十二五期間遼河流域土地利用及生境維持功能分析

邰姍姍++李艷紅++劉暢++苑芷茜

摘 要：依據(jù)遼河流域遙感影像數(shù)據(jù)及ArcGIS的空間分析功能，分析“十二五”期間流域的土地利用組成及變化，并在此基礎(chǔ)上對(duì)流域的生境維持功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：研究的5a間，流域的土地利用以耕地和林地為主，并且存在由自然類型向人工類型轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。其中，耕地和建設(shè)用地等類型的面積增加，林地和草地面積減少；生境維持功能基本維持在及格水平，濕地所提供的維持功能較好，而林地和草地所提供的維持功能較弱。

關(guān)鍵詞：土地利用；生境維持功能；遼河流域

中圖分類號(hào)：X87 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170229003

生態(tài)功能是指不同生境、生物及生態(tài)系統(tǒng)的性質(zhì)或過程，是生態(tài)系統(tǒng)本身所具備的一種基本屬性[1]。隨著人與自然關(guān)系的不斷拉近和融合，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)注逐漸轉(zhuǎn)向從其對(duì)人類的服務(wù)功能出發(fā)，繼而出現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)向人類提供的產(chǎn)品和服務(wù)的表征[2]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能包括自然功能和社會(huì)功能2大類，生境維持功能是自然功能的一種[3]，是為生物生長、覓食、繁殖以及其他重要環(huán)節(jié)提供場(chǎng)所的功能，通過保護(hù)生境間接地保護(hù)生物。

區(qū)域土地利用類型的組成及空間變化是個(gè)復(fù)雜的、長期的過程，受自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等因素的綜合影響，也是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生態(tài)功能持續(xù)性的主要體現(xiàn)和作用因素。近年來，人類開發(fā)強(qiáng)度不斷增加，對(duì)土地利用格局及變化產(chǎn)生了顯著影響[4]，由此也產(chǎn)生了土地資源和生態(tài)環(huán)境等問題，特別是給生態(tài)系統(tǒng)功能帶來較大影響。因此，開展遼河流域土地利用組成、變化及由此而產(chǎn)生的生境維持功能特征研究，對(duì)于探索分析流域生態(tài)系統(tǒng)功能的現(xiàn)狀及發(fā)展具有支撐作用，也為實(shí)現(xiàn)流域的土地利用格局優(yōu)化、區(qū)域環(huán)境和經(jīng)濟(jì)和諧健康、可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

遼河流域位于我國東北地區(qū)的南部，即E11630'～12547'，N3843'～45之間，總面積約為21.9萬km2[5]，由遼河和大遼河2個(gè)水系組成[6]。其中，遼河包括東遼河和西遼河，東遼河發(fā)源于吉林省東遼縣，西遼河發(fā)源于河北省，東遼河和西遼河在遼寧省康平縣匯和，最后在盤錦市匯入渤海。大遼河由渾河和太子河匯合而成，太子河發(fā)源于本溪市，，渾河發(fā)源于撫順市滾馬嶺，在鞍山市海城接納太子河，向南在營口市注入遼東灣。其中，遼河流域在遼寧省境內(nèi)段覆蓋鐵嶺、沈陽、鞍山、本溪、撫順、盤錦、營口等城市區(qū)域，面積約達(dá)6.5萬km2，是遼寧省最大的河流，本研究選取此段作為研究對(duì)象。

由于遼河在遼寧省內(nèi)流經(jīng)城市多屬于工業(yè)城市，受城市化建設(shè)及工業(yè)發(fā)展的影響，流域水質(zhì)惡化、水生態(tài)破壞較為嚴(yán)重，成為全國污染較重的河流之一。自“十一五”以來， “國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”在遼河流域投入巨大的科技力量和資金，并實(shí)施多項(xiàng)重大工程對(duì)流域的水質(zhì)污染和生態(tài)破壞進(jìn)行全面的治理和恢復(fù)，取得了較為顯著的效果，2013年遼河流域干流全年符合Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，支流全年符合Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，全流域保持輕度污染水平[7]，已經(jīng)退出“重污染河流”的行列。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)源及處理

土地利用數(shù)據(jù)以2011—2015年間各年的Landsat TM遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用Erdas和ArcGIS對(duì)原始遙感影像進(jìn)行基礎(chǔ)處理和矢量化，得出遼河流域各年的土地利用矢量數(shù)據(jù)，并采用ArcGIS空間分析功能得出各年土地利用組成及變化。

2.2 分析方法

依據(jù)流域遙感數(shù)據(jù)解譯得出的各土地利用類型的面積，生境維持功能采用林地和草地的面積之和占流域總面積比例（林草地面積比）、濕地面積占流域總面積比例（濕地面積比）2項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)[8、9]，并根據(jù)面積占比進(jìn)行評(píng)分，2項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用組成及變化

“十二五”期間，遼河流域各年的土地利用組成和年際間變化結(jié)果見表2。從表中結(jié)果分析可見，在研究的5a間，遼河流域土地利用類型均以耕地和林地為主，二者的面積之和占流域總面積的比例均超過80%，其中各年耕地面積均為最大，面積占流域總面積比例在50.8%～51.3%之間，林地面積占比在31.9%～32.4%之間；其次，建設(shè)用地和濕地的面積相對(duì)較大，二者的面積之和占流域總面積的比例均在15%左右，而草地和未利用地的面積較小，二者面積占流域總面積比例均不足2%。

“十二五”期間，流域的土地利用組成變化不大。其中，2011—2013年，流域的各種土地利用類型中，耕地、濕地和建設(shè)用地3種類型面積增加，其中耕地面積增加較多；林地、草地和未利用地3種類型的面積減少，其中林地面積減少較多。2013—2015年間，耕地、草地、濕地和未利用地4種類型的面積均有所減少，但變化的面積不大，林地和建設(shè)用地面積增加，其中建設(shè)用地增加較多。從2011—2015年的土地利用類型變化來看，林地、草地和未利用地3種類型的面積均減少，而耕地、濕地和建設(shè)用地3種類型面積增加，說明“十二五”期間，遼河流域的土地利用組成中，自然類型面積總體減少，而人工類型的面積有所增加，存在自然類型向人工類型轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。

3.2 生境維持功能

根據(jù)“十二五”期間各年林地、草地和濕地面積占流域總面積比例的分析結(jié)果，計(jì)算得出林草地面積比和濕地面積比，并按照表1的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，得出遼河流域各年的生境維持功能，結(jié)果見表3。從評(píng)價(jià)結(jié)果分析，“十二五”期間，遼河流域的生境維持功能基本維持穩(wěn)定。其中，林草地面積比這項(xiàng)指標(biāo)5a的得分均為2分，濕地面積比這項(xiàng)指標(biāo)的得分均為4分。從生境維持功能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和各年的得分結(jié)果來看，2項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)總分最高為10分，而遼河流域各年的2項(xiàng)指標(biāo)的得分之和均為6分，僅處于及格水平。

從單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果來看，濕地面積占流域總面積的比例基本穩(wěn)定，由濕地提供的生境維持功能維持在較高的水平，而林草地面積比這項(xiàng)指標(biāo)得分較低，說明遼河流域的林地和草地這2種土地利用類型按照生境維持功能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來看，面積較小，而這2種類型又是生態(tài)系統(tǒng)中重要的自然生態(tài)系統(tǒng)類型，說明遼河流域的自然生態(tài)系統(tǒng)面積占比相對(duì)較低，植被覆蓋度較低，影響了生境維持功能，而且在研究的5a間，林草地面積比在減少，說明由此2種土地利用類型所提供的生境維持功能在較低水平的現(xiàn)狀基礎(chǔ)上進(jìn)一步還呈減弱趨勢(shì)。因此，在遼河流域的生態(tài)保護(hù)和生態(tài)建設(shè)工作中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)森林和草地的保護(hù)與建設(shè)，提高林地和草地的面積和植被覆蓋程度，以提高流域的生境維持功能；同時(shí)，也應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)濕地的保護(hù)，以保護(hù)其所提供的生境維持功能。

4 結(jié)語

“十二五”期間，遼河流域的土地利用組成相對(duì)穩(wěn)定，林地和耕地為流域的主要土地利用類型，面積占流域總面積比例較大。從土地利用類型的變化來看，“十二五”的5a間，流域的耕地、建設(shè)用地等人工類型面積增加，而林地、草地等自然類型面積有所減少，其中林地面積減少最多，說明遼河流域土地利用類型中存在自然類型向人工類型轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，人類活動(dòng)的干擾作用顯現(xiàn)。

遼河流域生境維持功能在“十二五”期間盡管維持穩(wěn)定狀態(tài)，但整體功能尚僅處于及格水平，其中由林地和草地所提供的維持能力較低，且呈逐年減弱趨勢(shì)；濕地類型所提供的維持能力較好，因此，對(duì)于區(qū)域的生態(tài)管護(hù)工作來說，應(yīng)注重加強(qiáng)對(duì)流域內(nèi)林地和草地的保護(hù)、恢復(fù)與建設(shè)，從而提高流域的生境維持功能。同時(shí)，林地和草地的覆被程度對(duì)于流域內(nèi)的水土保持和生物多樣性維持都具有支撐作用，因此，加強(qiáng)對(duì)林地和草地的保護(hù)與建設(shè)也對(duì)進(jìn)一步提高流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起到重要的作用，有利于促進(jìn)流域生態(tài)環(huán)境的改善。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：邰姍姍（1984-），女，高級(jí)工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。