黄河三角洲海岸线现象及对景观的分析

（一）湿地景观格局转移变化分析

借助ArcGIS软件对三个时期的遥感影像进行目视解译，进而得到2004年（图8-5）、2005年（图8-6）和2009年（图8-7）的湿地景观格局的分布图。

将该区域的湿地类型图在ArcMap里空间分析模块下生成30 m×30 m的栅格数据，利用ArcGIS中GRID模块的空间分析功能，分别将2004、2005和2009年的东营湿地景观类型图两两进行叠加计算及统计整理，得到湿地类型之间的面积转移矩阵表（表8-1）。

图8-5　2004年湿地景观格局的分布

图8-6　2005年湿地景观格局的分布

图8-7　2009年湿地景观格局的分布

表8-1　2004～2005年湿地类型转移矩阵

续　表

注：数据单位为m2，转移率单位为%

分析2004～2005年湿地类型转移矩阵表（表8-1），得到2004～2005年东营羊角沟地区湿地类型转化的情况：盐田的增加部分主要来自盐碱地的转化，面积为4.14 km2；盐田中有16.08%的面积转化为盐碱地。盐碱地的增加主要来自养殖池和滩涂的转化，转化面积分别为50.06 km2和47.8 km2；而同时盐碱地中有8.53%转为滩涂。沼泽地的增加主要来自水浇地，转化面积为10.38 km2，沼泽地中有23.42%转化为养殖池。住宅用地的增加主要是水浇地的转化，分别为3.82 km2；住宅用地中有15.02%转化为水浇地。滩涂增加主要是养殖池的转化，面积为50.49 km2；滩涂中有33.49%的面积转化为盐碱地。养殖池的增加部分是由滩涂和沼泽地转化来的，养殖池中有29.18%转化为盐碱地，15.68%的面积转化为住宅用地。水浇地的增加部分是由盐碱地和住宅用地转化来的，面积分别为4.13 km2和7.41 km2；水浇地中有10.16%的面积转化为沼泽地。

分析2005～2009年湿地类型转移矩阵表（表8-2）得到：盐田的增加部分主要来自盐碱地和养殖池的转化，分别为20.5 km2和0.63 km2；盐田中有0.58%的面积转化为盐碱地，总体转化的比较少。盐碱地的增加主要来自养殖池和滩涂的转化，转化面积分别为14.5 km2和47.8 km2；而同时盐碱地中有20.41%转化为滩涂，26.97%转为养殖池。沼泽地的增加主要来自养殖池，转化面积为11 km2，而它几乎没有向其他类型转化。住宅用地的增加主要是水浇地和沼泽地的转化，分别为114.77 km2和9.19 km2；住宅用地中有17.56%转化为水浇地。滩涂增加主要是盐碱地的转化，面积为39.41 km2；滩涂中有85.56%的面积转化为盐碱地。养殖池的增加部分是由盐碱地转化来的，养殖池中有15.68%转化为住宅用地。水浇地的增加部分是由沼泽地转化来的，面积分别为11.76 km2；水浇地中有9.22%的面积转化为住宅用地。

表8-2　2005～2009年湿地类型转移矩阵

注：数据单位为km2，转移率单位为%

（二）海岸线的变化与分析

由于研究区位于黄河三角洲的黄河入海口，是河水与海水交汇最为剧烈的地区，加上近年来受到人为活动的强烈干扰，其岸线变化比较复杂。黄河三角洲海岸线发生淤进、蚀退等现象具有普遍性。黄河三角洲由于泥沙来源特别丰富，数量又特别大，泥沙组成又比较细，使三角洲海岸线变化又快又频繁。黄河来水来沙是黄河三角洲形成的物质基础，也是决定黄河三角洲海岸线演变的基本因素。行水期黄河三角洲岸线一般以淤进造陆为主，个别年份来沙量少时也出现造陆负增长。同时，黄河三角洲岸段在河口改道完全断绝泥沙来源后，岸线侵蚀十分强烈。由图8-5可知，2005年海岸线的蚀退可能是由于拍照时正好处于海平面上升的时候。而之后由于大量修闸建库，使得入海水量减少，从而减少了入海的泥沙量，造成人工海岸线的蚀退。在研究区，从2004～2005年海岸线蚀退的面积为1 741.71 hm2（图8-8）。

图8-8　2004～2005年海岸线的变化

而2005～2009年海岸线淤进的面积为5 166.73 hm2。在黄河三角洲地区，造成海岸线不断向海扩张的主要原因是黄河携泥沙不断向渤海推进，泥沙都淤积在中下游形成地上悬河，黄河到了中下游地势变得低平，河水流速变缓，由于黄河上中游流过黄土高原，携带了大量泥沙，水流流速变缓，使大量泥沙淤积，形成地上悬河，而且黄河径流量小，因此黄河水中的泥沙沉淀在入海口变成陆地（图8-9）。

图8-9　2005～2009海岸线的变化

（三）湿地景观格局指标值变化特征分析

计算黄河三角洲地区现状的景观指数可以帮助理解和评价该地区的景观现状和湿地景观格局，对不同时段的景观指数的计算还可以了解分析出该地区景观格局变化和土地利用演变的趋势，分析发生这些变化的驱动因子和发展趋势，为之后的规划提供参考。总之，对景观格局的分析有助于增加对规划区景观的理解程度，然后可以通过组合或引入新的景观要素来调整或构建新的景观结构，以增加景观异质性和稳定性。将该区域的湿地类型图在ArcMap里空间分析模块下生成30 m×30 m的栅格数据，借助FRASTATS软件对研究区域进行计算获取该区景观空间格局的动态特征。

1.景观类型面积

由景观类型面积特征表（表8-3）可知，2004年各景观类型面积的排列顺序为：水浇地＞养殖池＞盐碱地＞滩涂＞水面＞采矿用地-盐田＞住宅用地＞沼泽地＞公路用地，2005年各景观类型面积的排列顺序为：水浇地＞盐碱地＞养殖池＞水面＞采矿用地-盐田＞滩涂＞沼泽地＞住宅用地＞公路用地。2009年各景观类型面积的排列顺序为：水浇地＞养殖池＞滩涂＞水面＞盐碱地＞采矿用地-盐田＞住宅用地＞沼泽地＞公路用地。说明水浇地、养殖池和盐碱地占据主导地位，而公路用地和沼泽地等占据较小的比例，其中，水浇地的景观类型面积最大，而公路用地的景观类型面积最小。由此可知以水浇地、盐碱地和养殖池等湿地景观类型拼块作为聚居地的物种在丰度、数量、食物链及次生物种的繁殖等方面占优势。而以公路用地和沼泽地等湿地景观类型拼块作为聚居地的物种在丰度、数量、食物链及次生物种的繁殖等方面占劣势。

表8-3　各景观类型面积（hm2）

不同类型面积的大小能够反映出其间物种、能量和养分等信息流的差异，一般来说，一个拼块中能量和矿物养分的总量与其面积成正比；为了理解和管理景观，我们往往需要了解拼块的面积大小。

2.拼块个数

由表8-4可知，2004年各景观类型的拼块个数排列顺序为：公路用地＞水面＞住宅用地＞水浇地＞盐碱地＞采矿用地-盐田＞沼泽地＞养殖池＞滩涂；2005年各景观类型的拼块个数排列顺序为：公路用地＞水面＞住宅用地＞盐碱地＞采矿用地-盐田＞水浇地＞沼泽地＞养殖池＞滩涂；2009年各景观类型的拼块个数排列顺序为：公路用地＞水面＞住宅用地＞水浇地＞盐碱地＞采矿用地-盐田＞沼泽地＞养殖池＞滩涂。公路用地、水面和住宅用地的拼块个数较大，而养殖池和滩涂等的拼块个数较小，其中拼块个数最多的为公路用地，而拼块个数最少的为滩涂。说明公路用地、水面和住宅用地的拼块数目多，当景观格局分布比较分散时，对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾等）有抑制作用，而养殖池和滩涂的拼块数目少，当景观格局分布比较聚集时，对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾等）有促进作用。

表8-4　各景观类型的拼块个数

拼块个数反映景观的空间格局，经常被用来描述整个景观的异质性，其值的大小与景观的破碎度也有很好的正相关性。公路用地、水面和盐碱地等的拼块数目较大，故景观破碎度较大，而养殖池和滩涂等的拼块数目较小，因此景观破碎度较小。拼块个数对许多生态过程都有影响，如可以决定景观中各种物种及其次生种的空间分布特征；改变物种间相互作用和协同共生的稳定性。

3.拼块所占景观面积的比例

由表8-5可知：2004年各景观类型的拼块所占景观面积的比例排序为：水浇地＞养殖池＞盐碱地＞滩涂＞水面＞采矿用地-盐田＞住宅用地＞沼泽地＞公路用地；2005年各景观类型的拼块所占景观面积的比例排序为：水浇地＞盐碱地＞养殖池＞水面＞采矿用地-盐田＞滩涂＞沼泽地＞住宅用地＞公路用地；2009年各景观类型的拼块所占景观面积的比例排序为：水浇地＞养殖池＞滩涂＞水面＞盐碱地＞采矿用地-盐田＞住宅用地＞沼泽地＞公路用地。水浇地和养殖池等湿地景观的拼块所占景观面积的比例较大，而公路用地、沼泽地和住宅用地等湿地景观的拼块所占景观面积的比例较小，其中拼块所占景观面积的比例最大的是水浇地，是研究区域的景观基质，控制着整个区域的物流和能量流动，其次，拼块所占景观面积的比例最小的是公路用地。由于拼块所占景观面积的比例计算的是某一拼块类型占整个景观的面积的相对比例，因而是帮助我们确定优势景观元素的依据之一；也是决定景观中的生物多样性、优势种和数量等生态系统指标的重要因素。由此说明水浇地、养殖池和盐碱地等湿地景观占据主导地位，而公路用地、沼泽地和住宅用地等湿地景观处于支配地位，形成以水浇地和养殖池为主体的，公路用地和沼泽地等其他景观类型镶嵌分布的景观格局。这主要与保护区的性质、当地人口数量及经济发展程度有关。(www.xing528.com)

表8-5　各景观类型的拼块所占景观面积的比例

4.最大拼块所占景观面积的比例

由表8-6可知，2004年景观类型的最大拼块所占景观面积的比例的排列顺序为：水浇地＞滩涂＞养殖池＞水面＞盐碱地＞采矿用地-盐田＞沼泽地＞住宅用地＞公路用地；2005年景观类型的最大拼块所占景观面积的比例的排列顺序为：水浇地＞养殖池＞盐碱地＞水面＞滩涂＞采矿用地-盐田＞住宅用地＞沼泽地＞公路用地；2009年景观类型的最大拼块所占景观面积的比例的排列顺序为：水浇地＞滩涂＞水面＞养殖池＞盐碱地＞采矿用地-盐田＞沼泽地＞住宅用地＞公路用地。最大拼块所占景观面积的比例的大小决定着景观中的优势种、内部种的丰度等生态特征；其值的变化可以改变干扰的强度和频率，反映人类活动的方向和强弱。而水浇地、养殖池和滩涂等湿地景观的最大拼块所占景观面积的比例较大，而公路用地、住宅用地和沼泽地等湿地景观的最大拼块所占景观面积的比例较小。由此说明水浇地、养殖池和滩涂是区域湿地景观中的优势类型，公路用地、住宅用地和沼泽地是区域湿地景观中处于劣势。

表8-6　各景观类型的最大拼块所占景观面积的比例

5.景观形状指数

景观形状指数反映景观空间格局的复杂程度。由表8-7可知：2004年各景观类型的景观形状指数的排列顺序为：公路用地＞水面＞水浇地＞盐碱地＞住宅用地＞滩涂＞沼泽地＞采矿用地-盐田＞养殖池；2005年各景观类型的景观形状指数的排列顺序为：水面＞盐碱地＞公路用地＞水浇地＞采矿用地-盐田＞沼泽地＞滩涂＞养殖池＞住宅用地；2009年各景观类型的景观形状指数的排列顺序为：公路用地＞水面＞水浇地＞盐碱地＞住宅用地＞沼泽地＞采矿用地-盐田＞滩涂＞养殖池。其中，水面和公路用地的景观形状指数较大，而养殖池的景观形状指数较小。

从2004年和2005年两期数据来看，2005年各景观类型的景观形状指数较小，表明2005年景观整体的边界形状趋于简单，说明随着人类对土地的开发利用，土地利用的复杂度逐渐降低，拼块趋于规则化和简单化。从2005年和2009年两期数据来看，2009年各景观类型的景观形状指数较大，表明2009年景观整体的边界形状趋于复杂，说明随着人类对土地的开发利用，土地利用的复杂度逐渐增加，斑块趋于不规则和复杂化。由于受人类活动影响较大的景观长期受到干扰，斑块边界变得不规则，造成斑块形状趋向不规则化和复杂化，因此，河流、坑塘和盐碱地的形状指数较大。

表8-7　各景观类型的景观形状指数

6.聚集度

聚集度反映景观中不同斑块类型的非随机性或聚集程度。AI=0，斑块类型极度分散；AI值越大，不同类型斑块越聚集；AI=100，不同类型斑块聚集成一体。由表8-8可知，2004年各景观类型的聚集度排列顺序为：养殖池＞滩涂＞采矿用地-盐田＞水浇地＞沼泽地＞盐碱地＞水面＞住宅用地＞公路用地；2005年各景观类型的聚集度排列顺序为：养殖池＞水浇地＞住宅用地＞滩涂＞盐碱地＞沼泽地＞采矿用地-盐田＞水面＞公路用地；2009年各景观类型的聚集度排列顺序为：养殖池＞滩涂＞采矿用地-盐田＞水浇地＞沼泽地＞盐碱地＞水面＞住宅用地＞公路用地。其中，养殖池的聚集度最大，公路用地的聚集度最小。说明养殖池分布则以聚集分布，公路用地分布相对分散。景观的聚集程度影响着区域土地的退化或恢复趋势及自我恢复能力和人类干预治理的难易程度。从2004年和2005年的两期数据来看，滩涂、养殖池、水面和采矿用地-盐田的聚集度较2004年有所减少，说明这四类景观在2004年到2005年间趋于分散分布；而其他五类景观的聚集度相比2004年有所增加，说明在2004年到2005年间沼泽地、水浇地、公路用地、住宅用地和盐碱地等五类景观趋于聚集。从2005年和2009年的两期数据来看，滩涂、水面和采矿用地-盐田的聚集度相比2005年有所增加，说明在2004年到2009年间这三类景观趋于聚集分布；其他六类景观相比2005年有所减少，说明在2004年到2009年间养殖池、沼泽地、水浇地、公路用地、盐碱地和住宅用地等六类景观趋于分散分布。

表8-8　各景观类型的聚集度

7.景观破碎度

景观破碎度是表征景观被分割的破碎程度，反映景观空间结构的复杂性，在一定程度上反映了人类对景观的干扰程度。由表8-9可知，2004年各景观类型的破碎度指数的排列顺序为：滩涂＞水浇地＞公路用地＞水浇地＞沼泽地＞盐碱地＞住宅用地＞养殖池＞采矿用地-盐田；2005年各景观类型的破碎度指数的排列顺序为：水面＞采矿用地-盐田＞沼泽地＞住宅用地＞盐碱地＞养殖池＞水浇地＞滩涂＞公路用地；2009年各景观类型的破碎度指数的排列顺序为：滩涂＞水浇地＞公路用地＞水面＞沼泽地＞盐碱地＞养殖池＞住宅用地＞采矿用地-盐田。其中，2004年和2009年滩涂的景观破碎度最大，其次为水浇地，采矿用地-盐田的景观破碎度最小。说明滩涂和水浇地变化所产生的土地覆盖类型，受到人类的干扰影响较大，造成分布较零散，拼块数目增加，破碎化程度较大；采矿用地-盐田景观拼块分布趋向集中，以大规模的形式存在，构成区域的控制性生态景观，破碎度小。而2005年水面的景观破碎度最大，公路用地的景观破碎度最小。说明水面变化所产生的土地覆盖类型，受到人类的干扰影响较大，造成分布较零散，拼块数目增加，破碎化程度较大；公路用地景观拼块分布趋向集中，以大规模的形式存在，构成区域的控制性生态景观，破碎度小。

表8-9　各景观类型的破碎度指数

8.分维数

2004年各景观类型的分维数排列顺序为：公路用地＞水面＞沼泽地＞水浇地＞盐碱地＞滩涂＞住宅用地＞采矿用地-盐田＞养殖池；2004年各景观类型的分维数排列顺序为：盐碱地＞水面＞采矿用地-盐田＞水浇地＞沼泽地＞养殖池＞滩涂；2009年各景观类型的分维数排列顺序为：公路用地＞水面＞沼泽地＞水浇地＞采矿用地-盐田＞盐碱地＞住宅用地＞滩涂＞养殖池。分维数可用于确定和保持现有斑块形状的景观过程，同时，分维数还可以用来辨别景观斑块是受自然调节还是人为影响下的产物。分维数越大，表明受到的人为干扰较小，景观斑块的几何形状比较复杂；分维数越小，受人类活动的影响也越大，景观斑块的几何形状越简单。因此，通过斑块形状分维数高低可以反映出人类活动对景观斑块的影响程度。

从表8-10看出，公路用地的分维数最大，养殖池的分维数最小。公路用地的分维数最大，表明公路用地景观要素拼块形状动态变化趋于复杂化和不规则化，表明这种景观受人类活动影响大或是人工景观，使景观处于发展过程中；养殖池景观的分维数最小，表明是受到人为开垦养虾池塘等活动的影响，促使其形状有不规则呈现出规则化，造成区域内生态环境恶化。

2005年分维数较2004年有所增加，说明该时期土地利用的复杂程度逐步减少，拼块边界形状的复杂性也逐渐减少。2009年分维数较2005年有所增加，说明该时期土地利用的复杂程度逐步增大，斑块边界形状的复杂性也逐渐增大。景观的分维数在1.6以下，说明景观形状规则，有利于景观的利用和管理，为进一步提高该地区生态提供了很好的基础。但是需要指出的是：分维数的高低并不能完全反映人为活动对景观的干扰程度，因为决定拼块分维数的，除了人为因素外，还有地形、地貌和其他自然条件。

表8-10　各景观类型的分维数

9.景观异质性指数分析

景观丰度（PR）反映景观祖坟以及空间异质性的关键指标之一，并对许多生产过程产生影响。景观类型多样性（SHDI）是指景观类型的丰富度和复杂度，反映不同的景观类型在景观中所占面积的比例和类型的多少。景观的均匀指数（SHEI）侧重表现各景观单元的均匀程度。蔓延度指数（CONTAG）：描述景观里不同斑块类型的团聚程度或延展趋势。理论上，CONTAG值较小时表明景观中存在许多小斑块；趋于100时表明景观中有连通度极高的优势斑块类型存在。从表8-11可以看出：三期的景观丰度值均为9，说明景观丰度与物种丰度之间存在很好的正相关性，特别是对于那些生存需要多种生境条件的物种来说物种丰度就显得格外重要。2004年和2005年两期数据中景观多样性和景观均匀度呈现递减，蔓延度指数增加，从侧面反映了各景观类型所占比例的差异增大，景观异质性较高，不利于该生态系统的稳定。蔓延度指数分别为50.53和53.77，说明景观是具有多种要素的密集格局，景观的破碎化程度较高。而2005年和2009年两期数据中景观多样性和景观均匀度呈现递增，蔓延度指数减少，从侧面反映了各景观类型所占比例的差异较多，景观异质性较低，有利于该生态系统的稳定。蔓延度指数分别为53.77和49.95，说明景观是具有多种要素的密集格局，景观的破碎化程度较高。这主要是由于加强管理人类活动范围和活动干扰的剧烈程度，促使土地利用趋于多样化和均匀化，但完整性较差，引起景观内部空间格局的改变。景观单元的信息含量和信息的不定性较大，容易造成景观格局趋向复杂化。

表8-11　景观异质性比较

10.湿地景观格局变化的驱动因素分析

黄河三角洲湿地的景观格局时空变化同时受着自然过程和人为活动两种不同性质的驱动力的影响。就自然因素而言，河口泥沙沉积使自然湿地向海淤涨，带动整个湿地景观向海推演以及海退导致的湿地环境因子的变化，这种强烈的海陆作用在较大的时空尺度下构成区域地质历史背景，是景观格局变化的内在驱动力。同时黄河三角洲地区的气温和降雨量等气候变化也是导致湿地类型变化的因素。另一方面，近年来随着人口数量的急剧增长，大量的自然湿地在人类活动的干扰下被逐渐开垦为经济效益较大的人工湿地或人工景观。研究区域中的石油开采和农业开发等活动是影响湿地生态系统退化的重要原因。近现代人类的经济活动及区域开发历史作为一种人类外在的胁迫因子叠加于自然因子之上，加快了湿地环境演变的进程，并使之逐渐偏离原来的自然演化轨迹。

（四）结论

通过对2004年、2005年和2009年三个年份的景观格局变化情况分析可知，该地区湿地景观类型变化比较显著，人为干扰强烈大量天然湿地在人类活动干扰下演变为人工湿地。养殖区、水浇地湿地等人工湿地景观类型面积得到了明显的增加。对于整个研究区变化而言，该区域湿地景观的景观多样性指数和均匀度指数都有一定的上升，表明该区域湿地景观异质程度上升，整体景观类型呈现均衡化方向发展的趋势。

面对人工海岸线的不断变化，为了保证现行各行各业的健康发展，应加大工程投入，建设和巩固现有堤坝，加强对岸滩开发和区域水资源的管理，同时要加大教育和宣传的力度，加大为地区防灾减灾而进行的环境科研投入。

在研究期间，研究区的景观空间格局发生的变化，除了受地形条件和自然灾害等影响外，还受人口增长、城乡建设以及社会政治经济因素等的影响。若相关部门共同努力，研究区景观空间格局会更趋合理化，从而做到土地的合理开发与保护并重，实现土地资源的永续利用和区域可持续发展。