通榆縣草地鹽堿化時(shí)空變化動(dòng)態(tài)影響

杜詩(shī)瑤 楊立杰 安紅梅

草地鹽堿化是世界各國(guó)普遍面臨的問(wèn)題，退化后的草地恢復(fù)與重建成為當(dāng)前各國(guó)重視的焦點(diǎn)和草原學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。鹽堿地分布及變化是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的現(xiàn)象和過(guò)程，不同時(shí)期鹽堿地分布的差異是由于多種影響因素的空間分布和變化的差異造成的。本文選擇主要的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，從宏觀層次分析 22 年來(lái)通榆縣鹽堿地時(shí)空分布與這些影響因素空間分布的耦合關(guān)系。

一、自然因素對(duì)鹽堿地時(shí)空分布的影響

土地是由土壤、氣候、植被、水文、地貌等自然地理要素相互影響、相互作用所構(gòu)成的自然綜合體，是自然地理環(huán)境的濃縮和集中體現(xiàn)。自然地理環(huán)境各種要素及其空間組合深刻制約著土地利用的方式、結(jié)構(gòu)、水平及其地域差異。自然地理環(huán)境除了具有整體性外，最重要的特點(diǎn)是在空間上表現(xiàn)為地域分異，具有地域性。所謂的地域分異，就是指自然地理環(huán)境各組成要素或自然綜合體沿地表按確定方向有規(guī)律的發(fā)生分化所引起的差異。地域分異包含經(jīng)度地帶性、緯度地帶性和垂直地帶性，他們控制了自然地理環(huán)境大陸層次和區(qū)域?qū)哟蔚牡赜蚍之?，屬于大、中尺度的地域分異?guī)律。而在局部地區(qū)的小范圍內(nèi)，地理環(huán)境的分異則突出地受到地方性支配。所謂地方性，是指在地域分異規(guī)律的基礎(chǔ)上，自然地理環(huán)境由于局部因素引起的小范圍的地域分異規(guī)律性。地方性分異是自然地理環(huán)境中最普遍和最低級(jí)的地域分異。引起地方性分異的局部因素主要是受到局部地形、小氣候的差別、巖性和土質(zhì)的差別以及人類活動(dòng)的影響。另外，有的文獻(xiàn)中將反映地帶性特征為主的地域稱為顯域性地域，將反映地方性分異特征為主的地域稱為隱域性地域。地域分異具有明顯的等級(jí)性，在不同的等級(jí)范圍內(nèi)，地域分異的主導(dǎo)因素有所差別。地域分異規(guī)律是土地利用空間分異的基礎(chǔ)。鹽堿地主要分布于干旱、半干旱地區(qū)，深受地帶性規(guī)律的影響;但鹽堿地在干旱半干旱地區(qū)內(nèi)具體分布在哪些位置，則主要受到地形地貌、水文、土壤等局部分異的影響，顯然是一種隱域性地域。因此，本文選擇在小尺度范圍內(nèi)起主導(dǎo)作用的幾個(gè)主要自然地理要素來(lái)分析其對(duì)鹽堿地時(shí)空分布的影響。

二、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)鹽堿地時(shí)空分布的影響

社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素中主要是人類活動(dòng)對(duì)土地利用所施加的直接或間接的影響。其中，大多數(shù)間接影響的影響力是難以確定和衡量的。例如，工業(yè)革命特別是 20 世紀(jì)以來(lái)，人類大量燃用化學(xué)燃料，導(dǎo)致大氣中溫室氣體增加、地表氣溫增高，進(jìn)而對(duì)土地利用產(chǎn)生無(wú)法估量的影響。人類對(duì)土地利用的直接影響也會(huì)伴隨著間接的影響。例如，人們對(duì)原來(lái)的旱地進(jìn)行改造、種植水稻，卻使得稻田周邊的旱地發(fā)生鹽堿化。因此，本文不從紛繁復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)年鑒和與時(shí)俱進(jìn)的政策中去尋求通榆縣土地鹽堿化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)解釋，僅去探討居民地、交通道路兩類人類最經(jīng)?；顒?dòng)的土地利用類型的空間分布與鹽堿地時(shí)空分布的耦合關(guān)系。在深入了解土壤鹽堿化國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，對(duì)通榆縣的自然地理環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境進(jìn)行了綜合考察和數(shù)字重建，并以Landsat系列衛(wèi)星的三景影像（分別是MSS、TM、ETM）為基本數(shù)據(jù)源，并輔以地形圖等數(shù)據(jù)，提取了包括鹽堿地在內(nèi)的通榆縣1979年、1992年和2001年三期土地利用數(shù)據(jù)，繼而采用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)、土地利用動(dòng)態(tài)指數(shù)、景觀指數(shù)等多種指標(biāo)和指數(shù)分析了該縣22年來(lái)的鹽堿地分布的時(shí)空格局，最后利用GIS強(qiáng)大的空間分析功能對(duì)鹽堿地時(shí)空分布與主要環(huán)境背景要素的空間分布進(jìn)行了耦合分析。

三、影響因素空間分布分析結(jié)論

（一）遙感技術(shù)的運(yùn)用可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)研究方法上的不足

傳統(tǒng)的野外定位觀測(cè)方法是長(zhǎng)期使用的土壤鹽堿化監(jiān)測(cè)手段。隨著時(shí)間的推移鹽堿地在不斷地變化，具有極強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性，常規(guī)的野外調(diào)查技術(shù)很難獲得大面積的實(shí)時(shí)的鹽堿地信息。在這方面，遙感技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)越性，應(yīng)用遙感手段進(jìn)行鹽堿化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究，同時(shí)也擴(kuò)展了遙感應(yīng)用的領(lǐng)域，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)研究方法上的不足，特別是在缺乏野外觀測(cè)記錄的情況下進(jìn)行回顧式動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究具有重要的意義。

（二）鹽堿地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需要選擇適宜的遙感影像、時(shí)相和波段

通榆縣地處中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，生長(zhǎng)期短，雨熱同期;且本文所確定的研究期較長(zhǎng)。因此在充分考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量和可獲取性的基礎(chǔ)上，選擇美國(guó)資源衛(wèi)星Landsat系列衛(wèi)星的三景遙感影像作為基本數(shù)據(jù)源，根據(jù)前人鹽堿化研究經(jīng)驗(yàn)和各波段的波譜特征選擇了相應(yīng)的時(shí)相和波段來(lái)合成假彩色圖像。

（三）研究期內(nèi)，鹽堿地動(dòng)態(tài)變化顯著，區(qū)域差異明顯

1979～1992年，鹽堿地動(dòng)態(tài)變化主要表現(xiàn)為鹽堿地面積的增加和鹽堿地內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整;1992～2001年，鹽堿地面積平穩(wěn)中略有增加，但鹽堿地內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化較大，重度鹽堿地所占比重持續(xù)升高。1979～1992年，鹽堿地與草地的相互轉(zhuǎn)換較多，鹽堿地內(nèi)部主要是由輕度、中度向重度轉(zhuǎn)化;1992～2001年，鹽堿地與沼澤地的相互轉(zhuǎn)換較多，鹽堿地內(nèi)部輕度、中度鹽堿地向重度鹽堿地轉(zhuǎn)化頻繁。研究期內(nèi)，鹽堿地景觀格局發(fā)生變化，從1979年至2001年鹽堿地斑塊由原來(lái)較為破碎的狀態(tài)向成片相連的方向發(fā)展，大面

積的鹽堿地斑塊數(shù)量增加迅速。而且大面積鹽堿地斑塊內(nèi)部的島狀空洞越來(lái)越少，鹽堿地整體的形狀趨于簡(jiǎn)單。研究期內(nèi)，無(wú)論是鹽堿地?cái)?shù)量變化，還是鹽堿化的速度，都存在差異性，并導(dǎo)致和體現(xiàn)于鹽堿地重心發(fā)生偏移。且鹽堿地重心整體向草地分布區(qū)即西42面積。

通過(guò)上面的分析可以發(fā)現(xiàn)，自然地理要素以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素對(duì)鹽堿地的分布及變化均具有一定的影響，這些要素的空間分布與鹽堿地的時(shí)空分布具有緊密的耦合關(guān)系。

特別需要說(shuō)明的是，自然地理要素及社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素對(duì)鹽堿地時(shí)空分布的影響會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化，這是自然地理要素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素以及鹽堿地三者之間及其內(nèi)部矛盾運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。因此，在區(qū)域土地利用及其演變發(fā)展的過(guò)程中，自然地理要素對(duì)土地利用格局具有較強(qiáng)烈的影響，但在自然地理環(huán)境無(wú)特殊變化的情況下，土地利用動(dòng)態(tài)變化主要受控于社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)土地利用及其變化的影響是廣泛的、深刻的。這些影響可以通過(guò)人地關(guān)系的相互作用機(jī)制、土地利用結(jié)構(gòu)的相互協(xié)調(diào)與制約機(jī)制、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的導(dǎo)向機(jī)制、市場(chǎng)規(guī)律的調(diào)控機(jī)制等來(lái)得到解釋。