石彩霞, 楊利, 鐘佩君

汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變及其驅(qū)動(dòng)力分析

石彩霞1,2, 楊利2,*, 鐘佩君2,3

1. 衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院文化旅游學(xué)院, 衢州 324000 2. 湖南師范大學(xué)旅游學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410081 3. 廣州商學(xué)院管理學(xué)院, 廣州 511363

利用2008年、2013年、2018年3期土地遙感解譯數(shù)據(jù), 并結(jié)合GIS和RS技術(shù)、景觀格局軟件與地理探測(cè)器, 探究汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局時(shí)空演變特征及其影響因素。研究表明: (1)2008—2018年, 汨羅江國(guó)家濕地公園建設(shè)用地面積持續(xù)增加, 其他景觀類型基本處于減少狀態(tài), 其中耕地轉(zhuǎn)移為建設(shè)用地趨勢(shì)顯著; (2)從斑塊水平上看, 斑塊形狀不規(guī)則, 通達(dá)度較差, 部分斑塊被切割; 從類型水平來看, 景觀空間異質(zhì)性增強(qiáng), 破碎度加劇, 形狀趨于復(fù)雜; 從景觀水平來看, 景觀多樣性不高, 景觀連接度下降, 破碎化趨勢(shì)顯著; (3)地形、氣候、水文等自然因素在汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變中起基礎(chǔ)性作用; 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市發(fā)展?fàn)顩r以及交通可達(dá)性對(duì)汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變有重要影響, 而政府政策對(duì)該濕地公園景觀保護(hù)的支持力度有待加強(qiáng); (4)汨羅江國(guó)家濕地公園開發(fā)與保護(hù)矛盾突出, 有關(guān)各方要完善濕地公園評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與體系, 科學(xué)規(guī)劃建設(shè)濕地公園, 運(yùn)用多學(xué)科技術(shù)手段, 綜合管理濕地公園, 從而實(shí)現(xiàn)國(guó)家濕地公園的可持續(xù)發(fā)展。

景觀格局; 地理探測(cè)器; 景觀格局綜合指數(shù); 生態(tài)旅游; 汨羅江國(guó)家濕地公園

0 前言

濕地公園是集環(huán)境保護(hù)、游憩娛樂、科普教育等功能于一體的公園形式[1], 在維持濕地平衡、塑造城市特色、提供游憩空間方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用, 濕地公園的建設(shè)與優(yōu)化成為當(dāng)下城市綠化工作的重要部分之一,濕地公園的景觀變化也越來越得到各界的關(guān)注。當(dāng)前濕地公園景觀研究主要集中在應(yīng)用層面, 圍繞公園動(dòng)植物景觀發(fā)展動(dòng)態(tài)[2]、生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)[3]、旅游承載力[4]等方面展開討論。在研究區(qū)域和研究對(duì)象上, 主要集中在河流、內(nèi)陸湖泊和濱海地區(qū)[5–7], 大尺度以及跨尺度區(qū)域研究較少, 以濕地公園為對(duì)象的研究不多; 在研究?jī)?nèi)容方面, 主要依托景觀格局指數(shù)分析區(qū)域景觀格局變化, 討論景觀結(jié)構(gòu)演變特征以及生態(tài)功能的變化[8]。有關(guān)濕地公園景觀格局演變影響因素的探析以氣候、水文、土壤、生物多樣性等單因素定性分析為主[9–12], 定量綜合分析和評(píng)價(jià)仍處于探討階段, 關(guān)于旅游開發(fā)的影響鮮有涉及。在研究視角上, 已有研究多從景觀格局指數(shù)入手, 缺乏對(duì)國(guó)家濕地公園景觀格局綜合演變特征的系統(tǒng)歸納, 且多集中在單一時(shí)間段的討論[13], 跨度較長(zhǎng)的多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)研究不多。

汨羅江國(guó)家濕地公園是長(zhǎng)江流域通江湖泊的典型代表, 2009年被列為國(guó)家濕地公園試點(diǎn), 2016年通過驗(yàn)收, 該濕地公園綜合功能巨大, 對(duì)濕地生態(tài)保護(hù)和地區(qū)全面發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義。鑒于此, 運(yùn)用ArcGIS 10.2、ENVI 5.3以及Fragstats 4.2軟件, 研判不同時(shí)段汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變特征, 并借助地理探測(cè)器, 探究國(guó)家濕地公園景觀格局演變驅(qū)動(dòng)因素, 特別是旅游開發(fā)對(duì)濕地公園景觀格局的影響, 以期在生態(tài)文明戰(zhàn)略背景下, 通過比較濕地公園建設(shè)前后的景觀演變特征, 科學(xué)處理開發(fā)與保護(hù)的矛盾, 從而為汨羅江國(guó)家濕地公園乃至長(zhǎng)江流域濕地公園的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒與參考。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

湖南汨羅江國(guó)家濕地公園地處汨羅市境內(nèi), 總面積達(dá)2954.1 hm2, 位于28°47′19″—29°3′59″ N, 112°57′38″—113°10′6″ E, 屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候。汨羅南接湘陰、北望岳陽、西瀕洞庭湖、東臨幕阜山, 自古有“海昏秀域、人杰地靈”之美譽(yù)。汨羅江國(guó)家濕地公園區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯, 交通便利, 是長(zhǎng)江流域國(guó)家濕地公園的典型代表, 公園集濕地保育、科學(xué)研究、娛樂科教于一體, 現(xiàn)有濕地生態(tài)保護(hù)保育、恢復(fù)重建、科普宣傳和文化展示帶、休閑旅游及綜合管理服務(wù)等五個(gè)功能區(qū)。

1.2 研究方法

1.2.1 景觀生態(tài)學(xué)方法

結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)相關(guān)理論及前人研究[14–15], 選取7 個(gè)斑塊尺度指標(biāo)判斷濕地公園斑塊連接度與破碎度, 6 個(gè)斑塊類型指標(biāo)測(cè)度濕地公園斑塊類型變化情況, 以及8 個(gè)景觀水平指標(biāo)說明濕地公園整體景觀水平特征, 以此綜合分析汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局特征。

1.2.2 濕地類型轉(zhuǎn)移矩陣

轉(zhuǎn)移矩陣是研究景觀類型變化的重要方法, 它既可以揭示濕地公園建設(shè)前后主要景觀變化, 還可以說明研究時(shí)段內(nèi)各景觀類型轉(zhuǎn)移的方向與整體效果[16]。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

式中: Pnn表示轉(zhuǎn)移土地面積的百分比。P代表各類型濕地面積, n代表濕地類型總數(shù), i、j分別代表研究期初與期末的濕地類型, Pij為第i類濕地類型轉(zhuǎn)化為第j類濕地類型的轉(zhuǎn)移概率。

Figure 1 Location of Miluo River National Wetland Park in Hunan

1.2.3 地理探測(cè)器

地理探測(cè)器是一種通過探測(cè)某種地理空間要素分異狀況, 說明該要素對(duì)某個(gè)屬性值空間分布格局影響程度的重要方法[17]。其工作原理如下:

式中,為探測(cè)因子的探測(cè)力值;為各因素的類型;和N分別為全區(qū)和因素的類型內(nèi)的樣本數(shù);和2分別是層和全區(qū)的值的方差。的值域?yàn)?0, 1],值越大, 說明因素對(duì)于汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局的影響程度越高。

1.3 數(shù)據(jù)來源及處理

研究采用的遙感影像為L(zhǎng)andsat TM/OLI數(shù)據(jù), 成像時(shí)間為2008年、2013年、2018年, 分辨率均為30 m(表1), 數(shù)據(jù)來源于地理數(shù)據(jù)空間云平臺(tái)(http://www.gscloud.cn), 借助ENVI 5.3對(duì)遙感進(jìn)行幾何校正、大氣校正、裁剪等預(yù)處理, 采用最大似然法, 參照中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心的全國(guó)濕地分類系統(tǒng)并結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)督分類, 將該地的土地利用類型(景觀類型)分為林地、草地、耕地、水域、未利用地和建設(shè)用地等6大類。分類精度驗(yàn)證結(jié)果表明, 各時(shí)段土地利用圖總體精度均高于90%, 符合研究需要。本文所用DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云ASTER GDEM(V1)數(shù)據(jù)集, 空間分辨率為30 m; 汨羅市自然社會(huì)數(shù)據(jù)來源于相關(guān)年度的《汨羅市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《汨羅市統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《岳陽市統(tǒng)計(jì)年鑒》及《湖南汨羅江國(guó)家濕地公園總體規(guī)劃》。

表1 遙感影像原始數(shù)據(jù)

2 結(jié)果與分析

2.1 景觀格局時(shí)空演變過程分析

2.1.1 景觀格局時(shí)間演變

2008—2018年間汨羅江國(guó)家濕地公園面積變化最大的地類是建設(shè)用地和耕地, 分別以16.985%和7.092%的速度增加和減少了501.739 hm2和179.504 hm2(表2)。從面積變化情況來看, 建設(shè)用地面積持續(xù)增加, 耕地景觀縮減較快; 從各景觀所占份額來看, 建設(shè)用地增幅較大, 水域變化相對(duì)較小, 耕地、林地降幅顯著; 從斑塊數(shù)目來看, 建設(shè)用地規(guī)模日漸擴(kuò)大, 林地斑塊數(shù)量伴隨著景觀面積的萎縮而減少, 開發(fā)建設(shè)影響下, 水域、草地等景觀斑塊增加。主要由于濕地公園部分草地斑塊位于草地—林地交錯(cuò)帶, 受到環(huán)境變化、開發(fā)利用加之人類活動(dòng)等多重因素的影響, 使得破碎的林地斑塊連接成片, 促使草地斑塊有轉(zhuǎn)化為林地的趨勢(shì)。

2.1.2 景觀格局空間演變

運(yùn)用ArcGIS 10.2對(duì)2008、2013和2018年汨羅江國(guó)家濕地公園土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行地類轉(zhuǎn)換和疊加分析(圖2), 研究表明, 2008—2013年汨羅江國(guó)家濕地公園耕地、草地、林地、建設(shè)用地轉(zhuǎn)移總量較大, 其他景觀類型變動(dòng)較小。2013—2018年, 水域、林地、草地面積減少, 其他地類面積增多。這一期間各景觀類型較前一階段轉(zhuǎn)移總量有所下降。2008—2018年間汨羅江國(guó)家濕地公園景觀面積變化最大的是建設(shè)用地、耕地, 對(duì)比三個(gè)時(shí)期的面積變量, 建設(shè)用地持續(xù)增加, 林地、草地的面積波動(dòng), 水域、耕地逐年減小。從轉(zhuǎn)移情況來看, 景觀變化最明顯的是建設(shè)用地與耕地、林地、草地之間的相互轉(zhuǎn)化。一方面, 自然環(huán)境變化使得景觀間轉(zhuǎn)移趨勢(shì)顯著; 另一方面, 開發(fā)建設(shè)對(duì)優(yōu)質(zhì)景觀造成破壞, 且在短時(shí)間難以迅速恢復(fù), 生態(tài)系統(tǒng)隨之發(fā)生改變。

表2 汨羅江國(guó)家濕地公園2008—2018年土地利用結(jié)構(gòu)表

圖2 汨羅江國(guó)家濕地公園2008—2018年三階段景觀地類轉(zhuǎn)換圖

Figure 2 Three-stage landscape land types Conversion of Miluo River National Wetland Park from 2008 to 2018

2.2 景觀格局變化特征

2.2.1 斑塊水平上景觀格局變化特征

(1)斑塊形狀不規(guī)則, 向破碎化趨勢(shì)發(fā)展

由圖3可知, 濕地公園水域景觀斑塊密度(PD)變化較小, 通達(dá)性相對(duì)穩(wěn)定, 林地斑塊密度隨面積的萎縮驟減, 耕地、草地斑塊密度變化較大, 2013年數(shù)值最高, 說明人為干預(yù)對(duì)濕地公園自然景觀變化的影響較強(qiáng)。從平均斑塊面積(AREA_MN)角度, 水域景觀波動(dòng)變化, 林地、草地的裂變現(xiàn)象明顯, 建設(shè)用地平均面積逐年增加。從形狀指數(shù)(LSI)來看, 基本呈增長(zhǎng)趨勢(shì), 表明濕地公園景觀斑塊形狀漸趨復(fù)雜。研究區(qū)內(nèi)各自然景觀類型聚合度(AI)逐漸下降, 其中水域景觀的聚合度較高, 草地、林地等景觀聚合度偏低。主要因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程的加快, 部分林地和草地的生長(zhǎng)空間被壓縮, 人們對(duì)林木大肆砍伐, 使得林地面積迅速縮小。同時(shí), 基礎(chǔ)項(xiàng)目的拓展延伸使得部分優(yōu)勢(shì)度較高的斑塊逐漸分裂, 居民的不合理利用, 游客活動(dòng)的影響, 濕地環(huán)境變化超過濕地公園生態(tài)系統(tǒng)本身的恢復(fù)力, 加速了主要景觀的破碎化趨勢(shì)。

(2)斑塊通達(dá)度較差, 部分斑塊被切割

從最小鄰近距離(ENN_MN)來看, 耕地和林地變化最大, 耕地從14.782擴(kuò)大到24.7753, 林地從6.710波動(dòng)變化到12.541。水域景觀變化較小, 數(shù)值最低, 說明水域景觀通達(dá)性較為穩(wěn)定, 水體間連通度較高。從平均鄰近指數(shù)(CONTIG_MN)來看, 水域景觀通達(dá)度高, 草地、林地略有減少, 耕地和建設(shè)用地通達(dá)度仍顯偏低。從景觀連接度指數(shù)(CONNECT)來看, 水域景觀保持穩(wěn)定, 總體斑塊呈狹長(zhǎng)型分布, 形態(tài)變化較小, 汨羅江國(guó)家濕地公園建設(shè)以水域景觀為亮點(diǎn), 形成了一條較為成熟的沿江觀光帶, 相比之下, 林地、草地的連通度變動(dòng)較大, 受到城市建設(shè)和公園規(guī)劃的影響, 整體連通性較差, 斑塊被分割, 表現(xiàn)為片狀延伸分布。

圖3 汨羅江國(guó)家濕地公園2008—2018年各景觀類型破碎化指數(shù)

Figure 3 Connectivity Index of Various Landscape Types of Miluo River National Wetland Park from 2008 to 2018

表3 汨羅江國(guó)家濕地公園2008—2018年景觀類型特征指數(shù)

2.2.2 類型水平上景觀格局變化特征

利用Fragstats 4.2軟件計(jì)算研究區(qū)3個(gè)時(shí)期的斑塊類型指數(shù)(表4), 呈現(xiàn)以下特點(diǎn):

(1)景觀結(jié)構(gòu)遭到分割, 空間異質(zhì)性增強(qiáng)。由景觀類型面積(CA)可知, 濕地公園內(nèi)建設(shè)用地逐年增加, 其他景觀基本處于減少狀態(tài)。從主要景觀類型占總面積的比例(PLAND)來看, 水域、草地等自然景觀的豐度下滑, 林地減少趨勢(shì)顯著, 建設(shè)用地與其他景觀變化規(guī)律相反, 表現(xiàn)為逐年上升。從周長(zhǎng)面積分維數(shù)(PAFRAC)來看, 主要景觀分維數(shù)大部分在1.5以上, 表明濕地公園景觀形狀漸趨多樣, 規(guī)整程度偏低, 空間結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。

(2)景觀形狀趨于復(fù)雜, 綜合破碎度加劇。從最大斑塊面積指數(shù)(LPI)來看, 建設(shè)用地持續(xù)擴(kuò)張, 盡管水域優(yōu)勢(shì)度突出, 但自然濕地面積仍在減少。水域、林地、建設(shè)用地等景觀斑塊分散指數(shù)(SPLIT)有所增加, 草地、耕地變化幅度較大, 破碎化趨勢(shì)顯著。建設(shè)用地的斑塊個(gè)數(shù)(NP)變化最大, 由1316增加到3862, 林地斑塊伴隨著面積的萎縮而逐漸減少, 其他濕地景觀雖波動(dòng)程度不同, 但2013年的數(shù)值同比較高, 2018年有所下降, 粗放式開發(fā)與游客活動(dòng)的影響, 導(dǎo)致景觀破碎明顯。

2.2.3 整體景觀格局變化特征

濕地公園整體景觀變化表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)景觀多樣性不斷擴(kuò)展, 景觀間趨于分散。從圖4可以看出, 2008—2018年間景觀多樣性指數(shù)(SHDI)和均勻度指數(shù)(SHEI)先上升后下降, 總體來看, 最大斑塊類型的優(yōu)勢(shì)度在整個(gè)景觀中的比例呈下降趨勢(shì), 各景觀類型所占份額尚不均衡, 景觀多樣性擴(kuò)展。景觀結(jié)合度(COHESION)和景觀蔓延度(CONTAG)在2008—2013年處于下降狀態(tài), 2013年達(dá)到最低值, 2018年略有回升, 研究表示, 濕地公園開發(fā)建設(shè)之后, 主要景觀的空間形態(tài)產(chǎn)生改變, 景觀間有所分散。

(2)景觀連接度有所下降, 景觀破碎化趨勢(shì)顯著。2008—2018年間, 景觀聚集度(AI)與景觀分離度(SPLIT)反向發(fā)展, 景觀聚集度逐年減少, 景觀分散化趨勢(shì)仍在延續(xù)。斑塊個(gè)數(shù)(NP)先增加, 2013年達(dá)到最大值(15998 個(gè))后又有減少, 斑塊密度(PD)也在同年達(dá)到峰值, 表明汨羅江國(guó)家濕地公園景觀分散化發(fā)展的同時(shí), 景觀破碎度提高。盡管相關(guān)部門在開發(fā)過程中, 實(shí)施了濕地保育政策, 但是濕地恢復(fù)能力有限, 再加上旅游活動(dòng)的影響, 濕地公園景觀破碎化在短時(shí)期內(nèi)難以遏制。

表4 汨羅江國(guó)家濕地公園2008—2018年景觀類型特征指數(shù)

圖4 汨羅江國(guó)家濕地公園2008—2018年整體景觀格局指標(biāo)值

Figure 4 The overall landscape pattern index value of Miluo River National Wetland Park from 2008 to 2018

2.3 景觀格局綜合變化特征

利用SPSS 22將各時(shí)期的NP、PD、LPI、PAFRAC、CONTAG、COHESION、SPLIT、SHDI、SHEI和AI共10 個(gè)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理, 分別用1—10表征。通過主成分分析, 提取出主成分的主要信息, 其中第1主成分可以解釋原數(shù)據(jù)的56.799%, 第2主成分解釋力為35.073%, 兩者疊加可以解釋原方差的91.872%, 設(shè)主成分1為1, 主成分2為2, 總指標(biāo)(景觀格局綜合指數(shù))可得:

1=0.1521+0.1522–0.3583+0.0334–0.4075

–0.4206+0.3717+0.4138+0.4139–0.08110(2.1)

2=0.4481+0.4482+0.2523+0.4794–0.1195–

0.0186–0.2267–0.0878–0.0879–0.47210(2.2)

= 0.571+ 0.352(2.3)

計(jì)算所得的1、2、見表5。

2.4 景觀格局演變驅(qū)動(dòng)因素

選取2008、2013、2018年的面板數(shù)據(jù), 運(yùn)用地理探測(cè)器分析汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變驅(qū)動(dòng)因素, 選取景觀綜合指數(shù)()為因變量, 坡度(1), 年平均氣溫(2), 年降水量(3), 說明自然因素對(duì)區(qū)域濕地公園景觀的影響; 選取汨羅市人均GDP(4)、地區(qū)旅游收入(5)表征地區(qū)旅游發(fā)展水平, 常住人口數(shù)量(6)、城鎮(zhèn)化率(7)說明城市發(fā)展?fàn)顩r, 年末公路通車?yán)锍虜?shù)(8)、客流量(9)代表交通條件, 從而檢驗(yàn)旅游開發(fā)、城市發(fā)展水平及地區(qū)交通條件與濕地公園景觀格局的關(guān)聯(lián)程度; 借鑒相關(guān)學(xué)者研究成果[18], 采用政府在相關(guān)文件中提及“濕地”的次數(shù)(10)表征政策環(huán)境對(duì)國(guó)家濕地公園發(fā)展的重視程度, 各時(shí)期數(shù)據(jù)按自然斷點(diǎn)法分為五類, 見表6。

表5 汨羅江國(guó)家濕地公園2008—2018年景觀格局綜合指數(shù)

2.4.1 自然因素

(1)地形

由探測(cè)結(jié)果可知, 地形(1)對(duì)汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變的影響較為穩(wěn)定(表6)。運(yùn)用ArcGIS 10.2將汨羅市高程數(shù)據(jù)與濕地公園的矢量圖層疊加(圖5)。汨羅江國(guó)家濕地公園大部分區(qū)域位于海拔100米以下, 地面坡度小于5度, 相對(duì)高差小于10米, 微向江湖傾斜。研究表明, 人類活動(dòng)主要集中在低海拔平原區(qū), 隨著濕地公園建設(shè)規(guī)劃的推進(jìn), 草地、林地受人類活動(dòng)影響較大, 景觀分散化和破碎化趨勢(shì)明顯, 景觀優(yōu)勢(shì)度不高。與此同時(shí), 在濕地公園開發(fā)過程中大量耕地被開辟, 隨著公園建設(shè)規(guī)劃的不斷完善, 區(qū)域土地利用狀況也產(chǎn)生變化。

表6 汨羅江國(guó)家濕地公園景觀演變驅(qū)動(dòng)因素地理探測(cè)結(jié)果

(2)水文

借助ArcGIS 10.2空間分析工具將汨羅江水系與該濕地公園及其所在地區(qū)圖層疊加可知(圖5), 汨羅江國(guó)家濕地公園處于汨羅江下游以及汨羅江入洞庭湖湖口處, 汨羅江汛期集中在5—8月, 徑流占全年總量的46.2%左右, 河流徑流量與降水量密切相關(guān), 由探測(cè)因子檢驗(yàn)可知, 年降水量(3)對(duì)汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變的影響程度有所下降(表6), 近年來洞庭湖流域水土流失嚴(yán)重, 泥沙淤積, 河流徑流量減少, 使得汨羅江旱澇災(zāi)害頻生, 濕地公園主要景觀也因此受到影響, 水域環(huán)境破碎, 水質(zhì)降低, 生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)波動(dòng), 水源補(bǔ)給不足。除此之外, 為抵抗水旱災(zāi)害, 河道人工化、渠道化的處理雖能在短時(shí)間起到效果, 但是長(zhǎng)此以往會(huì)威脅整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(3)氣候

年平均氣溫(2)的值從2008年的0.477增加到2018年的0.679(表6), 說明汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變?cè)絹碓蕉嗟氖艿綒夂驐l件的制約。汨羅江國(guó)家濕地公園位于中亞熱帶與北亞熱帶交界處, 屬濕潤(rùn)性大陸季風(fēng)氣候, 氣候適宜, 四季分明, 水熱條件好。將汨羅江國(guó)家濕地公園所在區(qū)域年均溫和年降水量比較分析可知(圖6), 2008—2018年, 汨羅市氣候發(fā)生一定改變, 年平均氣溫升高了1.5 ℃, 降水量增加近700 mm。轄區(qū)水旱災(zāi)頻發(fā), 降水與氣溫不同步, 在一定程度上造成濕地面積的減少, 水域環(huán)境的破壞, 濕地生態(tài)系統(tǒng)的逆向演替最終導(dǎo)致的濕地退化, 使得汨羅江國(guó)家濕地公園景觀破碎斑塊數(shù)量增加。

2.4.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素

(1)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和旅游開發(fā)

由探測(cè)結(jié)果可知, 濕地公園景觀格局變化與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(4)以及旅游效益(5)的關(guān)聯(lián)性逐年遞增。2008—2018年間景觀類型轉(zhuǎn)化頻率較高, 2008—2013年間結(jié)構(gòu)變化較大。為進(jìn)一步驗(yàn)證濕地公園旅游開發(fā)與區(qū)域內(nèi)各景觀類型之間的關(guān)系, 運(yùn)用SPSS 22軟件計(jì)算Pearson系數(shù), 將汨羅江國(guó)家濕地公園2008—2018年(以2008年全縣旅游收入為基點(diǎn), 核算濕地公園建設(shè)以來收益)的旅游總收入和客流量與各景觀類型進(jìn)行相關(guān)分析, 如表7所示。

圖5 汨羅江國(guó)家濕地公園所在地市與地形、河流耦合圖

Figure 5 Coupling of terrain, rivers, and city of the Miluo River National Wetland Park

圖6 汨羅市2008—2018年年均溫與年降水量關(guān)系圖

Figure 6 Relationship between annual average tempera-ture and annual precipitation in Miluo from 2008 to 2018

由表7可知, 水域、建設(shè)用地與旅游收入的相關(guān)性表現(xiàn)為強(qiáng)相關(guān), 林地和草地與旅游總收入表現(xiàn)為中等相關(guān), 未利用地和耕地則表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。而水域、建設(shè)用地與客流量的相關(guān)性表現(xiàn)為中等相關(guān), 其他景觀面積與客流量的相關(guān)性總體較弱, 說明自然景觀在汨羅江國(guó)家濕地公園綜合效益的提升上發(fā)揮重要作用, 但是自然景觀對(duì)游客的吸引力有限, 景觀獨(dú)特性缺乏。通過對(duì)汨羅江國(guó)家濕地公園旅游總收入、旅游客流量與各景觀面積之間的相關(guān)分析, 發(fā)現(xiàn)當(dāng)前公園綜合效益的獲取是以減少自然景觀為代價(jià)的。盡管在汨羅江國(guó)家濕地公園規(guī)劃中, 也在關(guān)注濕地保育, 但休閑旅游中心配套設(shè)施的建設(shè)壓縮了濕地公園自然景觀發(fā)展空間, 同時(shí)也對(duì)濕地公園內(nèi)自然景觀的生長(zhǎng)環(huán)境產(chǎn)生一定影響, 建筑污染、自然與人文景觀的不相匹配在整體上制約景觀美景度, 影響區(qū)域客流量以及旅游滿意度。

(2)城市人口規(guī)模及城市化建設(shè)

研究表明, 人口數(shù)量(6)和城鎮(zhèn)化率(7)的探測(cè)因子對(duì)濕地公園景觀演變的影響逐年提升, 分別從0.362、0.337上升到0.473和0.686(表6), 也印證了城市化發(fā)展對(duì)濕地公園景觀演變有重要影響。在汨羅市快速城市化進(jìn)程中, 人口大幅增長(zhǎng)引起的土地類型變化使得濕地公園景觀類型和結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生改變。2008—2018年間, 在主城區(qū)飛速擴(kuò)張的同時(shí), 城市周邊地區(qū)的建設(shè)和發(fā)展也在不斷加速, 工業(yè)企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn), 工業(yè)廢水、生活污水未經(jīng)處理排入河中, 導(dǎo)致水質(zhì)下降, 加之人們對(duì)水產(chǎn)的捕撈, 這些在一定程度上減少了濕地景觀的物種多樣性。

(3)交通發(fā)展與設(shè)施改善

由探測(cè)結(jié)果可知, 交通探測(cè)因子(8)從0.231增長(zhǎng)到0.517, 客流量(9)從0.237增長(zhǎng)到0.496(表6), 充分說明了地區(qū)交通建設(shè)以及旅游可達(dá)性的提高在一定程度上影響著濕地公園的景觀演變。隨著汨羅江國(guó)家濕地公園的規(guī)劃擴(kuò)展, 現(xiàn)有交通設(shè)施用地不斷完善, 可進(jìn)入性提高。盡管濕地公園在開發(fā)過程中突出人性化設(shè)計(jì), 在盡可能保證景觀完整度的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了游步道建設(shè), 一定程度上緩解了重大節(jié)事活動(dòng)如汨羅江龍舟節(jié)等旅游高峰期的交通壓力。不可否認(rèn)的是, 交通線的建設(shè)擴(kuò)張?jiān)斐闪藢?duì)濕地景觀斑塊的破壞, 濕地公園內(nèi)部的景觀生長(zhǎng)受到限制, 同時(shí), 水上運(yùn)輸和生產(chǎn)船只的漏油問題對(duì)汨羅江水質(zhì)的影響日漸擴(kuò)大, 直接制約著景觀的空間布局。

2.4.3 政策因素

探測(cè)結(jié)果顯示政策環(huán)境探測(cè)值(10)從0.133增加到0.386(表6), 表明政府對(duì)國(guó)家濕地公園保育修復(fù)的重視程度逐年提升, 但相比其他因子, 政策方面的管理力度仍顯偏低。盡管政府對(duì)汨羅江國(guó)家濕地公園建設(shè)的重要意義進(jìn)行了大量宣傳, 但在執(zhí)行中各部門發(fā)展觀念仍有所沖突, 林業(yè)部門堅(jiān)持退耕還湖, 保育濕地; 農(nóng)業(yè)部門和血防部門主張保持原狀或者減少濕地; 生態(tài)專家倡導(dǎo)河道自然化; 水利專家希望河道渠道化、人工化。與此同時(shí), 公眾濕地保護(hù)意識(shí)不強(qiáng), 濕地公園建設(shè)發(fā)展阻力重重。

表7 汨羅江國(guó)家濕地公園旅游總收入和客流量與景觀類型變化的相關(guān)系數(shù)

注: **在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)*在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)

3 討論

汨羅江國(guó)家濕地公園開發(fā)建設(shè)前后主要景觀斑塊及其功能發(fā)生變化, 不少斑塊消失或減少, 充分說明開發(fā)與保護(hù)是濕地公園建設(shè)發(fā)展中的固有矛盾, 濕地公園在我國(guó)的興起時(shí)間不長(zhǎng), 建設(shè)和管理經(jīng)驗(yàn)缺乏, 因地制宜地建立與完善適合我國(guó)國(guó)情的濕地公園評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估體系迫在眉睫[19]。與此同時(shí), 隨著科技的發(fā)展, GIS和RS技術(shù)逐漸在濕地公園景觀研究中得到廣泛應(yīng)用, 通過對(duì)汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局的圖像處理, 了解濕地公園景觀演變趨勢(shì), 全面評(píng)價(jià)其生態(tài)系統(tǒng)健康程度, 科學(xué)指導(dǎo)濕地公園建設(shè), 具有較大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。面對(duì)開發(fā)與保護(hù)的沖突, 汨羅江國(guó)家濕地公園運(yùn)營(yíng)過程中需要系統(tǒng)完善、協(xié)調(diào)有度的管理機(jī)制[20], 借助科技等現(xiàn)代化管理手段, 建立完善的監(jiān)控體系, 提高濕地公園運(yùn)營(yíng)效率, 延伸濕地生態(tài)系統(tǒng)功能最大值。

4 結(jié)論

本文利用2008、2013、2018年3期遙感影像, 分析汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變特征及其影響因素。研究表明: (1)2008—2018年, 汨羅江國(guó)家濕地公園建設(shè)用地面積持續(xù)增加, 且變化幅度最大, 水域、林地、草地等所占比例逐年減少, 建設(shè)用地耕地轉(zhuǎn)移為建設(shè)用地趨勢(shì)顯著; (2)從斑塊水平上看, 斑塊形狀不規(guī)則, 通達(dá)度較差, 部分斑塊被切割; 從類型水平來看, 景觀空間異質(zhì)性增強(qiáng), 漸趨破碎化, 景觀形狀復(fù)雜; 從整體景觀格局來看, 景觀多樣性有待提升, 景觀間趨于分散, 景觀連接度下降, 破碎化趨勢(shì)明顯; (3)從探測(cè)因子的解釋力值看, 地形、氣候、水文等自然因素對(duì)濕地公園景觀演變的影響具有一致性; 經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化水平以及交通可達(dá)性在濕地公園發(fā)展中起到的作用存在一定差異, 地方政策因素影響力仍顯偏低; (4)針對(duì)開發(fā)保護(hù)中存在的問題, 有關(guān)各方要因地制宜, 守住底線, 科學(xué)進(jìn)行規(guī)劃建設(shè), 運(yùn)用多學(xué)科技術(shù)手段, 綜合管理濕地公園, 從而實(shí)現(xiàn)國(guó)家濕地公園的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 王莉, 張宏梅, 陸林, 等. 濕地公園游客感知價(jià)值研究: 以西溪/溱湖為例[J]. 旅游學(xué)刊, 2014, 29 (6): 87–96.

[2] 平磊, 周立志. 焦崗湖國(guó)家濕地公園鳥類群落多樣性及其季節(jié)動(dòng)態(tài)[J]. 生物學(xué)雜志, 2018, 35(1): 68–72.

[3] 李子琴, 趙成章, 茍芳珍, 等. 2013年和2017年甘肅酒泉花城湖國(guó)家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值[J].濕地科學(xué), 2019, 17(3): 365–371.

[4] 林恩惠, 修新田, 郭進(jìn)輝. 基于SD和DPSIR模型的濕地公園旅游環(huán)境承載力模擬研究—以閩江河口國(guó)家濕地公園為例[J]. 林業(yè)經(jīng)濟(jì), 2017, 39(6): 32–37.

[5] 李玉鳳, 劉紅玉, 張華兵. 基于結(jié)構(gòu)和水環(huán)境的城市濕地景觀健康研究—以西溪濕地公園為例[J]. 自然資源學(xué)報(bào), 2015, 30(5): 761–771.

[6] 王立龍, 陸林, 戴建生. 太平湖國(guó)家濕地公園生態(tài)保育區(qū)草本植物區(qū)系及其在不同干擾下的多樣性動(dòng)態(tài)[J]. 自然資源學(xué)報(bào), 2010, 25(8): 1306–1319.

[7] 李麗鳳, 劉文愛, 蔡雙嬌, 等. 廣西北海濱海國(guó)家濕地公園生態(tài)海堤建設(shè)模式研究[J]. 濕地科學(xué), 2019, 17(3): 277–285.

[8] 楊利, 李會(huì)敏. 西洞庭湖青山湖國(guó)家城市濕地公園景觀格局變化研究[J]. 華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017, 51(5): 690–699.

[9] 朱浩楠, 劉曉冉, 孫佳, 等. 濕地公園對(duì)局地氣候舒適性影響的數(shù)值試驗(yàn)[J]. 自然資源學(xué)報(bào), 2019, 34(2): 412– 423.

[10] 李玉鳳, 劉紅玉, 蔡春曉, 等. 城市濕地公園周邊干擾對(duì)其水環(huán)境健康的影響—以西溪國(guó)家濕地公園為例[J]. 地理研究, 2015, 34(5): 851–860.

[11] 周遠(yuǎn)剛, 趙銳鋒, 趙海莉, 等. 黑河中游濕地不同恢復(fù)方式對(duì)土壤和植被的影響—以張掖國(guó)家濕地公園為例[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2019, 39(9): 3333–3343.

[12] 孫浩, 洪劍明, 孫曉利, 等. 張北黃蓋淖國(guó)家濕地公園水鳥多樣性[J]. 濕地科學(xué), 2019, 17(2): 160–165.

[13] 高麗楠. 國(guó)家級(jí)城市濕地公園景觀格局分析—以成都市白鷺灣生態(tài)濕地公園為例[J]. 林業(yè)資源管理, 2017(5): 108–113.

[14] 鄧睿, 劉亮, 徐二麗. 基于Landsat時(shí)間序列數(shù)據(jù)的重慶市熱力景觀格局演變分析[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2017, 26(8): 1349–1357.

[15] 姜海峰, 安裕倫, 周旭, 等. 2000—2015年間貴州省土地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量時(shí)空演變特征[J]. 生態(tài)科學(xué),2017, 36(5): 170–176.

[16] 張永生, 歐陽芳, 袁哲明. 華北農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)景觀格局的演變特征[J]. 生態(tài)科學(xué), 2018, 37(4): 114–122.

[17] 王勁峰, 徐成東. 地理探測(cè)器: 原理與展望[J]. 地理學(xué)報(bào), 2017, 72(1): 116–134.

[18] 賈垚焱, 胡靜, 劉大均, 等. 長(zhǎng)江中游城市群A級(jí)旅游景區(qū)空間演化及影響機(jī)理[J]. 經(jīng)濟(jì)地理, 2019, 39(1): 198– 206.

[19] 孫明陽, 鄒元春, 于曉菲, 等. 濕地景觀生態(tài)美學(xué)感知與評(píng)估體系研究[J]. 濕地科學(xué), 2018, 16(6): 700–706.

[20] 張慶輝, 趙捷, 朱晉. 中國(guó)城市濕地公園研究現(xiàn)狀[J]. 濕地科學(xué), 2013, 11(1): 129–135.

Landscape pattern evolution and its driving forces of Miluo River National Wetland Park

SHI Caixia1,2, YANG Li2,*, ZHONG Peijun2,3

1.,,324000,2.,,410081,3.,,511363,

Using the data of 2008, 2013 and 2018, we explored the evolution characteristics and influencing factors of the landscape pattern in Miluo River National Wetland Park combined with GIS and RS technology, landscape pattern software and Geodetector. Results showed that: (1) From 2008 to 2018, the construction land of Miluo River National Wetland Park continued to increase while other landscape types were basically in a state of decline. Among them, transfer of cultivated land to construction land had a significant trend. (2) From the level of plaque, the shape of plaque was irregular with some plaques cut and the accessibility was poor; at the perspective of type level, the landscape spatial heterogeneity was enhanced and the fragmentation was intensified. Thus, the shape of plaque was becoming more and more complex; from the overall landscape pattern, landscape diversity was at a relatively low level, landscape connectivity was decreasing, and the trend of fragmentation was significant. (3) Terrain, climate, hydrology and other natural factors played a fundamental role in the evolution of the landscape pattern of Miluo River National Wetland Park; the level of economic development and urban development as well as traffic accessibility had important effects on the landscape pattern evolution of the Park. Government policies should strengthen its support for the landscape protection of the wetland park. (4) Contradictions between development and protection of Miluo River National Wetland Park were apparent. All parties concerned should improve the evaluation standards and systems of wetland park to make scientific planning and construction. Multidisciplinary technical methods should be applied to integrated management so as to achieve the sustainable development of national wetland parks.

landscape pattern; geodetector; comprehensive index of landscape pattern; ecotourism; Miluo River National Wetland Park

石彩霞, 楊利, 鐘佩君, 等. 汨羅江國(guó)家濕地公園景觀格局演變及其驅(qū)動(dòng)力分析J]. 生態(tài)科學(xué), 2021, 40(3): 92–101.

SHI Caixia, YANG Li, ZHONG Peijun, et al. Landscape pattern evolution and its driving forces of Miluo River National Wetland Park[J]. Ecological Science, 2021, 40(3): 92–101.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.03.012

K901

A

1008-8873(2021)03-092-10

2020-02-14;

2020-03-01

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（18BJL062）)

石彩霞(1995—), 女, 山西晉中人, 碩士, 助教, 主要從事旅游資源開發(fā)與濕地生態(tài)保護(hù)研究, E–mail: scx_hunnu@163.com。

楊利(1973—), 女, 江西泰和人, 博士, 副教授, 主要從事旅游資源開發(fā)與濕地生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究, E–mail: 1329566960@qq.com。