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福建泉州湾河口湿地时空动态及其驱动机理

林津 洪宇 林志玮 阙翔 刘金福 连海峰

林津, 洪宇, 林志玮, 阙翔, 刘金福, 连海峰. 福建泉州湾河口湿地时空动态及其驱动机理[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(6): 75-82. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200358
引用本文: 林津, 洪宇, 林志玮, 阙翔, 刘金福, 连海峰. 福建泉州湾河口湿地时空动态及其驱动机理[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(6): 75-82. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200358
Lin Jin, Hong Yu, Lin Zhiwei, Que Xiang, Liu Jinfu, Lian Haifeng. Spatiotemporal dynamics and its driving mechanism of the Quanzhou Bay Estuary Wetland, Fujian Province of eastern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(6): 75-82. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200358
Citation: Lin Jin, Hong Yu, Lin Zhiwei, Que Xiang, Liu Jinfu, Lian Haifeng. Spatiotemporal dynamics and its driving mechanism of the Quanzhou Bay Estuary Wetland, Fujian Province of eastern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(6): 75-82. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200358

福建泉州湾河口湿地时空动态及其驱动机理

doi: 10.12171/j.1000-1522.20200358
基金项目: 中央引导地方科技发展资金项目(2020L3006),数字福建环境监测物联网实验室开放课题(202008),福建农林大学科技创新专项(CXZX2020149C)
详细信息
    作者简介:

    林津。主要研究方向:资源环境统计。Email:779876522@qq.com 地址:350002 福建省福州市仓山区上下店路15号福建农林大学计算机与信息学院

    责任作者:

    刘金福,博士,教授。主要研究方向:森林生态学、生物统计学。Email:fjljf@126.com 地址:同上

  • 中图分类号:  S718.5

Spatiotemporal dynamics and its driving mechanism of the Quanzhou Bay Estuary Wetland, Fujian Province of eastern China

  • 摘要:   目的   为探究福建泉州湾河口湿地生态系统环境破坏及景观结构变化的原因,   方法   以泉州湾河口湿地为研究区域,基于Landsat TM遥感影像提取地物信息,构建土地利用动态度模型,运用景观格局指数分析景观空间结构特征;建立不同时期土地利用转移概率矩阵,确定土地类型间数量转移关系;应用灰色关联度模型分析红树林湿地面积变化驱动力。   结果   (1)1990—2018年天然湿地面积占比呈减少趋势,人工湿地呈增加趋势;从景观水平看,湿地斑块分布呈规则化,聚拢程度减少,景观类型丰富。(2)红树林、互花米草群落动态度波动大,红树林面积比例以2000年为分界点,呈先减后增趋势;1990—2000年红树林主要向水域、养殖池转出,2010—2018年滩涂和互花米草群落转出为红树林。(3)2000年来,红树林面积大小与其他土地类型面积变化关联性强,尤其受到国内生产总值、园林绿地面积影响较大。   结论   泉州湾河口湿地红树林呈恢复趋势,互花米草群落蔓延速率减缓,生态环境逐步改善。该研究为湿地保护与生态恢复提供科学实践依据。

     

  • 图  1  研究区域位置及高程示意图

    Figure  1.  Research area location and elevation diagram

    图  2  泉州湾河口湿地不同年份土地利用分类

    Figure  2.  Land use classification map of Quanzhou Bay Estuary Wetland

    图  3  泉州湾河口湿地土地利用动态度

    Figure  3.  Dynamic degree of land use in Quanzhou Bay Estuary Wetland

    图  4  研究区域不同时段土地利用面积百分比转移矩阵

    数值范围在[0,1],行代表转出的土地类型、列代表转入的土地类型。The value range is [0,1],the row represents the land type transferred out and the column represents the land type transferred in.

    Figure  4.  Transfer matrix of percentage of land use area in different periods

    表  1  景观指数公式及参数含义[23]

    Table  1.   Landscape index formula and its parameter meaning

    指标 Index公式 Formula意义说明 Explanation of meaning
    面积加权平均形状指数
    Area-weighted mean shape index (SA)
    ${\rm{SA} } = \displaystyle\sum\limits_{j = 1}^n {\left[ { {x_{ij} }\left( {\dfrac{ { {a_{ij} } } }{ {\displaystyle\sum\limits_{j = 1}^n { {a_{ij} } } } } } \right)} \right]}$ 指斑块形状复杂与不规则程度
    It refers to the complex shape and irregular degree of patches
    蔓延度指数
    Contagion index (CONTAG)
    ${\rm{CONTAG} } = {\rm{1} } + \displaystyle\sum\limits_{ {\rm{i} } = 1}^\infty {\displaystyle\sum\limits_{j = 1}^\infty { {P_{ij} }{\rm{ln} }({P_{ij} })\dfrac{ { {P_{ij} }{\rm{ln} }({P_{ij} })} }{ {2{\rm{ln} }(m)} } } }$ 反应景观相邻之间的空间网格数量
    The number of spatial grids between adjacent landscapes, reflecting the agglomeration degree
    香农多样性指数
    Shannon’s diversity index (SHDI)
    ${\rm{SHDI} } = - \displaystyle\sum\limits_{ {\rm{i} } = 1}^\infty {({P_i}\ln {P_i})}$ 描述景观格局的景观类型的多样性以及异质性
    It describes the diversity and heterogeneity of landscape types of landscape patterns
    香农均匀度指数
    Shannon’s evenness index (SHEI)
    ${\rm{SHEI} } = \dfrac{ { - \displaystyle\sum\limits_{i = 1}^\infty { {P_i} \times {\rm{ln} }{P_i} } } }{ { {\rm{ln} }(m)} }$ 反应各景观类型面积的均匀程度
    It indicates the uniformity of the area of each landscape type
    注:aij为某一斑块的面积,i表示类型,j表示斑块;xij表示某个斑块的周长;Pij表示表示类型i和类型j之间相邻的格网单元数目;Pi表示i占整个景观中所占面积的比例;m为景观类型中斑块类型数。Notes: aij is the area of a patch,i refers to the type,j refers to the patch;xij refers to the circumference of the patch;Pij refers to the number of adjacent grid cells between type i and type jPi refers to the ratio of i to the area occupied by the entire landscape;m is the number of patch types in the landscape type.
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    表  2  不同时期研究区域的景观指数

    Table  2.   Landscape index of regional landscape level in different periods

    年份 YearSACONTAGSHDISHEI
    2005 5.572 41.262 1.799 0.819
    2010 6.340 41.533 1.764 0.803
    2018 4.622 37.285 1.867 0.850
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    表  3  社会经济因子与红树林面积的灰色关联度

    Table  3.   Grey correlation degree between social economic factors and mangrove area

    年份
    Year
    总人口
    Total
    population
    国内生产
    总值/万元
    Gross domestic
    product/104 CNY
    地方财政一般
    预算内支出/万元
    General budget
    expenditure of local
    finance/104 CNY
    全社会固定资产
    投资额/万元
    Fixed asset investment
    of the whole society/
    104 CNY
    农作物播种
    面积/103 hm2
    Sown area of
    crops/103 ha
    公路通车
    里程
    Highway
    mileage/km
    园林绿地
    面积/hm2
    Area of garden
    green space/ha
    2000 650 400 951.82 323 713.00 118 727.00 334.93 8 014.00 1 325.00
    2005 1 003 300 3 400.96 271 902.00 1 215 695.00 293.16 6 038.00 2 962.00
    2010 7 860 000 3 069.40 1 869 036.00 8 228 216.00 257.79 14 131.00 3 228.00
    2018 7 423 300 7 547.82 6 378 083.00 4 123 802.00 260.65 17 656.00 8 865.00
    $L({X_{\rm{0}}},{X_i})$ 0.67 0.89 0.68 0.55 0.66 0.64 0.82
    注:社会经济因子数据来源于文献[26-29]。X0为不同年份红树林面积的参考序列,Xi为被比较序列,L(X0Xi)表示与红树林面积的灰色关联度。下同。Notes: data of social economic factors are cited from reference [26-29]. X0 is the reference sequence of mangrove area in different years,Xi is the comparison sequence,L(X0Xi) is the grey correlation degree with mangrove area. The same below.
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    表  4  其他土地类型与红树林面积的灰色关联度

    Table  4.   Grey correlation between other land types and mangrove area

    年份
    Year
    道路面
    积/hm2
    Road
    area/ha
    建设及居民
    用地面积/hm2
    Construction and
    residential land area/ha
    林地面
    积/hm2
    Woodland
    area/ha
    互花米草群
    落面积/hm2
    Spartina Alterniflora
    area/ha
    农地面
    积/hm2
    Agricultural
    land area/ha
    水域面
    积/hm2
    Water
    area/ha
    滩涂面
    积/hm2
    Tidal flat
    area/ha
    养殖池
    面积/hm2
    Area of culture
    pond/ha
    2000 11 921 56 438 28 100 3 009 85 174 37 538 22 072 3 385
    2005 12 363 63 239 24 924 6 547 80 464 23 733 23 993 8 997
    2010 12 926 60 854 27 491 9 271 86 438 24 452 17 793 5 643
    2018 24 989 64 785 40 139 7 946 60 720 26 116 12 072 6 360
    $L({X_{\rm{0}}},{X_i})$ 0.99 0.91 0.69 0.82 0.97 0.63 0.81 0.86
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-21
  • 修回日期:  2021-03-04
  • 网络出版日期:  2021-06-08
  • 刊出日期:  2021-06-30

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