濱州市濕地資源變化監測空間動態分析

馬 煒 劉婭惠 劉艷佳 胡靜靜 張新磊 劉增力*

（1 國家林業和草原局林草調查規劃院，北京 100714；2 濱州市自然資源和規劃局，山東 濱州 256600）

近年來，城市化發展日益加劇，濕地資源破壞加劇，濕地物種減少、面積驟縮和功能弱化等問題突出（彭建等, 2017）。濕地資源現狀及動態變化的定量監測是實現濕地資源長期保護與利用的重要手段（劉甲紅等, 2018; 王宗明等, 2009）。目前遙感技術已在濕地資源變化監測中得到了大量應用，遙感技術能夠快速、大規模且周期性地獲取濕地空間分布數據，定量提取變化信息，在濕地景觀格局分析、結構特征和發展演化等領域取得了大量研究成果（李加林等, 2020; 朱金峰等, 2019）。濱州市濕地資源豐富，雖已建立合理有效的濕地保護體系，但得到有效保護的濕地面積占比仍較小，在濕地生態保護進入規范化、法治化的新階段背景下，仍面臨濕地面積萎縮、資源過度利用和生態功能減弱的挑戰（馬梓文, 2022）。本研究以第三次全國國土調查數據和第二次全國濕地資源調查數據為基礎，利用實地調研與遙感解譯相結合的方式對濱州市濕地資源動態變化進行了定量分析，以期為濱州市濕地資源的合理保護與利用提供科學依據。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

濱州市（36°41′—38°16′N，117°15′—118°37′E）東與東營市相鄰、西臨德州市、南與淄博市相連、北面為大海，整體坐落在山東北部，總面積達9 660 km2（李苗苗等, 2023）。濱州市位于渤海海灣西南岸、黃河三角洲腹地，地處海水與河水交匯之處，特殊的地理位置使其濕地資源非常豐富。以黃河為界，濱州市北部屬于海河流域，南部屬于小清河流域，其中，海河流域包括潮河、漳衛新河、德惠新河、秦口河、徒駭河和馬頰河等河流，小清河流域包括支脈河、孝婦河、杏花河和小清河等河流，黃河在濱州市境內的河段有94 km長，灘區面積158.8 km2。

1.2 研究方法

本文采用實地調研與遙感解譯相結合的方法，以動態度、相對變化率和狀態指數等為具體指標，從時間尺度上探索濱州市濕地資源動態變化狀況。本研究數據來源主要包括濱州市第三次全國國土調查數據（2020年，以下簡稱“國土三調”），濱州市第二次全國濕地資源調查數據（2014年，以下簡稱“濕地二調”），以及濱州市流域劃分邊界和濱州市行政邊界矢量數據等。

1.2.1 動態度與相對變化率動態度是指某一地類在一定時期范圍的期末與期初面積變化量與期末面積的比率（肖思思等, 2012），公式如下：

式中：D代表某一地類的動態度，Ai和Aj分別代表期初和期末的某地類面積（hm2）。

相對變化率是指在一定時期范圍某地類局部區域與整體區域的動態度比值（肖思思等，2012；朱會義等，2001），公式如下：

式中：K代表某地類的相對變化率，Dn和Dm分別代表某地類整體區域與局部區域的動態度。

1.2.2 狀態指數狀態指數是指某地類轉入和轉出變化的情況，能夠體現該地類的“縮減”與“擴展”趨勢（余新曉等, 2009; 仙巍等, 2005），公式如下：

式中 ：S代表某地類的狀態指數，當0≤S≤1時，說明該地類在某時間范圍轉入數量小于轉出數量，向“縮減”趨勢發展；當-1≤S≤0時，說明該地類在某時間范圍轉出數量小于轉入數量，向“擴展”趨勢演進。Vin為某地類在特定時間范圍的轉入數量，Vout為某地類在特定時間范圍的轉出數量。

2 結果與分析

2.1 濱州市各濕地類型空間分布與數量特征

利用實地調研與遙感解譯相結合的方式對調查數據進行核實復查，在確保數據質量可用的前提下，以國土三調濕地類型為基準，將濕地二調濕地類型進行調整統一，這樣不僅能夠對后續分析構建統一基準，而且避免了國土三調和濕地二調調查結果在不同分類方法上引起的差異（表1）。

表1 濕地二調與國土三調濕地類型對照表Table 1 Comparison of wetland types between the second national wetland resources survey (2nd-wetland survey, the same as below) and the third national land resource survey (3th-land survey, the same as below)

濱州市濕地二調與國土三調各濕地類型分布見圖1。從圖1可看出：濱州市濕地主要分布在濱州北部地區，以淺海濕地、沿海灘涂和鹽田為主，其他濕地類型如河流水面、坑塘水面、水庫水面等濕地類型零星分布于濱州市各縣（區）。從“濕地二調”（2014）（圖1a）到“國土三調”（2020年）（圖1 b），濕地總體分布狀況存在一定的變化，如北部淺海濕地減少，沿海灘涂和鹽田邊界發生明顯變動，其他濕地類型在各縣（區）均有不同程度地增減。

圖1 濱州濕地二調與國土三調各濕地類型分布Fig.1 Distributions of wetland types from 2nd-wetland survey and 3th-land survey in Binzhou

2014年濱州市濕地面積為175 988 hm2，2020年增加至181 866 hm2，增加了3.34%（表2）。干渠、河流水面、湖泊、坑塘水面、內陸灘涂、水工用地、水庫水面和沿海灘涂等濕地面積增加，而溝渠、淺海濕地、鹽田等濕地面積有所減少。在濕地二調中沒有統計干渠、湖泊和水工用地濕地類型，而國土三調統計了這3種濕地類型。

表2 濕地二調與國土三調各濕地類型面積Table 2 Areas of different wetland types from 2ndwetland survey and 3th-land survey in Binzhou

2.2 各濕地類型與非濕地間的轉化分析

濕地二調與國土三調各濕地類型間轉移矩陣見表3。由表3可知：2014—2020年溝渠主要轉化為河流水面和非濕地，河流水面主要轉化為內陸灘涂和非濕地，坑塘水面主要轉化為鹽田和非濕地。內陸灘涂主要轉化為非濕地，淺海濕地主要轉化為沿海灘涂，水庫水面主要轉化為非濕地，沿海灘涂主要轉化為淺海濕地和鹽田。鹽田主要轉化為淺海濕地和非濕地，非濕地主要轉化為河流水面和坑塘水面。各濕地類型共有17 244 hm2轉化為非濕地，而非濕地共有23 121 hm2轉化為濕地。

表3 濕地二調與國土三調各濕地類型間轉移矩陣Table 3 Transition matrix for wetland types’ areas from 2nd-wetland survey and 3th-land survey in Binzhou

2.3 各濕地類型面積變化與動態度分析

濕地二調與國土三調各濕地類型面積變化量與動態度統計分析見表4。由表4可知：鹽田面積變化最大，2020年減少5 456 hm2，其次是內陸灘涂，2020年面積增加5 158 hm2，再次是淺海濕地，2020年面積減少5 019 hm2，面積變化最小的濕地類型為水庫水面，僅增加202 hm2。干渠、溝渠、湖泊水面、內陸灘涂、水工用地等濕地類型的動態度均為1.0，說明這些濕地類型的變化較為明顯，而淺海濕地、水庫水面和鹽田動態度分別為0.1、0和0.1，說明這些濕地類型的變化相對較小。

表4 濕地二調與國土三調各濕地類型面積變化與動態度Table 4 Area changes and dynamic degree for wetland from 2nd-wetland survey and 3th-land survey in Binzhou

2.4 不同區域濕地變化特征分析

2.4.1 各縣（區）濕地變化量與變化率濕地二調與國土三調各縣（區）各濕地類型的總變化量與變化率統計分析見表5。由表5可知：無棣縣濕地增加最多，達10 624 hm2；沾化區的濕地增加量次之，為10 386 hm2；鄒平市增加最最小，為222 hm2。從相對變化率的角度來看，沾化區的相對變化率最大，達1.29；惠民縣的相對變化率最小，為0.48。

表5 各縣（區）濕地變化量與相對變化率Table 5 Wetland area variation and relative change rate for different countrys in Binzhou

2.4.2 各流域濕地變化量與變化率濕地二調與國土三調各流域各濕地類型的總變化量與變化率統計分析見表6。由表6可知：徒駭河濕地增加最多，達6 987 hm2；小清河濕地增加次之，增加1 126 hm2；黃河濕地增加較小，僅增加41 hm2。從相對變化率的角度來看，小清河最大，達1.34，說明小清河的濕地變化相對劇烈；黃河濕地的相對變化率最小，為0.13。

表6 各流域濕地變化量與相對變化率Table 6 Wetland area variation and relative change rate for different watersheds in Binzhou

2.5 濕地變化趨勢特征分析

濱州市、各縣（區）、各流域不同濕地類型的狀態指數見表7。由表7可看出：干渠、水工用地、內陸灘涂的狀態指數在各區域均為或接近-1，表明這些濕地類型在2014—2020年處于從無到有的“擴展”趨勢。另外，除惠民縣和黃河以外的河流水面，以及除博興縣和小清河以外的坑塘水面，均向“ 擴展”趨勢發展。濱州市、無棣縣和徒駭河的湖泊水面也處于從無到有的“擴展”趨勢。水庫水面在濱城區、博興縣、惠民縣、陽信縣、鄒平市和小清河向“縮減”趨勢發展，其余地區為“擴展”趨勢。淺海濕地僅在徒駭河流域處于“擴展”趨勢；鹽田僅在沾化區處于“擴展”趨勢；沿海灘涂在濱州市和無棣縣處于“擴展”趨勢，而在沾化區向“縮減”趨勢發展；溝渠在各區域均向“ 縮減”趨勢發展。

表7 濱州各區域不同濕地類型狀態指數Table 7 Situation index of wetland types for different regions in Binzhou

3 討論

濕地面積減少、生態功能退化是我國濕地保護面臨的重要挑戰（孫秋榮，2023），為充分發揮第三次全國國土調查成果在國土空間管理中的“統一底版”作用，國家林業和草原局已組織完成“林草濕數據與第三次全國國土調查數據對接融合”工作，即依據國土三調成果,厘清濕地的現狀范圍界線，解決地類交叉重疊問題。在實際工作中，按照國土三調分類標準所涉及的森林沼澤、灌叢沼澤、沼澤草地、其他沼澤地、沿海灘涂、內陸灘涂和紅樹林地7類濕地，如若濕地斑塊界線與國土三調濕地不一致，直接沿用國土三調地類信息。

本研究采用國土三調地類和濕地二調的圖斑界線，結合相關資料或現地情況，進行濕地圖斑界線的細劃或修正，數據成果也可供國土變更調查的核實變更。本研究融合兩種調查數據，提出可行的兩個階段和兩種數據來源的濕地資源變化監測方法，可為濱州濕地資源的合理保護與利用提供科學依據，可適當推廣應用。

4 結論

本研究基于濕地二調和國土三調的濕地調查數據，對濱州市各濕地類型的空間分布格局、數量變化特征、動態度以及狀態指數等進行分析，得出以下結論：

1）濱州北部地區是濕地的主要分布區域，2014年濱州市濕地總面積為175 988 hm2，2020年增加至181 866 hm2，且在各濕地類型中，鹽田面積最大，2014年為83 620 hm2，2020年為78 164 hm2。

2）2014—2020年各濕地類型間轉化面積相對較大，各濕地類型與非濕地間的轉化也相對較多，其中各濕地類型共有17 244 hm2轉化為非濕地，而非濕地共有23 121 hm2轉化為濕地。

3）從狀態指數計算結果來看，干渠、河流水面、湖泊水面、坑塘水面、內陸灘涂、水工用地、水庫水面、沿海灘涂等濕地類型大多處于“擴展”趨勢，溝渠、淺海濕地、鹽田等濕地類型大多處于“縮減”趨勢。