海岸帶濕地景觀及人為干擾度的動態變化

張甜 梁琦珍 陶蘊之

摘要：本文研究區域為環渤海5公里海岸帶。利用1995年、2000年、2008年三期矢量數據分析該海岸帶景觀和人為干擾度的動態變化。結果表明：（1）從1995年到2008年海岸帶景觀的變化受人類活動的影響，不同的土地利用類型之間存在相互轉化關系，耕地、草地和未利用地是建設用地的主要來源。（2）人為干擾度在時間序列上呈現非均質變化特征，具有跳躍性的特點。（3）人為干擾度在濱海地區有明顯的空間分帶性，逐漸由陸地向海洋過渡。（4）大部分地區呈現出穩定的人為干擾度，不同干擾類型之間相互轉換。

關鍵字：環渤海；人為干擾度；動態變化

中圖分類號：TP79 文獻標識碼：A

人類的生存和發展是以自然界的各種景觀生態系統為物質基礎的，而近年來人類的各項生產活動在不同尺度上影響著地表景觀的變化，監測和評估人類活動對自然環境的影響對促進自然環境的可持續發展有著重要意義 [1-3]。

相比于自然力，人類活動對自然景觀的干擾作用更明顯，例如人類的經營活動會導致群落植物的消失或者入侵從而使得當地的自然生境發生變化[3]，山體自然景觀及空間板塊化的形成也深受人類活動的影響[4]。同時，人類活動也是引起環境惡化的重要因子[5-6]，如人類活動加劇了沙漠化進程，砍伐、放牧、樵采在破壞植被的生境條件和生態功能[7]加速林地地表有效養分流失[8]的同時也影響到了野生動物的棲息地[9]，人類活動也對區域水文性能產生了消極影響。此外，人類干擾活動更是對土壤團聚體及其有機碳穩定性產生了消極作用[10]。人類修建水力工程、工農業過度用水等人類活動造成了入海水量的大幅度減少和水體污染，并對河口濕地生物多樣性發展產生了消極作用[11]，生態環境的各個組成部分都受到了來自人類活動的干擾。

部分學者提出了對自然環境進行分區，并針對不同的區域采用不同的人類干擾方式及強度來保護生態環境的方法[12]。研究表明，人類干擾強度跳躍性最大的區域出現在河口和河道地區[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的干擾作用日漸顯著，對海岸帶地區的人為干擾度監測成為海洋監測部門的重要課題[14]。

本文研究區域屬于遼東半島、山東半島、環渤海海濱的一部分，該區域不僅蘊藏著豐富的油氣資源，更是華北地區重要的漁鹽產區。作為中國北方地區的出海口，該區域在極大程度上帶動了區域經濟的發展。近年來，伴隨著海水倒灌、海岸侵蝕、海產品養殖、公共設施建設等一系列自然或人為因素引起的海岸帶生態功能的退化已引起了人們的關注，本文旨在通過分析土地利用變化和人為干擾度的時空變化情況，為實現該區域合理規劃土地利用方式實現可持續發展提供借鑒。

1 數據源和研究方法

1.1 數據源

本文選用1995年、2000年和2008年環渤海5公里海岸帶矢量數據，以105°E為中央經線并采用了大地坐標系，采用Albers投影以保證面積精度。數據涵蓋河北、遼寧、山東和天津幾個省份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換關系。在此基礎上引入了“人為干擾度”（HI）指數，根據前人的經驗結合本區實際情況劃分了本區域人為干擾度指數景觀類型分類系統。在GIS平臺基礎上借助人工目視解譯和社會經濟資料，從時間序列和空間序列兩個角度對環渤海地區人為干擾程度動態變化進行分析。

2 人為干擾度指數景觀類型

干擾是自然界中普遍存在的現象，具有偶然性和不可預知性，它使得生態系統的格局和過程處于不斷變化的過渡狀態。由于城市化進程的加速和人類活動規模的擴大，自然景觀的發育及其結構、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的干擾下改變了其原本面貌[15-16]。

人類活動具有多樣性，例如城市路網等級和規模、人工地物的數量、地物類型的更替、生物多樣性及植被覆蓋類型的更替等[17]。而人類活動的強度（土地覆被被人類活動改變面貌后復原的概率及耗時）和人類活動頻率對自然景觀影響的大小是確定人類對生態景觀干擾程度的依據。

學者將人為干擾度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量之間的關系，這為監測海岸帶人類活動強度提供了很好的借鑒[18]。本文在《全國土地利用分類》基礎上結合前人對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，這三種一級類型又細分為22個二級景觀子類型，具體景觀分級系統見下表（表2-1）。

3環渤海土地利用及變化分析

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

通過計算土地利用轉移矩陣發現，環渤海地區在1995年到2000年土地利用類型發生了明顯變化，大約125Km2的耕地轉為城鄉、工礦、居民用地，而從2000年到2008年則有大約439 Km2的耕地轉為城鄉、工礦、居民用地，這說明研究區域的城市化水平在不斷加快，且2000年以后的城市化進程明顯高于2000年之前的城市化進程。而不容忽視的是，大量的草地轉為耕地和建筑用地，部分草場退化和沙化，草地轉為未利用地，其面積呈現明顯減少趨勢。

土地利用方式的變化體現出人類活動對自然環境的干擾作用，下面對環渤海濱人為干擾度的動態變化進行分析。

4環渤海土地利用人類活動干擾度動態變化

4.1環渤海人為干擾度時間分異

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

從研究區域總體而言，近十幾年來全干擾類型的總面積呈現波動下降的趨勢，由1995年的4762 Km2上升至2000年的5354.5 Km2，又降至2008年的2821.8 Km2；半干擾面積則呈現增加的趨勢，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出上升的趨勢，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）。這些數據表明環渤海區人為干擾度在不同歷史時期并非均質化發展。

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換，而在2000年到2008年該區域則主要從全干擾型轉為無干擾型，表明該區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變為2008年時的全干擾類型，表明該區域人類干擾程度在不斷增強。而遼東灣則在1995年至2008年干擾類型沒有發生明顯的變化，說明該區域人類干擾程度保持在一個較穩定的水平。萊州灣西北部近十幾年來由半干擾型向無干擾型轉變。

此外，從圖中還可以看出人為干擾度在濱海地區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村、城市建設用地為主。1995年到2000年，人類干擾上升的區域主要集中在濱海濕地地區；而在2000年到2008年人類活動強度則逐漸轉向海洋，主要是對邊灘、水域的干擾度增加，這說明人為干擾度的中心隨著時間變化在空間上逐漸由海向陸轉變。

1995年到2000年有大量的土地由全干擾轉為半干擾類型，表明有大量的土地以原來的人類活動干擾為主向人為自然交互作用轉化，而在2000年到2008年全干擾類型向半干擾類型轉換的面積顯著減少；在1995年到2000年有105213.1 Km2無干擾類型向半干擾類型轉化，而在2000年到2008年這一轉化面積顯著減少，表明在以自然因素干擾為主的區域逐漸向自然人為交互作用轉化，到2008年時自然人為作用都降低。而干擾類型無變化的面積呈現減少的趨勢，這進一步表明區域干擾類型呈現不穩定狀態，不同干擾類型之間呈現轉換關系。大部分地區呈現出穩定的人為干擾度，但不同干擾類型之間仍存在轉換關系，且彼此的相互轉化呈現非均質特征，其中，半干擾型向全干擾或無干擾的變化較明顯，表明在研究區域大部分區域受人類活動和自然交互作用。

5結論

本文分析了環渤海區的土地利用情況，并結合人為干擾度和《全國土地分類》對環渤海濱的人為干擾度動態變化進行分析。結果表明：

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

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

（3）人為干擾度在濱海地區有明顯的空間分帶性，逐漸由陸地向海洋過渡。

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

參考文獻

[1] 孫永光，趙冬至，吳濤，等.河口濕地人為干擾度時空動態及景觀相應——以大洋河口為例[J].生態學 報，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].北京林業大學學 報，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].山地學報，山地學報，2005，23（3）：367-373.

[5] 周道瑋，鐘秀麗.干擾生態理論的基本概念和擾動生態學理論框架[J].東北師大學報自然科學版，1996（1）：90-96.

[6] 張殿發，林年豐.吉林西部農業生態地址環境脆弱性綜合研究[J].干展區資源與環境，1999，13（4）：15-20.

[7] 李永庚，蔣高明，高雷明，等.人為干擾對渾善達克沙地榆樹疏林的影響[J].植物生態學報，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.談人為干擾對大型草食性野生動物的影響[J].防護林科技，2014， （3）：91-92.

[10] 魏亞偉，蘇以榮，陳香碧，等.人為干擾對喀斯特土壤團聚體及其有機碳穩定性的影響[J].應用生態學 報，2011，22（4）：971-978.

作者簡介：張甜（1991.12—），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用。 E-mail： gsgndyx@163.com