內蒙古阿爾山市“5·21”特大森林草原火災生態修復15周年回顧

張磊，鮑會群，邱文杰，艷鈴，周磊，李剛

（內蒙古自治區興安生態環境監測站，內蒙古 烏蘭浩特 137400）

2003年5月21日，蒙古國草原大火入境，這個場大火給兩國造成了巨大損失。2003年6月2日美國Landsat5號衛星拍攝到了災后火燒跡地場景，經過火燒跡地提取后得知此次火災的過火總面積為85.86萬hm2，其中中國過火面積為9.61 萬hm2，占總過火面積的11.19%。中國過火區域相關縣域有新巴爾虎左旗、科爾沁右翼前旗、東烏珠穆沁旗和阿爾山市，這場火災的過火范圍除阿爾山市外其他區域均為草原。阿爾山市為我國大興安嶺森林生態功能區的最南端重點縣域，為東北平原生態屏障，發揮了水源涵養、水土保持的生態功能，如不加以管制，火燒跡地極易發生環境改變和水土流失，后果不堪設想。2005年以來，五岔溝林業局通過飛播、機械化造林等方式對災區林業資源進行了更新和恢復，使災區的生態環境狀況基本得以恢復。在該區域生態修復15 周年之際，為了摸清該區域的生態環境恢復狀態，本文以2000年為背景年，使用3S 技術手段對阿爾山市白狼鎮災區的各重要歷史時段進行了分析和回顧。

圖1 5·21火災災區分布圖

1 阿爾山市災區原始生態環境狀況

使用美國Landsat5 號衛星2000年拍攝的遙感影像，對阿爾山市災區原始土地利用類型進行了分析，阿爾山市災區總面積5.23萬hm2，其中有林地3.03 萬hm2，占災區總面積的57.90%；高蓋度草地1.35萬hm2，占災區總面積的25.76%；沼澤地0.33 萬hm2，占災區總面積的6.22%；灌木林地0.22 萬hm2，占災區總面積的4.21%；其他各土地利用類型0.31 萬hm2，占災區總面積的5.91%。由災區的衛星遙感影像和解譯數據顯示，災區原始狀態中有林地及高蓋度草地所占比重占主導地位。

2 各歷史時間段災區土地利用類型動態變化分析

2.1 火災前后災區土地利用類型動態變化

依據2000-2005年災區土地利用類型解譯數據獲取到災區2個年份土地利用類型空間轉移矩陣，由矩陣顯示數據獲悉本次火災共毀林1.21 萬hm2，占災區總面積的23.07%；其中有林地1.14 萬hm2，占災區總面積的21.70%；灌木林地0.07萬hm2，占災區總面積的1.31%。

圖2 災區2000年生態環境背景

2.2 “十一五”“十二五”期間災區土地利用類型動態變化

表1 2000年、2005年災區土地利用類型面積空間轉移矩陣 面積：hm2

經過對2005年、2015年災區衛星遙感影像土地利用類型解譯及空間轉移矩陣計算發現災區土地利用類型發生了較為劇烈的波動，災區發生退耕還林、還草總計0.04萬hm2，有林地、灌木林地和疏林地增加0.95 萬hm2。但毀林、毀草現象依舊存在，旱地面積上漲0.25 萬hm2，有林地、灌木林地、草地優勢物種逐級遞減總面積為0.64萬hm2。

表2 2005年、2015年災區土地利用類型面積空間轉移矩陣 面積：hm2

2.3 “十三五”以來災區土地利用類型動態變化

經過對2015年、2020年災區衛星遙感影像土地利用類型解譯及空間轉移矩陣計算發現災區土地利用類型動態變化逐漸放緩，其動態基本以正向變化為主：林地面積增加0.40萬hm2。但是人類生產生活對該地區依舊產生了一些影響：毀林現象依舊存在，建設用地面積持續增加，其總面較小，占災區總面積的比重可忽略不計。

3 2005年以來災區植被漲勢恢復狀況分析

表3 “十三五”以來災區土地利用類型空間轉移矩陣

筆者獲取了興安盟2005-2020年美國EOS衛星modis歸一化植被指數產品，每月產品由4期組成，求該月4 期產品最大值代表該月份數據，對當年各月產品求平均值代表該年份產品，將該年份產品降噪后估算當年災區的植被覆蓋度。以2005年為分析起始零年，對災區各年份的植被覆蓋度產品進行了線性擬合并求取相關性數據，對求取的相關性產品數據通過顯著性檢驗。將顯著性檢驗數據依據災區范圍裁剪后獲知，災區71.42%的地表植被得到了顯著性改善，其中37.58%的地表植被呈現及顯著性改善，但仍有13.46%的土地地表植被出現了顯著性的退化。

圖3 災區生態修復15周年植被覆蓋度顯著性分析

4 植被恢復情況及野外實地踏勘

2020年9月4日，為了驗證分析的準確性，筆者對災區生態恢復狀況進了行有針對性的走訪，包含了針闊混交林、灌木林地、沼澤地等總計踏勘了12 個點位。所有踏勘點位樹齡較為年輕，灌木及草地植被漲勢旺盛，可以說明生態環境基本得以穩固。

圖4 顯著性分布圖及野外核查踏勘線路圖

5 生境質量指數的時空分布

針對2000-2020年之間4個特定歷史時間的土地利用類型分類解譯數據，參照《生態環境狀況評價技術規范》HJ192-2015 生境質量指數計算方法統計了該區域生境質量指數。2000年該地段生境質量指數為73.89，2005年為61.85，2015年為55.93，2020年為55.72。

6 結論與建議

圖5 野外實地踏勘照片

圖6 災區2000-2020年見各歷史時間段生境質量指數時空分布

“十五”期間這場火災給阿爾山市白狼鎮造成極其嚴重的生態損失，總計毀林1.21 萬hm2，占災區過火總面積的23.11%，直接導致了災區生境質量指數下降12.04。2005年以后，五岔溝林業局通過對災區退耕還林還草、飛播造林、機械化造林等方式進行了大規模的生態修復工作，但是由于人類的生產生活給本就脆弱的災區生態環境造成了一定的負面影響，縱使再多的生態修復工作為前提下，依舊導致災區生境質量指數降低5.29。“十三五”以來，植樹造林成果基本得以顯現，且植樹造林工作依舊在進行過程中。由于人類生產生活需要，建設用地面積依舊呈現增加趨勢，但僅占災區總面積的一小部分，較2015年相比，災區的生境質量指數趨于平穩，人類干擾原因使得生境質量指數只出現了微小變化。

回顧過去的15年，火災致使當地植被嚴重退化，災區原有立木條件嚴重損毀，雖然五岔溝林業局經過多年努力使得災區71.42%的植被得到顯著恢復，但修復工作依舊不能掉以輕心，目前的植被覆蓋度的恢復只是表象，碳匯集程度依然較低，很難與災前原始狀態相提并論。未來應繼續圍繞生態修復這一核心，著力解決森林系統功能完善和穩定性。可以考慮建立區、縣級自然保護區或將該區域納入生態紅線，對災區范圍內的土地使用采取限批措施，穩定當地生態環境；推行“近自然、可持續”森林經營管理模式，在立木條件允許的情況下適當增加針闊混交森林面積、優化森林結構、維護森林生態系統穩定性，提高森林資源質量、提升森林生態環境功能。堅持綠水青山就是金山銀山理念、樹牢生態紅線觀念，堅決貫徹習近平生態文明思想，全面發揮“十四五”規劃的統領與規約作用，筑牢大興安嶺綠色生態屏障。