4个时期三江平原别拉洪河河岸带土地利用分析_张丽娜
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土 地 利 用 程 度 综 合 水 平 的 估 算 公 式 [15] 为 ：
n
∑ Ia = 100 × Ai × Ci Ia∈[100,400] (1) i=1
公式(1)中，Ia为 a 时期的土地利用程度综合指数；Ai 为第 i 种土地利用程度分级指数；Ci 为第 i 种土地 利用程度的面积百分比。由公式(1)可知，土地利 用程度综合指数的取值范围为[100，400]。在不同 的格网单元内，综合指数的大小反映了一定区域 内土地利用程度的高低，通过对不同时期的土地 利用综合指数的分析，可以反映人为因素和自然 因素对土地利用/覆被变化的影响程度。
1 数据和方法
1.1 研究区 别拉洪河为乌苏里江支流，发源于富锦市北
部东石砬子山西平原区，在抚远县东部别拉洪亮子 附近注入乌苏里江，全长 170 km，为沼泽性河流。
别拉洪河流域(47°30'N～48°28′N，133°20′E～ 135°06′E)位于黑龙江省最东端，地处三江平原腹 地，行政区域包括抚远县和饶河县，东与乌苏里江
别拉洪河流域气候属大陆性季风气候，年平 均气温为 2.2 ℃，年降水量约为 600 mm，年日照时 数为 2 304 h 。 [14] 1.2 数据来源及其处理
别拉洪河河岸带的土地利用数据来源于 1986 年 6 月 4 日、1995 年 6 月 13 日、2000 年 5 月 9 日和 2006 年 8 月 30 日 4 期 Landsat TM 影像，影像分辨 率为 30 m。
270
湿地科学
12 卷
类型 耕地 林地 草地 水域 居民地 沼泽
表 1 遥感解译分类系统 Table 1 Classification system of remote sensing interpretation
内容
对河岸景观带的生态学意义[2,3,7]
水田、旱地
农业生产过程中的农药及其他有害物质污染河岸带的环境，同时 又能维持生物多样性，取得经济效益。
图 1 1986 年、1995 年、2000 年和 2006 年别拉洪河 0～8 km 河岸带土地利用图
Fig.1 Land use maps in riparian zones of 0-8 km range of Bielahong River in 1986, 1995, 2000 and 2006
1995 年、2000 年和 2006 年，草地面积在各分 带所占比例变化很小；而 1986 年，随着距河道距离 的增加，在河岸带各分带内，草地面积所占比例呈 大幅波动增加(见图 2)，从在距河道 1 km 河岸带所 占比例为 3.19%，增加到在距河道 7～8 km 河岸带 所占比例为 14.32%。20 世纪 90 年代后，当地以稻 治涝的政策导致了沼泽地表被疏干，加之其地下 水水位下降，沼泽逐渐退化成草甸，使草地面积大 幅增加。
速增加，且向着河道方向不断拓展，严重危害了河岸带的湿地生态系统。因此，亟需加大对距别拉洪河河道 1～
2 km 河岸带内沼泽的保护力度。
关 键 词：河岸带；土地利用；遥感；别拉洪河
中图分类号：TP79
文献标识码：A
文章编号：1672-5948(2014)02-268-05
河岸带在广义上是指靠近河边植物群落包括 其组成、植物种类多度及土壤湿度等高、低植被明 显不同的地带；在狭义上指河水—陆地交界处的 两边，直至河水影响消失为止的地带[1]。在河岸带 及受河岸带影响的区域内，人为干扰极为明显，破 坏了河岸带生态系统，使更大地区的生态环境变 得脆弱[2,3]。随着地理信息系统和遥感技术的发展， 不同区域的土地利用被广泛研究。土地利用是人 与自然交叉最为密切的环节，土地利用以及由此 导致的土地利用的变化必然影响生态系统的结构 和功能，对区域气候、水文、植被、生物地球化学循 环及生物多样性等产生重大影响[4]。近年来，由于 经济的高速发展，河岸缓冲带内的大量土地被开 垦，在粮食增产的同时给生态环境造成了一定的 损害[5]。土地开发利用是导致流域内横向湿地景 观结构变化的主要因素[6]。因此，要加强对河岸带 的土地利用分析，以期为区域河岸带的土地合理 利用、生态环境保护提供决策支持与科学依据。
2期
张丽娜等：4 个时期三江平原别拉洪河河岸带土地利用分析
269
为邻，西濒松花江，北傍黑龙江与俄罗斯下列宁斯阔 耶相对，流域面积 4 340 km2；地貌主要包括低山地、 漫平原、低平原和洪泛平原，平原区海拔约在 37～ 60 m 之间。流域内沼泽以毛苔草(Carex lasiocarpa) 沼泽和漂筏苔草(Carex pseudocuraica)沼泽为主[13]。
目前，国内学者在河岸带理论及河岸带管理、 恢复和重建方面的研究[7~9]较多；一些学者对三江 平原和松嫩平原沼泽萎缩、破碎化和大规模农业
开垦导致沼泽消失进行了研究[10~12]比较多，而对于 三江平原河岸带的土地利用格局变化及其环境效 应的研究相对较少。
位于三江平原腹地的别拉洪河河岸带湿地生 态系统对于维系区域生态环境具有重要作用。从 河岸带角度，认知短时期、高强度人类作用下湿地 的空间分布及其时空变化，进而制定科学的管理 对策，对于河岸带湿地生态系统的保护与可持续 利用具有重要意义。本研究以三江平原别拉洪河 河岸带为研究对象，采用遥感和地理信息系统技 术，分析 4 个时期不同尺度河岸带土地利用的特征 及发展趋势，探讨人类活动干扰对其的影响。
2 结果与分析
2.1 4 个时期河岸带土地利用特征 在距别拉洪河河道小于 1 km 的河岸带内，
1986 年、1995 年、2000 年和 2006 年的耕地面积占 相 应 河 岸 带 面 积 的 比 例 都 最 小 ( 图 2)，分 别 为 14.12%、16.61%、19.52%和 37.08%；在距河道 1～ 2 km 的河岸带内，4 个时期的耕地面积所占比例 迅 速 增 加 ，分 别 为 39.34% 、45.51% 、50.56% 和 70.43%；在距河道大于 2 km 的河岸带内，耕地面
第 12 卷 第 2 期 2014 年 4 月
湿地科学
WETLAND SCIENCE
Vol.12 No.2 April 2014
4 个时期三江平原别拉洪河河岸带土地利用分析
张丽娜 1,2，张树清 1*，刘春悦 1，孙 冉 1,2
(1. 中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林 长春 130102；2. 中国科学院大学，北京 100049)
在河岸带各分带内，林地集中分布在 1～8 km 的河岸带内。2006 年林地面积占相应河岸带面积 的比例最低(见图 2)，平均为 13.7%；其次为 1986 年 ，平 均 为 27.07% ；再 次 为 2000 年 ，平 均 为 30.12%；1995 年林地面积所占比例最高，平均为 32.14%。2000 年后，由于盲目追求经济利益，别拉 洪河河岸带的部分林地转变为耕地，此外，乱砍乱 伐也减少了林地面积。
摘要：在遥感和地理信息系统技术支持下，以 1986 年、1995 年、2000 年和 2006 年的 TM 影像为数据源，对三江平
原别拉洪河不同尺度河岸带的土地利用格局进行分析，探讨人类活动对别拉洪河河岸带土地利用格局的影
响。研究结果表明，在别拉洪河河岸带，耕地主要分布在距河道 2 km 以外的河岸带；沼泽主要分布在距河道 1
江平原进行了农业综合开发和中低产田改造，实 行以稻治涝，水田面积迅速扩大[16,17]所致。
在距别拉洪河河道小于 1 km 的河岸带内， 1986 年、1995 年、2000 年和 2006 年的沼泽面积占 相应河岸带面积的比例都最大，分别为 57.08%、 54.4%、54.13%和 53.08%(见图 2)；在距河道 1～2 km 的河岸带内，4 个时期的沼泽面积所占比例迅 速减小，分别为 24.93%、20.48%、20.3%和 14.86%； 在距河道大于 2 km 的河岸带内，沼泽面积在各分 带所占比例变化很小。
积在各分带所占比例变化很小。4 个时期中，2006 年 耕 地 面 积 在 河 岸 带 所 占 比 例 最 高 ，平 均 为 69.7%；1986 年耕地面积在河岸带所占比例最低， 平均为 37.0%。2006 年耕地面积所占比例骤然增 大，是国家粮价市场调节和县属土地被大面积开 垦的结果。2000 年耕地面积所占比例略高于 1995 年，1995 年耕地面积所占比例略高于 1986 年。这 是由于在 20 世纪 80 年代中后期到 90 年代中期，三
土地利用数据获取流程如下：将 1︰50 000 地 形图扫描输入计算机，进行投影处理。以 1︰5 万 地形图作为主控数据源，将 2006 年 Landsat TM 数 据与地形图进行配准。在 GIS 与 ENVI 环境下，根 据不同土地利用类型的空间位置、影像形态特征、 色调特征、纹理特征，建立相应的遥感解译标志， 并结合外业调查与原有的专题图对比分析，进行 人机交互式判读，查错后修改，得到 2006 年研究区 的土地利用矢量数据。以同样的方法得到 1986 年、1995 年和 2000 年遥感解译的研究区土地利用 图(图 1)。在进行遥感解译的过程中，根据研究区 的特点和分析精度要求，在国内外土地利用分类 研究成果的基础上，以三江平原淡水沼泽区土地 利用的特点，结合不同时期的地形图、植被图、土 地利用规划图、各县市的土地资源详查图和沼泽 分布图等作为辅助参考数据，建立相应的土地利 用的遥感解译分类系统(表 1)。同时，通过 GPS 进 行野外调查获取的研究区采样点，对解译结果进 行辅助分析及验证。研究区内的土地利用类型可 以分为耕地、林地、草地、水域、居民地和沼泽 6 种 类型，并建立了详细的解译标志，分类精度都达到 90%以上。最后，利用 ArcGIS10.0 软件的 Analysis Tools 中的 Ring Buffer 模块，以别拉洪河河道为 基点，将距河道 0～8 km 的河岸带等间距划分为 0～1 km、1～2 km、2～3 km、3～4 km、4～5 km、 5～6 km、6～7 km 和 7～8 km 共 8 个分带。 1.3 土地利用程度综合水平估算公式
n
∑ Ia = 100 × Ai × Ci Ia∈[100,400] (1) i=1
公式(1)中，Ia为 a 时期的土地利用程度综合指数；Ai 为第 i 种土地利用程度分级指数；Ci 为第 i 种土地 利用程度的面积百分比。由公式(1)可知，土地利 用程度综合指数的取值范围为[100，400]。在不同 的格网单元内，综合指数的大小反映了一定区域 内土地利用程度的高低，通过对不同时期的土地 利用综合指数的分析，可以反映人为因素和自然 因素对土地利用/覆被变化的影响程度。
1 数据和方法
1.1 研究区 别拉洪河为乌苏里江支流，发源于富锦市北
部东石砬子山西平原区，在抚远县东部别拉洪亮子 附近注入乌苏里江，全长 170 km，为沼泽性河流。
别拉洪河流域(47°30'N～48°28′N，133°20′E～ 135°06′E)位于黑龙江省最东端，地处三江平原腹 地，行政区域包括抚远县和饶河县，东与乌苏里江
别拉洪河流域气候属大陆性季风气候，年平 均气温为 2.2 ℃，年降水量约为 600 mm，年日照时 数为 2 304 h 。 [14] 1.2 数据来源及其处理
别拉洪河河岸带的土地利用数据来源于 1986 年 6 月 4 日、1995 年 6 月 13 日、2000 年 5 月 9 日和 2006 年 8 月 30 日 4 期 Landsat TM 影像，影像分辨 率为 30 m。
270
湿地科学
12 卷
类型 耕地 林地 草地 水域 居民地 沼泽
表 1 遥感解译分类系统 Table 1 Classification system of remote sensing interpretation
内容
对河岸景观带的生态学意义[2,3,7]
水田、旱地
农业生产过程中的农药及其他有害物质污染河岸带的环境，同时 又能维持生物多样性，取得经济效益。
图 1 1986 年、1995 年、2000 年和 2006 年别拉洪河 0～8 km 河岸带土地利用图
Fig.1 Land use maps in riparian zones of 0-8 km range of Bielahong River in 1986, 1995, 2000 and 2006
1995 年、2000 年和 2006 年，草地面积在各分 带所占比例变化很小；而 1986 年，随着距河道距离 的增加，在河岸带各分带内，草地面积所占比例呈 大幅波动增加(见图 2)，从在距河道 1 km 河岸带所 占比例为 3.19%，增加到在距河道 7～8 km 河岸带 所占比例为 14.32%。20 世纪 90 年代后，当地以稻 治涝的政策导致了沼泽地表被疏干，加之其地下 水水位下降，沼泽逐渐退化成草甸，使草地面积大 幅增加。
速增加，且向着河道方向不断拓展，严重危害了河岸带的湿地生态系统。因此，亟需加大对距别拉洪河河道 1～
2 km 河岸带内沼泽的保护力度。
关 键 词：河岸带；土地利用；遥感；别拉洪河
中图分类号：TP79
文献标识码：A
文章编号：1672-5948(2014)02-268-05
河岸带在广义上是指靠近河边植物群落包括 其组成、植物种类多度及土壤湿度等高、低植被明 显不同的地带；在狭义上指河水—陆地交界处的 两边，直至河水影响消失为止的地带[1]。在河岸带 及受河岸带影响的区域内，人为干扰极为明显，破 坏了河岸带生态系统，使更大地区的生态环境变 得脆弱[2,3]。随着地理信息系统和遥感技术的发展， 不同区域的土地利用被广泛研究。土地利用是人 与自然交叉最为密切的环节，土地利用以及由此 导致的土地利用的变化必然影响生态系统的结构 和功能，对区域气候、水文、植被、生物地球化学循 环及生物多样性等产生重大影响[4]。近年来，由于 经济的高速发展，河岸缓冲带内的大量土地被开 垦，在粮食增产的同时给生态环境造成了一定的 损害[5]。土地开发利用是导致流域内横向湿地景 观结构变化的主要因素[6]。因此，要加强对河岸带 的土地利用分析，以期为区域河岸带的土地合理 利用、生态环境保护提供决策支持与科学依据。
2期
张丽娜等：4 个时期三江平原别拉洪河河岸带土地利用分析
269
为邻，西濒松花江，北傍黑龙江与俄罗斯下列宁斯阔 耶相对，流域面积 4 340 km2；地貌主要包括低山地、 漫平原、低平原和洪泛平原，平原区海拔约在 37～ 60 m 之间。流域内沼泽以毛苔草(Carex lasiocarpa) 沼泽和漂筏苔草(Carex pseudocuraica)沼泽为主[13]。
目前，国内学者在河岸带理论及河岸带管理、 恢复和重建方面的研究[7~9]较多；一些学者对三江 平原和松嫩平原沼泽萎缩、破碎化和大规模农业
开垦导致沼泽消失进行了研究[10~12]比较多，而对于 三江平原河岸带的土地利用格局变化及其环境效 应的研究相对较少。
位于三江平原腹地的别拉洪河河岸带湿地生 态系统对于维系区域生态环境具有重要作用。从 河岸带角度，认知短时期、高强度人类作用下湿地 的空间分布及其时空变化，进而制定科学的管理 对策，对于河岸带湿地生态系统的保护与可持续 利用具有重要意义。本研究以三江平原别拉洪河 河岸带为研究对象，采用遥感和地理信息系统技 术，分析 4 个时期不同尺度河岸带土地利用的特征 及发展趋势，探讨人类活动干扰对其的影响。
2 结果与分析
2.1 4 个时期河岸带土地利用特征 在距别拉洪河河道小于 1 km 的河岸带内，
1986 年、1995 年、2000 年和 2006 年的耕地面积占 相 应 河 岸 带 面 积 的 比 例 都 最 小 ( 图 2)，分 别 为 14.12%、16.61%、19.52%和 37.08%；在距河道 1～ 2 km 的河岸带内，4 个时期的耕地面积所占比例 迅 速 增 加 ，分 别 为 39.34% 、45.51% 、50.56% 和 70.43%；在距河道大于 2 km 的河岸带内，耕地面
第 12 卷 第 2 期 2014 年 4 月
湿地科学
WETLAND SCIENCE
Vol.12 No.2 April 2014
4 个时期三江平原别拉洪河河岸带土地利用分析
张丽娜 1,2，张树清 1*，刘春悦 1，孙 冉 1,2
(1. 中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林 长春 130102；2. 中国科学院大学，北京 100049)
在河岸带各分带内，林地集中分布在 1～8 km 的河岸带内。2006 年林地面积占相应河岸带面积 的比例最低(见图 2)，平均为 13.7%；其次为 1986 年 ，平 均 为 27.07% ；再 次 为 2000 年 ，平 均 为 30.12%；1995 年林地面积所占比例最高，平均为 32.14%。2000 年后，由于盲目追求经济利益，别拉 洪河河岸带的部分林地转变为耕地，此外，乱砍乱 伐也减少了林地面积。
摘要：在遥感和地理信息系统技术支持下，以 1986 年、1995 年、2000 年和 2006 年的 TM 影像为数据源，对三江平
原别拉洪河不同尺度河岸带的土地利用格局进行分析，探讨人类活动对别拉洪河河岸带土地利用格局的影
响。研究结果表明，在别拉洪河河岸带，耕地主要分布在距河道 2 km 以外的河岸带；沼泽主要分布在距河道 1
江平原进行了农业综合开发和中低产田改造，实 行以稻治涝，水田面积迅速扩大[16,17]所致。
在距别拉洪河河道小于 1 km 的河岸带内， 1986 年、1995 年、2000 年和 2006 年的沼泽面积占 相应河岸带面积的比例都最大，分别为 57.08%、 54.4%、54.13%和 53.08%(见图 2)；在距河道 1～2 km 的河岸带内，4 个时期的沼泽面积所占比例迅 速减小，分别为 24.93%、20.48%、20.3%和 14.86%； 在距河道大于 2 km 的河岸带内，沼泽面积在各分 带所占比例变化很小。
积在各分带所占比例变化很小。4 个时期中，2006 年 耕 地 面 积 在 河 岸 带 所 占 比 例 最 高 ，平 均 为 69.7%；1986 年耕地面积在河岸带所占比例最低， 平均为 37.0%。2006 年耕地面积所占比例骤然增 大，是国家粮价市场调节和县属土地被大面积开 垦的结果。2000 年耕地面积所占比例略高于 1995 年，1995 年耕地面积所占比例略高于 1986 年。这 是由于在 20 世纪 80 年代中后期到 90 年代中期，三
土地利用数据获取流程如下：将 1︰50 000 地 形图扫描输入计算机，进行投影处理。以 1︰5 万 地形图作为主控数据源，将 2006 年 Landsat TM 数 据与地形图进行配准。在 GIS 与 ENVI 环境下，根 据不同土地利用类型的空间位置、影像形态特征、 色调特征、纹理特征，建立相应的遥感解译标志， 并结合外业调查与原有的专题图对比分析，进行 人机交互式判读，查错后修改，得到 2006 年研究区 的土地利用矢量数据。以同样的方法得到 1986 年、1995 年和 2000 年遥感解译的研究区土地利用 图(图 1)。在进行遥感解译的过程中，根据研究区 的特点和分析精度要求，在国内外土地利用分类 研究成果的基础上，以三江平原淡水沼泽区土地 利用的特点，结合不同时期的地形图、植被图、土 地利用规划图、各县市的土地资源详查图和沼泽 分布图等作为辅助参考数据，建立相应的土地利 用的遥感解译分类系统(表 1)。同时，通过 GPS 进 行野外调查获取的研究区采样点，对解译结果进 行辅助分析及验证。研究区内的土地利用类型可 以分为耕地、林地、草地、水域、居民地和沼泽 6 种 类型，并建立了详细的解译标志，分类精度都达到 90%以上。最后，利用 ArcGIS10.0 软件的 Analysis Tools 中的 Ring Buffer 模块，以别拉洪河河道为 基点，将距河道 0～8 km 的河岸带等间距划分为 0～1 km、1～2 km、2～3 km、3～4 km、4～5 km、 5～6 km、6～7 km 和 7～8 km 共 8 个分带。 1.3 土地利用程度综合水平估算公式
