內(nèi)蒙古阿爾山市“5·21”特大森林草原火災(zāi)生態(tài)修復(fù)15周年回顧

張磊，鮑會(huì)群，邱文杰，艷鈴，周磊，李剛

（內(nèi)蒙古自治區(qū)興安生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400）

2003年5月21日，蒙古國(guó)草原大火入境，這個(gè)場(chǎng)大火給兩國(guó)造成了巨大損失。2003年6月2日美國(guó)Landsat5號(hào)衛(wèi)星拍攝到了災(zāi)后火燒跡地場(chǎng)景，經(jīng)過(guò)火燒跡地提取后得知此次火災(zāi)的過(guò)火總面積為85.86萬(wàn)hm2，其中中國(guó)過(guò)火面積為9.61 萬(wàn)hm2，占總過(guò)火面積的11.19%。中國(guó)過(guò)火區(qū)域相關(guān)縣域有新巴爾虎左旗、科爾沁右翼前旗、東烏珠穆沁旗和阿爾山市，這場(chǎng)火災(zāi)的過(guò)火范圍除阿爾山市外其他區(qū)域均為草原。阿爾山市為我國(guó)大興安嶺森林生態(tài)功能區(qū)的最南端重點(diǎn)縣域，為東北平原生態(tài)屏障，發(fā)揮了水源涵養(yǎng)、水土保持的生態(tài)功能，如不加以管制，火燒跡地極易發(fā)生環(huán)境改變和水土流失，后果不堪設(shè)想。2005年以來(lái)，五岔溝林業(yè)局通過(guò)飛播、機(jī)械化造林等方式對(duì)災(zāi)區(qū)林業(yè)資源進(jìn)行了更新和恢復(fù)，使災(zāi)區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況基本得以恢復(fù)。在該區(qū)域生態(tài)修復(fù)15 周年之際，為了摸清該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)狀態(tài)，本文以2000年為背景年，使用3S 技術(shù)手段對(duì)阿爾山市白狼鎮(zhèn)災(zāi)區(qū)的各重要?dú)v史時(shí)段進(jìn)行了分析和回顧。

圖1 5·21火災(zāi)災(zāi)區(qū)分布圖

1 阿爾山市災(zāi)區(qū)原始生態(tài)環(huán)境狀況

使用美國(guó)Landsat5 號(hào)衛(wèi)星2000年拍攝的遙感影像，對(duì)阿爾山市災(zāi)區(qū)原始土地利用類(lèi)型進(jìn)行了分析，阿爾山市災(zāi)區(qū)總面積5.23萬(wàn)hm2，其中有林地3.03 萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)總面積的57.90%；高蓋度草地1.35萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)總面積的25.76%；沼澤地0.33 萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)總面積的6.22%；灌木林地0.22 萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)總面積的4.21%；其他各土地利用類(lèi)型0.31 萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)總面積的5.91%。由災(zāi)區(qū)的衛(wèi)星遙感影像和解譯數(shù)據(jù)顯示，災(zāi)區(qū)原始狀態(tài)中有林地及高蓋度草地所占比重占主導(dǎo)地位。

2 各歷史時(shí)間段災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化分析

2.1 火災(zāi)前后災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化

依據(jù)2000-2005年災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型解譯數(shù)據(jù)獲取到災(zāi)區(qū)2個(gè)年份土地利用類(lèi)型空間轉(zhuǎn)移矩陣，由矩陣顯示數(shù)據(jù)獲悉本次火災(zāi)共毀林1.21 萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)總面積的23.07%；其中有林地1.14 萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)總面積的21.70%；灌木林地0.07萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)總面積的1.31%。

圖2 災(zāi)區(qū)2000年生態(tài)環(huán)境背景

2.2 “十一五”“十二五”期間災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化

表1 2000年、2005年災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型面積空間轉(zhuǎn)移矩陣 面積：hm2

經(jīng)過(guò)對(duì)2005年、2015年災(zāi)區(qū)衛(wèi)星遙感影像土地利用類(lèi)型解譯及空間轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算發(fā)現(xiàn)災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型發(fā)生了較為劇烈的波動(dòng)，災(zāi)區(qū)發(fā)生退耕還林、還草總計(jì)0.04萬(wàn)hm2，有林地、灌木林地和疏林地增加0.95 萬(wàn)hm2。但毀林、毀草現(xiàn)象依舊存在，旱地面積上漲0.25 萬(wàn)hm2，有林地、灌木林地、草地優(yōu)勢(shì)物種逐級(jí)遞減總面積為0.64萬(wàn)hm2。

表2 2005年、2015年災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型面積空間轉(zhuǎn)移矩陣 面積：hm2

2.3 “十三五”以來(lái)災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化

經(jīng)過(guò)對(duì)2015年、2020年災(zāi)區(qū)衛(wèi)星遙感影像土地利用類(lèi)型解譯及空間轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算發(fā)現(xiàn)災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化逐漸放緩，其動(dòng)態(tài)基本以正向變化為主：林地面積增加0.40萬(wàn)hm2。但是人類(lèi)生產(chǎn)生活對(duì)該地區(qū)依舊產(chǎn)生了一些影響：毀林現(xiàn)象依舊存在，建設(shè)用地面積持續(xù)增加，其總面較小，占災(zāi)區(qū)總面積的比重可忽略不計(jì)。

3 2005年以來(lái)災(zāi)區(qū)植被漲勢(shì)恢復(fù)狀況分析

表3 “十三五”以來(lái)災(zāi)區(qū)土地利用類(lèi)型空間轉(zhuǎn)移矩陣

筆者獲取了興安盟2005-2020年美國(guó)EOS衛(wèi)星modis歸一化植被指數(shù)產(chǎn)品，每月產(chǎn)品由4期組成，求該月4 期產(chǎn)品最大值代表該月份數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)年各月產(chǎn)品求平均值代表該年份產(chǎn)品，將該年份產(chǎn)品降噪后估算當(dāng)年災(zāi)區(qū)的植被覆蓋度。以2005年為分析起始零年，對(duì)災(zāi)區(qū)各年份的植被覆蓋度產(chǎn)品進(jìn)行了線(xiàn)性擬合并求取相關(guān)性數(shù)據(jù)，對(duì)求取的相關(guān)性產(chǎn)品數(shù)據(jù)通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。將顯著性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)依據(jù)災(zāi)區(qū)范圍裁剪后獲知，災(zāi)區(qū)71.42%的地表植被得到了顯著性改善，其中37.58%的地表植被呈現(xiàn)及顯著性改善，但仍有13.46%的土地地表植被出現(xiàn)了顯著性的退化。

圖3 災(zāi)區(qū)生態(tài)修復(fù)15周年植被覆蓋度顯著性分析

4 植被恢復(fù)情況及野外實(shí)地踏勘

2020年9月4日，為了驗(yàn)證分析的準(zhǔn)確性，筆者對(duì)災(zāi)區(qū)生態(tài)恢復(fù)狀況進(jìn)了行有針對(duì)性的走訪(fǎng)，包含了針闊混交林、灌木林地、沼澤地等總計(jì)踏勘了12 個(gè)點(diǎn)位。所有踏勘點(diǎn)位樹(shù)齡較為年輕，灌木及草地植被漲勢(shì)旺盛，可以說(shuō)明生態(tài)環(huán)境基本得以穩(wěn)固。

圖4 顯著性分布圖及野外核查踏勘線(xiàn)路圖

5 生境質(zhì)量指數(shù)的時(shí)空分布

針對(duì)2000-2020年之間4個(gè)特定歷史時(shí)間的土地利用類(lèi)型分類(lèi)解譯數(shù)據(jù)，參照《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》HJ192-2015 生境質(zhì)量指數(shù)計(jì)算方法統(tǒng)計(jì)了該區(qū)域生境質(zhì)量指數(shù)。2000年該地段生境質(zhì)量指數(shù)為73.89，2005年為61.85，2015年為55.93，2020年為55.72。

6 結(jié)論與建議

圖5 野外實(shí)地踏勘照片

圖6 災(zāi)區(qū)2000-2020年見(jiàn)各歷史時(shí)間段生境質(zhì)量指數(shù)時(shí)空分布

“十五”期間這場(chǎng)火災(zāi)給阿爾山市白狼鎮(zhèn)造成極其嚴(yán)重的生態(tài)損失，總計(jì)毀林1.21 萬(wàn)hm2，占災(zāi)區(qū)過(guò)火總面積的23.11%，直接導(dǎo)致了災(zāi)區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)下降12.04。2005年以后，五岔溝林業(yè)局通過(guò)對(duì)災(zāi)區(qū)退耕還林還草、飛播造林、機(jī)械化造林等方式進(jìn)行了大規(guī)模的生態(tài)修復(fù)工作，但是由于人類(lèi)的生產(chǎn)生活給本就脆弱的災(zāi)區(qū)生態(tài)環(huán)境造成了一定的負(fù)面影響，縱使再多的生態(tài)修復(fù)工作為前提下，依舊導(dǎo)致災(zāi)區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)降低5.29?！笆濉币詠?lái)，植樹(shù)造林成果基本得以顯現(xiàn)，且植樹(shù)造林工作依舊在進(jìn)行過(guò)程中。由于人類(lèi)生產(chǎn)生活需要，建設(shè)用地面積依舊呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但僅占災(zāi)區(qū)總面積的一小部分，較2015年相比，災(zāi)區(qū)的生境質(zhì)量指數(shù)趨于平穩(wěn)，人類(lèi)干擾原因使得生境質(zhì)量指數(shù)只出現(xiàn)了微小變化。

回顧過(guò)去的15年，火災(zāi)致使當(dāng)?shù)刂脖粐?yán)重退化，災(zāi)區(qū)原有立木條件嚴(yán)重?fù)p毀，雖然五岔溝林業(yè)局經(jīng)過(guò)多年努力使得災(zāi)區(qū)71.42%的植被得到顯著恢復(fù)，但修復(fù)工作依舊不能掉以輕心，目前的植被覆蓋度的恢復(fù)只是表象，碳匯集程度依然較低，很難與災(zāi)前原始狀態(tài)相提并論。未來(lái)應(yīng)繼續(xù)圍繞生態(tài)修復(fù)這一核心，著力解決森林系統(tǒng)功能完善和穩(wěn)定性。可以考慮建立區(qū)、縣級(jí)自然保護(hù)區(qū)或?qū)⒃搮^(qū)域納入生態(tài)紅線(xiàn)，對(duì)災(zāi)區(qū)范圍內(nèi)的土地使用采取限批措施，穩(wěn)定當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境；推行“近自然、可持續(xù)”森林經(jīng)營(yíng)管理模式，在立木條件允許的情況下適當(dāng)增加針闊混交森林面積、優(yōu)化森林結(jié)構(gòu)、維護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高森林資源質(zhì)量、提升森林生態(tài)環(huán)境功能。堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山理念、樹(shù)牢生態(tài)紅線(xiàn)觀(guān)念，堅(jiān)決貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想，全面發(fā)揮“十四五”規(guī)劃的統(tǒng)領(lǐng)與規(guī)約作用，筑牢大興安嶺綠色生態(tài)屏障。