1980—2020年東北地區濕地變化驅動力分異研究

摘 要：東北地區是我國濕地分布最廣泛的地區之一。為研究東北地區氣候變化和人類活動因素對濕地變化的影響，選取1980—2020年土地利用數據和氣候要素數據，分析近40年濕地變化及其驅動力分異因素。結果表明：東北地區濕地總面積呈現急劇減少趨勢，人類活動因素是導致濕地退化的最主要原因，其中，三江平原濕地面積減少趨勢最為明顯。

關鍵詞：濕地；氣候變化；人類活動；東北地區

中圖分類號：X37 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

濕地是指天然或人工、長久或暫時性的沼澤地、泥炭地或水域地帶，靜止或流動的淡水、半咸水、咸水體，以及低潮時水深不超過6 m的水域。濕地也被稱為“地球之腎”，它在涵養水源，氣候調節、生物多樣性保護等方面具有重要性的作用，也是最具不可替代性的生態系統之一[1-2]。但隨著經濟社會發展，土地資源和生物資源開發利用加劇，使得濕地面積急速縮減，環境問題日益嚴重，嚴重威脅著區域生態安全和人類的生存，因此濕地保護已經成為亟待解決的環境問題之一[3-4]。

東北地區自然條件復雜，濕地類型眾多、分布面積遼闊，是我國重要的濕地分布區之一。東北地區濕地包括濱海、江河、湖泊、 沼澤 、人工濕地5大類，具有蘚類沼澤、草本沼澤、灌叢沼澤、森林沼澤、內陸鹽沼、水庫等14種濕地類型，是全國沼澤類型最復雜的區域之一[5]。近年來，大量學者對東北濕地的變化特征展開研究，一些學者對東北地區整體空間格局變化和影響因素進行研究，但考慮濕地區域內部分異的較少。有學者分析了1990—2010年東北地區濕地的空間格局變化規律，但忽略了東北地區內部濕地分布仍處在不同的局地小氣候和人文發展條件下，這對東北地區濕地變化具有重大的影響。還有學者雖然將東北地區分為不同的小區域進行研究，但其著重研究氣候變化對濕地景觀格局的影響，而忽視了人為影響因素對濕地的影響，而且其僅著眼于沼澤濕地，對其他類型的濕地變化并未體現[6-8]。因此，針對東北地區濕地退化及其驅動因素研究這一熱點問題，以東北地區5個典型濕地地區為研究對象，分析1980—2020年東北地區濕地面積的變化及氣溫、降水的變化，探究各驅動因素對濕地退化影響，為濕地的恢復、管理與保護提供科學依據。

1 研究區域與研究方法

1.1 研究區域

研究區為東北地區5個典型濕地區域：三江平原、松嫩平原西部、長白山、大興安嶺、遼河口地區，均位于東北三省境內。

東北地區包括東北三省（遼寧省、吉林省、黑龍江省）和內蒙古自治區東部五盟市（呼倫貝爾市、興安盟、通遼市、赤峰市和錫林郭勒盟），總面積約145萬km2，

是我國重要的工業和農業基地，在維護國家國防安全、糧食安全、生態安全、能源安全、產業安全方面的戰略地位十分重要，關乎國家發展大局。東北地區自南向北跨中溫帶與寒溫帶，屬溫帶季風氣候，四季分明，夏季溫熱多雨，冬季寒冷干燥。自東南向西北，年降水量自1 000 mm降至300 mm以下，從濕潤區、半濕潤區過渡到半干旱區[9-10]。東北地區森林覆蓋率高，可延長冰雪消融時間，且森林貯雪有助于農林業發展；地形以平原、山地為主；長白山、大小興安嶺是東北生態系統的重要屏障；三江平原、松嫩平原、遼河平原土壤肥沃，土層深厚；松花江、遼河、鴨綠江等主要河流發源此地，具有巨大的經濟和生態價值。

1.2 研究方法

1.2.1 時空特征分析方法

針對各地區濕地面積變化的速率，采用單一土地利用類型轉換動態分析法，它能夠體現某研究區一定實際范圍內某種土地利用類型變化的劇烈程度[11]。

1.2.2 氣候傾向率

采用氣候傾向率研究氣候的變化趨勢。通過計算研究區各地區的氣候傾向率，建立氣候傾向率與濕地變化率之間的線性回歸方程，進而定量分析濕地變化對氣候的影響。

1.2.3 貢獻率

通過一階差分多元回歸計算氣候因素和人類活動因素對濕地變化的貢獻率[12]。計算氣候對濕地變化的貢獻率先要確定變量，然后計算各變量的趨勢，再計算氣候要素對濕地變化的影響。

2 結果與分析

2.1 濕地面積變化的區域分異

選取1980—2020年東北地區土地利用數據，計算出5個地區的濕地變化面積和濕地變化率。利用2020年的土地利用類型百分比減去1954年的土地利用類型百分比，得到各地區土地利用類型的變化率（圖1）。

圖1" 1980—2020年各地區土地利用類型的變化率

運用ArcGIS10.2分別計算1980、2000、2020年濕地

變化面積，并利用Excel表格計算1980—2020年土地利用動態度。1980年，三江平原和松嫩平原西部濕地面積發育良好。1980—2000年，除長白山，其余地區均呈現濕地面積縮小的態勢，其中，三江平原地區濕地面積減少最為明顯，為3 332.43 km2。2000—2020年，還是以三江平原地區濕地減少最為顯著，其余地區也有少量減少，但大興安嶺地區濕地面積有增加的趨勢。1980—2020年，除長白山和大興安嶺，其余地區的濕地變化率均為負數，說明其濕地均呈現退化趨勢。其中，三江平原地區濕地減少7 168.94 km2，松嫩平原西部減少

1 753.52 km2，遼河口減少約197.85 km2，大興安嶺增加約967.56 km2，長白山增加316.73 km2，但濕地面積總體濕地減少7 836.02 km2，總體濕地變化呈退化趨勢。

2.2 濕地變化驅動力的區域分異

根據1980—2020年東北地區年降水量和年平均氣溫傾向率計算年氣候傾向率。降水除三江平原和松嫩平原西部均呈上升趨勢，其中，遼河口地區降水增加最顯著。而氣溫全部表現為增加趨勢，三江平原氣溫傾向率數值最大（圖2）。

2.3 氣候與人為因素對濕地變化的貢獻率

將各個地區貢獻率在0%～50%和50%～100%的區域統計，5個地區由于氣候因素影響濕地退化貢獻率，其中貢獻率在0%～50%均占78%以上，大興安嶺地區最高達到96.02%。而人類活動因素影響濕地變化的貢獻率在0%～50%的區域，松嫩平原西部最多占20.33%，而最低的大興安嶺地區僅占3.73%；而貢獻率在50%～100%的區域，受人類活動因素影響的區域普遍在79%以上。最高值出現在松嫩平原西部，為21.57%，而最低值出現在大興安嶺地區，僅為3.98%。

圖2" 1980—2020年各地區降水量和年平均氣溫傾向率

將各地區氣候變化因素和人類活動因素影響濕地變化的貢獻率按數值大于或小于0，分為積極影響和消極影響，并計算占整體區域的比例。各個地區人類活動因素對濕地變化的消極影響均高于積極影響，說明人類活動因素是濕地退化的最重要因素。其中，人類活動消極影響的最大值出現在三江平原地區，占83.88%；而氣候變化因素影響濕地變化的貢獻率中，除大興安嶺，其余4個地區積極影響均超過消極影響，積極影響占比最高的區域是松嫩平原西部，為42.07%。

3 東北地區濕地變化的影響因素分析

3.1 氣候變化對濕地變化的影響分析

不同地區局地小氣候的不同對濕地變化產生不同影響。全球變暖主要通過水源補給方式和水文過程影響濕地的分布和生態功能。同時，大氣降水和陸面蒸散等環節會間接影響濕地水位、面積等水文過程；區域性降水和徑流的變化會影響濕地蓄水量的季節性變化。氣溫升高，降水減少，氣候趨向于“暖干”，更不利于濕地存續，氣溫升高會導致降水量減少、徑流量減少，從而導致濕地退化坍縮。

東北大部分地區氣候變化對濕地的積極影響都超過了消極影響，只有大興安嶺地區的氣候變化對濕地變化的消極影響超過積極影響。隨著氣候暖干化趨勢加劇，大興安嶺濕地生態系統萎縮和退化，沼澤濕地轉化為草地的現象明顯。松嫩平原地區的氣候因素對濕地變化的積極影響是最大，可能是因為松嫩平原上分布著中國最大的蘇打鹽堿地，而且松嫩平原年降水量在400～500 mm，屬溫帶大陸季風氣候，在5個地區中屬于較為干旱的地區，所以豐水年或枯水年間對氣溫和降水等氣候因素反應對比其他4個地區較為敏感。

3.2 人類活動對濕地變化的影響分析

隨著經濟發展與城市、鄉村人口激增，濕地被不斷地轉化為農業用地以供農業經濟發展[13-14]。

遼河口地區的濕地大部分為濱海濕地，與其他4個地區的濕地類型有著明顯差異。近年來，由于人口迅速增長，大量的天然濱海濕地被轉化為人工濕地，主要表現為以稻田和水產養殖為基礎的農業發展活動、以甘蔗生產和油氣開發為基礎的工業發展活動。

長白山地區的濕地面積較小，近年來由于當地經濟發展需要，開發建立了大量的木耳養殖場和水產養殖基地，威脅了濕地生態系統的穩定性，而且水產養殖基地使地下水不斷流失加速了濕地退化。

松嫩平原作為5個地區中較為干旱的地區，其對氣候因素的反應更為敏感，但人為因素同樣也留下了不可磨滅的影響。松嫩平原上分布著我國最大的鹽堿地，而近些年我國致力于治理鹽堿地，治理鹽堿地必然要興建水利設施，進而增加人工濕地的面積。但松嫩平原西部水利工程建設導致濕地生態系統的生態用水被截留，濕地間水力聯系減弱，水文連通性下降，地下水補給減少，湖泊萎縮，致使濕地變干并逐漸退化。

大興安嶺地區森林砍伐情況嚴重，植被面積減少，生物多樣性下降，對濕地及濕地生物的生存造成嚴重威脅。

三江平原地區濕地面積變化受人為因素影響最大，

且大部分為消極影響。在5個地區中，三江平原溫度升高表現最為明顯，農業灌溉雖然可以緩解干旱，但其占用了濕地的水分，導致濕地萎縮、坍塌[15-16]。此外，三江平原在中華人民共和國成立后經歷了4次大規模農業開發，大部分濕地轉化為耕地，經濟效益促使人們不斷圍墾濕地，導致自然環境惡化，從而進一步加劇了濕地的萎縮。

4 結論

研究了1980—2020年東北典型濕地地區濕地時空變化特征，分析了濕地變化驅動力分異因素，得出以下結論。

（1）5個地區的濕地退化總面積為9 304.11 km2，總濕地退化率為22.5%，其中，三江平原退化最為嚴重，濕地減少8 663.15 km2。

（2）濕地退化的主要原因是農業開墾、蓄水工程建設、養殖基地建設和人口數量加劇所導致的城市化擴張等人類活動因素，其次氣候變化也是影響濕地退化的重要原因，氣溫升高、降水量變化等因素也影響了濕地變化。但氣候對大部分地區的影響為積極影響，而人為因素帶來的消極影響更多。

（3）此研究并未將濕地類型分類，不同的濕地類型退化原因也不盡相同。未來在分析東北地區濕地退化成因時，可將不同類型濕地的退化成因作更細致的分析處理。

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收稿日期：2024-08-19

作者簡介：劉詩琳（2000—），女，吉林長春人，研究方向為濕地退化。#通信作者：于洋（1982—），男，吉林四平人，助理研究員，研究方向為自然地理學，E-mail：1530861925@qq.com。