2015～2020年濰坊市防風固沙量動態變化研究

肖 泱，徐偉紅

（山東省濰坊生態環境監測中心，山東濰坊 261041）

0 引言

生態環境的健康發展與安全評估研究已成為國內外研究的熱點，科學合理地對一個國家或地區的生態環境進行評估，對其區域生態環境保護與恢復政策的制定有著積極意義。生態系統服務功能是指生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用[1，2，3]。防風固沙功能是生態系統提供的眾多服務之一，是生態系統可持續發展的基礎[4]。

生態系統防風固沙功能及其變化可通過計算生態系統因大風導致土壤流失和風沙危害而減少的風蝕量得出。本文以遙感和地面調查數據為基礎，結合生態系統長期監測數據，定量評估生態系統的防風固沙功能，分析其空間格局和變化情況，以便了解生態系統服務功能的變化趨勢。

1 研究區概況與數據來源

濰坊市位于山東半島西部，居半島城市群中心位置。地跨東經118°10′～120°01′，北緯35°41′～37°26′，東與青島、煙臺兩市連接，西鄰淄博、東營兩市，南連臨沂、日照兩市，北瀕渤海萊州灣。濰坊市域地貌自北向南，由低到高，形成幾個臺階。大體上分為低地、平原及低山丘陵3個地貌區及18個地貌類型。

濰坊市域屬北溫帶季風區，背陸面海。受歐亞大陸和太平洋的共同影響，大陸度在50%以上，是暖溫帶季風型半濕潤大陸性氣候。防風固沙量評價的數據源主要包括濰坊市2015～2020年生態系統類型與分布遙感解譯的數據、基礎地理數據和氣象觀測數據，并綜合運用生態系統的長期監測數據，以及有關生物多樣性、水土保持、生態水文等學術文獻數據。部分數據直接從氣象站點、網站下載和樣方調查獲取，部分數據由遙感數據反演計算得到[5，6]。

2 評估方法

生態系統防風固沙量表示研究區內潛在風蝕量和實際風蝕量的差值，表示研究區內土壤受風力侵蝕影響的強弱[7]。生態系統防風固沙量的反演流程圖（圖1）。指標反演的主要源數據包括氣象站觀測風速和降水數據、雪深數據、土壤顆粒半徑數據、DEM高程數據、植被覆蓋度數據和生態系統分類解譯數據。

圖1 生態系統防風固沙量反演流程圖

3 結果與討論

3.1 防風固沙量主要影響因子分析

3.1.1 氣候因子

在2015～2020年期間，濰坊市氣候因子的分布存在明顯的空間異質性，氣候因子的高低分布特征自2015年以來基本保持一致。氣候因子較高的區域主要分布在濰坊市的東南部地區，中部和西部地區的氣候因子處在中等水平，北部沿海有小部分地區的氣候因子較低。2015～2020年，濰坊市平均氣候因子呈現L型變化趨勢。其中，以2015年最高，達5.3×105kg/m，為近6年來的最高值（圖2）。

圖2 2015～2020年濰坊市逐年平均氣候因子

3.1.2 植被覆蓋因子

在2015～2020年期間，濰坊市植被覆蓋因子的分布存在明顯的空間異質性。各年份的植被覆蓋因子分布特征相似，全市大部分地區的植被覆蓋因子處在較高水平，在各縣市駐地附近的城鎮生態系統地區、北部的濕地生態系統地區和西南部的森林生態系統地區，植被覆蓋因子偏低。2015～2020年，除2018年濰坊市平均植被覆蓋因子較上年有所增加，其余年份均較上年減少，但數值上并未明顯變化，在0.5887～0.5911之間。其中，2020年平均植被覆蓋因子最低，為0.5887，2015年最高，達到0.5911（圖3）。

圖3 2015～2020年濰坊市逐年平均植被覆蓋因子

3.2 防風固沙量變化分析

自2015年以來，濰坊市防風固沙量分布呈現出明顯的區域差異性。防風固沙量較高的地區主要集中在濰坊市的東南部地區和西南部的少部分地區，最高防風固沙量可達到92.2 t·km-2/a。防風固沙量較低的區域，主要集中在北部沿海的濕地生態系統區域，各縣市駐地附近由于城鎮化程度較高，防風固沙量也處于較低水平，土壤抗風力侵蝕的能力較弱（圖4）。

圖4 2015～2020年濰坊市生態系統服務功能防風固沙量分布示意圖

2015～2020年，濰坊市防風固沙量總體呈現下降的變化趨勢，其間波動幅度不大。其中，2015年防風固沙量最高，2019年和2020年防風固沙量明顯減少，表明當前濰坊市土壤受風力侵蝕的影響較明顯，需進一步采取相關措施降低土壤風蝕量。

將2020年與2015年防風固沙量變化程度分級，依據變化量將變化程度分為顯著減少、輕微減少、輕微增加和顯著增加4個等級。可以看出，相較于2015年，2020年濰坊市超過半數地區的防風固沙量均呈現減少趨勢，減少較為顯著的地區主要集中在濰坊市的東南部地區，而在東南部地區的森林生態系統內防風固沙量則有小幅的增加（圖5）。

圖5 2015～2020年濰坊市防風固沙量變化程度分布示意圖

4 結論

濰坊市防風固沙量較高的地區，主要集中在濰坊市的東南部地區和西南部的少部分地區，較低的區域主要集中在北部沿海的濕地生態系統地區，各縣市駐地附近由于城鎮化程度較高，防風固沙量也處于較低水平。在2015～2020年期間，濰坊市總防風固沙量呈現先減少后增加再減少的變化趨勢，其中，2015年濰坊市總防風固沙量最高，2019年和2020年防風固沙量明顯減少。結果表明，當前濰坊市土壤受風力侵蝕的影響較明顯，需進一步采取相關措施降低土壤風蝕量。