十二五期间辽河流域土地利用及生境维持功能分析

邰姗姗++李艳红++刘畅++苑芷茜

摘 要：依据辽河流域遥感影像数据及ArcGIS的空间分析功能，分析“十二五”期间流域的土地利用组成及变化，并在此基础上对流域的生境维持功能进行评价。结果表明：研究的5a间，流域的土地利用以耕地和林地为主，并且存在由自然类型向人工类型转化现象。其中，耕地和建设用地等类型的面积增加，林地和草地面积减少；生境维持功能基本维持在及格水平，湿地所提供的维持功能较好，而林地和草地所提供的维持功能较弱。

關键词：土地利用；生境维持功能；辽河流域

中图分类号：X87 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170229003

生态功能是指不同生境、生物及生态系统的性质或过程，是生态系统本身所具备的一种基本属性[1]。随着人与自然关系的不断拉近和融合，对于生态系统的关注逐渐转向从其对人类的服务功能出发，继而出现了生态系统服务功能，是对生态系统向人类提供的产品和服务的表征[2]。生态系统服务功能包括自然功能和社会功能2大类，生境维持功能是自然功能的一种[3]，是为生物生长、觅食、繁殖以及其他重要环节提供场所的功能，通过保护生境间接地保护生物。

区域土地利用类型的组成及空间变化是个复杂的、长期的过程，受自然、经济和社会等因素的综合影响，也是生态系统稳定性和生态功能持续性的主要体现和作用因素。近年来，人类开发强度不断增加，对土地利用格局及变化产生了显著影响[4]，由此也产生了土地资源和生态环境等问题，特别是给生态系统功能带来较大影响。因此，开展辽河流域土地利用组成、变化及由此而产生的生境维持功能特征研究，对于探索分析流域生态系统功能的现状及发展具有支撑作用，也为实现流域的土地利用格局优化、区域环境和经济和谐健康、可持续发展提供科学依据。

1 研究区概况

辽河流域位于我国东北地区的南部，即E11630'～12547'，N3843'～45之间，总面积约为21.9万km2[5]，由辽河和大辽河2个水系组成[6]。其中，辽河包括东辽河和西辽河，东辽河发源于吉林省东辽县，西辽河发源于河北省，东辽河和西辽河在辽宁省康平县汇和，最后在盘锦市汇入渤海。大辽河由浑河和太子河汇合而成，太子河发源于本溪市，，浑河发源于抚顺市滚马岭，在鞍山市海城接纳太子河，向南在营口市注入辽东湾。其中，辽河流域在辽宁省境内段覆盖铁岭、沈阳、鞍山、本溪、抚顺、盘锦、营口等城市区域，面积约达6.5万km2，是辽宁省最大的河流，本研究选取此段作为研究对象。

由于辽河在辽宁省内流经城市多属于工业城市，受城市化建设及工业发展的影响，流域水质恶化、水生态破坏较为严重，成为全国污染较重的河流之一。自“十一五”以来， “国家水体污染控制与治理科技重大专项”在辽河流域投入巨大的科技力量和资金，并实施多项重大工程对流域的水质污染和生态破坏进行全面的治理和恢复，取得了较为显著的效果，2013年辽河流域干流全年符合Ⅳ类水质标准，支流全年符合Ⅴ类水质标准，全流域保持轻度污染水平[7]，已经退出“重污染河流”的行列。

2 研究方法

2.1 数据源及处理

土地利用数据以2011—2015年间各年的Landsat TM遥感数据为基础，采用Erdas和ArcGIS对原始遥感影像进行基础处理和矢量化，得出辽河流域各年的土地利用矢量数据，并采用ArcGIS空间分析功能得出各年土地利用组成及变化。

2.2 分析方法

依据流域遥感数据解译得出的各土地利用类型的面积，生境维持功能采用林地和草地的面积之和占流域总面积比例（林草地面积比）、湿地面积占流域总面积比例（湿地面积比）2项指标进行评价[8、9]，并根据面积占比进行评分，2项指标的评价标准见表1。

3 结果与分析

3.1 土地利用组成及变化

“十二五”期间，辽河流域各年的土地利用组成和年际间变化结果见表2。从表中结果分析可见，在研究的5a间，辽河流域土地利用类型均以耕地和林地为主，二者的面积之和占流域总面积的比例均超过80%，其中各年耕地面积均为最大，面积占流域总面积比例在50.8%～51.3%之间，林地面积占比在31.9%～32.4%之间；其次，建设用地和湿地的面积相对较大，二者的面积之和占流域总面积的比例均在15%左右，而草地和未利用地的面积较小，二者面积占流域总面积比例均不足2%。

“十二五”期间，流域的土地利用组成变化不大。其中，2011—2013年，流域的各种土地利用类型中，耕地、湿地和建设用地3种类型面积增加，其中耕地面积增加较多；林地、草地和未利用地3种类型的面积减少，其中林地面积减少较多。2013—2015年间，耕地、草地、湿地和未利用地4种类型的面积均有所减少，但变化的面积不大，林地和建设用地面积增加，其中建设用地增加较多。从2011—2015年的土地利用类型变化来看，林地、草地和未利用地3种类型的面积均减少，而耕地、湿地和建设用地3种类型面积增加，说明“十二五”期间，辽河流域的土地利用组成中，自然类型面积总体减少，而人工类型的面积有所增加，存在自然类型向人工类型转化的现象。

3.2 生境维持功能

根据“十二五”期间各年林地、草地和湿地面积占流域总面积比例的分析结果，计算得出林草地面积比和湿地面积比，并按照表1的评分标准，得出辽河流域各年的生境维持功能，结果见表3。从评价结果分析，“十二五”期间，辽河流域的生境维持功能基本维持稳定。其中，林草地面积比这项指标5a的得分均为2分，湿地面积比这项指标的得分均为4分。从生境维持功能的评价标准和各年的得分结果来看，2项指标的评分标准总分最高为10分，而辽河流域各年的2项指标的得分之和均为6分，仅处于及格水平。

从单项指标的评价结果来看，湿地面积占流域总面积的比例基本稳定，由湿地提供的生境维持功能维持在较高的水平，而林草地面积比这项指标得分较低，说明辽河流域的林地和草地这2种土地利用类型按照生境维持功能的评价标准来看，面积较小，而这2种类型又是生态系统中重要的自然生态系统类型，说明辽河流域的自然生态系统面积占比相对较低，植被覆盖度较低，影响了生境维持功能，而且在研究的5a间，林草地面积比在减少，说明由此2种土地利用类型所提供的生境维持功能在较低水平的现状基础上进一步还呈减弱趋势。因此，在辽河流域的生态保护和生态建设工作中应加强对森林和草地的保护与建设，提高林地和草地的面积和植被覆盖程度，以提高流域的生境维持功能；同时，也应注意加强对湿地的保护，以保护其所提供的生境维持功能。

4 结语

“十二五”期间，辽河流域的土地利用组成相对稳定，林地和耕地为流域的主要土地利用类型，面积占流域总面积比例较大。从土地利用类型的变化来看，“十二五”的5a間，流域的耕地、建设用地等人工类型面积增加，而林地、草地等自然类型面积有所减少，其中林地面积减少最多，说明辽河流域土地利用类型中存在自然类型向人工类型转化的现象，人类活动的干扰作用显现。

辽河流域生境维持功能在“十二五”期间尽管维持稳定状态，但整体功能尚仅处于及格水平，其中由林地和草地所提供的维持能力较低，且呈逐年减弱趋势；湿地类型所提供的维持能力较好，因此，对于区域的生态管护工作来说，应注重加强对流域内林地和草地的保护、恢复与建设，从而提高流域的生境维持功能。同时，林地和草地的覆被程度对于流域内的水土保持和生物多样性维持都具有支撑作用，因此，加强对林地和草地的保护与建设也对进一步提高流域的生态系统服务功能起到重要的作用，有利于促进流域生态环境的改善。

参考文献

[1]冯剑丰，李宇，朱琳.生态系统功能与生态系统服务的概念辨析[J].生态环境学报，2009，18（4）：1599-1603.

[2]HUANG Xiang， CHEN Yaning， MA Jianxin， et al.Study on change in value of ecosystem service function of Tarim River[J].ActaEcologicaSinica，2010，30（2）： 67-75.

[3]钱正英，陈家琦，冯杰.人与河流和谐发展[J].河海大学学报（自然科学版），2006，34（1）： 1-5.

[4]刘纪远，匡文慧，张增祥，等. 20世纪80年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局[J]. 地理学报，2014，69（1）：3-14.

[5]郑丙辉， 张远， 李英博. 辽河流域河流栖息地评价指标与评价方法研究[J]. 环境科学学报，2007，27（6）：928-936.

[6]李艳利，徐宗学，李磊，等.辽河流域环境要素对水生态的影响[J]. 环境科学与技术，2012，35（4）：107-111.

[7]辽宁省环境保护厅. 2013年度辽宁省环境质量报告书[D]，2014.7.

[8]万峻，张远，孔维静，等.流域水生态功能Ⅲ级区划分技术[J].环境科学研究，2013，26（5）：480-486.

[9]邰姗姗，仇伟光，李艳红. 清河流域水生态维持功能评估[J]. 环境保护科学，2015，41（2）：96-99.

作者简介：邰姗姗（1984-），女，高级工程师，研究方向：环境监测与评价。