镁肥厂酸管裂开，造成大陈庄村十几亩菜地死苗。七里海湿地芦苇面积由20世纪50年月7168hm2下降到现在的3600hm2。湿地浩大而脆弱的生物群落就会失去赖以生存的根底，湿地巨大的水质功能价值将丧失。据实地调查,丰台镇一带的酿造厂、制盐业、造纸业的排污已使浅层水局部污染。对生物多样性的影响天津市宁河湿地，是我国北方暖温带的生态系统，是世界上生物多样性较丰富的地区之一，隐藏着极其丰富的生物资源。据争论[12、13、21],宁河湿地有水生湿生微管束植物12个群落66种，浮游植物80，以芦苇群落为主，间有水葱、香蒲等水生植物群落和沼泽草甸植被。本区记载的浮游动物120种，底栖动物70种，鱼类60种，蛾类198种。另外，鸟类有16目34科，约200种，这些鸟中有典型的沼泽湿地鸟类，如鸬鹚、雁、鸭、天鹅、骨顶等水禽约60种，鹬、鹭、鹳、鹤等涉禽约70种。其中属于国家一级保护动物的有白鹳、黑鹳、丹顶鹤、白鹤、大鸨等9种，属于二级保护动物的有大天鹅、小天鹅、游隼、燕隼、灰鹤、白枕鹤等13种。拥有丰富的多样性生物是进展湿地科研与保护意识教育的重要基地。自然湿地面积的削减，湿地类型构造比例的变化，植物群落严峻衰颓，香蒲、水葱、荆三棱和水蓼等一些主要代表种，都已根本形不成群落，芦苇的长势也严峻衰退，生物生境受到破坏，在肯定程度上破坏了植物多样性。据实地调查，西七里至灭亡。人工鱼坑(塘)、虾蟹池等的大增,说明人类在滩涂湿地的活动加强，人类在滩涂活动干扰了鸟类栖息环境，造成鸟类及涉禽种类的削减，现在鸟类为180种

原本常见的野兔、狐狸、貉子、黄勋、狗猫、豹猫等10余种哺乳动物现在己根本绝迹。湿地积的缩减，使水生动物失去存环境的不断恶化()结论本争论通过对天津市宁河湿地信息的提取,湿地资源的动态监测及湿地资源变化对生态环境的影响争论，得出以下几点结论：利用遥感图像与GIS结合技术，对天津市宁河湿地状况进展了调查，得到了较准确的湿1987～2023年，天津市宁河自然湿地削减，人工湿地大增，总湿地面积增加了近1倍。以两个时期遥感数据为根底,利用景观生态学的有关理论与方法,分析了天津市宁河湿:湿地景观的裂开度增加，多样性和均匀度降低，优势度增加,说明人类活动对宁河湿地的干扰程度加大。在对宁河湿地动态监测的根底上，分析湿地资源变化的驱动机制及对生态环境的影响，认为人为活动破坏湿地生态环境，自然湿地面积的削减和湿地类型的转变引起湿地水文条件恶化，湿地资源的变化破坏了生物多样性。总之，宁河湿地的生态环境面临很大的人为干扰压力，提,在此根底上实施湿地资源的开发利用。致谢：本文成文后，徐锡华教授级高工批阅了全文并提出修改意见，天津市宁河县国土资源规划局孔德贵处长供给了局部争论数据，在此一并致谢！参考文献PaulAKeddy.WetlandEcologyPrinciplesandConservation[M].CambridgeCambridgeUniversityPress.2023.124-238.HollandMM.WetlandandEnvironmentGradients[A].MulamoottilG,WarnerBG,McBeanEA.WetlandEnvironmentGradients,BoundariesandBuffers[C],CRCpressInc,1996,112-131.MitschWJ(ed).GlobalWetlands:OldWorldandNew[C].ElsevierSciencesB.V.1994.1-40.陈宜瑜.中国湿地争论[M].长春:吉林科学技术出版社,1995.ZachariasI,DimitriouE,KoussourisTh.Integratedwatermanagementscenariosforwetlandprotection:applicationinTrichonisLake[J],EnvironmentalModelling&Software,2023,20(2);177-185LauraRMusacchio.Landscapeecologicalplanningprocessforwetland,waterfowl,andfarmlandconservation[J].LandscapeandUrbanPlanning,2023,56:142-147.FuGuo-bin,LiKe-rang.Progressinthestudyontherelationshipbetweenglobalwarmingandwetlandecologicalsystem[J].GeographicalResearch,2023,20(1):120-128.MitschWJ(ed).GlobalWetlands:OldWorldandNew[C].ElsevierSciencesB.V.1994.1-40.陈宜瑜.中国湿地争论[M].长春:吉林科学技术出版社,1995.ZachariasI,DimitriouE,KoussourisTh.Integratedwatermanagementscenariosforwetlandprotection:applicationinTrichonisLake[J],EnvironmentalModelling&Software,2023,20(2);177-185LauraRMusacchio.Landscapeecologicalplanningprocessforwetland,waterfowl,andfarmlandconservation[J].LandscapeandUrbanPlanning,2023,56:142-147.FuGuo-bin,LiKe-rang.Progressinthestudyontherelationshipbetweenglobalwarmingandwetlandecologicalsystem[J].GeographicalResearch,2023,20(1):120-128.[11]王祖伟,刘明舵,李兆江,等.七里海湿地环境生态系统退化与修复[J].水土保持争论,20232023125243-247.[12]尤平,李后魂,王淑霞,等.天津七里海湿地蛾类多样性[J].昆虫学报,2023,465):617-621.王凤琴,苏海潮,刘利华.天津七里海湿地鸟类区系及类群多样性争论[J].天津农学院学报202310316-22.许宁.天津湿地现状及其保护利用对策分析[J].海河水利20236:11-13.杨志峰,崔保山,刘静玲,等.生态环境需水量理论、方法与实践[M]北京:科学出版社2023,158-159.白军红,欧阳华,杨志锋,等.湿地景观格局变化争论进展[J].地理科学进展2023,244):36-42.傅伯杰,陈利顶,马克明,等.景观生态学原理及应用[M].北京:科学出版社.2023.陈康娟,王学雷.人类活动影响下的四湖地区湿地景观格局分析[J].长江流域资源与环境.2023,113):219-223.汪爱华,张树清,张柏.三江平原沼泽湿地景观空间格局变化[J].生态学报,2023,23(2:237-243.宋小军,张宝华,詹华明,等.天津市宁河县综合地质调查报告[R].天津华北地质勘查局地质争论所.2023.张峥,刘爽,朱琳,等.湿地生物多样性评价争论--以天津古海岸与湿地自然保护区为例[J].中国生态农业学报,2023.ResearchontheChangeofNingheWetlandsandIt”sEcologicalEnvironmentYANGMan-rongAbstract:BasedontwosetsofTMandETMdata(1987and2023),andbymeansofthetechniquesofremotesensing,geographicalinformationsystem(GIS),andlandscapeecology,thispaperstudiedthedynamicdevelopmentofwetlandl