Analysis on the Change of Haikou Wetland in the Context of Urbanization in the Last 30 Years
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摘要: 基于1985、1995、2005、2018年4个时期的遥感影像解译，获得海口市湿地类型空间分布数据，运用景观格局指数、城市用地扩张与人口增长协调系数，分析海口市近30年来在城镇化背景下的湿地变化特征，为湿地管理和保护提供基础性依据。分析结果表明：(1)近30年来，海口市的湿地总面积呈减少趋势，与主城区建设面积呈强负相关性；(2)海口市的优势湿地景观类型为近海与海岸湿地、水田和河流湿地，湿地斑块总数和斑块密度不断增加，斑块平均面积减少，香农多样性指数增大，景观破碎化程度增强，空间上也趋向分散性和非均质分布；(3)海口市的城市土地呈快速向外扩张的外延式发展模式，增加了湿地景观的破碎度，降低了湿地景观的连通性；(4)养殖业的迅速发展、人口数量的增加和废水排放量的增大等致使红树林湿地、近海与海岸湿地以及河流湿地等湿地面积萎缩。Abstract: Based on the remote sensing image interpretation of 1985, 1995, 2005 and 2018, Haikou city wetland type spatial distribution data, using the landscape pattern index, urban land expansion and population growth coordination coefficient, to analyze the wetland change characteristics of Haikou city for nearly 30 years under the background of urbanization, thus providing basic basis for wetland management and protection. The analysis results show that: (1)In the past 30 years, the total area of wetlands in Haikou city shows a decreasing trend, strong negative correlation with the construction area of the main urban area; (2)The dominant wetland landscape types of Haikou city are offshore and coastal wetlands, paddy fields and river wetlands, increasing the total number of wetland patches and the patch density, the average plaque area decreases, shannon diversity index increases, the enhanced degree of landscape fragmentation, space also tends to be dispersed and heterogeneous distribution; (3)The epita-xial development mode of the rapid outward expansion of the urban land in Haikou city, increasing the fragmentation of the wetland landscape, reduces the connectivity of the wetland landscape; (4)The rapid development of aquaculture industry, the increase of population and the increase of wastewater discharge lead to the shrinkage of mangrove wetlands, offshore and coastal wetlands, river wetlands and other wetlands.
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Key words:
- Haikou /
- wetland /
- urbanization /
- transfer matrix /
- landscape pattern
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图 1 海口市区位图
注：基于自然资源部标准地图[审图号：琼S(2021)023号]绘制，底图无修改。
Figure 1. The location of Haikou City
图 2 1985、1995、2005和2018年海口市湿地类型分布图
Figure 2. Distribution of wetland types in Haikou City in 1985, 1995, 2005 and 2018
表 1 海口市湿地分类系统
Table 1. The wetland classification system of Haikou City
一级类 二级类 描述 自然湿地 湖泊湿地 指地表大小形状不一、充满水体的自然洼地组成的湿地，包括自然湖、池、荡、漾等各种水体名称[19]。 沼泽湿地 具有以下特征的自然综合体：(1)受淡水、咸水或盐水的影响，地表经常过湿或有薄层积水；(2)生长沼生和部分湿生、水生或盐生植物；(3)有泥炭积累，或尽管无泥炭积累但其土壤层中具有明显潜育层[19]。 近海与海岸湿地 由滨海地貌形成的浅海、海岸、海滩和河口等自然体[20]，包括低潮时水深低于6 m的永久性浅海水域。 河流湿地 沿自然河流水体形成的河床、河滩和河水冲积形成的河口三角洲等自然体的总称。 红树林湿地 由红树植物为主组成的潮间湿地。 人工湿地 水产养殖湿地 以水产养殖为主要目的而修建的人工湿地。 水田 能种植水稻或冬季为浸湿状的农田。 库塘湿地 包括以蓄水和发电为主要功能而建造的面积大于8 hm2的人工湿地和以农业灌溉、农村生活为主要目的而修建的蓄水池塘。 娱乐性人工湿地 为环境美化、景观需要、居民休闲和娱乐而建造的各类人工湖、池、河等人工湿地。 其他生产性人工湿地 主要包括污水处理厂和以水净化为主要功能的湿地。 
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表 2 海口市4个典型年份的湿地类型面积统计
Table 2. Area statistics of wetland types in four years of Haikou City
hm2 一级湿地类型 二级湿地类型 1985年 1995年 2005年 2018年 自然湿地 湖泊湿地 326.60 303.29 88.68 107.67 沼泽湿地 48.18 349.02 327.98 250.05 近海与海岸湿地 21 719.78 21 101.01 20 372.46 19 455.79 河流湿地 7 038.53 5 931.83 5 891.87 4 458.84 红树林湿地 1 542.76 1 664.72 2 041.28 1 929.80 人工湿地 水产养殖湿地 1 733.50 2 640.30 4 867.65 5 508.35 水田 41 491.66 38 819.40 37 801.35 33 053.22 库塘湿地 6 261.11 5 778.38 5 134.73 4 867.79 娱乐性人工湿地 34.86 27.19 66.92 190.50 其他生产性人工湿地 623.57 425.31 403.19 588.56 合计 80 820.55 77 040.45 76 996.10 70 410.57
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表 3 海口市1985—2018年用地类型转移矩阵
Table 3. Land type transfer matrix of Haikou City from 1985 to 2018 hm2
1985年的用地类型 2018年的用地类型 合计 湖泊湿地 近海与海岸湿地 沼泽湿地 河流湿地 红树林湿地 水产养殖湿地 水田 库塘湿地 娱乐性人工湿地 建设用地 其他生产性人工湿地 其他用地 湖泊湿地 45.35 0.76 0.08 0 0 19.97 0.95 54.37 1.68 149.38 0 54.06 326.60 近海与海岸湿地 31.99 19 259.15 51.43 16.12 147.65 123.52 3.94 7.15 27.83 1 527.41 50.05 473.53 21 719.78 沼泽湿地 0 0 0.27 1.64 0 36.12 4.99 0.02 0 0.02 2.38 2.74 48.18 河流湿地 5.06 62.15 13.75 3 551.24 232.17 296.04 333.04 353.38 8.42 662.87 40.50 1 479.91 7 038.53 红树林湿地 0 54.01 4.24 69.11 1 120.04 141.67 59.90 0.56 0 27.66 2.29 63.29 1 542.76 水产养殖湿地 0 4.45 3.64 93.42 123.09 766.91 62.26 23.73 1.05 334.74 61.59 258.62 1 733.50 水田 0.04 3.07 87.05 174.14 53.66 1 534.74 20 860.16 655.54 18.45 2 043.08 145.68 15 916.04 41 491.66 库塘湿地 0 0 5.79 32.74 8.45 373.19 675.21 2 429.71 11.89 590.98 6.22 2 126.92 6 261.11 娱乐性人工湿地 0 0 0 0 0 0 0 0 0.03 34.83 0 0 34.86 建设用地 17.66 18.68 5.34 30.31 11.13 109.65 431.07 40.54 11.89 10 084.64 16.14 2 898.83 13 675.89 其他生产性人工湿地 0 0 0.01 6.67 2.81 7.22 183.72 1.27 0 23.02 26.22 372.55 623.57 其他用地 7.56 53.51 78.47 483.36 230.81 2 099.30 10 437.96 1 301.52 109.26 14 923.33 237.50 11 9867.98 149 830.56 合计 107.67 19 455.79 250.05 4 458.84 1 929.80 5 508.35 33 053.22 4 867.79 190.50 30 401.96 588.56 143 514.48 244 327.01
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表 4 海口市用地类型景观特征指数值
Table 4. Landscape characteristic index of land type in Haikou City
类型 年份 NP/个 PD/(个·hm2) LPI/% AREA_MN/hm2 河流湿地 1985 669 0.002 738 1.384 2 10.509 1 2018 1 885 0.007 715 1.097 6 2.364 0 红树林湿地 1985 19 0.000 078 0.261 5 81.184 7 2018 55 0.000 225 0.285 7 35.059 1 湖泊湿地 1985 22 0.000 090 0.044 8 14.882 7 2018 15 0.000 061 0.013 2 7.194 0 近海与海岸湿地 1985 2 0.000 008 8.889 4 10 859.580 0 2018 17 0.000 070 7.960 6 1 144.286 5 库塘湿地 1985 1 081 0.004 424 0.115 1 5.800 5 2018 2 151 0.008 804 0.135 3 2.264 4 其他生产性人工湿地 1985 2 101 0.008 599 0.006 0 0.294 7 2018 2 348 0.017 468 56.079 5 0.248 6 水产养殖湿地 1985 41 0.000 168 0.165 8 42.221 0 2018 1 837 0.007 519 0.105 2 3.001 6 水田 1985 1 643 0.006 725 1.404 6 25.263 9 2018 4 569 0.018 700 0.873 6 7.235 7 娱乐性人工湿地 1985 2 0.000 008 0.011 7 17.550 0 2018 190 0.000 778 0.007 3 0.996 6 沼泽湿地 1985 15 0.000 061 0.011 1 3.204 0 2018 311 0.001 273 0.028 7 0.810 3 建设用地 1985 2 088 0.008 546 1.747 5 6.548 5 2018 5 016 0.020 530 4.916 2 6.056 6 其他用地 1985 373 0.001 527 34.993 3 401.663 7 2018 4 268 0.017 468 56.079 5 33.629 7
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表 5 海口市用地类型景观格局整体特征指数
Table 5. The overall characteristic index of land type landscape pattern in Haikou City
年份 TN/个 PD/(个·hm-2) AREA_MN/hm2 SHDI SIDI SIEI 1985 8 056 0.032 972 30.328 4 1.267 7 0.582 5 0.635 5 1995 12 324 0.050 441 19.825 2 1.278 7 0.582 3 0.635 3 2005 12 794 0.052 364 19.096 9 1.362 4 0.620 5 0.676 9 2018 22 662 0.092 753 10.781 3 1.349 2 0.613 5 0.669 2
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表 6 海口市湿地面积与建成区面积的相关性
Table 6. Correlation between wetland area and built area in Haikou City
类型 湿地总面积 自然湿地 人工湿地 湖泊湿地 沼泽湿地 近海与海岸湿地 河流湿地 红树林湿地 水产养殖湿地 水田 库塘湿地 娱乐性人工湿地 其他生产性人工湿地 海口市建成区面积 湿地总面积 1.00 自然湿地 0.99 1.00 人工湿地 0.99 0.97 1.00 湖泊湿地 0.68 0.77 0.61 1.00 沼泽湿地 -0.44 -0.43 -0.45 -0.46 1.00 近海与海岸湿地 0.95 0.98 0.91 0.88 -0.48 1.00 河流湿地 1.00 0.99 0.99 0.71 -0.53 0.96 1.00 红树林湿地 -0.62 -0.70 -0.55 -0.98 0.60 -0.83 -0.67 1.00 水产养殖湿地 -0.84 -0.90 -0.78 -0.97 0.52 -0.97 -0.86 0.94 1.00 水田 0.99 1.00 0.98 0.76 -0.44 0.98 0.99 -0.70 -0.89 1.00 库塘湿地 0.87 0.92 0.83 0.94 -0.60 0.98 0.90 -0.93 -0.99 0.92 1.00 娱乐性人工湿地 -0.92 -0.94 -0.89 -0.70 0.09 -0.91 -0.88 0.57 0.81 -0.93 -0.80 1.00 其他生产性人工湿地 -0.06 -0.05 -0.07 0.24 -0.86 0.06 0.04 -0.43 -0.19 -0.03 0.25 0.37 1.00 海口市建成区面积 -0.93 -0.97 -0.90 -0.84 0.28 -0.98 -0.92 0.75 0.93 -0.96 -0.92 0.97 0.15 1.00
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表 7 海口市社会经济数据表
Table 7. Social and economic data of Haikou
年份 湿地面积/ hm2 海口市建成区/km2 户籍人口/人 GDP/亿元 废水排放总量/万t 1985 80 820.55 23.00 879 060 139.80 5 978.00 1995 77 040.45 34.00 1 181 723 111.30 7 400.00 2005 76 996.10 91.00 1 558 214 301.35 9 324.53 2018 70 410.57 173.00 1 710 495 1 390.58 16 069.20
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表 8 1985—2018年海口市的城市用地扩张与人口增长协调性系数
Table 8. The coordination coefficient between urban land expansion and population growth in Haikou City from 1985 to 2018
区间 类型 级别 CPI 1985—1995年 土地快速扩张 土地明显扩张 1.46 1995—2005年 土地快速扩张 土地显著扩张 5.26 2005—2018年 土地快速扩张 土地显著扩张 9.22
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表 9 海口市湿地面积与城镇化指标相关系数
Table 9. Correlation coefficient of wetland area and urbanization index in Haikou City
指标类型 湿地面积 海口市建成区面积 户籍人口 GDP 废水排放总量 湿地面积 1.000 海口市建成区面积 -0.934 1.000 户籍人口 -0.869 0.912 1.000 GDP -0.954 0.965 0.798 1.000 废水排放总量 -0.971 0.985 0.867 0.992 1.000
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表 10 景观指数与城镇化指标相关系数矩阵
Table 10. Correlation coefficient matrix of landscape index and urbanization index
项目 N PD AREA_MN SHDI SIDI SIEI 海口市建成区面积 户籍人口 GDP 废水排放总量 N 1.000 PD 1.000** 1.000 AREA_MN -0.942 -0.942 1.000 SHDI 0.650 0.650 -0.725 1.000 SIDI 0.604 0.604 -0.661 0.995** 1.000 SIEI 0.603 0.603 -0.660 0.995** 1.000** 1.000 海口市建成区面积 0.949 0.949 -0.878 0.813 0.792 0.792 1.000 户籍人口 0.855 0.855 -0.926 0.932 0.895 0.895 0.912 1.000 GDP 0.975* 0.975* -0.850 0.632 0.605 0.604 0.965* 0.798 1.000 废水排放总量 0.985* 0.985* -0.898 0.712 0.681 0.680 0.985* 0.867 0.992** 1.000 注：* *表示在0.01级别(双尾)，相关性显著；*表示在0.05级别(双尾)，相关性显著。
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