1980—2020年西遼河重要支流土地利用變化對比分析

［關鍵詞］ 土地利用；動態度；西遼河流域；西拉木倫河；老哈河;1980—2020年

［摘 要］ 以西遼河重要支流——西拉木倫河、老哈河中泓線兩側5 km范圍作為研究區，選擇1980年、2000年、2020年土地利用類型Landsat-TM衛星影像等作為主要信息源，采用數據統計、ArcGIS 10.2繪圖、動態度計算對1980—2020年研究區土地利用類型分布和時空變化情況進行分析，結果表明：2020年老哈河耕地和建設用地面積占比大于西拉木倫河，人類活動影響更為明顯；1980—2020年西拉木倫河耕地、建設用地增長幅度高于老哈河；進一步控制耕地面積增長和地下水開采是恢復西遼河生態環境的重要途徑。

［中圖分類號］ S157 "［文獻標識碼］ A "DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.10.019

［引用格式］ 孟凡傲，吳計生，邵文彬，等.1980—2020年西遼河重要支流土地利用變化對比分析［J］.中國水土保持，2024（10）：71-74.

土地是人類生存和發展的重要物質基礎［1］。土地利用類型的變化會影響生態系統和物種多樣性，進而影響氣候環境和人類社會發展［2］。有研究顯示，河流周邊土地利用類型的變化會對河道關鍵水文要素產生較大影響［3-4］。因此，基于河流周邊長系列土地利用類型變化的研究有助于進一步了解河道徑流量變化更深層次的原因，為河道生態恢復提供科學依據。

西遼河流域位于內蒙古自治區東部，是我國水資源嚴重短缺地區之一［5］。西遼河平原區是我國北方農牧交錯帶和黃金玉米帶的重要組成部分，地理位置重要，同時也是我國典型的生態脆弱區和重要的商品糧基地［6］。西遼河產流量最大的兩條支流為西拉木倫河和老哈河，西遼河流域濕地系統也主要分布于老哈河和西拉木倫河兩側。近幾十年來，受氣候變化和人類活動影響，西拉木倫河和老哈河流域生態環境發生了明顯變化。特別是1980年以來，老哈河和西拉木倫河流域人口明顯增加帶來的用水量增長，導致地下水開采嚴重、地下水襲奪地表水、河川基流量嚴重衰減，進而引發河道斷流加劇、湖泊濕地萎縮、草地沙化等一系列生態環境問題［7］。本研究以西拉木倫河和老哈河中泓線兩側5 km范圍作為研究區，對比分析1980—2020年西遼河流域重要支流兩側土地利用類型變化，以期為西遼河流域生態恢復研究提供科學依據。

1 研究區概況

西拉木倫河和老哈河是西遼河最重要的兩條支流，兩者匯合后成為西遼河干流。西拉木倫河發源于赤峰市克什克騰旗面子山，自西向東流經克什克騰旗、林西縣、翁牛特旗、巴林右旗、阿魯科爾沁旗，全長397 km，總落差1 515 m，平均比降2.4‰，流域面積2.86萬km2。老哈河發源于河北省七老圖山脈光頭山，向東北流入內蒙古自治區赤峰市境內，全長425 km，總落差1 215 m，平均比降1.5‰，流域面積3.3萬km2。老哈河建有紅山水庫，20世紀80年代以來水庫水域面積逐漸減小，庫區周圍和河道兩側濕地也因河道徑流量減少而萎縮，進而影響到河道兩側生態系統。西拉木倫河建有東臺子水庫，20世紀80年代以來河道徑流量逐漸減少，河道兩側濕地逐漸萎縮，對周邊生態系統和地下水位均產生了一定影響。選擇西拉木倫河和老哈河中泓線兩側5 km范圍（以下分別簡稱“西拉木倫河兩側”和“老哈河兩側”）作為研究區，研究區范圍見圖1。

2 研究方法

2.1 數據來源與處理

收集研究區內1980年、2000年、2020年土地利用類型數據。1980年、2000年兩期土地利用數據來源于中國科學院東北百年土地利用變化數字重建項目成果，其中：2000年土地利用數據采用Landsat-TM衛星影像作為主要信息源，通過人機交互解譯生成，最小圖斑控制為6個×6個像元，總體精度為93%，矢量數據尺度為1∶10萬；1980年土地利用數據采用Landsat-MSS作為遙感信息源，以2000年土地利用遙感解譯數據為本底，通過動態變化人工目視解譯生成。2020年土地利用數據采用Landsat 8遙感影像作為遙感信息源，在2000年土地利用遙感監測數據的基礎上，通過人工目視解譯生成。

2.2 土地利用動態度

土地利用動態度（K）反映了研究區一定時間范圍內某種土地利用類型的面積變化情況。K值越大，表明該土地利用類型面積變化越劇烈、穩定性越低；反之，表明該土地利用類型面積變化越輕微、穩定性越高［8］。K值計算公式為

K=Ub－UaUa×1T×100%（1）

式中：Ua、Ub分別為研究初期及末期某種土地利用類型的面積，單位km2；T為研究時長，單位a。

3 結果與分析

3.1 土地利用現狀對比分析

以2020年作為現狀年，利用ArcGIS 10.2軟件繪制研究區西拉木倫河和老哈河兩側現狀年土地利用類型分布，見圖2、圖3。從空間分布來看，2020年西拉木倫河兩側源頭區以草地、林地為主，且人類活動影響較?。恢胁恳圆莸?、未利用地為主；河口地區土地利用類型比較復雜，主要為耕地、未利用地、建設用地。2020年老哈河兩側源頭區以林地、耕地、建設用地為主，人類活動影響較大；中部以耕地為主；河口地區以草地、未利用地、耕地為主。

2020年西拉木倫河和老哈河兩側土地利用類型面積和占比見表1。西拉木倫河兩側面積最大的土地利用類型為草地，占比為51.50%，主要分布于中部和源頭區；其次是耕地，占比為21.34%，主要分布在河口地區。老哈河兩側面積最大的土地利用類型為耕地，占比為47.69%，主要分布于中部；其次為林地，占比為21.62%，集中分布于源頭區。相比而言，老哈河兩側建設用地占比明顯高于西拉木倫河，說明老哈河兩側人類活動更頻繁。

3.2 土地利用變化及對比分析

利用ArcGIS 10.2繪制1980年、2000年西拉木倫河和老哈河兩側土地利用類型面積分布，見圖4、圖5。統計1980年、2000年、2020年西拉木倫河和老哈河兩側土地利用類型占比結果，見表2。1980—2020年，西拉木倫河和老哈河兩側耕地面積占比均呈增加趨勢，且西拉木倫河耕地面積變化動態度明顯高于老哈河；林地面積變化均較小，西拉木倫河林地面積變化動態度略大于老哈河；草地面積變化趨勢不一致，西拉木倫河草地面積占比先減后增，老哈河草地面積占比先增后減，中部和河口地區的主要轉化為耕地；水域面積占比均呈明顯減小趨勢，老哈河減小趨勢更明顯，且主要轉化為耕地；建設用地面積占比均呈現明顯的增加趨勢，尤其2000—2020年增幅明顯，這與2000年以后西遼河流域經濟發展增速和人口增長較快有關；未利用地面積占比均呈現明顯減小趨勢，且2000—2020年減幅更大，西拉木倫河兩側的未利用地主要集中于河口地區，老哈河則主要集中于中部，兩者均主要轉化為耕地。

4 討論

作為西遼河最主要的兩條支流，西拉木倫河和老哈河水量是影響西遼河干流徑流量的主要因素，西拉木倫河和老哈河兩側土地利用類型變化不僅反映了河道兩側水資源利用情況，而且是整個西遼河流域經濟社會發展的縮影。根據收集的1980—2020年西遼河流域降水量數據，1980—2000年年平均降水量為360 mm，對應年地表水資源總量為22.3億m3，2001—2020年年平均降水量為310 mm，對應年地表水資源總量為14.0億m3。近20 a西遼河流域水資源持續偏枯，地表水資源量較1980—2000年減少了37%，降水量減小是造成徑流量減小的直接原因，同時流域內耕地面積大幅度增加，地下水開采量增大，襲奪河川徑流量是造成徑流量減小的重要原因［9］。長期以來，赤峰、通遼兩市圍繞西遼河上下游用水問題矛盾突出［10］。自《內蒙古西遼河流域“量水而行”行動計劃》實施以來，流域水資源監管、生態水量下泄、超采區治理取得了初步成效，西遼河生態復蘇取得一定進展［11］，但是水資源短缺問題仍然沒有徹底解決［12］。當前，西遼河流域“量水而行”、河湖生態環境復蘇工作正在有序推進，建議各級水利部門進一步加強與自然資源、農業農村、林業與草原、財政等部門的協調聯動，在農業產業結構調整與完善、農業示范區建設、強化水資源監管和監測計量、加強科技支撐能力、鼓勵多部門協調和多主體參與、加大“量水而行”宣傳力度等方面加大力度，盡快改善西遼河生態環境，讓西遼河恢復生命，盡力實現西遼河河道夏天有水、冬天有冰的美麗景象。

5 結論

1）2020年西拉木倫河兩側草地面積占比最大，老哈河兩側以耕地為主，建設用地面積占比老哈河明顯高于西拉木倫河，說明老哈河人類活動強度明顯高于西拉木倫河。

2）1980—2020年西拉木倫河和老哈河的耕地、建設用地占比明顯增大，水域面積明顯減小，且2000—2020年變幅大于1980—2000年，說明2000—2020年人類活動對兩條河流周邊影響更大。

3）1980—2020年西拉木倫河耕地、建設用地增長幅度高于老哈河，但是老哈河水域面積減小程度大于西拉木倫河。

4）西遼河徑流量減小受到天然降水量減小和人類活動加劇的綜合影響，“量水而行”、河湖生態環境復蘇工作的治理思路對流域生態恢復具有積極的推動作用，當前需要重點做好控制耕地面積增加和地下水開采。

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收稿日期： 2024-05-20

第一作者： 孟凡傲（1990—），男，山東菏澤人，工程師，博士，主要研究方向為流域治理與水生態修復。

通信作者： 邵文彬（1983—），男，黑龍江大慶人，高級工程師，碩士，主要研究方向為流域治理。

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（責任編輯 李楊楊）