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典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测

闻国静 王妍 刘云根 侯磊

闻国静,王妍,刘云根,等. 典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测[J]. 中国岩溶,2022,41(2):249-258 doi: 10.11932/karst2021y41
引用本文: 闻国静,王妍,刘云根,等. 典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测[J]. 中国岩溶,2022,41(2):249-258 doi: 10.11932/karst2021y41
WEN Guojing, WANG Yan, LIU Yungen, HOU Lei. Change and its prediction of landscape patterns in the watershed of typical karst lake wetland[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2022, 41(2): 249-258. doi: 10.11932/karst2021y41
Citation: WEN Guojing, WANG Yan, LIU Yungen, HOU Lei. Change and its prediction of landscape patterns in the watershed of typical karst lake wetland[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2022, 41(2): 249-258. doi: 10.11932/karst2021y41

典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测

doi: 10.11932/karst2021y41
基金项目: 国家自然科学基金项目(3156023,51469030,31760245)
详细信息
    作者简介:

    闻国静(1992-),女,硕士研究生,主要从事湿地生态修复的研究工作。E-mail:wenguojing920@126.com

    通讯作者:

    王妍(1980-),女,副教授,主要从事生态修复及景观生态的研究工作。E-mail:wycaf@126.com

  • 中图分类号: P901;X171.1

Change and its prediction of landscape patterns in the watershed of typical karst lake wetland

  • 摘要: 岩溶湖泊湿地流域作为景观格局变化的热点研究区域,探讨景观格局动态变化及预测趋势,为岩溶流域生态安全研究提供科学依据。应用遥感与地理信息系统技术,结合普者黑岩溶湖泊湿地流域实际情况,分别对该地区1990、1995、2000、2005、2010、2015 年6 期遥感影像进行分类、解译,系统地获取地区景观格局状况,分析动态变化特征,并运用CA-Markov 模型对未来湿地景观格局进行模拟预测。结果表明:1990−2015年普者黑岩溶湿地流域景观格局随时间变化显著,景观破碎化程度总体呈现增加趋势,斑块数(NP)从861增加到889,景观类型的优势斑块面积在逐渐增加,而多样性指数从1.064下降到0.966;2020−2030年普者黑岩溶湿地流域建筑用地、农地和湿地景观类型面积在增加,农地和林地在减少,其中,较为突出的是建筑用地占有率由2.79%上升到2.97%,农地占有率60.12%增加到60.74%,湿地占有率6.67%上升7.02%,而林地占有率由26.70%下降到26.40%。景观格局进行预测可以发现湿地面积、建筑用地面积和农地变化幅度最大,本文相关研究和预测结果可为普者黑流域生态保护提供一定的建议和参考。

     

  • 图  1  研究区地理位置图

    Figure  1.  Location of the study area

    图  2  1990−2015年普者黑流域土地利用动态变化及对应假彩色合成影像

    Figure  2.  Dynamic change of land use and synthetic image of corresponding false color in Puzhehei watershed from 1990 to 2015

    图  3  普者黑岩溶湖泊湿地流域景观形状指数特征

    Figure  3.  Shape index of the Puzhehei karst wetland landscape

    图  4  普者黑岩溶湖泊湿地流域景观多样性指数特征

    Figure  4.  Diversity index of the Puzhehei karst wetland landscape

    图  5  普者黑岩溶湖泊湿地流域2020年与2030年景观格局预测对比图

    Figure  5.  Comparison between landscape patterns of the Puzhehei karst wetland in 2020 and 2030

    表  1  不同年份普者黑流域土地利用类型分类精度

    Table  1.   Classification precision of land use of Puzhehei basin in different year

    时间(年)199019952000200520102015
    影像类型Landsat TMLandsat TMLandsat ETMLandsat TMLandsat TMLandsat OLI
    Kappa 系数0.780.820.850.820.840.87
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    表  2  Kappa系数分类标准[16-18]

    Table  2.   Classification criteria of Kappa coefficient

    Kappa系数一致性程度
    < 0很差
    0~0.20微弱
    0.21~0.40
    0.41~0.60适中
    0.61~0.80显著
    0.81~1.00最佳
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    表  3  普者黑岩溶湿地流域景观类型数量与面积变化(1990−2015)

    Table  3.   Change of number and area of the Puzhehei karst wetland landscape (1990-2015)

    土地利用
    类型
    1990年1995年2000年2005年2010年2015年
    斑块数面积/斑块数面积/斑块数面积/斑块数面积/斑块数面积/斑块数面积/
    (NP)hm2(NP)hm2(NP)hm2(NP)hm2(NP)hm2(NP)hm2
    建设用地 59 549.05 58 621.82 60 674.26 62 706.77 65 756.37 63 784.77
    林地 550 9 369.64 529 9 343.73 613 9 180.54 594 9 423.89 598 9 165.24 589 9 177.44
    农地 107 19 670.03 103 19 818.32 102 20 045.42 95 20 695.63 89 20 777.79 84 20 804.27
    湿地 91 2 319.14 89 2 241.09 110 2 190.14 63 1 573.34 60 1 848.94 62 1 916.19
    未利用地 7 1024.34 6 898.55 5 838.81 7 530.71 6 376.1 10 243.12
    园地 47 236.69 45 245.39 46 239.70 48 238.56 51 244.45 51 243.10
    合计 861 33 168.90 830 33 168.90 936 33 168.90 869 33 168.90 869 33 168.90 859 33 168.90
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    表  4  普者黑岩溶湖泊湿地流域景观破碎化指数特征

    Table  4.   Fragmentation index of the Puzhehei karst wetland landscape

    斑块数(NP)/个斑块密度(PD)最大斑块数(LPI)/个
    1990年 861 2.596 58.345
    1995年8302.50258.911
    2000年9362.82259.404
    2005年8692.6261.797
    2010年8792.6261.218
    2015年8892.6962.036
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    表  5  2010年普者黑流域土地利用模拟与实际结果对比

    Table  5.   Comparison between simulation of land use and actual land use in the Puzhehei karst wetland in 2010

    类型预测面
    积/hm2
    预测占
    有率/%
    实际面
    积/hm2
    实际占
    有率/%
    模拟正
    确率%
    建筑面积650.801.96554.811.6785.25
    农地20 053.8160.4220 143.4660.7399.55
    湿地2 374.337.152 190.146.6192.24
    林地8 908.9426.849 180.6127.6897.04
    园地399.890.91239.700.7259.94
    未利用地1 001.262.72860.182.5985.91
    合计33 189.03 10033 168.90 10099.93
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    表  6  普者黑岩溶湖泊湿地流域2020年和2030年土地利用预测结果

    Table  6.   Prediction of land use of the Puzhehei karst wetland in 2020 and 2030

    类型2020年
    面积/hm2
    预测占
    有率/%
    2030年
    面积/hm2
    预测占
    有率/%
    建筑用地928.992.79980.072.97
    农地20 043.9460.1220 250.5860.74
    湿地2 224.926.672 339.777.02
    林地8 901.9426.708 801.9426.40
    园地726.102.18593.531.78
    未利用地511.371.53371.371.11
    合计33 337.2610033 337.26100
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    表  7  普者黑岩溶湖泊湿地流域2010年与2020年、2030年景观水平指数对比

    Table  7.   Comparison among the level index of the Puzhehei karst wetland landscape in 2010, 2020 and 2030

    年份景观指数
    NPPDLPIEDLSICONTAGSHDISHEI
    2010年8792.620 061.217 5 46.424 528.634 964.009 50.971 90.542 4
    2020年9892.690 762.693 648.362 129.675 264.579 10.946 90.529 7
    2030年9992.701 062.732 148.543 229.684 364.597 30.920 60.510 9
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  • 收稿日期:  2020-08-10
  • 刊出日期:  2022-07-28

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