河南黃河濕地自然保護(hù)區(qū)生態(tài)狀況變化研究

李雙權(quán)，邱士可，杜 軍，曾麒潔，馬玉鳳

（1.河南省科學(xué)院地理研究所，鄭州 450052；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，鄭州 450002）

黃河流域是我國(guó)重要的生態(tài)屏障和經(jīng)濟(jì)地帶［1-3］.2019年9月，習(xí)近平總書(shū)記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上明確指出黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展是重大國(guó)家戰(zhàn)略.濕地與海洋、森林并成為全球三大生態(tài)系統(tǒng)［4-5］，不僅具有凈化空氣、改善環(huán)境、維持生物多樣性、蓄水防旱等生態(tài)功能，還能為人類提供水產(chǎn)品以及優(yōu)化景觀等作用［6-8］.河南黃河濕地自然保護(hù)區(qū)是我國(guó)生物多樣性最為豐富地區(qū)之一，也是我國(guó)候鳥(niǎo)遷徙三大通道的中線通道［9-11］.根據(jù)國(guó)家政策和生態(tài)發(fā)展需求，了解河南濕地自然保護(hù)區(qū)生態(tài)狀況，對(duì)實(shí)現(xiàn)黃河流域持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用.

20世紀(jì)中葉，美國(guó)和加拿大對(duì)沿海鹽漬沼澤、淡水濕地進(jìn)行了研究［12］.20世紀(jì)60年代，隨著歐洲工業(yè)化的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境破壞，濕地問(wèn)題得到重視，并進(jìn)行大量研究［13］.20世紀(jì)70年代，一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)城市濕地、河口濕地、沿海濕地進(jìn)行深入研究［14］.1982年，第一次國(guó)際濕地會(huì)議在印度舉行，標(biāo)志著全球在濕地研究領(lǐng)域進(jìn)入新篇章［15］.世界各國(guó)對(duì)濕地研究更加重視，我國(guó)對(duì)濕地的研究開(kāi)始于20世紀(jì)中葉［15］.20世紀(jì)70年代，中國(guó)開(kāi)始重視環(huán)境問(wèn)題，城市發(fā)展與濕地環(huán)境相結(jié)合，對(duì)城市濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等方面進(jìn)行研究［17］.在20世紀(jì)80年代，政府頒布了一系列與生態(tài)濕地問(wèn)題相關(guān)的規(guī)章制度、法律法規(guī)等［18］.20世紀(jì)90年代，生態(tài)保護(hù)與濕地問(wèn)題的相關(guān)研究項(xiàng)目得到批準(zhǔn)實(shí)施［19］.1992年，我國(guó)加入《濕地公約》.近年來(lái)，我國(guó)對(duì)濕地研究進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，在濕地生物多樣性保護(hù)、濕地景觀規(guī)劃、濕地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行深入研究，并取得了一系列研究成果［6］.

黃河擁有4.88%濕地率，雖然低于全國(guó)5.58%平均濕地率，但黃河濕地對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境具有重要影響.近年來(lái)，由于城市化進(jìn)程加快及人類活動(dòng)干擾，對(duì)黃河濕地環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響［20-21］.濕地面臨著資源減少，生態(tài)環(huán)境破壞和生態(tài)功能退化等情況，對(duì)濕地進(jìn)行保護(hù)、修復(fù)與開(kāi)發(fā)成為國(guó)家和學(xué)者最關(guān)心的問(wèn)題之一［22-26］.河南濕地自然保護(hù)區(qū)是我國(guó)濕地資源的重要組成部分，在保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)多樣化方面起著重要的作用［27-31］.本研究基于遙感影像與野外地面核查相結(jié)合，獲取地表生態(tài)系統(tǒng)覆蓋信息，對(duì)2015和2019年河南省沿黃河5個(gè)濕地自然保護(hù)區(qū)生態(tài)狀況動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行深入分析，揭示其存在的問(wèn)題，以期為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供有益參考.

1 研究區(qū)概況

河南省沿黃河有自然保護(hù)區(qū)5個(gè)（表1），其中國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)2個(gè)，分別為河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和新鄉(xiāng)鳥(niǎo)類濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)；省級(jí)自然保護(hù)區(qū)3個(gè)，分別為河南鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)、開(kāi)封柳園口省級(jí)濕地自然保護(hù)區(qū)、濮陽(yáng)縣黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū).

表1 河南省沿黃河5個(gè)濕地自然保護(hù)區(qū)基本情況Tab.1 Basic situation of five wetland nature reserves along the Yellow River in Henan Province

河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)建立于2003年，總面積68 000 hm2.保護(hù)區(qū)內(nèi)生物多樣性豐富，具有大量野生動(dòng)植物資源，主要針對(duì)黃河濕地生態(tài)系統(tǒng)及其珍稀瀕危野生水禽進(jìn)行保護(hù).河南新鄉(xiāng)黃河濕地鳥(niǎo)類國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)在1988年為省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，面積3030 hm2，1996年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)建立其為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，總面積22 780 hm2.保護(hù)區(qū)在人口密集交通發(fā)達(dá)地帶的黃河下游平原，主要依托于黃河水和降水補(bǔ)給，是候鳥(niǎo)遷徙的重要通道和冬候鳥(niǎo)的越冬北界.鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)總面積37 441.4 hm2.保護(hù)區(qū)內(nèi)有大量的野生脊椎動(dòng)物，有217種，其中鳥(niǎo)類占169種.開(kāi)封柳園口省級(jí)濕地自然保護(hù)區(qū)總面積16 308.5 hm2.保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境主要為河流、灘涂濕地，是亞洲候鳥(niǎo)遷徙的中線通道，有大量的候鳥(niǎo)在此過(guò)冬或中途停歇.濮陽(yáng)縣黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)總面積3 301.7 hm2，位于黃河下游的上段部分.保護(hù)區(qū)主要對(duì)珍稀瀕危鳥(niǎo)類等野生動(dòng)植物進(jìn)行保護(hù).

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

基于2015年、2019年夏季美國(guó)WorldView遙感影像，采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，利用室內(nèi)分析判讀與野外實(shí)地調(diào)查相結(jié)合的技術(shù)方法，獲取河南省沿黃河5個(gè)國(guó)家級(jí)、省級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成及空間分布數(shù)據(jù).自然保護(hù)區(qū)邊界與分區(qū)數(shù)據(jù)來(lái)源于生態(tài)環(huán)境部、河南省生態(tài)環(huán)境廳公布的自然保護(hù)區(qū)功能區(qū)邊界數(shù)據(jù).

3 結(jié)果與分析

3.1 自然生態(tài)空間

自然生態(tài)空間包含森林、草地、荒漠與裸露地表等自然生態(tài)系統(tǒng)（表2）.河南省沿黃河5個(gè)濕地自然保護(hù)區(qū)自然生態(tài)空間總面積從2015年監(jiān)測(cè)的58 035.29 hm2減少至2019年監(jiān)測(cè)的55 239.49 hm2，面積減少了4.82%；從自然生態(tài)空間面積與保護(hù)區(qū)總面積比例而言，由2015年的40.37%減至2019年的38.43%，減少了1.95%.因此，河南省沿黃河自然保護(hù)區(qū)自然生態(tài)空間面積出現(xiàn)減少.

表2 河南省沿黃河自然保護(hù)區(qū)自然生態(tài)空間面積變化Tab.2 Changes of natural ecological space areas of five wetland nature reserves along the Yellow River in Henan Province

2015—2019年河南省沿黃河濕地自然保護(hù)區(qū)自然生態(tài)空間中，森林生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)、荒漠與裸露地表出現(xiàn)不同幅度的減少，其中草地生態(tài)系統(tǒng)面積減少最大，為2 267.31 hm2，減少面積占草地生態(tài)系統(tǒng)總面積的25.47%；其次為森林生態(tài)系統(tǒng)，面積減少1 837.15 hm2，減少面積占森林生態(tài)系統(tǒng)總面積的16.35%；水域面積出現(xiàn)增長(zhǎng)，增長(zhǎng)面積2 146.35 hm2，增加面積占總水域面積的6.89%.

河南省沿黃河5個(gè)自然保護(hù)區(qū)中，河南鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)自然生態(tài)空間面積減少最大，從2015年監(jiān)測(cè)的17 710.94 hm2降至2019年監(jiān)測(cè)的16 388.96 hm2，減少了1 321.98 hm2，減少面積占該自然保護(hù)區(qū)總面積的3.53%；其次為河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，從2015年監(jiān)測(cè)的27 463.15 hm2降至2019年監(jiān)測(cè)的26 551.68 hm2，減少了911.48 hm2，減少面積占該自然保護(hù)區(qū)總面積的1.43%；開(kāi)封柳園口濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)自然生態(tài)空間較少幅度最小，為86.35 hm2，減少面積占該自然保護(hù)區(qū)總面積的0.53%.

3.2 半人工生態(tài)系統(tǒng)

半人工生態(tài)系統(tǒng)包含農(nóng)田、園地等半人工半自然生態(tài)系統(tǒng)（表3）.河南省沿黃河5個(gè)濕地自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，種植土地總面積從2015年監(jiān)測(cè)的59 115.29 hm2增加至2019年的61 444.14 hm2，面積增加了3.94%；從種植土地總面積與保護(hù)區(qū)總面積比例而言，由2015年的41.13%增至2019年的42.75%，增長(zhǎng)1.62%.因此，河南省沿黃河濕地自然保護(hù)區(qū)內(nèi)種植土地面積出現(xiàn)增大的變化過(guò)程.

表3 河南省沿黃河濕地自然保護(hù)區(qū)種植土地面積變化Tab.3 Changes of planting land areas of five wetland nature reserves along the Yellow River in Henan Province

河南省沿黃河5個(gè)自然保護(hù)區(qū)中，河南鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)種植土地面積增加最大，從2015年監(jiān)測(cè)的18 664.79 hm2增加至2019年監(jiān)測(cè)的19 728.39 hm2，增加了1 063.60 hm2，增加面積占該自然保護(hù)區(qū)總面積的2.84%；其次為河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，從2015年監(jiān)測(cè)的14 959.51 hm2增加至2019年監(jiān)測(cè)的15 595.92 hm2，增加了636.41 hm2，增加面積占該自然保護(hù)區(qū)總面積的1.00%；河南新鄉(xiāng)鳥(niǎo)類濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)種植土地面積增加幅度最小，為198.12 hm2，增加面積占該自然保護(hù)區(qū)總面積的0.87%.

3.3 人工表面

河南省沿黃河自然保護(hù)區(qū)人工表面總面積（表4）從2015年監(jiān)測(cè)的3 707.90 hm2增加至2019年監(jiān)測(cè)的4 170.60 hm2，面積增加了12.48%；數(shù)量從2015年監(jiān)測(cè)的5856處增加至2019年監(jiān)測(cè)的7160處，數(shù)量增加了22.2%.從人工表面總面積與保護(hù)區(qū)總面積比例而言，由2015年的2.58%增至2019年的2.90%，增長(zhǎng)了12.48%.由此可見(jiàn)，河南省沿黃河自然保護(hù)區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)的數(shù)量與規(guī)模呈現(xiàn)擴(kuò)張態(tài)勢(shì).

表4 河南省沿黃河自然保護(hù)區(qū)人工地表面積變化Tab.4 Changes of artificial surface areas of five wetland nature reserves along the Yellow River in Henan Province

河南省沿黃河5個(gè)自然保護(hù)區(qū)中，除開(kāi)封柳園口省級(jí)濕地自然保護(hù)區(qū)、濮陽(yáng)縣黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)人工表面面積減少外，其他3個(gè)自然保護(hù)區(qū)人工表面面積均增加，其中河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)人工表面面積增加最大，從2015年監(jiān)測(cè)的1 756.46 hm2增加至2019年監(jiān)測(cè)的2 031.54 hm2，增加了275.08 hm2，增加面積占該自然保護(hù)區(qū)總面積的0.43%；其次為河南鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，從2015年監(jiān)測(cè)的995.60 hm2增加至2019年監(jiān)測(cè)的1 254.00 hm2，增加了258.40 hm2，增加面積占該自然保護(hù)區(qū)總面積的0.69%.

3.4 露天采掘場(chǎng)

河南省沿黃河自然保護(hù)區(qū)露天采掘場(chǎng)總面積（表5）從2015年監(jiān)測(cè)的469.16 hm2減少至2019年監(jiān)測(cè)的163.85 hm2，面積減少了65.08%；數(shù)量從2015年監(jiān)測(cè)的115處減少至2019年監(jiān)測(cè)的55處，數(shù)量減少了52.17%.從露天采掘場(chǎng)總面積與保護(hù)區(qū)總面積比例而言，由2015年的0.33%降至2019年的0.11%，減少了12.48%.由此可見(jiàn)，河南省沿黃河自然保護(hù)區(qū)內(nèi)露天采掘場(chǎng)的斑塊數(shù)量及面積規(guī)模呈現(xiàn)降低態(tài)勢(shì).

表5 河南省沿黃河自然保護(hù)區(qū)露天采掘場(chǎng)面積變化Tab.5 Changes of open-pit mining field areas of five wetland nature reserves along the Yellow River in Henan Province

2015—2019年河南省沿黃河5個(gè)自然保護(hù)區(qū)中，河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、濮陽(yáng)縣黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)、開(kāi)封柳園口省級(jí)濕地自然保護(hù)區(qū)露天采掘場(chǎng)3個(gè)自然保護(hù)區(qū)面積出現(xiàn)減少.其中，河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)露天采掘場(chǎng)減少最大，從2015年監(jiān)測(cè)的272.74 hm2降至2019年監(jiān)測(cè)的9.6 hm2，減少了263.1 hm2，面積減少了94.47%；斑塊數(shù)量由51個(gè)減少至4個(gè)，數(shù)量減少了92.16%，自然保護(hù)區(qū)內(nèi)露天采掘場(chǎng)得到明顯遏制，“綠盾”自然保護(hù)區(qū)監(jiān)督檢查專項(xiàng)行動(dòng)成效顯著.但河南新鄉(xiāng)鳥(niǎo)類濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、河南鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)露天采掘場(chǎng)面積出現(xiàn)小幅度增長(zhǎng)，其中河南新鄉(xiāng)鳥(niǎo)類濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)露天采掘場(chǎng)面積增長(zhǎng)10.4 hm2，斑塊數(shù)量由7個(gè)增至12個(gè)，增長(zhǎng)了5個(gè).

4 結(jié)論

沿黃河河南段濕地自然保護(hù)區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)面積出現(xiàn)萎縮，自然生態(tài)空間出現(xiàn)被擠占現(xiàn)象.保護(hù)區(qū)內(nèi)自然生態(tài)空間總面積從2015年監(jiān)測(cè)的58 035.29 hm2減少至2019年監(jiān)測(cè)的55 239.49 hm2，面積減少了4.82%.其中，草地生態(tài)系統(tǒng)面積減少2 267.31 hm2，森林生態(tài)系統(tǒng)面積減少1 837.15 hm2，出現(xiàn)不同程度地被侵占.

生態(tài)狀況變化人類活動(dòng)影響驅(qū)動(dòng)明顯.種植土地總面積從2015年監(jiān)測(cè)的59 115.29 hm2增加至2019年監(jiān)測(cè)的61 444.14 hm2，面積增加了3.94%.人工表面總面積從2015年監(jiān)測(cè)的3 707.90 hm2增加至2019年監(jiān)測(cè)的4 170.60 hm2，面積增加了12.48%.從驅(qū)動(dòng)因子來(lái)看，河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、河南新鄉(xiāng)鳥(niǎo)類濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、河南鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)為種植土地和人工表面增加復(fù)合驅(qū)動(dòng)為主，對(duì)3個(gè)保護(hù)區(qū)總體貢獻(xiàn)率分別為75.80%和23.64%；開(kāi)封柳園口省級(jí)濕地自然保護(hù)區(qū)與濮陽(yáng)縣黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)為種植土地面積增長(zhǎng)單一驅(qū)動(dòng)明顯.

露天采掘場(chǎng)面積減少，但生態(tài)破壞依然存在.近年來(lái)，河南省積極開(kāi)展自然保護(hù)區(qū)監(jiān)督檢查專項(xiàng)行動(dòng)，加大沿黃濕地自然保護(hù)區(qū)內(nèi)各類違法違規(guī)行為的巡查檢查，推進(jìn)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)活動(dòng)清理退出，加快生態(tài)環(huán)境治理修復(fù)，露天采掘場(chǎng)面積大幅減少.2015—2019年，沿黃區(qū)域自然保護(hù)區(qū)內(nèi)露天采掘場(chǎng)斑塊數(shù)量由115個(gè)減少至55個(gè)，減少了52.17%；總面積由469.16 hm2減少至163.85 hm2，礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)生態(tài)修復(fù)治理率達(dá)到65.08%.其中，河南黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、濮陽(yáng)縣黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的露天采掘場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)治理效果明顯，礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)生態(tài)修復(fù)治理率不斷提升，分別達(dá)到了96.47%、80.15%.但是，河南新鄉(xiāng)鳥(niǎo)類濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、河南鄭州黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)露天采掘場(chǎng)面積出現(xiàn)小幅度增長(zhǎng)，尤其在河南新鄉(xiāng)鳥(niǎo)類濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)中露天采掘場(chǎng)斑塊數(shù)量增加相對(duì)明顯，表明生態(tài)破壞現(xiàn)象依然存在.