收稿日期Received：2022-04-15""" 修回日期Accepted：2022-06-13

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（2019YFC0409004）；國家自然科學基金項目（41971025）；江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目（PAPD）。

第一作者：張佳敏（belly1111@163.com）。

*通信作者：張增信（nfuzhang@163.com）， 教授。

引文格式：

張佳敏，劉小燕，鄧懿，等. 無錫市小微濕地演變特征及影響因素分析. 南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2023，48（2）：27-36.

ZHANG J M， LIU X Y， DENG Y， et al. Changing features and influencing factors of small and micro wetlands in Wuxi City. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition），2023，48（2）：27-36.

DOI：10.12302/j.issn.1000-2006.202204038.

摘要：【目的】開展小微濕地時空演變特征及影響因素分析，可為濕地生態(tài)修復與保護提供數(shù)據基礎和理論依據?！痉椒ā炕?000、2010和2020年Landsat系列衛(wèi)星影像，利用支持向量機分類等方法，提取無錫市小微濕地斑塊信息，結合氣象、土地利用等數(shù)據，對無錫市小微濕地的時空演變特征及其影響因素進行分析。【結果】①近20年來無錫市濕地總面積呈下降趨勢，由2000年的17.8萬hm2減少至2020年的10.4萬hm2，其中小微濕地總面積從2000年的1.9萬hm2減少到2020年的1.5萬hm2。②從空間分布來看，無錫市小微濕地主要分布在宜興市，其面積占無錫市濕地面積的40.0%；從濕地類型來看，以自然濕地為主，比例高達61.0%；無錫市小微濕地具有明顯的季節(jié)變化特征，2020年季節(jié)性小微濕地占小微濕地總面積的比例高達73.8%。③無錫市小微濕地受自然因素及人類活動影響，其動態(tài)變化與氣溫、降水呈正相關；人類活動對小微濕地面積下降影響顯著，濕地和其他地類間的轉化加速了濕地面積萎縮?！窘Y論】無錫市小微濕地資源豐富，但受季節(jié)和土地利用變化等影響，小微濕地的萎縮較為嚴重，亟須加強小微濕地的保護和修復工作。

關鍵詞：小微濕地；土地利用；時空分布；無錫市

中圖分類號：P962""""""" 文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1000-2006（2024）02-0027-10

Changing features and influencing factors of small and micro wetlands in Wuxi City

ZHANG Jiamin1， LIU Xiaoyan1， DENG Yi2， FENG Yao2， ZHU Bin1， CHU Lei1， ZHANG Zengxin1

（1．Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China， Jiangsu Province Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Ecological Restoration， College of Forestry and Grassland， College of Soil and Water Conservation，" Nanjing Forestry University， Nanjing 210037， China; 2. Wuxi Natural Resources and Planning Bureau， Wuxi 214023，China）

Abstract： 【Objective】Small and micro wetlands have the functions of habitat support for key species， biological transfer， hydrological regulation， water purification， education and rest. There are many wetlands in Wuxi City， and most of the wetlands over 8 hm2 have been protected in recent years. However， there is still a gap in the research and protection of small and micro wetlands in Wuxi City. The analysis of temporal and spatial characteristics and driving forces of small and micro wetlands can provide a theoretical basis for wetland ecological restoration and protection construction.【Method】Based on Landsat satellite images in 2000， 2010 and 2020， the patch information of small and micro wetlands in Wuxi city was extracted by using support vector machine classification and other methods. Combined with meteorological and land use data， the spatio-temporal evolution of small and micro wetlands in Wuxi city and its influencing factors were analyzed.【Result】The results show that ：（1） In the past two decades， the total area of wetlands in Wuxi has been decreasing from 178，000 hm2 in 2000 to 104，000 hm2 in 2020. Among them， the total area of small and micro wetlands has decreased from 18，000 hm2 in 2000 to 15，000 hm2 in 2020. （2） In terms of spatial distribution， small and micro wetlands in Wuxi are mainly distributed in Yixing county-levelcity， accounting for 40% of the area of Wuxi city. In terms of wetland types， small and micro wetlands in Wuxi are mainly natural wetlands， accounting for up to 61%. From the perspective of time， the small and micro wetlands in Wuxi have obvious seasonal variation characteristics. In 2020， the proportion of seasonal small and micro wetlands in the total area of small and micro wetlands is as high as 74%. （3） The dynamic changes of small and micro wetlands in Wuxi city are positively correlated with temperature and precipitation due to natural factors and human activities. Human activities had a significant impact on the decline of small and micro wetland area， and the transformation between wetland and other land types accelerated the decline of wetland area.【Conclusion】Wuxi is rich in small and micro wetland resources， but affected by seasonal change and land use change， the small and micro wetland is shrinking seriously， so it is urgent to strengthen the protection and restoration of small and micro wetland.

【Objective】Small and micro wetlands provide several important ecological functions， such as habitat support for key species， biological transfer， hydrological regulation and water purification， education and rest. Wuxi City in China contains numerous wetlands， of which most over 8 hm2 have been protected in recent years. However， not all small and micro wetlands have been protected in Wuxi City， and research regarding spatiotemporal changes in these habitats under various factors is lacking. Thus， analyzing the temporal and spatial characteristics and driving forces of small and micro wetlands can provide a theoretical basis for wetland ecological restoration and protection construction.【Method】Based on Landsat satellite images in 2000， 2010 and 2020， patch information of small and micro wetlands in Wuxi City were extracted using support vector machine classification and other methods. Combined with meteorological and land use data， the spatiotemporal evolution of small and micro wetlands in Wuxi City and its influencing factors were analyzed.【Result】（1） Within the past two decades， the total wetland area in Wuxi City has decreased from 178 000 hm2 in 2000 to 104 000 hm2 in 2020. Among them， the total area of small and micro wetlands has decreased from 19 000 hm2 in 2000 to 15 000 hm2 in 2020. （2） In terms of spatial distribution， small and micro wetlands in Wuxi were mainly distributed in the county-level city Yixing， which accounted for 40.0% of the area of Wuxi City. Small and micro wetlands in Wuxi City predominantly consisted of natural wetlands， accounting for up to 61.0% and displayed marked seasonal variation characteristics. In 2020， the proportion of seasonal small and micro wetlands in the total area of small and micro wetlands was as high as 73.8%. （3） The dynamic of small and micro wetlands in Wuxi City were positively correlated with temperature and precipitation due to natural factors and human activities. Specifically， human activities had a significant impact on the decline of small and micro wetland areas， and the transformation between wetland and other land types accelerated the decline of wetlands.【Conclusion】Wuxi City is rich in small and micro wetland resources， which are in rapid decline due to seasonal and land use changes. Thus， the protection and restoration of small and micro wetlands must be enhanced to mitigate the negative impacts imposed by different factors.

Keywords：small and micro wetland; land use; spatial and temporal distribution; Wuxi City

濕地空間分布是由大量的小微濕地和少數(shù)大型濕地組成的異質網絡，濕地生態(tài)系統(tǒng)具有改善水質、調蓄雨洪、調節(jié)氣候和維護生物多樣性等多種功能，被譽為“地球之腎”。2018年，在國際濕地公約第十三屆締約方大會預備會上，中國政府提出了《小微濕地保護與管理》的決議草案，小微濕地也受到了學者和政策制定者的日益關注。目前國際上對于小微濕地還沒有清晰的面積界定范圍，國內主要從濕地調查的精度或管理的角度來界定，一般指全年或部分時間有水且面積小于 8 hm2的自然或人工濕地。通常依據地理位置、水文周期、人為干擾影響程度和主導生態(tài)系統(tǒng)服務等進行小微濕地分類，學者們多以小區(qū)域尺度上的獨立小微濕地為主要研究對象，特別是池塘、湖泊。例如北京市將面積在1 hm2以下周期性積水并具有一定生態(tài)功能的小型濕地（包括泡沼、溪流、泉、潭以及寬度在 5 m以下的河流，也包括坑塘、水田、城市景觀水面和凈化濕地等）定義為小微濕地；杭州市將8 hm2以下（含建成區(qū)內0.02 hm2以上、建成區(qū)外0.04 hm2以上）的濕地定義為小微濕地;無錫市則將面積小于 8 hm2的湖泊、沼澤、庫塘濕地，以及寬度10 m以下、長度5 000 m以下的河流濕地定義為小微濕地。因此，不同地區(qū)對小微濕地的定義仍存在不一致。

小微濕地通常作為離散斑塊存在于大型濕地之間，作為物種遷移的中轉站，為一些昆蟲、水鳥等提供關鍵棲息地；較大型濕地更能有效捕獲瀕危物種和珍稀物種的豐富度，在維護關鍵物種群、調節(jié)水位、促進雨洪管理、水質凈化以及營造景觀效果等方面也發(fā)揮著重要的作用。作為生態(tài)環(huán)境保護的載體之一，小微濕地已經成為城鄉(xiāng)污水治理、海綿城市建設的重要基礎，為生態(tài)環(huán)境保護提供了新的思路與方向。同時，小微濕地可提供關鍵的流域功能，會嚴重影響景觀尺度的養(yǎng)分處理潛力。目前對于小微濕地的研究主要是從小微濕地的應用、水環(huán)境的管理和生態(tài)系統(tǒng)功能與生物多樣性的維持等方面開展。無錫市濕地資源豐富，濕地保護率在江蘇省位列前茅，盡管無錫市于2021年5月1日起施行了首部濕地保護地方性法規(guī)《無錫市濕地保護條例》，并將小微濕地定義及保護概念首次引入地方性法規(guī)當中，但對于無錫市小微濕地資源現(xiàn)狀與管理研究尚需加強。

國內外在對濕地水體信息提取上主要運用的是閾值法、水體指數(shù)法、算法模型提取等。傳統(tǒng)的基于先驗知識的提取方法，如目視解譯，方法精度較高，但費時費力且無法避免操作中產生的誤差；基于像素分類的方法只能獲取不同波段像素的光譜特征，容易產生椒鹽噪聲；面向對象分類法也容易出現(xiàn)分類對象分割不合理的問題；也有學者針對當前流行的提取方法提出基于像元分類的遙感影像提取模型，但不具有普遍適用性。鄒青青等利用2014年3景Landsat 8多光譜影像，采用了支持向量機、決策樹和面向對象分類法對淮河流域蚌埠段100個濕地樣本進行遙感分類，經過精度糾正后發(fā)現(xiàn)采用支持向量機分類的河流、湖泊、庫塘濕地精度更高。Pena-Regueiro等利用Sentinel-2A/B 圖像監(jiān)測了地中海濱海濕地小水體的時空變化特征，利用歸一化水體指數(shù)（normalized difference water index， NDWI）監(jiān)測面積變化并通過了Kappa指數(shù)精度檢驗，發(fā)現(xiàn)在不區(qū)分建筑區(qū)域的情況下利用NDWI指數(shù)對濕地水體的識別效果最好，并得出地中海濕地季節(jié)性變化規(guī)律的結論。趙抗抗通過利用比較最大似然法、支持向量機、K-T分類和ISODATA分類4種方法對安徽省升金湖濕地自然保護區(qū)進行分類提取濕地特征信息，比較各自的總體分類精度和Kappa系數(shù)，發(fā)現(xiàn)使用監(jiān)督分類中的支持向量機模型進行土地利用類型分類的精度最高，準確性更好。因此，筆者擬基于水體指數(shù)進行特征提取，利用支持向量機分類進行解譯。本研究以無錫市小微濕地為對象，利用Landsat陸地衛(wèi)星影像進行濕地信息提取，結合土地利用/覆蓋（land use and land cover change，LUCC）的變化，分析濕地變化的影響因素，以期對無錫市小微濕地資源現(xiàn)狀進行補充，為無錫市濕地資源保護與管理提供一定的參考依據。

1" 材料與方法

1.1" 研究區(qū)概況

無錫市（119°33′～120°38′E，31°07′～32°02′N）總面積為4 628 km2，其中市區(qū)面積1 643.88 km2。無錫市屬于亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，夏季高溫多雨、冬季溫和干燥，多年年均氣溫為16.2 ℃，多年平均降水量為1 121.7 mm。境內以平原為主，北臨長江，河湖交錯、水網縱橫，濕地眾多且分布廣泛，濕地總面積約占國土面積的22.5%，2020年自然濕地保護率達62%。

1.2" 數(shù)據來源

遙感數(shù)據來源于美國地質調查局（USGS，https：//www.usgs.gov/），選取Landsat 4/5 TM和Landsat 8 OLI 陸地衛(wèi)星影像，空間分辨率為30 m×30 m，行列號為119/38，影像遵循盡量選取植物生長季月份且含云量小于10%的原則進行下載，受云量干擾及圖像質量影響，選取了2000年4、6、9月，2010年5、10、12月及2020年3、5、9月共計9景影像資料（表1）；2000—2020年土地利用/覆蓋數(shù)據來自中國科學院資源環(huán)境科學與數(shù)據中心（https：//www.resdc.cn/），空間分辨率為30 m×30 m；氣象數(shù)據來自國家氣象科學數(shù)據共享服務平臺（http：//data.cma.cn/）；基礎地理數(shù)據則來源于“國家青藏高原科學數(shù)據中心”（http：//data.tpdc.ac.cn）和第3次國土調查數(shù)據，并借助第3次國土調查數(shù)據，選取了5個小微濕地現(xiàn)場調查，獲取小微濕地實測面積。

1.3" 研究方法

1.3.1" 濕地動態(tài)變化分析方法

以無錫市為研究區(qū)域，以 2000—2020年為研究時段，根據獲取到的Landsat 系列衛(wèi)星數(shù)據，配合ArcGIS解譯30 m分辨率的陸地衛(wèi)星Landsat 4/5 TM 和Landsat 8 OLI遙感影像，分析 2000—2020年無錫市的濕地資源空間分布、年際變化、季節(jié)變化等特征。其中應用到歸一化水體指數(shù)、植被指數(shù)和支持向量機分類（MNDWI，式中記為IMNDWI）：

IMNDWI=bGreen-bMIRbGreen+bMIR。（1）

式中：bGreen為綠光波段（在TM數(shù)據中為band 2，在OLI數(shù)據中為 band 3）反射率；bMIR為近紅光波段（在TM數(shù)據中為band 5，在OLI數(shù)據中為 band 6）反射率。

NDVI（式中記為INDVI）計算公式為：

INDVI=bNIR-bREDbNIR+bRED。（2）

式中：bNIR為近紅外波段（在TM數(shù)據中為band 4，在OLI數(shù)據中為 band 5）反射率；bRED為紅光波段（在TM數(shù)據中為band 3，在OLI數(shù)據中為 band 4）反射率。

支持向量機是一種基于結構風險最小化的分類器，尋找滿足分類要求的最優(yōu)分類超平面。設樣本集為T =（xi， yi），i = 1， 2，…， n; y = {1， -1}是類別標號，其中i為樣本個數(shù)，xi∈ Rn， Rn為n維實數(shù)空間，標準支持向量機分類對超平面方程求解如下：

min12‖ω‖2+C∑ni=1ξi；（3）

s·t" yi［（ω·xi）+b］≥1-ξi。（4）

式中：ω 為超平面的法向量； b 為超平面的偏移量；ξi 為松弛變量ξi ≥ 0， i=1， 2，…， n； C為懲罰參數(shù)， C越大懲罰就越大。

為進一步探討研究區(qū)內小微濕地動態(tài)變化，引入濕地動態(tài)度（Lc）概念，其表達公式為：

Lc=（Ub-Ua）/Ua×1/T×100%。（5）

式中：Ua和Ub分別為研究初期和末期濕地的面積；Lc為T年內的濕地的動態(tài)度。

1.3.2" 驅動力分析方法

引發(fā)濕地變化的因素有很多，主要分為自然因素和人為干擾，氣候變化通過改變溫度、水文、生物地球化學循環(huán)、蒸發(fā)蒸騰以及改變物種分布、改變群落結構和物種相互作用來產生影響，其主要通過氣溫和降水的變化來實現(xiàn)。對于濕地變化的驅動力研究，學者們普遍認為，人為干擾的影響遠高于自然因素，濕地損失主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面就是土地利用轉換引起的直接損失，另一方面則是濕地質量下降引起的間接損失。本研究根據無錫市的土地利用數(shù)據，從人類活動方面著手，對無錫市濕地變化的影響因素進行定量分析。為了真實反映土地利用最終變化的情況，利用土地利用類型變化量Cj （land change）表示，其計算公式如下：

Cj=（P+j-Pjj）-（Pj+-Pjj）。（6）

式中：Cj為j類土地變化量，P+j-Pjj為兩個時期j類新增的總面積百分比，Pj+-Pjj表示兩個時期j類減少的總面積百分比，具體計算方法見文獻。

1.4" 數(shù)據處理

研究通過ENVI 5.3將獲取到的遙感影像進行鑲嵌裁剪、輻射定標、大氣校正等一系列圖像預處理后，利用改進的歸一化水體指數(shù)（modified NDWI， MNDWI）進行水體提取，利用歸一化植被指數(shù)（normalized difference vegetation index， NDVI）進行植被提取，并使用支持向量機分類（SVM）來提取區(qū)域內的濕地信息，經Kappa系數(shù)檢驗后進行輸出。借助ArcGIS 10.5對提取的濕地斑塊進行人工目視解譯等，并根據斑塊面積進行剔除分類。氣象數(shù)據包括2000—2020年的月均溫和降水量，利用ArcGIS的光柵計算器工具計算年降水量和年平均溫度。另外，依據中國科學院分類標準對土地利用/覆蓋柵格數(shù)據進行重分類，分為7類：農田、林草地、河流、湖泊、水庫坑塘、灘地、城鎮(zhèn)用地，在ArcGIS 中實現(xiàn)轉移矩陣進行分析。

2" 結果與分析

2.1" 無錫市濕地分布特征

利用 ENVI 中的band math工具對預處理后影像的綠波、中紅外波段進行計算MNDWI，得到增強圖像，可以將水體很好地區(qū)別出來；再利用影像中的紅波、近紅外波段計算NDVI并去除異值后，可以將植被很好地區(qū)別出來。結合增強圖像的顯著特征建立解譯標志，利用分類器中的支持向量機進行分類，分類結果均通過了Kappa系數(shù)驗證（Kappa系數(shù)均大于0.9）和總體精度驗證（總體精度驗證均大于95%），分類精度較高，進一步通過隨機選樣后實地勘查進行驗證，發(fā)現(xiàn)水稻田誤差比坑塘類誤差大，自然坑塘類誤差均在2%以內（表2）。

提取的小微濕地面積與實際調查的小微濕地數(shù)據比較接近。根據提取的影像發(fā)現(xiàn)無錫市以自然濕地為主，占濕地總面積的74.0%，其中自然濕地中又以湖泊型濕地為主（圖1）。此外，在空間分布上，無錫市濕地資源主要集中在宜興市，占無錫市濕地資源的49.9%。經各期影像對比，發(fā)現(xiàn)近20年來無錫市濕地總面積、小微濕地面積均明顯下降。2020年無錫市濕地總面積為10.4萬hm2，比2000年減少了7.4萬hm2，減少幅度高達41.7%，而小微濕地也從2000年的1.88萬hm2減少到2020年的1.55萬hm2，減少幅度達到17.8%。

2.2" 無錫市小微濕地的時空變化特征

本研究將全年或季節(jié)性有水且面積在 8" hm2以下的水體，包括湖泊、沼澤、庫塘等以及寬度10 m以下、長度5" 000 m以下的河流界定為小微濕地。選取2000年6月、2010年5月和2020年5月3期衛(wèi)星影像數(shù)據，分析小微濕地的近20年變化規(guī)律。本研究將小微濕地分成4類，分別是面積≤0.5 hm2、（0.5，1.0〗 hm2、（1.0，5.0〗 hm2和（5.0，8.0〗 hm2。

從面積上看，（1.0，5.0〗 hm2小微濕地斑塊占有近50%的比例，但2000—2020年以來呈下降趨勢，減少了1" 378.56 hm2，減少幅度達14.5%（圖2a）。從斑塊數(shù)量上看，無錫市小于0.5 hm2的小微濕地數(shù)量最多，并且近10年來該類型小微濕地的數(shù)量比2000年、2010年增加了1倍，高達13 000個；（0.5，1.0〗和（1.0，5.0〗 hm2的小微濕地數(shù)量相仿，均在4 000個左右，近20年來雖有減少，但減少幅度不大；（5.0，8.0〗 hm2小微濕地盡管數(shù)量不多，僅401個，但是面積卻高達2 503.89 hm2。為提取不同濕地類別，利用無錫市第3次國土調查資料進行切割，通過空間分析工具將自然濕地和人工濕地進行篩選。根據計算，盡管無錫市人工小微濕地面積出現(xiàn)下降趨勢，但是自然小微濕地面積卻呈增長趨勢，其中，2020年無錫市自然小微濕地占小微濕地總面積高達61.0%。此外，空間分布上，小微濕地與大型濕地之間存在較好的一致性，如宜興市北部多人工濕地，可能與當?shù)仞B(yǎng)殖庫塘多有關，環(huán)太湖地區(qū)自然小微濕地較多，符合濕地空間分布的一般規(guī)律。

通過對提取到的2000—2020年小微濕地對比分析發(fā)現(xiàn)，無錫市小微濕地面積整體呈下降趨勢，小微濕地面積和數(shù)量變化呈正相關，季節(jié)特征明顯，均呈現(xiàn)夏秋季節(jié)濕地數(shù)量多、面積多，春季面積小、數(shù)量少的特征。自 2000年以來，無錫市小微濕地夏季面積持續(xù)減少，特別是2000—2010年面積減少明顯，損失了 3 778.56 hm2，達20.1%（圖2b）。進一步對夏季小微濕地分布情況，以（5.0，8.0〗 hm2為例進行分析，發(fā)現(xiàn)盡管小微濕地斑塊數(shù)量和面積呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，但總體上看仍是減少的。2000年6月影像顯示（5.0，8.0〗 hm2小微濕地數(shù)量為630個，面積約為3 956.94 hm2；2010年5月小微濕地數(shù)量為385個，面積約為2 393.10 hm2；2020年5月小微濕地數(shù)量為401個，面積約為2 503.89 hm2，比2000年面積減少幅度達36.7%。

由圖2a可知4類小微濕地變化趨勢一致，為更好地反映小微濕地的變化趨勢，以（5.0，8.0〗 hm2的小微濕地為例，將2000、2010、2020年小微濕地分為季節(jié)性和近永久型兩類。本研究將3個季節(jié)內均存在相對穩(wěn)定的水面面積的小微濕地定義為近永久型小微濕地，利用空間分析工具，將代表3個季節(jié)的典型月份的小微濕地斑塊進行疊加分析，得到的濕地斑塊即為本研究需要的近永久型小微濕地；利用提取的各季節(jié)典型月份濕地斑塊對提取的近永久型小微濕地進行裁剪，得到相應的各典型月份的季節(jié)性變化濕地斑塊，選取最大數(shù)值作為當年季節(jié)性濕地數(shù)據值?？臻g特征上，宜興市自2010年起近永久型小微濕地多散布在大型湖蕩氿附近，并呈現(xiàn)北移趨勢；江陰市北部長江沿岸季節(jié)性小微濕地居多，但總體數(shù)量呈下降趨勢，西部近永久型小微濕地狀態(tài)穩(wěn)定，中部和東部幾乎無近永久型；無錫市城區(qū)濱湖區(qū)的東北部與新吳區(qū)、經開區(qū)小微濕地數(shù)量顯著減少，尤以新吳區(qū)、經開區(qū)小微濕地狀態(tài)變化敏感，而梁溪區(qū)和錫山區(qū)相對穩(wěn)定（圖3a—3c）。

同時分析發(fā)現(xiàn)無錫市以季節(jié)性小微濕地居多。根據計算發(fā)現(xiàn)2000年近永久型小微濕地面積為4 096.35 hm2，僅占當年小微濕地總面積的21.7%；截至2020年，近永久型小微濕地面積為4 053.36 hm2，占當年小微濕地總面積的26.2%，而季節(jié)性濕地占比高達73.8%。進一步分析無錫市2020年（5.0，8.0〗 hm2小微濕地的季節(jié)變化（圖3d—3f）發(fā)現(xiàn)，無錫市小微濕地呈現(xiàn)明顯季節(jié)變化特征。夏季（5月）小微濕地數(shù)量最多；秋季（9月）次之，有284個；春季（3月）數(shù)量最少，有162個。2020年春季（5.0，8.0〗 hm2小微濕地面積僅為夏季面積的40%。其中又以宜興市北部和南部地區(qū)小微濕地數(shù)量季節(jié)性變化最為明顯，春、夏季宜興市小微濕地集中在北部地區(qū)，而南部地區(qū)幾乎無小微濕地分布，夏、秋季才有零星分布；江陰市南部地區(qū)，特別是西南地區(qū)變化明顯，甚至呈現(xiàn)秋季斑塊數(shù)量最多。

2.3" 無錫市小微濕地影響因素分析

2.3.1" 自然因素與小微濕地演變

本研究選取氣溫、降水、DEM等指標，分析自然因素與小微濕地變化的關系（圖4）。從圖 4a 可以看出，無錫市氣溫隨緯度、高程的增加而遞減，由于西南部地勢較高、氣溫較低，小微濕地分布稀疏；中部主城區(qū)地勢低平、溫度較高，濕地分布呈穩(wěn)定趨勢；研究區(qū)北部隨氣溫降低濕地有減少趨勢。此外，降水是濕地的重要水源補給，無錫市降水量受地形影響較明顯，研究區(qū)內降水量豐富，也是小微濕地分布較多的一個重要影響因素（圖4b）。從圖 4c 中可以發(fā)現(xiàn)無錫市以平原為主，地勢呈西南高的狀態(tài)，隨著高程的增加小微濕地分布漸稀疏，并且受地形因素的影響，小微濕地在平原處分布較多。

通過分析無錫市2000年和2020年氣溫、降水的關系（圖5），

結合小微濕度面積變化可以看出，無錫市小微濕地季節(jié)性變化與降水呈現(xiàn)正相關。其中，無錫市小微濕地面積呈夏秋多，春季少的特征主要受降水季節(jié)變化的影響；而氣溫與小微濕地的變化也呈正相關，主要是由于無錫地區(qū)雨熱同期，季風性氣候帶來的降水量大，導致雨季蒸發(fā)對小微濕地的影響相對較小。根據 2000—2020年無錫市氣溫和降水量變化來看，近 20年來無錫市年均氣溫從 2000年的 16.5" ℃ 增加至 2020年的 17.7 ℃，氣溫升高了 0.61 ℃，但年均降水總量從 2000年的1 049.8 mm 增加至 1 566.5 mm，增加了 516.7 mm。盡管 2020年降水量比 2000年增加了近50%，但 2020年無錫市的小微濕地面積和數(shù)量均比2000年的明顯減少，說明自然因素對無錫市小微濕地的影響并不是唯一的。

2.3.2" 人類活動與小微濕地演變

人類活動主要通過土地利用、人口、GDP、產業(yè)結構變化等方式影響濕地分布，本研究主要通過土地利用類型變化探討人類活動對無錫市小微濕地的影響。本研究分析了 2000—2020年無錫市 LUCC 趨勢變化（圖4d—4f），結果表明， 2000—2020年無錫市LUCC分布呈現(xiàn)明顯城鎮(zhèn)化的趨勢。截至2020年，無錫市城鎮(zhèn)建設用地相較于2000年增長了近2倍，城鎮(zhèn)建設用地面積從7.2萬hm2攀升至2020年的13.3萬hm2，占總地類率也由15.6%增加至28.7%。無錫市水體面積占總面積的21.1%，水域面積基本穩(wěn)定，主要是因為太湖和長江面積穩(wěn)定。但根據計算，無錫市小微濕地占總面積率由2000年的4.1%減少至2020年的3.3%。同時由土地利用變化圖中可直觀看到，無錫市城鎮(zhèn)化呈填充式擴張?？臻g上，在2000—2020年期間，江陰市長江沿帶和東北地區(qū)明顯城鎮(zhèn)化，城鎮(zhèn)建設用地面積由2000年的 22 051.53 hm2增長至2020年的 37 615.14 hm2，增幅為70.6%；農田面積由2000年的 66 184.47 hm2下降至2020年的 49 941.36 hm2；20年間江陰市小微濕地面積減少了2 057.47 hm2，江陰市小微濕地占無錫市小微濕地率也從2000年的33%降至2020年的27%。與此同時，宜興市水庫坑塘面積以滆湖為中心明顯增加，宜興市擁有五成以上的灘地，其城鎮(zhèn)建設用地均勻分布各氿蕩附近，小微濕地面積與2000年相比，增加了1 777.97 hm2，占比也從2000年的24%上升至2020年的40%，成為無錫市小微濕地集中分布區(qū)域。

利用土地利用轉移矩陣分析LUCC變化與小微濕地變化的關系。根據土地利用轉移矩陣，近20年間無錫市主要土地利用類型是耕地和城鎮(zhèn)建設用地，兩者之和占研究區(qū)總面積的68.8%。研究區(qū)內地類面積變化最大的是城鎮(zhèn)建設用地，流入面積為62 848.18 hm2，流入源主要為耕地，流入面積為59 298.84 hm2，其次是林草地和水庫坑塘，同時也有少量灘地向建設用地流出；流出面積最多的是農田，流出面積為1 638.86 hm2，但耕地的流出面積遠小于流入，主要是向建設用地和水域流轉。特別是2000—2010年間，有3 101.09 hm2耕地流出為水域，其中67%被利用為水庫坑塘，一方面由于城鎮(zhèn)化發(fā)展，耕地不斷被侵占，另一方面則是受到退耕還林還濕政策的影響。在2000—2020年期間，水域面積發(fā)生一定波動，水體主要轉出為耕地和城鎮(zhèn)建設用地，分別為2 747.89和2 258.31 hm2，主要發(fā)生在無錫市的湖泊型濕地附近，比如宜興市北部的滆湖、東、西氿附近及江陰市南部的幾大湖蕩。根據計算，2000—2020年間，小微濕地共有9 951.18 hm2流出，其中51%轉變?yōu)檗r田，40%流轉為城鎮(zhèn)建設用地，但建設用地流轉回小微濕地的只有12%，農田和大型濕地是小微濕地的主要流入源，分別流入4 161.73和3 156.34 hm2，占流入源的43%和33%，主要發(fā)生在江陰市和宜興市。

3" 討" 論

3.1" 無錫市小微濕地的演變趨勢

濕地退化和喪失是全球性現(xiàn)象，自 1700年以來，世界自然濕地遭受了 54% 至 57% 的長期損失，在20世紀和21世紀，濕地喪失率增加了 3.7 倍。陳鈺等通過影像分析長江中下游地區(qū)沉湖濕地的演變過程，發(fā)現(xiàn)自20世紀60年代起中下游地區(qū)濕地退化嚴重。吳靈葉等也對常熟市鄉(xiāng)村小微濕地的管護和可持續(xù)利用進行了探討，發(fā)現(xiàn)由于缺乏科學認知和管理，小微濕地現(xiàn)狀不容樂觀。本研究利用多景遙感影像進行小微濕地信息提取分析，得出 2000—2020年無錫市小微濕地總體上呈退化的趨勢，與前人研究趨勢一致。通過對小微濕地時間變化特征進行分析，發(fā)現(xiàn)具有明顯季節(jié)性特征，同時發(fā)現(xiàn) 2010—2020年期間無錫市自然小微濕地面積有些許增加，推測可能是受氣候暖濕化和退耕還林還草還濕等政策影響。結合空間分析發(fā)現(xiàn)宜興市多人工濕地，可能與當?shù)匕l(fā)達的漁業(yè)有關；而環(huán)太湖地區(qū)以自然小微濕地為主，小微濕地季節(jié)變化程度較小，數(shù)量和面積較為穩(wěn)定，可能與周邊大型濕地的調控作用有關。

3.2" 影響無錫市小微濕地變化的直接因素

筆者在研究影響因素時考慮到自然和人類活動兩大因素，對自然因素與小微濕地進行疊加分析，發(fā)現(xiàn)DEM、溫度、降水與濕地動態(tài)變化關系顯著。Kim等對美國南達科他州的濕地面積分布的觀察表明，濕地表面積越小，其對水文氣候條件的敏感性越大，因而小微濕地更容易因干旱的水文氣候條件而失去生態(tài)功能。經分析發(fā)現(xiàn)，盡管 2000年以來無錫市水熱條件優(yōu)越，但由于人類活動強烈影響，適宜的生態(tài)環(huán)境并沒有改變小微濕地退化的趨勢，小微濕地面積總體仍呈下降趨勢，因此人為因素可能對小微濕地的影響更直接。

對人類活動因素采用定量分析后發(fā)現(xiàn) LUCC 與小微濕地規(guī)模變化存在顯著關系，其他濕地相關研究人員也得出了類似的結論。例如，Hu等通過對杭州灣1984—2016年濕地退化驅動因素中的自然因素和人為的線性回歸分析，發(fā)現(xiàn)水庫坑塘與平均氣溫呈顯著正相關，但自然因素與濕地退化的相關性不顯著；并進一步開發(fā)了模型預測濕地未來變化趨勢，發(fā)現(xiàn)人類干擾是濕地退化的主要驅動因素。董張玉等研究發(fā)現(xiàn)，濕地周邊劇烈的農田耕作及水利設施建設等活動對區(qū)域水文過程造成較大影響，導致區(qū)域內的濕地退化和水體面積減少等問題，最終導致區(qū)域濕地生境質量變差、濕地生態(tài)功能被削弱。Wu等通過對長江口的沿岸濕地進行動態(tài)監(jiān)測和評估，發(fā)現(xiàn)快速的城市化導致人工濕地比例增加，但自然濕地景觀萎縮、退化。Li等基于河南省 1985—2015年7個時期的 LUCC 數(shù)據，分析河南省濕地時空變化，進行相關性分析和冗余分析后發(fā)現(xiàn)社會經濟發(fā)展，特別是農墾、水利設施等人類活動是濕地類型變化的重要驅動因素。本研究通過對2000—2020年無錫市5期 LUCC 進行分析，通過土地轉移矩陣分析各地類流向，發(fā)現(xiàn)小微濕地在近 20年間受到城鎮(zhèn)建設用地和農田的侵占，盡管通過農田和大型濕地回流得到一定流入面積的補充，但城鎮(zhèn)建設用地的擴張影響了小微濕地，這與前人研究結果基本一致。

3.3" 無錫市小微濕地保護與修復方向

2020年無錫市濕地面積共有10.4萬hm2，其中小微濕地占 14.8%，小微濕地主要分布在宜興市的北部特別是西北區(qū)域，并且小微濕地斑塊多依附于各河湖氿蕩之間，相對獨立的自然型小微濕地較少。近20年來無錫市小微濕地變化顯著，2000年無錫市小微濕地面積為18 831.96 hm2，2020年約有15 477.06 hm2，減少幅度達到17.8%。無錫市小微濕地有明顯的季節(jié)變化特征，夏季小微濕地面積是春季面積的2倍左右。在自然小微濕地中，近永久型小微濕地占比較小，并且呈下降的趨勢，近永久型小微濕地比例從2010年的20.4%下降至2020年的7.3%。小微濕地與地形、氣溫和降水的響應關系顯著，小微濕地季節(jié)性變化主要受氣溫、降水的季節(jié)性變化影響。人為因素中城鎮(zhèn)建設用地的擴張是土地利用變化的主要原因，與小微濕地的動態(tài)變化關系顯著，是研究區(qū)內小微濕地面積變化的主導因子。

鑒于此，對無錫市小微濕地提出如下保護策略：應以現(xiàn)有的空間規(guī)劃為抓手，統(tǒng)籌做好土地利用規(guī)劃，完善土地管理體制，協(xié)調保護與發(fā)展，合理規(guī)劃城鄉(xiāng)建設用地規(guī)模，堅守濕地保護紅線，保證濕地保有量；優(yōu)化小微濕地外圍緩沖區(qū)，進行分區(qū)管控；在各關鍵節(jié)點處設立管理站，與河長制掛鉤進行協(xié)調管理，形成完整的管理機制；強化小微濕地與周邊大型濕地的水文連通性，加強水環(huán)境治理；同時增設科普宣教基地進行濕地保護意識普及教育。此外，本研究受影像分辨率的影響，沒有對濕地進行深層次細化分類，缺乏對地形、土壤侵蝕、工業(yè)發(fā)展等其他因素的定量分析，利用高分辨率衛(wèi)星資料開展細化分類和多因子驅動分析是下一步研究的重點。

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（責任編輯" 孟苗婧" 鄭琰燚）