1990-2010年東北地區濕地空間格局變化及影響因素分析

李 闖，劉吉平，梁 晨，王 晶

(吉林師范大學旅游與地理科學學院，吉林省綠色發展研究中心，吉林四平 136000）

濕地在自然生態系統中作用繁多，是自然界最富生物多樣性的生態景觀和人類最重要的生存環境之一，具有極其重要的生態、經濟、社會以及科研價值和意義。近幾十年來，隨著全球氣候變化和人類活動的加劇，濕地景觀結構正在發生嚴重變化，從而引起濕地面積減少等一系列環境問題，直接影響到國家生態以及水資源的安全，濕地保護的形勢十分嚴峻。

東北地區是我國濕地的主要分布區，區域濕地約占全國濕地總面積的48.3%。一方面，東北地區濕地受社會經濟發展和農業活動等人文因素影響顯著，同時氣候變化對濕地產生重要影響。另一方面，通過全國及地方濕地保護工程的實施，局部濕地生態質量有所改善。其中，三江平原、松嫩平原、遼河下游平原，大小興安嶺山地、長白山山地發育了大面積的沼澤，是我國淡水沼澤的集中分布區。該區濕地有以下特點：類型眾多、分布廣泛、生境類型豐富,同時是我國重要的商品糧基地。新中國成立后由于經濟發展需要對濕地進行大規模的開墾，造成了大面積濕地的損失和退化。近些年在各級政府的傾力推動下，我國制定了中國濕地保護規劃目標，對濕地進行了保護，使得東北地區濕地空間格局發生變化。本文對研究區內1990-2010年的濕地面積變化進行研究，同時對其驅動力進行分析。

一、材料與方法

東北地區，是對黑龍江省、吉林省、遼寧省的總稱，地理坐標為東經 115°30′15″-135°20′00″，北緯38°43′-53°30′，陸地總面積 124.14×104km2。本區域內的濕地類型以淡水沼澤和湖泊這兩種類型為主，同時還包括河流和人工濕地類型。東北大體屬于溫帶季風氣候，但由于緯度高，冬季寒冷漫長，夏季溫暖而短促，冬季降雪，蒸發小，氣候濕潤，低地多沼澤（冷濕）。

文中所采用的數據是從全球變化科學研究數據出版 系 統（http：//www.geodoi.ac.cn/WebCn/doi.aspx?Id=177）服務網站下中國5年間隔陸地生態系統空間分布數據集（1990-2010）中下載獲得的。選取的時間點分別為1990年、1995年、2000年、2005年和2010年作為研究數據。根據解譯標志和分類系統，提取五個年份的濕地矢量信息。并用ArcGIS10.2軟件中數據屬性選取功能，獲得各期濕地圖形數據和屬性數據。

首先，用ArcGIS10.2軟件的格式轉換功能，將數據由柵格數據轉換成矢量數據的格式，再將濕地提取出來，可以得出五個時間段內東北地區濕地的空間變化。其次，根據GIS的空間分析功能，對各個不同時間段的濕地面積進行匯總統計，得到濕地的面積及其變化，并通過計算得出濕地面積動態度。其公式如下所示：

其中，K表示研究時段（1990-2010年）濕地類型動態度，Ua、Ub分別表示研究初期和研究末期濕地類型的面積，T表示研究時段長，若T時段設定為年，則K的值即為該研究區域內濕地類型的年變化率。然后，根據濕地面積分布及其面積統計結果得出濕地的標準差橢圓及其質心，從而通過分析初步得出東北地區濕地變化的原因。最后，從自然因素和人為因素這兩個方面作為切入點，對導致東北三省濕地變化的原因進行分析和總結。

二、東北地區濕地空間格局變化

（一）東北地區濕地面積變化

根據獲取的東北地區的矢量數據，用ArcGIS10.2提取出東北三省的濕地數據，并計算出總面積，對1990年、1995年、2000年、2005年和2010年東北三省濕地的面積進行比較和分析（附表1）。

由附表1可以看出，1995年東北區濕地面積較1990年濕地面積大幅度減少，隨后15年間，東北地區濕地面積逐年遞減，但遞減幅度與1990-1995年濕地減少的面積相比有所緩和，尤其在2005-2010年間東北地區濕地面積在這五年間減少的量僅是2000-2005年濕地面積減少量的約1/4。這20年間在各級政府的傾力推動下，我國制定了中國濕地保護規劃目標，目標中明確指出，在1996-2000年減緩沼澤濕地亂開墾的趨勢。

文中采用單一土地類型動態度進行分析。濕地類型動態度分析是以濕地類型的面積在一定的研究時段內隨各因素的影響而有所變動的現象為研究內容，分析并計算出其變化的動態值，從而得到其動態度的分析方法。如附表2所示，可以看出1990-1995年遼寧省濕地面積減少量是該省同期濕地面積減少最多的一個五年，與此同時，由于三江平原濕地遭到嚴重破壞，使得東北地區濕地質心在這個五年期間明顯向西北方向移動。在1995-2000年和2000-2005年這兩個五年間，從附表2可以發現，遼寧省對濕地的保護成績明顯，同時由于黑龍江省大小興安嶺的森林濕地破壞程度不斷加深，使得后期東北地區濕地面積質心不斷向西南方向轉移。

（二）東北地區濕地質心轉移

為了能夠更好地進一步分析出二十年間東北地區濕地格局的變化特征，本文利用標準差橢圓做進一步分析，根據提取出的東北三省濕地的矢量數據，用ArcGIS10.2中的質心轉移分析功能求得1990-2010年間東北三省濕地面積的質心變化。

20年間東北三省地區濕地的空間變化規律為：1990-1995年濕地質心向西北方向移動較大，這是由于三江平原大量沼澤濕地變良田所造成的。三江平原原來也叫“北大荒”，新中國成立以后在政府的號召下對其不斷開墾，使“北大荒”變為了“北大倉”，三江平原的糧食產量有了一個質飛躍，這也致使大量沼澤濕地遭到嚴重破壞。直到1999年政府決定停止對“北大荒”的開荒行動，對三江平原上不適合作為耕地的土地經行退耕，使其再次轉化為草地或濕地，以達到保護和恢復濕地的作用。1996-2010年的15年間濕地質心向西南反向緩慢移動，這是因為在大小興安嶺地區天然沼澤森林遭到嚴重破壞，使得濕地質心向西南反向移動。與此同時，2002年三江平原被濕地公約組織列入世界公約名錄。我國也對大小興安嶺實行了全面停伐政策，并且對已經退化的森林沼澤地進行人工恢復，以期望對生態環境的恢復有所幫助。

三、東北地區濕地變化的原因分析

（一）自然因素

近年來全球氣溫升高，對濕地影響不斷加劇。氣候條件對濕地資源的影響主要表現在氣溫和降水這兩個方面。氣溫升高使得地表蒸發量增大，從而使得小型濕地消亡，較大型和大型濕地的水量補給不足。由于濕地具有調節局部小氣候的功能，故濕地破壞后，該地區的溫差加大，河流流量的季節變化加大。

降水是濕地的主要水分來源，無論是降雨還是降雪，降水均隨地理、時間和季節而變化。降水變化依賴于氣候和地形因素，也有內在的因素，其中海拔、坡向、形態和方向是影響降水變化的主要地形因素。濕地廣泛出現在降水量超過蒸發蒸騰作用的地區，在徑流匯集的低洼地區也常常分布有大面積的濕地。不同地區的降水量年際變化很大，這也決定了濕地的地域性特征，伴隨著降水量的年平均變化而引起的濕地的面積隨著季節的更替而變化。

（二）人為因素

除了以上所說的自然因素，人類對濕地進行抽水、挖渠以及圍湖造田等破壞活動才是造成濕地大面積損失的重要因素。也正是因為人們在眼前利益驅動下進行的一系列破壞活動，使得濕地生態系統衰退甚至消亡。水分的供應維系著許多珍稀物種和瀕危物種，特別是在沼澤區許多研究已經證明了水平面與植物種類和植被類型分布具有相關性，因此對淡水資源的合理利用及保護意義重大。

目前，濕地在發揮生態、經濟、社會三大效益的同時還面臨著來自人類的巨大威脅，而且這些威脅越演越烈。新中國成立初期，我國迫于生存壓力對大面積的濕地進行開墾，將濕地變為高產的良田，尤其在東北三省地區。而在我國改革開放的20年間，經濟發展尤為迅猛，濕地所面臨的壓力也由原來的生存壓力變為生存壓力和發展壓力共存的情況，這也進一步促使濕地面積的減少。東北地區濕地面積不斷減少，究其原因還是沒有從根本上消除對濕地具有威脅的因素。一是由于糧食產量的要求使得濕地被大量不合理地開發變為良田造成自然濕地面積的縮減；二是大量抽取地下水使淡水量下降導致沼澤濕地和低濕地區水量嚴重缺乏直至濕地消失；三是圍湖造田造成水土流失嚴重使得濕地的蓄水和調節功能下降，濕地生態系統也隨之改變。

四、結論

（1）在1990-2010年的20年間，我國東北地區濕地空間格局變化明顯，尤其在三江平原和大小興安嶺地區濕地減少得尤為顯著。2005-2010年我國濕地整體上比1990-1995年大量減少，這與我國對濕地的開發和利用不合理以及相關保護濕地的法律法規不健全有直接關系。

（2）在研究區間的五個時間段內，濕地質心在第一個時間段是向西北方向明顯移動，但是在后四個時間段內則向西南方向不斷移動。這是由于三江平原以及大小興安嶺等地區濕地遭到破壞，同時遼寧省對濕地的保護力度不斷加大導致。與此同時，在這20年間東北地區人口不斷增長，使得人們迫于生存和發展的壓力而對濕地不加節制地開發，這也是導致濕地面積急劇減少的重要原因。當然，溫度和降水量的變化也對濕地造成一定影響。

附表1不同時期東北地區濕地面積變化

附表2東北地區濕地面積變化動態度分布表