伊若辰，王江萍

(武汉大学 城市设计学院，湖北 武汉 430000)

1 湿地与景观格局动态变化

1.1 湿地的概念及现状

湿地是一种过渡类型生态系统，在调蓄洪水、净化水质方面均起着十分重要的作用，可以补充地下水并维持区域水平衡。同时作为遗传基因库，生息着许多珍稀甚至濒危的生物，对维持生物多样性和生态安全甚至全球气候变化、人类发展息息相关。初步统计，我国湿地总面积约8.04亿亩，居世界第四位，占国土面积的5.56%。近年来由于城市化进程的加快，湿地资源日益减少，且景观破碎化、功能退化问题严重，严重制约了湿地生态系统的利用与保护。目前我国对湿地的研究集中于概念与分类、发展演变、生物多样性保护、生态恢复与重建、湿地评价等方面。

1.2 湿地景观格局的动态变化

景观格局是景观生态学研究的核心内容之一，指不同大小、形状的景观斑块在空间上的布局，包括景观的空间特征(如景观组分大小、 形状及结构等)和非空间特征(如景观元素类型、面积、比重等)两部分[1]。目前对于景观格局的研究集中于空间异质性研究和格局演变研究两方面。湿地景观格局取决于湿地景观资源的地理分布和组成，并且影响着湿地生态系统的生物多样性、稳定性、抗干扰能力与恢复能力等[2]。目前的湿地景观格局是在过去景观流的基础上形成的，并不断发展变化，影响着干扰传播、水文、景观演替、小气候动态等生态过程。

景观格局的动态变化指在外界干扰与自身演替的影响下，景观结构单元的组成成分、多样性等方面随时间的变化及由此产生的能量、物质等的分布与运动差异[3]。因此，湿地景观格局的动态分析能帮助了解湿地的生态环境变化的状况以及变化的动因与机制,从而合理利用景观，预测湿地景观变化。

2 RS和GIS技术在湿地景观格局研究中的应用

近年来，在湿地景观格局演化过程及其结构功能的研究过程中，RS技术与GIS技术的发展给研究带来了推动性的进展，已成为湿地景观格局动态变化研究中的重要手段。

2.1 RS技术在景观格局研究中的应用

RS技术是非接触的远距离探测技术，通过平台上的传感器获取电磁波信息，并对其进行提取、判定、分析、处理及应用的综合技术。其图像资料具有覆盖范围广、更新速度快的特点，为获取湿地环境提供了有效的信息源，促进了景观格局研究的发展。景观格局通常由空间不连续变量表示，而实际上，异质性在空间上是连续的。因此，通过分析不同时段的RS图像，可以研究其动态变化过程。同时，遥感技术也可用于湿地景观分类，这是湿地景观格局变化研究中的重要环节。并且湿地遥感的分类精度直接影响湿地景观的制图精度，进而影响景观信息的分析，因此，为了提高影像精度，目前的湿地景观格局研究在遥感分类上需要进行深入探索[4]。

2.2 GIS技术在景观格局研究中的应用

GIS是一种重要的空间信息系统。在计算机的支持下，具有空间数据的获取与处理、存储与组织、空间查询与空间分析等功能。GIS 技术在湿地景观格局变化研究中的作用是协助景观类别分类、景观制图与指数统计、动态信息提取与分析。它可以将各类空间资料、图中文字与数字记录通过计算机高效地连接，对已获取的遥感影像进行景观类别分类或对分类后的图像进行简单验证，同时将湿地系统的生态环境变化分析的结果明确地表示出来。同时，GIS结合特定的软件还可以计算景观指数, 定量分析湿地景观格局，并进行不同时间段内的湿地景观格局动态变化分析。

3 基于 RS 和 GIS 技术的湿地景观格局指数分析

3.1 应用现状

我国从20世纪90年代开始进行湿地景观格局研究，主要利用景观格局分布特征指数、景观异质性指数、破碎化指数等来研究其变化[5]。目前多数景观格局指数存在类型少、含义相近、生态学意义不明等问题。也很少结合RS和GIS技术来分析湿地景观的结构与功能，计算景观格局指数，因此无法满足更高层次的景观格局研究要求。

3.2 景观格局指数类型

景观格局指数是高度浓缩的景观格局信息，分为斑块水平指数、斑块类型水平指数和景观水平指数3个类型[6]。用于湿地景观格局特征和变化的分析时，可以进行湿地景观格局同时异地、同地异时和异地异时的比较研究[7]。随着技术的进步，一些新的指数也不断产生，如景观空间负荷对比指数、孔隙度指数、聚集度指数等[8]。当前，大概有200个指数用来反映景观格局的动态变化特征，其可分为两类：斑块水平(如斑块面积、周长、形状指数及其平均值与标准差)与景观水平(如景观丰富度指数、景观多样性指数、景观优势度指数等)[9]。这些指数中部分有着相同的生态学意义，部分不具有，甚至相互矛盾。

3.3 湿地景观格局指数选取

在自然或人为干扰下，景观通常从单一、连续、均质向复杂、不连续和异质的斑块镶嵌体变化[10]。在分析湿地景观结构类型的基础上，运用RS 和 GIS 技术，选择景观格局指数，并通过指数对空间格局进行定量分析。首先，根据湿地的分类原则和实际情况，设计出所研究的湿地遥感分类系统；然后，选取适当的波段组合来处理不同时间段内的遥感图像，以判断湿地类型，利用GIS进行数据处理与分析；最后选取最具代表性的湿地景观格局指数，根据它们在不同时段内的动态变化来反映景观格局空间结构的变化规律。

4 问题及展望

近年来3S技术的融合发展，图像处理技术不断提高，在湿地景观格局变化的研究中起着重要作用。但RS与GIS技术的使用成本较高，部分限制了它们在湿地景观格局变化研究中的应用。并且针对基于 RS 和 GIS 技术的湿地景观格局动态变化研究，还应注意增强RS及 GIS技术与景观学科之间的衔接，培养景观工作者更高的知识水平；在利用GIS传统的空间分析功能的基础上，致力于构建基于不同生态过程的景观格局指数；同时抓住湿地关键生态过程，加强湿地景观格局与生态过程实质的耦合研究。