現(xiàn)代黃河三角洲濕地時(shí)空變化及其保護(hù)對(duì)策

劉 偉， 常 軍， 李 濤

(山東師范大學(xué)人口·資源與環(huán)境學(xué)院，山東濟(jì)南 250014)

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現(xiàn)代黃河三角洲濕地時(shí)空變化及其保護(hù)對(duì)策

劉 偉， 常 軍*， 李 濤

(山東師范大學(xué)人口·資源與環(huán)境學(xué)院，山東濟(jì)南 250014)

現(xiàn)代黃河三角洲濕地在國(guó)際濕地研究中占有重要地位，然而近些年來(lái)，該地區(qū)濕地存在一定程度的退化。因此，以1985～2014年中的四期遙感影像為數(shù)據(jù)源，采用監(jiān)督分類與目視解譯相結(jié)合的方法獲取現(xiàn)代黃河三角洲濕地分布狀況；分析了現(xiàn)代黃河三角洲各濕地類型的變化趨勢(shì)及存在的主要問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的濕地保護(hù)對(duì)策。

濕地；時(shí)空變化；保護(hù)對(duì)策；現(xiàn)代黃河三角洲

黃河三角洲位于黃河入海口處，是我國(guó)暖溫帶地區(qū)最完整、最廣闊、最年輕的新生濕地生態(tài)系統(tǒng)[1]，也是世界上陸地資源生長(zhǎng)最快的地區(qū)之一[2]。黃河三角洲濕地在調(diào)節(jié)區(qū)域氣候乃至全球氣候、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)徑流、蓄洪防旱、控制污染、提供珍稀物種棲息地等方面發(fā)揮著重要作用。2013年10月，黃河三角洲國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)被列入國(guó)際重要濕地名錄。但由于自然因素及人類活動(dòng)的影響，黃河河口出現(xiàn)了河道斷流、自然濕地退化和物種多樣性衰減等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，對(duì)黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了威脅[3-4]。因此筆者在RS和GIS技術(shù)支持下，以現(xiàn)代黃河三角洲濕地為研究對(duì)象，對(duì)其濕地動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了研究，分析了現(xiàn)代黃河三角洲濕地存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的保護(hù)對(duì)策，旨在為濕地的合理管理利用、適度開(kāi)發(fā)和生態(tài)保護(hù)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

現(xiàn)代黃河三角洲(118°32′～119°18′ E，37°34′～38°10′ N)是1934年以來(lái)至今仍在繼續(xù)形成的以漁洼為頂點(diǎn)的扇面，西起挑河，南到宋春榮溝的扇形區(qū)域[5]，主要包括東營(yíng)市的墾利縣和河口區(qū)的大部分[3]?，F(xiàn)代黃河三角洲位于暖溫帶半濕潤(rùn)地區(qū)，屬大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同期，四季分明。降水量年際變化大，易形成旱、澇災(zāi)害。區(qū)域內(nèi)木本植物很少，以草甸景觀為主體，且濕地分布廣泛。

2 數(shù)據(jù)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)源及預(yù)處理該研究所用的數(shù)據(jù)是1985、1995、2005和2014年現(xiàn)代黃河三角洲四期TM/ETM+/OLI_TIRS遙感影像數(shù)據(jù)和東營(yíng)市1∶50 000地形圖，以及野外濕地實(shí)地考察后收集的研究資料。以東營(yíng)市1∶50 000地形圖為參照，采用橫軸墨卡托投影，對(duì)2005年遙感圖像進(jìn)行校正，校正誤差控制在0.3個(gè)像元內(nèi)；而后以2005年校正后的遙感影像為基礎(chǔ)，將其他三期遙感影像配準(zhǔn)到同一地理坐標(biāo)系中。運(yùn)用直方圖均衡化的方法對(duì)圖像進(jìn)行了增強(qiáng)處理，增強(qiáng)處理后的圖像目視效果大大增強(qiáng)，采用7、5、1波段合成。

2.2 濕地分類系統(tǒng)由于濕地的形成環(huán)境和分類的適用性不同，導(dǎo)致國(guó)際上濕地系統(tǒng)的分類體系仍不統(tǒng)一[6]。我國(guó)現(xiàn)行濕地分類標(biāo)準(zhǔn)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——濕地分類》(GB/T 24708-2009)是在《濕地公約》的基礎(chǔ)上，綜合考慮濕地成因、地貌類型、水文特征植被類型等因素，將全國(guó)濕地劃分為自然濕地和人工濕地兩大一級(jí)類。筆者在我國(guó)現(xiàn)行濕地分類標(biāo)準(zhǔn)體系和借鑒前人濕地景觀分類研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代黃河三角洲的實(shí)際情況，對(duì)研究區(qū)濕地進(jìn)行如下分類：一級(jí)分類包括自然濕地和人工濕地。自然濕地下分淺海濕地、灘涂濕地、河湖濕地和沼澤濕地四類；人工濕地下分水庫(kù)坑塘濕地和養(yǎng)殖場(chǎng)及鹽田濕地兩類。

2.3 濕地信息提取根據(jù)濕地分類系統(tǒng)，選取訓(xùn)練樣本，運(yùn)用最大似然法對(duì)遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類，得到的分類結(jié)果用來(lái)輔助目視解釋，最終得到1985～2014年現(xiàn)代黃河三角洲濕地分布狀況(圖1)。

3 現(xiàn)代黃河三角洲濕地時(shí)空變化及面臨的主要問(wèn)題

3.1 現(xiàn)代黃河三角洲濕地時(shí)空變化結(jié)合表1，從濕地一級(jí)分類看，1985～2005年自然濕地一直是現(xiàn)代黃河三角洲濕地的主體部分，到2014年自然濕地和人工濕地面積相差不大；1985～2014年自然濕地面積先減少后增加，人工濕地急劇增加，增加了39 290.17 hm2。從濕地二級(jí)分類看，1985～2014年水庫(kù)坑塘濕地、養(yǎng)殖場(chǎng)及鹽田濕地面積均有所增加，其中增加最多的是養(yǎng)殖場(chǎng)及鹽田濕地，增加了32 917.15 hm2；河湖濕地、沼澤濕地呈減少趨勢(shì)，分別減少了4 054.22和4 755.30 hm2。淺海濕地先減少后增加；灘涂濕地先增加后減少。

從1985～2014年現(xiàn)代黃河三角洲濕地分布(圖1)看，淺海濕地和灘涂濕地呈環(huán)狀分布在現(xiàn)代黃河三角洲的最外圍；養(yǎng)殖場(chǎng)及鹽田濕地呈聚集式發(fā)展，主要分布在現(xiàn)代黃河三角洲的東北部、南部及東營(yíng)港和孤東油田之間的區(qū)域；水庫(kù)坑塘濕地零星地分布在現(xiàn)代黃河三角洲地區(qū)；河湖濕地空間布局變化主要體現(xiàn)在黃河故道的退化萎縮和現(xiàn)行河道尾閭的擺動(dòng)兩方面；沼澤濕地在空間上呈破碎化態(tài)勢(shì)發(fā)展，到2014年主要分布在黃河口附近。

圖1 1985～2014年現(xiàn)代黃河三角洲濕地分布狀況

表1 現(xiàn)代黃河三角洲濕地類型結(jié)構(gòu) hm2

3.2 現(xiàn)代黃河三角洲面臨的主要問(wèn)題

(1)自然濕地退化嚴(yán)重，生態(tài)和環(huán)境功能減弱。根據(jù)表1，現(xiàn)代黃河三角洲濕地的增加主要表現(xiàn)為人工濕地的增加。2014年自然濕地面積比1985年減少21 725.9 hm2。雖然現(xiàn)代黃河三角洲濕地總面積呈增加趨勢(shì)，但自然濕地和人工濕地的生態(tài)環(huán)境功能相差很大[7]，因此濕地的生態(tài)功能出現(xiàn)了一定程度的退化。

(2)人類驅(qū)動(dòng)因子造成濕地呈破碎化趨勢(shì)發(fā)展。從1985～2014年現(xiàn)代黃河三角洲濕地分布(圖1)可知，濕地呈現(xiàn)出破碎化發(fā)展態(tài)勢(shì)，主要是由于人類驅(qū)動(dòng)因子造成的，它是景觀變化的直接驅(qū)動(dòng)力[8]。人類驅(qū)動(dòng)因子主要包括水庫(kù)公路的修建、耕地開(kāi)墾和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。水庫(kù)公路的切割作用使大塊濕地變成零散破碎的小塊濕地；隨著人口增長(zhǎng)和科技進(jìn)步，人類加大了對(duì)濕地的開(kāi)發(fā)力度，導(dǎo)致大量濕地轉(zhuǎn)化為耕地；東營(yíng)市政府注重發(fā)展?jié)O業(yè)，修建大量養(yǎng)殖場(chǎng)，導(dǎo)致人工濕地迅速增加，改變了現(xiàn)代黃河三角洲濕地的結(jié)構(gòu)。

(3)黃河來(lái)水來(lái)沙逐年減少，生態(tài)用水難以保障。根據(jù)崔保山等的研究結(jié)果，在考慮輸沙用水的情況下，濕地最小生態(tài)需水量為190.95億m3[9]。據(jù)利津水文站水文資料統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)50～60年代，黃河入海水量平均為474.4億m3，但到2011年減少為178.70億m3。黃河入海水量具有波動(dòng)性，總體呈減少趨勢(shì)，尤其是近幾年還未達(dá)到現(xiàn)代黃河三角洲濕地最小生態(tài)需水量，勢(shì)必會(huì)對(duì)濕地的功能和演替過(guò)程產(chǎn)生影響。

(4)濕地污染。目前對(duì)現(xiàn)代黃河三角洲濕地的污染主要有石油污染、工業(yè)“三廢”污染、農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染、生活垃圾污染等[10]。在現(xiàn)代黃河三角洲國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)附近有孤東等油田，它們侵占了大量的濕地，同時(shí)也破壞了濕地的生態(tài)環(huán)境。工業(yè)“三廢”、生活垃圾和農(nóng)藥、化肥等進(jìn)入濕地生態(tài)系統(tǒng)后，影響濕地的健康發(fā)展。

4 保護(hù)對(duì)策

根據(jù)現(xiàn)代黃河三角洲濕地呈現(xiàn)出的退化和破碎化的發(fā)展趨勢(shì)，提出了以下保護(hù)對(duì)策：

(1)加強(qiáng)黃河流域水資源的統(tǒng)一調(diào)度，保障濕地生態(tài)用水。黃河是形成和維持黃河三角洲原生濕地生態(tài)系統(tǒng)的主導(dǎo)因素，為保障現(xiàn)代黃河三角洲濕地的生態(tài)用水，必須樹(shù)立全局觀念，從黃河源頭抓起，加強(qiáng)對(duì)黃河水資源的保護(hù)，協(xié)調(diào)解決流域內(nèi)各省之間水資源分配。黃河三角洲要大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，采用噴灌等先進(jìn)技術(shù)；調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，限制發(fā)展用水量大的工業(yè)項(xiàng)目，保障濕地生態(tài)用水。

(2)建立濕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。濕地有著巨大的生態(tài)價(jià)值，濕地保護(hù)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)與精神文化和農(nóng)民心理等社會(huì)利益造成一定影響，具有明顯的外部效應(yīng)[11]。政府應(yīng)研究制定建立濕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，調(diào)整濕地保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，為濕地資源豐富的地區(qū)提供濕地保護(hù)資金支持，使保護(hù)區(qū)建立的外部性問(wèn)題得到有效解決。

(3)完善濕地保護(hù)法律政策體系，加大執(zhí)行力度。完善的政策和法律體系是有效保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)對(duì)濕地資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵[12]。目前，山東省在2013年3月1日開(kāi)始實(shí)行《山東省濕地保護(hù)辦法》，這對(duì)加強(qiáng)濕地的保護(hù)，維護(hù)濕地功能，實(shí)現(xiàn)濕地資源的可持續(xù)利用具有重要意義。東營(yíng)市應(yīng)在《山東省濕地保護(hù)辦法》的框架下，進(jìn)一步制定適用于自己的專門的濕地保護(hù)法律政策體系。

(4)加快濕地恢復(fù)與重建，建立專門濕地保護(hù)機(jī)構(gòu)。我國(guó)濕地主要依靠政府分部門進(jìn)行管理，環(huán)保、土地、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等部門分管一片，在工作中往往出現(xiàn)權(quán)屬不清的問(wèn)題，這就需要建立一個(gè)統(tǒng)一的有權(quán)威性的濕地保護(hù)機(jī)構(gòu)，以便協(xié)調(diào)各政府部門、利益主體之間的權(quán)利與義務(wù)，制定、補(bǔ)充和修改濕地保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃。針對(duì)處于退化階段的濕地，管理部門需要根據(jù)其退化的原因，采取相應(yīng)的生態(tài)工程進(jìn)行干預(yù)，避免其進(jìn)一步退化，保障濕地的數(shù)量和質(zhì)量。

(5)加大宣傳與教育，實(shí)現(xiàn)公眾參與。我國(guó)濕地保護(hù)工作起步比較晚，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都是被當(dāng)作“荒地”來(lái)進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)墾的。人們對(duì)濕地功能的認(rèn)識(shí)不全面，在自然濕地和人工濕地生態(tài)功能等方面存在誤區(qū)，應(yīng)利用媒體等方式加大濕地方面知識(shí)的宣傳，增強(qiáng)全民濕地保護(hù)意識(shí)，實(shí)現(xiàn)公眾參與。

5 結(jié)論

1985～2014年現(xiàn)代黃河三角洲濕地總面積增加了17 564.27 hm2；其中自然濕地減少了21 725.90 hm2，人工濕地增加了39 290.17 hm2。自然濕地退化嚴(yán)重，呈破碎化態(tài)勢(shì)發(fā)展；人工濕地呈聚集進(jìn)化趨勢(shì)發(fā)展。為了防止自然濕地的進(jìn)一步退化，必須采取相應(yīng)的措施，加強(qiáng)該地區(qū)濕地的保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)。

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The Spatio-temporal Changes and Protection Measures of Wetlands in the Modern Yellow River Delta

LIU Wei, CHANG Jun*, LI Tao

(College of Population, Resources and Environment, Shandong Normal University, Jinan, Shandong 250014)

The wetlands in the Modern Yellow River Delta occupy an important position in the world.However, the wetlands in the area have been degraded in some ways in recent years.Therefore, using a combination methods of supervised classification and visual interpretation, the wetland distribution in the Modern Yellow River Delta were extracted based on the 1985-2014 Landsat TM images.Moreover, the spatio-temporal change trends and the main problems of the wetlands were analyzed, and the corresponding wetland protection measures were proposed.

Wetlands; Spatio-temporal changes; Protection measures; The modern Yellow River Delta

山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(ZR2012DM009)。

劉偉(1990- )，男，山東濟(jì)南人，碩士研究生，研究方向：GIS技術(shù)與應(yīng)用。*通訊作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事遙感與GIS應(yīng)用研究。

2015-02-02

S 181.3;TV 856;TV 882.1

A

0517-6611(2015)08-216-02