1980—2020年東北地區(qū)濕地變化驅(qū)動力分異研究

摘 要：東北地區(qū)是我國濕地分布最廣泛的地區(qū)之一。為研究東北地區(qū)氣候變化和人類活動因素對濕地變化的影響，選取1980—2020年土地利用數(shù)據(jù)和氣候要素數(shù)據(jù)，分析近40年濕地變化及其驅(qū)動力分異因素。結(jié)果表明：東北地區(qū)濕地總面積呈現(xiàn)急劇減少趨勢，人類活動因素是導(dǎo)致濕地退化的最主要原因，其中，三江平原濕地面積減少趨勢最為明顯。

關(guān)鍵詞：濕地；氣候變化；人類活動；東北地區(qū)

中圖分類號：X37 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

濕地是指天然或人工、長久或暫時性的沼澤地、泥炭地或水域地帶，靜止或流動的淡水、半咸水、咸水體，以及低潮時水深不超過6 m的水域。濕地也被稱為“地球之腎”，它在涵養(yǎng)水源，氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性保護等方面具有重要性的作用，也是最具不可替代性的生態(tài)系統(tǒng)之一[1-2]。但隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，土地資源和生物資源開發(fā)利用加劇，使得濕地面積急速縮減，環(huán)境問題日益嚴重，嚴重威脅著區(qū)域生態(tài)安全和人類的生存，因此濕地保護已經(jīng)成為亟待解決的環(huán)境問題之一[3-4]。

東北地區(qū)自然條件復(fù)雜，濕地類型眾多、分布面積遼闊，是我國重要的濕地分布區(qū)之一。東北地區(qū)濕地包括濱海、江河、湖泊、 沼澤 、人工濕地5大類，具有蘚類沼澤、草本沼澤、灌叢沼澤、森林沼澤、內(nèi)陸鹽沼、水庫等14種濕地類型，是全國沼澤類型最復(fù)雜的區(qū)域之一[5]。近年來，大量學者對東北濕地的變化特征展開研究，一些學者對東北地區(qū)整體空間格局變化和影響因素進行研究，但考慮濕地區(qū)域內(nèi)部分異的較少。有學者分析了1990—2010年東北地區(qū)濕地的空間格局變化規(guī)律，但忽略了東北地區(qū)內(nèi)部濕地分布仍處在不同的局地小氣候和人文發(fā)展條件下，這對東北地區(qū)濕地變化具有重大的影響。還有學者雖然將東北地區(qū)分為不同的小區(qū)域進行研究，但其著重研究氣候變化對濕地景觀格局的影響，而忽視了人為影響因素對濕地的影響，而且其僅著眼于沼澤濕地，對其他類型的濕地變化并未體現(xiàn)[6-8]。因此，針對東北地區(qū)濕地退化及其驅(qū)動因素研究這一熱點問題，以東北地區(qū)5個典型濕地地區(qū)為研究對象，分析1980—2020年東北地區(qū)濕地面積的變化及氣溫、降水的變化，探究各驅(qū)動因素對濕地退化影響，為濕地的恢復(fù)、管理與保護提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

研究區(qū)為東北地區(qū)5個典型濕地區(qū)域：三江平原、松嫩平原西部、長白山、大興安嶺、遼河口地區(qū)，均位于東北三省境內(nèi)。

東北地區(qū)包括東北三省（遼寧省、吉林省、黑龍江省）和內(nèi)蒙古自治區(qū)東部五盟市（呼倫貝爾市、興安盟、通遼市、赤峰市和錫林郭勒盟），總面積約145萬km2，

是我國重要的工業(yè)和農(nóng)業(yè)基地，在維護國家國防安全、糧食安全、生態(tài)安全、能源安全、產(chǎn)業(yè)安全方面的戰(zhàn)略地位十分重要，關(guān)乎國家發(fā)展大局。東北地區(qū)自南向北跨中溫帶與寒溫帶，屬溫帶季風氣候，四季分明，夏季溫熱多雨，冬季寒冷干燥。自東南向西北，年降水量自1 000 mm降至300 mm以下，從濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)過渡到半干旱區(qū)[9-10]。東北地區(qū)森林覆蓋率高，可延長冰雪消融時間，且森林貯雪有助于農(nóng)林業(yè)發(fā)展；地形以平原、山地為主；長白山、大小興安嶺是東北生態(tài)系統(tǒng)的重要屏障；三江平原、松嫩平原、遼河平原土壤肥沃，土層深厚；松花江、遼河、鴨綠江等主要河流發(fā)源此地，具有巨大的經(jīng)濟和生態(tài)價值。

1.2 研究方法

1.2.1 時空特征分析方法

針對各地區(qū)濕地面積變化的速率，采用單一土地利用類型轉(zhuǎn)換動態(tài)分析法，它能夠體現(xiàn)某研究區(qū)一定實際范圍內(nèi)某種土地利用類型變化的劇烈程度[11]。

1.2.2 氣候傾向率

采用氣候傾向率研究氣候的變化趨勢。通過計算研究區(qū)各地區(qū)的氣候傾向率，建立氣候傾向率與濕地變化率之間的線性回歸方程，進而定量分析濕地變化對氣候的影響。

1.2.3 貢獻率

通過一階差分多元回歸計算氣候因素和人類活動因素對濕地變化的貢獻率[12]。計算氣候?qū)竦刈兓呢暙I率先要確定變量，然后計算各變量的趨勢，再計算氣候要素對濕地變化的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 濕地面積變化的區(qū)域分異

選取1980—2020年東北地區(qū)土地利用數(shù)據(jù)，計算出5個地區(qū)的濕地變化面積和濕地變化率。利用2020年的土地利用類型百分比減去1954年的土地利用類型百分比，得到各地區(qū)土地利用類型的變化率（圖1）。

圖1" 1980—2020年各地區(qū)土地利用類型的變化率

運用ArcGIS10.2分別計算1980、2000、2020年濕地

變化面積，并利用Excel表格計算1980—2020年土地利用動態(tài)度。1980年，三江平原和松嫩平原西部濕地面積發(fā)育良好。1980—2000年，除長白山，其余地區(qū)均呈現(xiàn)濕地面積縮小的態(tài)勢，其中，三江平原地區(qū)濕地面積減少最為明顯，為3 332.43 km2。2000—2020年，還是以三江平原地區(qū)濕地減少最為顯著，其余地區(qū)也有少量減少，但大興安嶺地區(qū)濕地面積有增加的趨勢。1980—2020年，除長白山和大興安嶺，其余地區(qū)的濕地變化率均為負數(shù)，說明其濕地均呈現(xiàn)退化趨勢。其中，三江平原地區(qū)濕地減少7 168.94 km2，松嫩平原西部減少

1 753.52 km2，遼河口減少約197.85 km2，大興安嶺增加約967.56 km2，長白山增加316.73 km2，但濕地面積總體濕地減少7 836.02 km2，總體濕地變化呈退化趨勢。

2.2 濕地變化驅(qū)動力的區(qū)域分異

根據(jù)1980—2020年東北地區(qū)年降水量和年平均氣溫傾向率計算年氣候傾向率。降水除三江平原和松嫩平原西部均呈上升趨勢，其中，遼河口地區(qū)降水增加最顯著。而氣溫全部表現(xiàn)為增加趨勢，三江平原氣溫傾向率數(shù)值最大（圖2）。

2.3 氣候與人為因素對濕地變化的貢獻率

將各個地區(qū)貢獻率在0%～50%和50%～100%的區(qū)域統(tǒng)計，5個地區(qū)由于氣候因素影響濕地退化貢獻率，其中貢獻率在0%～50%均占78%以上，大興安嶺地區(qū)最高達到96.02%。而人類活動因素影響濕地變化的貢獻率在0%～50%的區(qū)域，松嫩平原西部最多占20.33%，而最低的大興安嶺地區(qū)僅占3.73%；而貢獻率在50%～100%的區(qū)域，受人類活動因素影響的區(qū)域普遍在79%以上。最高值出現(xiàn)在松嫩平原西部，為21.57%，而最低值出現(xiàn)在大興安嶺地區(qū)，僅為3.98%。

圖2" 1980—2020年各地區(qū)降水量和年平均氣溫傾向率

將各地區(qū)氣候變化因素和人類活動因素影響濕地變化的貢獻率按數(shù)值大于或小于0，分為積極影響和消極影響，并計算占整體區(qū)域的比例。各個地區(qū)人類活動因素對濕地變化的消極影響均高于積極影響，說明人類活動因素是濕地退化的最重要因素。其中，人類活動消極影響的最大值出現(xiàn)在三江平原地區(qū)，占83.88%；而氣候變化因素影響濕地變化的貢獻率中，除大興安嶺，其余4個地區(qū)積極影響均超過消極影響，積極影響占比最高的區(qū)域是松嫩平原西部，為42.07%。

3 東北地區(qū)濕地變化的影響因素分析

3.1 氣候變化對濕地變化的影響分析

不同地區(qū)局地小氣候的不同對濕地變化產(chǎn)生不同影響。全球變暖主要通過水源補給方式和水文過程影響濕地的分布和生態(tài)功能。同時，大氣降水和陸面蒸散等環(huán)節(jié)會間接影響濕地水位、面積等水文過程；區(qū)域性降水和徑流的變化會影響濕地蓄水量的季節(jié)性變化。氣溫升高，降水減少，氣候趨向于“暖干”，更不利于濕地存續(xù)，氣溫升高會導(dǎo)致降水量減少、徑流量減少，從而導(dǎo)致濕地退化坍縮。

東北大部分地區(qū)氣候變化對濕地的積極影響都超過了消極影響，只有大興安嶺地區(qū)的氣候變化對濕地變化的消極影響超過積極影響。隨著氣候暖干化趨勢加劇，大興安嶺濕地生態(tài)系統(tǒng)萎縮和退化，沼澤濕地轉(zhuǎn)化為草地的現(xiàn)象明顯。松嫩平原地區(qū)的氣候因素對濕地變化的積極影響是最大，可能是因為松嫩平原上分布著中國最大的蘇打鹽堿地，而且松嫩平原年降水量在400～500 mm，屬溫帶大陸季風氣候，在5個地區(qū)中屬于較為干旱的地區(qū)，所以豐水年或枯水年間對氣溫和降水等氣候因素反應(yīng)對比其他4個地區(qū)較為敏感。

3.2 人類活動對濕地變化的影響分析

隨著經(jīng)濟發(fā)展與城市、鄉(xiāng)村人口激增，濕地被不斷地轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)用地以供農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展[13-14]。

遼河口地區(qū)的濕地大部分為濱海濕地，與其他4個地區(qū)的濕地類型有著明顯差異。近年來，由于人口迅速增長，大量的天然濱海濕地被轉(zhuǎn)化為人工濕地，主要表現(xiàn)為以稻田和水產(chǎn)養(yǎng)殖為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)發(fā)展活動、以甘蔗生產(chǎn)和油氣開發(fā)為基礎(chǔ)的工業(yè)發(fā)展活動。

長白山地區(qū)的濕地面積較小，近年來由于當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展需要，開發(fā)建立了大量的木耳養(yǎng)殖場和水產(chǎn)養(yǎng)殖基地，威脅了濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且水產(chǎn)養(yǎng)殖基地使地下水不斷流失加速了濕地退化。

松嫩平原作為5個地區(qū)中較為干旱的地區(qū)，其對氣候因素的反應(yīng)更為敏感，但人為因素同樣也留下了不可磨滅的影響。松嫩平原上分布著我國最大的鹽堿地，而近些年我國致力于治理鹽堿地，治理鹽堿地必然要興建水利設(shè)施，進而增加人工濕地的面積。但松嫩平原西部水利工程建設(shè)導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)用水被截留，濕地間水力聯(lián)系減弱，水文連通性下降，地下水補給減少，湖泊萎縮，致使?jié)竦刈兏刹⒅饾u退化。

大興安嶺地區(qū)森林砍伐情況嚴重，植被面積減少，生物多樣性下降，對濕地及濕地生物的生存造成嚴重威脅。

三江平原地區(qū)濕地面積變化受人為因素影響最大，

且大部分為消極影響。在5個地區(qū)中，三江平原溫度升高表現(xiàn)最為明顯，農(nóng)業(yè)灌溉雖然可以緩解干旱，但其占用了濕地的水分，導(dǎo)致濕地萎縮、坍塌[15-16]。此外，三江平原在中華人民共和國成立后經(jīng)歷了4次大規(guī)模農(nóng)業(yè)開發(fā)，大部分濕地轉(zhuǎn)化為耕地，經(jīng)濟效益促使人們不斷圍墾濕地，導(dǎo)致自然環(huán)境惡化，從而進一步加劇了濕地的萎縮。

4 結(jié)論

研究了1980—2020年東北典型濕地地區(qū)濕地時空變化特征，分析了濕地變化驅(qū)動力分異因素，得出以下結(jié)論。

（1）5個地區(qū)的濕地退化總面積為9 304.11 km2，總濕地退化率為22.5%，其中，三江平原退化最為嚴重，濕地減少8 663.15 km2。

（2）濕地退化的主要原因是農(nóng)業(yè)開墾、蓄水工程建設(shè)、養(yǎng)殖基地建設(shè)和人口數(shù)量加劇所導(dǎo)致的城市化擴張等人類活動因素，其次氣候變化也是影響濕地退化的重要原因，氣溫升高、降水量變化等因素也影響了濕地變化。但氣候?qū)Υ蟛糠值貐^(qū)的影響為積極影響，而人為因素帶來的消極影響更多。

（3）此研究并未將濕地類型分類，不同的濕地類型退化原因也不盡相同。未來在分析東北地區(qū)濕地退化成因時，可將不同類型濕地的退化成因作更細致的分析處理。

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收稿日期：2024-08-19

作者簡介：劉詩琳（2000—），女，吉林長春人，研究方向為濕地退化。#通信作者：于洋（1982—），男，吉林四平人，助理研究員，研究方向為自然地理學，E-mail：1530861925@qq.com。