海岸帶濕地景觀及人為干擾度的動(dòng)態(tài)變化

張?zhí)? 梁琦珍 陶蘊(yùn)之

摘要：本文研究區(qū)域?yàn)榄h(huán)渤海5公里海岸帶。利用1995年、2000年、2008年三期矢量數(shù)據(jù)分析該海岸帶景觀和人為干擾度的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明：（1）從1995年到2008年海岸帶景觀的變化受人類活動(dòng)的影響，不同的土地利用類型之間存在相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，耕地、草地和未利用地是建設(shè)用地的主要來源。（2）人為干擾度在時(shí)間序列上呈現(xiàn)非均質(zhì)變化特征，具有跳躍性的特點(diǎn)。（3）人為干擾度在濱海地區(qū)有明顯的空間分帶性，逐漸由陸地向海洋過渡。（4）大部分地區(qū)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的人為干擾度，不同干擾類型之間相互轉(zhuǎn)換。

關(guān)鍵字：環(huán)渤海；人為干擾度；動(dòng)態(tài)變化

中圖分類號(hào)：TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

人類的生存和發(fā)展是以自然界的各種景觀生態(tài)系統(tǒng)為物質(zhì)基礎(chǔ)的，而近年來人類的各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)在不同尺度上影響著地表景觀的變化，監(jiān)測(cè)和評(píng)估人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響對(duì)促進(jìn)自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義 [1-3]。

相比于自然力，人類活動(dòng)對(duì)自然景觀的干擾作用更明顯，例如人類的經(jīng)營活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致群落植物的消失或者入侵從而使得當(dāng)?shù)氐淖匀簧嘲l(fā)生變化[3]，山體自然景觀及空間板塊化的形成也深受人類活動(dòng)的影響[4]。同時(shí)，人類活動(dòng)也是引起環(huán)境惡化的重要因子[5-6]，如人類活動(dòng)加劇了沙漠化進(jìn)程，砍伐、放牧、樵采在破壞植被的生境條件和生態(tài)功能[7]加速林地地表有效養(yǎng)分流失[8]的同時(shí)也影響到了野生動(dòng)物的棲息地[9]，人類活動(dòng)也對(duì)區(qū)域水文性能產(chǎn)生了消極影響。此外，人類干擾活動(dòng)更是對(duì)土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳穩(wěn)定性產(chǎn)生了消極作用[10]。人類修建水力工程、工農(nóng)業(yè)過度用水等人類活動(dòng)造成了入海水量的大幅度減少和水體污染，并對(duì)河口濕地生物多樣性發(fā)展產(chǎn)生了消極作用[11]，生態(tài)環(huán)境的各個(gè)組成部分都受到了來自人類活動(dòng)的干擾。

部分學(xué)者提出了對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行分區(qū)，并針對(duì)不同的區(qū)域采用不同的人類干擾方式及強(qiáng)度來保護(hù)生態(tài)環(huán)境的方法[12]。研究表明，人類干擾強(qiáng)度跳躍性最大的區(qū)域出現(xiàn)在河口和河道地區(qū)[13]，而海岸帶雖然受海陸交互作用的影響，但近年來受人為活動(dòng)的干擾作用日漸顯著，對(duì)海岸帶地區(qū)的人為干擾度監(jiān)測(cè)成為海洋監(jiān)測(cè)部門的重要課題[14]。

本文研究區(qū)域?qū)儆谶|東半島、山東半島、環(huán)渤海海濱的一部分，該區(qū)域不僅蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，更是華北地區(qū)重要的漁鹽產(chǎn)區(qū)。作為中國北方地區(qū)的出?？?，該區(qū)域在極大程度上帶動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近年來，伴隨著海水倒灌、海岸侵蝕、海產(chǎn)品養(yǎng)殖、公共設(shè)施建設(shè)等一系列自然或人為因素引起的海岸帶生態(tài)功能的退化已引起了人們的關(guān)注，本文旨在通過分析土地利用變化和人為干擾度的時(shí)空變化情況，為實(shí)現(xiàn)該區(qū)域合理規(guī)劃土地利用方式實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

1 數(shù)據(jù)源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)源

本文選用1995年、2000年和2008年環(huán)渤海5公里海岸帶矢量數(shù)據(jù)，以105°E為中央經(jīng)線并采用了大地坐標(biāo)系，采用Albers投影以保證面積精度。數(shù)據(jù)涵蓋河北、遼寧、山東和天津幾個(gè)省份5公里海岸帶土地利用情況。

1.2 研究方法

本文首先借助ARCGIS平臺(tái)繪制了不同年份的土地利用圖譜并分析各種類型土地之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在此基礎(chǔ)上引入了“人為干擾度”（HI）指數(shù)，根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合本區(qū)實(shí)際情況劃分了本區(qū)域人為干擾度指數(shù)景觀類型分類系統(tǒng)。在GIS平臺(tái)基礎(chǔ)上借助人工目視解譯和社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料，從時(shí)間序列和空間序列兩個(gè)角度對(duì)環(huán)渤海地區(qū)人為干擾程度動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。

2 人為干擾度指數(shù)景觀類型

干擾是自然界中普遍存在的現(xiàn)象，具有偶然性和不可預(yù)知性，它使得生態(tài)系統(tǒng)的格局和過程處于不斷變化的過渡狀態(tài)。由于城市化進(jìn)程的加速和人類活動(dòng)規(guī)模的擴(kuò)大，自然景觀的發(fā)育及其結(jié)構(gòu)、空間板塊化的形成都受到了很大的影響，天然的地表覆蓋格局也在人類活動(dòng)的干擾下改變了其原本面貌[15-16]。

人類活動(dòng)具有多樣性，例如城市路網(wǎng)等級(jí)和規(guī)模、人工地物的數(shù)量、地物類型的更替、生物多樣性及植被覆蓋類型的更替等[17]。而人類活動(dòng)的強(qiáng)度（土地覆被被人類活動(dòng)改變面貌后復(fù)原的概率及耗時(shí)）和人類活動(dòng)頻率對(duì)自然景觀影響的大小是確定人類對(duì)生態(tài)景觀干擾程度的依據(jù)。

學(xué)者將人為干擾度HI（Hemeroby index）引入河口濕地研究中，探究人為干擾度與景觀板塊面積及數(shù)量之間的關(guān)系，這為監(jiān)測(cè)海岸帶人類活動(dòng)強(qiáng)度提供了很好的借鑒[18]。本文在《全國土地利用分類》基礎(chǔ)上結(jié)合前人對(duì)HI的分類方法確定了3種干擾型景觀：（幾乎）無干擾型、半干擾型和全干擾型，這三種一級(jí)類型又細(xì)分為22個(gè)二級(jí)景觀子類型，具體景觀分級(jí)系統(tǒng)見下表（表2-1）。

3環(huán)渤海土地利用及變化分析

根據(jù)土地利用現(xiàn)狀和土地資源的特點(diǎn)，將環(huán)渤海用地類型分為城鄉(xiāng)、工礦、建筑用地，未利用地、林地、水域、耕地和草地。利用Arcgis9.3平臺(tái)得到了1995年、2000年和2008年環(huán)渤海土地利用圖（圖2-1、圖2-2、圖2-3），因?yàn)閳D幅范圍過大，本文中所有的圖均只顯示了部分海岸帶信息。

通過計(jì)算土地利用轉(zhuǎn)移矩陣發(fā)現(xiàn)，環(huán)渤海地區(qū)在1995年到2000年土地利用類型發(fā)生了明顯變化，大約125Km2的耕地轉(zhuǎn)為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，而從2000年到2008年則有大約439 Km2的耕地轉(zhuǎn)為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，這說明研究區(qū)域的城市化水平在不斷加快，且2000年以后的城市化進(jìn)程明顯高于2000年之前的城市化進(jìn)程。而不容忽視的是，大量的草地轉(zhuǎn)為耕地和建筑用地，部分草場(chǎng)退化和沙化，草地轉(zhuǎn)為未利用地，其面積呈現(xiàn)明顯減少趨勢(shì)。

土地利用方式的變化體現(xiàn)出人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的干擾作用，下面對(duì)環(huán)渤海濱人為干擾度的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。

4環(huán)渤海土地利用人類活動(dòng)干擾度動(dòng)態(tài)變化

4.1環(huán)渤海人為干擾度時(shí)間分異

人類活動(dòng)是土地利用類型變化的主導(dǎo)因素，環(huán)渤海人為干擾度呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，在沿海海濱地區(qū)，1995年到2000年間人為干擾度變化呈顯著上升趨勢(shì)，2000年到2008年間沿海海濱濕地地區(qū)人為干擾度變化呈下降趨勢(shì)。

從研究區(qū)域總體而言，近十幾年來全干擾類型的總面積呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)，由1995年的4762 Km2上升至2000年的5354.5 Km2，又降至2008年的2821.8 Km2；半干擾面積則呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，從1995年的48669.5 Km2上升到2000年的51321.9 Km2，最后增加到2008年的52604.2 Km2；而無干擾類型也呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，從1995年的1765.6 Km2增加到2000年的2068.6 Km2，最終增加至2008年的 6648.2 Km2（圖2-4）。這些數(shù)據(jù)表明環(huán)渤海區(qū)人為干擾度在不同歷史時(shí)期并非均質(zhì)化發(fā)展。

4.2人為干擾度空間分異

利用ARCGIS軟件的疊加功能生成了環(huán)渤海海濱的干擾度變化圖譜（圖2-5、圖2-6）能更好的反映各種土地利用類型的轉(zhuǎn)換情況。

從圖2-5和圖2-6中能清晰的看出人為干擾度的空間變化情況，在1995年到2000年渤海灣西北部沿岸主要從半干擾型向全干擾型轉(zhuǎn)換，而在2000年到2008年該區(qū)域則主要從全干擾型轉(zhuǎn)為無干擾型，表明該區(qū)域人類干擾程度在降低。而渤海灣南部沿岸則從1995年到2000年干擾度無顯著變化轉(zhuǎn)變?yōu)?008年時(shí)的全干擾類型，表明該區(qū)域人類干擾程度在不斷增強(qiáng)。而遼東灣則在1995年至2008年干擾類型沒有發(fā)生明顯的變化，說明該區(qū)域人類干擾程度保持在一個(gè)較穩(wěn)定的水平。萊州灣西北部近十幾年來由半干擾型向無干擾型轉(zhuǎn)變。

此外，從圖中還可以看出人為干擾度在濱海地區(qū)有明顯的空間分帶性，逐漸由陸地向海洋過渡，人為干擾度分布面積在濱海濕地區(qū)最大，主要干擾類型以水田、旱地為主，而靠近陸地人為干擾度較大的類型則以農(nóng)村、城市建設(shè)用地為主。1995年到2000年，人類干擾上升的區(qū)域主要集中在濱海濕地地區(qū)；而在2000年到2008年人類活動(dòng)強(qiáng)度則逐漸轉(zhuǎn)向海洋，主要是對(duì)邊灘、水域的干擾度增加，這說明人為干擾度的中心隨著時(shí)間變化在空間上逐漸由海向陸轉(zhuǎn)變。

1995年到2000年有大量的土地由全干擾轉(zhuǎn)為半干擾類型，表明有大量的土地以原來的人類活動(dòng)干擾為主向人為自然交互作用轉(zhuǎn)化，而在2000年到2008年全干擾類型向半干擾類型轉(zhuǎn)換的面積顯著減少；在1995年到2000年有105213.1 Km2無干擾類型向半干擾類型轉(zhuǎn)化，而在2000年到2008年這一轉(zhuǎn)化面積顯著減少，表明在以自然因素干擾為主的區(qū)域逐漸向自然人為交互作用轉(zhuǎn)化，到2008年時(shí)自然人為作用都降低。而干擾類型無變化的面積呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，這進(jìn)一步表明區(qū)域干擾類型呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，不同干擾類型之間呈現(xiàn)轉(zhuǎn)換關(guān)系。大部分地區(qū)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的人為干擾度，但不同干擾類型之間仍存在轉(zhuǎn)換關(guān)系，且彼此的相互轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)非均質(zhì)特征，其中，半干擾型向全干擾或無干擾的變化較明顯，表明在研究區(qū)域大部分區(qū)域受人類活動(dòng)和自然交互作用。

5結(jié)論

本文分析了環(huán)渤海區(qū)的土地利用情況，并結(jié)合人為干擾度和《全國土地分類》對(duì)環(huán)渤海濱的人為干擾度動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：

（1）1995年到2000年環(huán)渤海海岸帶景觀發(fā)生了明顯變化。各種類型的土地面積呈現(xiàn)波動(dòng)變化的趨勢(shì)，耕地、草地、和未利用地是建設(shè)用地的主要來源，且2000年后的城市化進(jìn)程快于2000年之前的城市化進(jìn)程。

（2）土地利用方式的變化影響著人為干擾度的變化情況。環(huán)渤海濱人為干擾度在時(shí)間序列上呈現(xiàn)非均質(zhì)變化特征，具有跳躍性的特點(diǎn)。不同年份的人為干擾呈現(xiàn)波動(dòng)變化的特點(diǎn)。

（3）人為干擾度在濱海地區(qū)有明顯的空間分帶性，逐漸由陸地向海洋過渡。

（4）大部分地區(qū)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的人為干擾度，但不同干擾類型之間仍存在轉(zhuǎn)換關(guān)系。且彼此的相互轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)非均質(zhì)特征，其中，半干擾型向全干擾或無干擾的變化較明顯，表明在研究區(qū)域大部分區(qū)域受人類活動(dòng)和自然交互作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫永光，趙冬至，吳濤，等.河口濕地人為干擾度時(shí)空動(dòng)態(tài)及景觀相應(yīng)——以大洋河口為例[J].生態(tài)學(xué) 報(bào)，2012，32（12）：3645-3655.

[2] Guo Q-X，Wang T-M.Landscape ecological evaluation of Fenglin Nature Reverse Quantification and interpretion Chinese Journal of Applied Ecology，2005，16（5）：825-832.

[3] 孔博，鄧偉，陶和平，等.三江平原典型濕地的多尺度人為干擾格局研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué) 報(bào)，2010，32（2）：100-105

[4] 余世孝.泰山景觀人為干擾的程度及其影響分析[J].山地學(xué)報(bào)，山地學(xué)報(bào)，2005，23（3）：367-373.

[5] 周道瑋，鐘秀麗.干擾生態(tài)理論的基本概念和擾動(dòng)生態(tài)學(xué)理論框架[J].東北師大學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，1996（1）：90-96.

[6] 張殿發(fā)，林年豐.吉林西部農(nóng)業(yè)生態(tài)地址環(huán)境脆弱性綜合研究[J].干展區(qū)資源與環(huán)境，1999，13（4）：15-20.

[7] 李永庚，蔣高明，高雷明，等.人為干擾對(duì)渾善達(dá)克沙地榆樹疏林的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，27（6）：829-834.

[8] MO Jiang Ming， Sandra Brown， PENG Shao Lin. Effects of human impacts on fine roots and soil organic matter of a pine forest in subtropical China[J]. Acta Ecologica Sinica，2005，25（3）：491-498.

[9] 趙魯安，姜明興.談人為干擾對(duì)大型草食性野生動(dòng)物的影響[J].防護(hù)林科技，2014， （3）：91-92.

[10] 魏亞偉，蘇以榮，陳香碧，等.人為干擾對(duì)喀斯特土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳穩(wěn)定性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué) 報(bào)，2011，22（4）：971-978.

作者簡介：張?zhí)穑?991.12—），女，甘肅天水人，碩士研究生，研究方向：GIS與遙感理論模型與應(yīng)用。 E-mail： gsgndyx@163.com