呼蘭河干流河岸帶狀況評估

張明月,王立權,李鐵男,張 檸,趙文超

(1.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江省水利科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

河岸帶處于水生生態系統和陸生生態系統之間處于逐漸發展的地帶[1]。河岸帶具有隔絕部分污染物、保護水資源、維護生態環境等作用[2]。但由于人類社會的不斷發展，河岸帶遭到開發，導致生態環境遭到破壞，不利于社會發展[3]。近些年隨著人們對河岸帶的研究越來越深入，河岸帶的健康受到了越來越多的關注[4]。為了合理開發利用河岸帶，減少人類活動對河岸帶的影響實現可持續發展，就迫切需要對河岸帶狀況進行評估[5-6]。呼蘭河是松花江的重要支流，隨著經濟快速發展，呼蘭河河岸帶退化嚴重。本文通過調查呼蘭河干流河岸帶植被覆蓋率和河岸帶人工干擾程度，明確呼蘭河河岸帶狀況，這對呼蘭河健康具有重要意義。

1 研究區域概況

呼蘭河屬于松花江的支流。太平嶺是呼蘭河的發源地。流經鐵力市、慶安縣等縣市從北岸注入松花江，呼蘭河右岸接納通肯河、克音河等，左岸接納安邦河、泥河等。全長438 km，所占面積為3.72萬km2。

2 評價方法

河岸帶植被覆蓋率以植被垂直投影面積占河岸帶面積比例來評價[7]。河岸帶人工干擾程度以河岸帶及其鄰近陸域典型人類活動來進行評估[8]。

3 評價過程

3.1 評估河段的劃分

為了利用現有環境監測數據、水文數據以及考慮到河岸帶狀況評估結果的可操作性，根據河流水文等特征，結合呼蘭河實際情況，將呼蘭河分成6段，見表1。

表1 河流分段及相應數據情況

3.2 河岸帶狀況評估

呼蘭河河岸帶狀況從河岸帶植被覆蓋率和河岸帶人工干擾程度兩個方面進行評估。

3.2.1 河岸帶植被覆蓋率

重點評估區域內植物的覆蓋狀況。植被覆蓋度指標評估賦分見表2。

表2 河湖岸植被覆蓋度指標直接評估賦分標準表

通過現場采樣的方法計算植被覆蓋度具有很大的局限性，易受人的主觀影響。而遙感影像法能夠準確地獲取大范圍、精確度高的資料，限制因素相對較少。故本次采用遙感影像精確計算呼蘭河干流植被覆蓋度。

本次采用landsat8衛星遙感數據，數據分辨率為30 m×30 m，遙感影像選擇6—9月，該時間段植物生長狀況好。計算植被覆蓋度的操作步驟主要包括遙感影像幾何、輻射、大氣校正、去除異常值、計算NDVI并獲取閾值、植被覆蓋度計算等步驟。呼蘭河干流沿線遙感影像見圖1。呼蘭河干流沿線植被覆蓋度見圖2。

圖1 呼蘭河干流沿線遙感影像

圖2 呼蘭河干流沿線植被覆蓋度

通過圖1可知，耕地大部分分布于呼蘭河干流及其支流兩岸。河流沿線濕地被侵占成耕地。通過圖2可知，地勢比較高的山地，植被受到破壞較少，因而植被覆蓋度高。呼蘭河沿岸等地勢較低的區域因為農業生產、城鎮發展等人為干擾較大，農作物生長期僅在5—9月待農作物成熟收割后成為裸地，植被覆蓋度變化大，9月以后植被覆蓋度較低，因而發生水體流失的可能性增加。

評估河段1～河段6植被覆蓋度信息及賦分見表3。

表3 各評估河段植被覆蓋度信息及賦分

3.2.2 河岸帶人工干擾程度

河岸硬質性砌護、采砂、沿岸建筑物(房屋)等15項人類活動可能在河岸帶周圍存在。本文認為河流兩岸沿線合理開發利用河流資源、符合相關規劃的人類活動不屬于人為干擾程度內容。

本次呼蘭河人工干擾程度評估范圍為河流水體、河岸帶、河岸帶向陸域延伸30 m范圍。通過與呼蘭河沿線各縣市河道管理部門溝通、反饋，調查各評估河段的水邊線內、河岸帶及其鄰近陸域30 m范圍內是否存在上述所說的15項非法活動。

河段1范圍內存在沿岸建筑物(房屋)、農業耕種、垃圾堆放等非法活動，賦分50.0分。河段2存在非法采砂、農業耕種等活動，賦分65.0分。河段3存在農業耕種、畜牧養殖、葬墳等活動，賦分65.0分。河段4存在非法采砂、農業耕種，賦分65.0分。河段5存在非法采砂、農業耕種，賦分95.0分。河段6存在沿岸建筑物(房屋)、農業耕種、畜牧養殖、葬墳，賦分55.0分。呼蘭河人工干擾程度得分58.6分。

通過上述分析呼蘭河主要存在的人為干擾有農業耕種、沿岸建筑物(房屋)、垃圾堆放、非法采砂、畜牧養殖、葬墳等非法活動。其中以農業耕種最甚。根據黑龍江省測繪局對呼蘭河干流進行遙感解譯，結果顯示，呼蘭河干流共存在農田侵占河岸線4 357 061.79 m2，其中水田2 106 443.87 m2、旱田2 250 617.92 m2。

由此說明呼蘭河沿線農田侵占河岸線較為嚴重，河段1～河段6農田侵占河岸線總面積4 357 061.79 m2，呼蘭河中上游開墾河道土地后以發展水田為主，下游以發展旱田為主。

3.3 河岸帶狀況賦分

河岸帶狀況賦分(RSr)采用式(1)計算：

RSr=BVCr×BVCw+RDr×RDw

(1)

式中：RSr為河岸帶狀況賦分；BVCr為河岸植被覆蓋率，賦分范圍為0～100；RDr為河岸人工干擾程度，賦分范圍為0～100；BVCw為河岸植被覆蓋率權重，取0.5；RDw為河岸人工干擾程度權重，取0.5。

經計算，各評估河段河岸帶狀況賦分見表4。

表4 各河段河岸帶狀況賦分表

呼蘭河河岸帶狀況賦分66.8分，處于健康狀態。從數據上看，呼蘭河植被覆蓋度整體較好，各河段均處于中度、重度覆蓋狀態，但是呼蘭河沿岸等地勢較低的區域因為農田侵占河道、城鎮發展等人為干擾較大，導致水土流失與植被覆蓋度低。呼蘭河沿線主要存在的人為干擾只有農業耕種、沿岸建筑物(房屋)、垃圾堆放、非法采砂、畜牧養殖、葬墳等6項非法活動。其中以農業耕種最甚。呼蘭河干流沿線農田侵占河岸線涉及沿線7縣市共36個鄉鎮，農田侵占河道總面積4 357 061.79 m2。圍墾河道一方面破壞沿線濕地生態系統，減少濕地對入河總氮、總磷去除量分別為2307.00 kg、107.00 kg。同時在農業生產過程中直接引起總氮、總磷等面源污染物直接入河，其中總氮入河1446.70 kg，氨氮366.52 kg，總磷入河58.17 kg。

4 結 論

本文結合當前河岸帶的研究現狀，從河岸帶植被覆蓋率和河岸帶人工干擾程度兩個方面對呼蘭河河岸帶進行評估。呼蘭河植被覆蓋度賦分為75.0分，植被覆蓋度較高；呼蘭河人工干擾程度賦分為58.6分，人工干擾程度較大，其中農業耕種干擾最大。綜合計算得到呼蘭河河岸帶賦分為66.8分，結果顯示呼蘭河河岸帶狀況處于健康狀態，狀況較好，符合呼蘭河河岸帶實際情況。