黄河中游湿地1990—2020年间景观格局演变及驱动因素.pdf

DOI:10.12356/j.2096-8884.2023-0017研究论文 黄河中游湿地 19902020 年间景观格局演变及驱动因素张楠1,2，雷茵茹1,2，李伟1,2，王贺年1,2，刘晨曦1,2，王金枝1,2*，崔丽娟1,2*1.中国林业科学研究院湿地研究所，北京100091；2.湿地生态功能与恢复北京市重点实验室，北京100091摘要：【目的】定量了解黄河中游 19902020 年间的湿地景观格局演变，反映不同湿地类型的面积和空间分布特征，为湿地生态系统保护与修复提供科学依据。【方法】以黄河中游湿地为对象，基于 1990、2000、2010、2020 年的土地利用类型栅格数据等主要数据源，综合运用景观转移矩阵、景观动态度、景观格局指数、层次分析熵权法等方法，分析 30 年来黄河中游湿地景观格局的演变特征及其驱动因素。【结果】在 19902020 年间，黄河中游湿地总面积呈先减少后增加的变化趋势，湿地面积由 1990 年的 102011.94hm2减少至 2000 年的 83333.79hm2，后又增加至 2020 年的 96480.27hm2，但总体呈减少趋势，减少率为 5.42%；黄河中游湿地以河流湿地、滩地和坑塘湿地为主，2020 年 3 种湿地类型分别占湿地总面积的 62.43%、25.63%和 10.49%；黄河中游湿地总体变化特征呈现破碎化趋势，景观异质性增强，斑块形状趋于复杂化；研究区湿地景观格局演变主要受 GDP、人口数量、农业生产、大坝建设和降水量等因素的影响，其中 GDP 影响最大，贡献率为 22.5%，其次为人口数量和农业生产，贡献率分别为 18.5%和 18.2%。【结论】19902020 年间，黄河中游湿地面积总体减少，湿地破碎化增加，GDP 等人为因素是黄河中游湿地景观格局演变的主要驱动因素。研究结果可为黄河中游湿地资源保护与可持续利用提供重要的参考依据。关键词：黄河中游；湿地；景观格局；层次分析熵权法；驱动因素中图分类号：P901文献标识码：A文章编号：20968884（2023）03001313ChangesandDrivingFactorsofWetlandLandscapePatternintheMiddleReachesoftheYellowRiverfrom1990to2020ZhangNan1,2，LeiYinru1,2，LiWei1,2，WangHenian1,2，LiuChenxi1,2，WangJinzhi1,2*，CuiLijuan1,2*1.InstituteofWetlandResearch,ChineseAcademyofForestry,Beijing10091,China；2.BeijingKeyLaboratoryofWetlandEcologicalFunctionandRestoration,Beijing100091,ChinaAbstract:【Objective】ToquantitativelyunderstandtheevolutionofwetlandlandscapepatterninthemiddleYellowRiverfrom1990to2020,reflecttheareaandspatialdistributioncharacteristicsofdifferentwetlandtypes,andprovideascientificbasisforwetlandecosystemprotectionandrestoration.【Method】Basedontherasterdataoflandusetypesin1990,2000,2010and2020,theevolutioncharacteristicsanddrivingfactorsofwetlandlandscapepatterninthemiddlereachesoftheYellowRiverinthepast30yearswereanalyzedbyusinglandscapetransfermatrix,landscapedynamicattitude,landscapepatternindex,analyticalhierarchyprocess-entropymethod.【Result】Duringtheperiod1990-2020,thetotalwetlandareainthemiddlereachesoftheYellowRivershowed a trend of first decreasing and then increasing,with the wetland area decreasing from 102011.94 hm2 in 1990 to83333.79hm2in2000,andthenincreasingto96480.27hm2in2020.Duringthe30years,theoverallwetlandareainthemiddlereachesoftheYellowRivershowedatrendofdecreasing,withareducedrateof5.42%;ThewetlandsinthemiddlereachesoftheYellowRiveraremainlyriverwetlands,floodplain,andpondwetlands.In2020,thethreetypesofwetlandsaccountedfor62.43%,25.63%and10.49%ofthetotalwetlandarea,respectively;WetlandsinthemiddlereachesoftheYellowRivergenerallyexhibitatrendoffragmentation,enhancedlandscapeheterogeneity,andcomplexpatchshapes;Theevolutionofwetlandlandscapepatterninthe study area is mainly affected by factors such as GDP,population size,agricultural production,dam construction,andprecipitation.Among them,GDP has the greatest impact,with a contribution rate of 22.5%,followed by population size and收稿日期：2023-03-21；接受日期：2023-05-17基金项目：中央级公益性科研院所基本科研项目“黄河流域生态格局演变及生态质量综合评估研究”（CAFYBB2021ZB003-02）第一作者Thefirstauthor.E-mail:；*共同通讯作者Co-authorsforcorrespondence.E-mail:;第3卷第3期陆地生态系统与保护学报Vol.3No.32023 年 6 月TerrestrialEcosystemandConservationJun.2023agriculturalproduction,withacontributionrateof18.5%and18.2%,respectively.【Conclusion】From1990to2020,thewetlandareainthemiddleYellowRiverdecreased,wetlandfragmentationincreased,andhumanfactorssuchasGDPwerethemaindrivingfactorsofwetlandlandscapepatternevolutioninthemiddleYellowRiver.TheresearchresultscanprovideimportantreferencebasisfortheprotectionandsustainableutilizationofwetlandresourcesinthemiddlereachesoftheYellowRiver.Keywords:themiddlereachesoftheYellowRiver；wetland；landscapepattern；analyticalhierarchyprocess-entropymethod；drivers黄河拥有丰富的湿地资源、特殊的地理环境和悠久的人类活动历史，是我国重要的生态屏障和经济地带（仇志强等，2021；卫新东等，2021）。黄河中游湿地分布范围覆盖了山西省、陕西省交界的禹门口至河南省桃花峪的河道及沿岸区域，长 489km，存在着不同的分区地理特征，形成了湿地分布的空间差异。黄河中游湿地资源丰富、类型多样，在气候调节、调蓄洪水、水源涵养和水土保持等方面发挥着重要作用，对维护区域和国家生态安全具有重要意义（崔丽娟，2021；Mukherjeeet al.,2020；Singhet al.,2019）。然而，随着社会经济快速发展，在人类活动和气候变化的影响下，黄河中游湿地面临着面积减少、景观格局破碎化、生物多样性降低等威胁，严重影响了黄河中游湿地的生态功能（梁少民等，2011）。湿地景观格局能反映不同类型湿地的面积和空间分布特征，理解其时空演变有助于理解湿地动态变化情况，为探究湿地生态过程与驱动因子之间的关系提供依据（王毓芳等，2022）。前期多位学者基于遥感影像研究分析了黄河中游湿地景观格局，并分析和探讨了景观格局演变的驱动因素。如丁圣彦等（2004）发现 19872002 年河南沿黄湿地面积减少了 19.18%，人类长期垦植造成了这种变化。郭东罡等（2011）发现 19902005 年间连伯滩湿地景观结构异质性和景观破碎化程度增大，造成湿地退化的最根本原因是人口增长。易伟雄（2013）分析了三门峡库区湿地 19802010 年的景观格局变化，发现自然湿地面积逐年减少，人工湿地面积逐年增加，说明人类活动影响在不断加强。然而，目前大多数相关研究仅关注黄河中游的部分湿地，分析其景观格局演变趋势的时间尺度较短，并且仅定性描述了水利工程、水资源过度开采、经济发展等因素对部分湿地景观格局演变的影响（赵颖异，2021；肖春艳，2016；刘金轲等，2014）。因此，本研究利用黄河中游 19902020 年间的土地利用类型分类图，分析湿地景观格局的时空变化规律，探究不同地理分区的湿地分布情况，并运用层次分析熵权法对黄河中游湿地景观格局时空变化的驱动力进行了定量分析，以期为黄河中游湿地保护与修复提供科学依据。1数据与方法1.1研究区域黄河中游湿地是指禹门口至桃花峪的河道及沿岸湿地（图 1），地理坐标为 343331353939N，110611133050E，海拔高度为 20470m。湿地类型包括河流、河漫滩、坑塘、湖泊、沼泽和河口湿地等（易雅宁，2021；李帅，2016）。根据地理特征差异，可分为小北干流、三门峡库区、小浪底库区、小浪底至桃花峪 4 个分区（贺莉，2009）。黄河中游湿地气候为暖温带大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，季风性显著，年均气温 1214.8，1 月份平均气温为20.5，7 月份平均气温为 2627.1，年均降水量 400620mm，集中在 78 月（上官铁梁等，2005）。湿地物种丰富，动植物种类繁多。湿地内有植物 936 种，其中被子植物 887 种，苔藓植物 27 种，蕨类植物 20 种，裸子植物 2 种。动物 943 种，其中哺乳动物 3 种，爬行和两栖动物 30 种，鱼类 82 种，无脊椎、原生等动物 589 种，鸟类 239 种，包括国家一级重点保护鸟类金雕（Aquila chrysaetos）、东方白鹳（Ciconia boyciana）、丹顶鹤（Grus japonensis）、白头鹤（G.monacha）、大鸨（Otis tarda）等，国家二级重点保护鸟类黄嘴白鹭（Egretta eulophotes）、大天鹅（Cygnuscygnus）、小天鹅（C.columbianus）等（常中芳，2006）。1.2数据来源本研究所用基础数据为陕西省、山西省、河南省的 1990、2000、2010 和 2020 年的土地利用类型栅格数据，空间分辨率为 30m，来源于中国科学院资源环境科学与数据中心（http:/ 2 大类 10 小类（姜朋辉等，2013），其中湿地景观包括河流、湖泊、坑塘、滩地和沼泽地，非湿地景观包括耕地、林14陆地生态系统与保护学报第3卷地、草地、建设用地和未利用地（图 2）。利用实地调查结果和遥感影像对土地利用类型数据进行精度验证，得到 1990、2000、2010、2020 年分类结果的 Kappa 系数分别为 0.81、0.84、0.82、0.85，达到使用要求。经济社会数据来源于各省市统计年鉴数据，主要包括人口总数、地区生产总值（GDP）。气候数据来源于国家气象科学数据中心（http:/ N340 N360 N340 N1100 E运城市渭南市三门峡市洛阳市郑州市焦作市济源市025 50100 km研究区域 Study Area小北干流 Xiaobei Main Stream三门峡库区 Sanmenxia Reservoir Area小浪底库区 Xiaolangdi Reservoir Area小浪底至桃花峪 Xiaolangdi to Taohuayu1120 E1140 E1100 E1120 E1140 E图1研究区地理位置Fig.1GeographicallocationofthestudyareaN1990年2000年2010年耕地 Cropland湖泊 Lake坑塘 Pond草地 Grassland沼泽地 Swampland林地 Forest河流 River滩地 Floodplain建设用地 Construction land未利用地 Unused land0 25 50100 km2020年图219902020 年间黄河中游景观类型Fig.2LandscapetypesinthemiddlereachesoftheYellowRiverfrom1990to2020第3期张楠，等：黄河中游湿地 19902020 年间景观格局演变及驱动因素151.3研究方法1.3.1景观转移矩阵景观转移矩阵可以定量表明初期与末期的湿地景观类型和其他景观类型之间的转变情况（赵秋雨等，2022），可以反映景观类型变化的细节结构特征，进一步分析黄河中游湿地某种景观类型的转入与转出以及景观类型时空演变过程与机制（贾艳艳等，2019），其计算公式为：Pij=?P11P12P1nP21P22P2nPn1Pn2Pnn?（1）式中：Pij表示由 i 种景观类型转化为 j 种景观类型的面积；n 为景观类型的数量。1.3.2景观动态度单一景观动态度可以有效地描述一定时间范围内被分析对象动态变化的程度和速率，动态度越高其变化速率越快（王芳等，2017）。分析湿地类型的景观动态变化可以真实反映其变化强度，研究区某种景观类型面积的动态度（K）计算公式如下：K=(UbUa)Ua1T100%（2）式中：Ua和 Ub为研究初期和末期某一种景观类型的面积，T 为研究时间长度。研究区综合景观动态度（Lc）表达的是某研究区一定时间范围内整体景观的变化情况（曹丽慧等，2023），其计算公式如下：LC=ni=1LUij2ni=1LUi1T100%（3）式中：LUi为研究起始时间第 i 类景观类型的面积，LUi-j为研究期间i类景观类型转化为j类景观类型面积的绝对值，n 为景观类型的数量，T 为研究时间。1.3.3景观格局指数景观格局指数是高度浓缩景观格局信息、反映景观空间结构组成和空间配置等方面特征的简单定量指标，在景观生态学研究中应用广泛。结合研究区的实际情况和已有研究（Yanget al.,2022；黄孟勤等，2021；易阿岚等，2021；邬建国，2007），本研究选择斑块数量（numberofpatches,NP）、斑块密度（patchdensity,PD）、平均斑块面积（meanpatcharea,AREA_MN）、集聚度指数（agglomerationindex,AI）作为斑块类型水平的 4 个衡量指数；选择斑块数量、景观形状指数（landscapeshapeindex,LSI）、平均斑块面积、香浓多样性指数（Shannonsdiversityindex,SHDI）、香浓均匀度指数（Shannonsevennessindex,SHEI）作为景观水平的 5 个衡量指数。利用 Fragstats4.2 软件计算得出各景观指数。河流只有 1 个斑块，各指数值变化较低，不再对其进行景观指数分析。1.3.4层次分析熵权法层次分析法是一种定性和定量相结合的、系统的、层次化的分析方法。根据研究区特点和相关文献（孙姝博等，2021；薛鹏飞等，2021），选取了人口数量等 10 个黄河中游湿地景观格局演变驱动因素，利用层次分析熵权法进行分析。将黄河中游湿地景观格局演变驱动因素分解为若干个层次和因素，将同层次的各个因素进行两两比较分析，计算出不同因素对景观格局演变的驱动程度。主要步骤如下：1）建立递阶层次结构，将黄河中游湿地景观格局演变驱动因素分析分为 3 个层次（表 1）：目标层A、准则层 B、指标层 C。目标层 A 为黄河中游湿地景观格局演变驱动因素，准则层 B 包含人为因素 B1和自然因素 B2，指标层 C 包含以下 10 个因素：人口数量 C1、GDPC2、农业生产 C3、渔业生产 C4、大坝建设 C5、旅游发展 C6、降水量 C7、气温 C8、径流量 C9、土壤侵蚀 C10。2）对同一层次中的不同因素进行两两比较，分析二者对目标层的贡献并给出相对比重，利用数字19 衡量该比重并构建判断矩阵 B=(bij)nn如下：16陆地生态系统与保护学报第3卷B=b11b1n.bn1bnn（4）3）根据层次判断矩阵求出特征向量 W 和矩阵的最大特征根 max，并对层次进行单排序（王金枝等，2020），其公式为：max=BWinWi（5）式中：max为判断矩阵的最大特征根，W 为特征向量，Wi为 W 的第 i 个元素，n 为元素数量。4）一致性检验（孙宝娣等，2017），其公式为：CR=CIRI，CI=maxnn1（6）式中，RI 为平均一致性的指标，n 为矩阵的阶数，CI 为偏离一致性的指标。当 CR=0 时，判断矩阵存在完全一致性；当 CR0.1 时，判断矩阵的一致性合理；当 CR0.1 时，应调整判断矩阵并重新进行检验。一致性检验通过后，根据层次分析法计算模型计算出每个层次中因素的相对权重，然后进行排序。5）采用熵权法对层次分析法计算的权重进行修正（张鹄志等，2014），公式为：aj=vjpjnj=1(vjpj)vj=(1sj)nj=1(1sj)sj=(lnn)1ni=1(rijlnrij)rij=bijni=1bij（7）式中，aj为层次分析熵权法求出的第 j 个指标的权重；vj为第 j 个指标的信息权重；Sj为第 j 个指标输出的熵值，n 为指标的数量，bij为判断矩阵，rij为传统层次分析法中准则层的权重，Pj为传统层次分析法中指标层的权重。由于指标体系由多个层次构成，因此需要通过上述方法分别计算各层指标的权重，然后逐层相乘，即k=ajakj（8）表1黄河中游湿地景观格局演变驱动因素分析的指标层次结构Table1IndexhierarchyofdrivingfactorsanalysisofwetlandlandscapepatternevolutioninthemiddlereachesoftheYellowRiver目标层ATargetlayerA准则层BCriterionlayerB指标层CIndicatorlayerC黄河中游湿地景观格局演变驱动因素DrivingfactorsofwetlandlandscapepatternevolutioninthemiddlereachesoftheYellowRiver人为因素B1AnthropogenicfactorB1人口数量C1PopulationsizeC1GDPC2农业生产C3AgriculturalproductionC3渔业生产C4FisheryproductionC4大坝建设C5DamconstructionC5旅游发展C6TourismdevelopmentC6自然因素B2NaturalfactorB2降水量C7PrecipitationC7气温C8AirtemperatureC8径流量C9RunoffC9土壤侵蚀C10SoilerosionC10第3期张楠，等：黄河中游湿地 19902020 年间景观格局演变及驱动因素17kajakj式中，为第 k 个指标层指标对于目标层的权重，为第 j 个准则层指标对于目标层的权重，为第 j 个准则层指标下第 k 个指标层指标对于该准则层指标的权重。2结果2.1湿地景观类型变化在 19902020 年间，黄河中游湿地总面积呈现先减少后增加的变化趋势，其中 19902000 年间由102011.94hm2减少至 83333.79hm2；20002020 年间由 83333.79hm2增加至 96480.27hm2。30 年间共减少 5531.67hm2，湿地减少率为 5.42%（表 2）。河流湿地、滩地和坑塘湿地是黄河中游湿地的主要类型，分别占 2020 年湿地总面积的 62.43%、25.63%和 10.49%。30 年间河流湿地面积增长显著，由 1990年的 49071.87hm2增长至 2020 年的 60232.23hm2，占湿地总面积的比例也由 1990 年的 48.10%增长至2020 年的 62.43%，主要是由耕地和滩地转化而来（图 3）。坑塘湿地面积 30 年间增加了 136.55%，其中表2黄河中游 19902020 年不同类型湿地面积及占比Table2WetlandtypeareaandproportioninthemiddlereachesoftheYellowRiverfrom1990to2020湿地分类Wetlandclassification湿地类型Wetlandtype1990200020102020面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%人工湿地Constructedwetland坑塘Pond4280.044.205547.426.666840.727.3910124.3710.49自然湿地Naturalwetland河流River49071.8748.1039630.6047.5656547.3661.1160232.2362.43湖泊Lake390.870.38699.030.83562.680.61468.180.49沼泽地Swampland2010.421.971437.841.731130.851.22924.390.96滩地Floodplain46258.7445.3536018.9043.2227459.3629.6724731.1025.63总计Total102011.9410083333.7910092540.9710096480.271001990200020102020耕地 Cropland坑塘 Pond林地 Forest沼泽地 Swampland草地 Grassland湖泊 Lake河流 River滩地 Floodplain未利用地 Unused land建设用地 Construction land图319902020 年间黄河中游景观转移桑基图Fig.3SangjimapoflandscapetransferinthemiddleYellowRiverfrom1990to202018陆地生态系统与保护学报第3卷2391.66hm2由耕地转化而来，1196.01hm2由河流湿地转化而来，1046.79hm2由草地转化而来，1023.66hm2由沼泽湿地转化而来。滩地面积大幅度减少，30 年间减少了 21527.64hm2，占 1990 年的46.54%，其中 14405.04hm2转变为耕地，5351.58hm2转变为河流湿地（图 3）。黄河中游湿地景观演变主要是河流湿地、滩地向耕地转化以及河流湿地和滩地间的相互转化。黄河中游 4 个分区的湿地变化情况如表 3。小北干流是湿地面积最大的分区，其湿地面积占湿地总面积的比例始终超过 40%，30 年间湿地面积减少了 6880.05hm2，其中滩地面积减少最多，主要转化为耕地。小浪底库区的湿地面积在 20002010 年间出现了大幅增长，由 5438.61hm2增长至 19392.03hm2，总湿地面积占比由 6.53%增长至 20.96%，主要是由于小浪底水库建成使用使库区河流湿地面积快速增长，从 2000 年的2849.31hm2增长至2010 年的18882.54hm2。小浪底至桃花峪分区的湿地面积30 年间减少了10285.20hm2，2020 年仅为 1990 年的 66.72%，其中滩地面积减少最多，减少了 10185.12hm2，主要转换为耕地。表3黄河中游各分区 1990-2020 年不同类型湿地面积及占比Table3AreaandproportionofdifferenttypesofwetlandsinthemiddlereachesoftheYellowRiverfrom1990to2020地理分区Geographicalzone湿地类型Wetlandtype1990200020102020面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%小北干流XiaobeiMainStream河流River21940.2021.5116334.1019.6018246.3319.7219626.0320.34湖泊Lake186.480.18391.860.47348.210.38254.430.26坑塘Pond2271.512.233239.283.893929.044.255485.505.69沼泽地Swampland1654.111.621081.351.301067.311.15860.670.89滩地Floodplain20975.5820.5620260.9824.3115959.2517.2513921.2014.43总计Total47027.8846.1041307.5749.5739550.1442.7440147.8341.61三门峡库区SanmenxiaReservoirArea河流River10374.3910.1710162.6212.208319.968.999502.749.85湖泊Lake204.390.20307.170.37214.470.23213.750.22坑塘Pond560.700.55674.010.81769.680.831125.721.17沼泽地Swampland356.310.35356.490.4363.540.0763.720.07滩地Floodplain7016.496.886667.748.005548.416.005080.145.27总计Total18512.2818.1518168.0321.8014916.0616.1215986.0716.57小浪底库区XiaolangdiReservoirArea河流River2699.552.652849.313.4218882.5420.4019211.7619.91滩地Floodplain2868.662.812589.303.11509.490.55516.150.53总计Total5568.215.465438.616.5319392.0320.9619727.9120.45第3期张楠，等：黄河中游湿地 19902020 年间景观格局演变及驱动因素192.2景观动态度分析黄河中游湿地的景观动态变化度见图 4，在 19902000 年、20002010 年、20102020 年、19902020 年的综合景观动态度分别为 1.07%、1.48%、0.54%和 0.65%，说明湿地面积变化速率在 20002010年间最快，在 20102020 年减缓。从单一景观动态度来看，19902000 年湖泊湿地和坑塘湿地面积呈增长趋势，其中湖泊湿地动态度最高，为 7.88%，坑塘湿地动态度为 2.96%；河流湿地、沼泽湿地、滩地面积呈现减少趋势，景观动态度分别为1.92%、2.85%和2.21%。20002010 年间，河流湿地面积快速增长，其动态度为 4.27%，是所有湿地景观中动态度最高的。坑塘湿地增长速度放缓，但还是达到了 2.33%。沼泽湿地减少趋势相比 19902000 年有所放缓，动态度为2.14%。滩地减少速率加快，动态度为2.38%。20102020 年间，河流湿地面积增长速率大幅度下降，动态度由 4.27%减少至 0.65%。坑塘湿地增长速率加快，动态度为 4.8%。沼泽湿地和滩地减少速度进一步放缓，动态度分别为1.83%和0.99%。综合而言，19902020 年间河流湿地、湖泊湿地和坑塘湿地面积呈增长趋势，其中坑塘湿地增长速率最快，其动态度为 4.55%。沼泽湿地和滩地呈减少趋势，动态度分别为1.80%和1.55%。2.3景观格局指数变化分析2.3.1斑块类型水平指数变化特征研究区湿地斑块类型水平上的景观格局指数变化如表 4 所示。随着围垦大量进行，大面积的滩地转续表 3地理分区Geographicalzone湿地类型Wetlandtype1990200020102020面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%面积Area/hm2占比Proportion/%小浪底至桃花峪XiaolangditoTaohuayu河流River14058.1813.7810284.9312.3411099.3411.9911892.7812.33坑塘Pond1447.831.421634.131.9621422.313513.153.64滩地Floodplain15398.7315.106501.697.805442.215.885213.615.40总计Total30904.7430.3018420.7522.1018683.5520.1920619.5421.37819902000200020102010202019902020642动态度 Dynamic degree/%024河流 River湖泊 Lake坑塘 Pond沼泽地 Swampland景观类型 Landscape type滩地 Floodplain综合 Comprehensive图4黄河中游湿地 19902020 年景观动态度变化Fig.4ChangeoflandscapedynamicsofwetlandsinthemiddlereachesoftheYellowRiverfrom1990to202020陆地生态系统与保护学报第3卷化为耕地，滩地的斑块数量从 1990 年的 166 个增长至 2020 年的 243 个。坑塘数量一直处于增长趋势，由 1990 年的 59 个增长至 2020 年的 118 个，增长了 1 倍。湖泊、沼泽地斑块数量较少，处于波动变化状态。斑块密度反映了各景观的破碎化程度，斑块密度越大，该景观破碎化越严重。30 年间，湖泊湿地、沼泽湿地、滩地的斑块密度都呈增大趋势，说明各湿地类型逐渐破碎化。集聚度指数表示景观之间汇集程度，集聚度越高，景观连接性越强。坑塘湿地经历了大面积的增长，这导致湿地内的斑块数量大幅度增长。然而，这些斑块不是孤立存在的，它们逐渐连接成了大片湿地，这可以从湿地集聚度和平均斑块面积的增加趋势中看出来。具体来说，坑塘湿地集聚度从 1990 年的95.160 上升到了 2020 年的 95.944，平均斑块面积也从 72.543hm2增长至 85.800hm2。滩地平均斑块面积和集聚度逐年减少，说明滩地逐渐被分割成小块，其连接度降低，破碎化逐渐加重。2.3.2景观水平指数变化特征景观水平上的景观格局指数可以反映整个研究区的景观变化特征，如表 5 所示。19902020 年间，黄河中游湿地斑块数量总体呈增长趋势，从 1990 年的 240 个增加至 2020 年的 383 个，其中 20002010年增长速率最快，增长了 24.19%。景观形状指数处于不断增长趋势，说明湿地斑块形状越来越复杂。湿地平均斑块面积从 1990 年的 220.578hm2减少到 2020 年的 94.642hm2，减少了 57.09%，表明湿地破碎化不断增加。香浓多样性指数和香浓均匀度指数都呈增长趋势，分别从 0.482 和 0.348 增长至 0.767 和 0.553，说明各湿地类型景观异质性变高且趋于均衡化。综合来看，19902020 年间，黄河中游湿地总体破碎化增大、景观异质性增强、斑块形状趋于复杂。2.4驱动因素分析人口数量、GDP 等人为因素对黄河中游湿地景观格局变化的影响如表 6 所示。C5C2C1C3C4C6，说明影响黄河中游湿地景观格局演变的主要人为因素为大坝建设，其贡献率为 26.8%。经济发展、人表4黄河中游湿地斑块类型水平上的景观格局指数Table4LandscapepatternindexatthelevelofwetlandpatchtypesinthemiddlereachesoftheYellowRiver年份Year湿地类型Wetlandtype斑块数量NP/个斑块密度PD/（个100hm2）平均斑块面积AREA_MN/hm2集聚度指数AI1990湖泊Lake80.01548.85995.499坑塘Pond590.11172.54395.160沼泽地Swampland70.013287.20397.318滩地Floodplain1660.384278.66796.8402000湖泊Lake140.03249.93194.823坑塘Pond720.16577.04895.411沼泽地Swampland120.028119.82095.785滩地Floodplain1790.410201.22396.4872010湖泊Lake120.03346.89095.358坑塘Pond820.22883.42395.456沼泽地Swampland100.028113.08596.206滩地Floodplain2400.684114.41495.6562020湖泊Lake100.02846.81895.458坑塘Pond1180.32685.80095.944沼泽地Swampland120.03377.03394.798滩地Floodplain2430.670101.77495.538第3期张楠，等：黄河中游湿地 19902020 年间景观格局演变及驱动因素21口数量增长、农业发展对湿地产生了巨大影响，其贡献率分别为 23.6%、22.7%和 16.8%。近年来，渔业和旅游产业不断发展，对黄河中游湿地也产生了较大影响。气温、降水量等自然因素引起的湿地景观格局演变的贡献率如表 7 所示。C7C8C9C10，说明降水量是引起黄河中游湿地景观格局演变的主要自然因素，其贡献率为 55.4%。气温、径流量和土壤侵蚀对湿地景观格局演变产生的影响较小。利用熵权法修正层次分析法得到的黄河中游湿地景观格局演变驱动因素如表 8