内蒙古阿尔山市“5·21”特大森林草原火灾生态修复15周年回顾

张磊，鲍会群，邱文杰，艳铃，周磊，李刚

（内蒙古自治区兴安生态环境监测站，内蒙古 乌兰浩特 137400）

2003年5月21日，蒙古国草原大火入境，这个场大火给两国造成了巨大损失。2003年6月2日美国Landsat5号卫星拍摄到了灾后火烧迹地场景，经过火烧迹地提取后得知此次火灾的过火总面积为85.86万hm²，其中中国过火面积为9.61 万hm²，占总过火面积的11.19%。中国过火区域相关县域有新巴尔虎左旗、科尔沁右翼前旗、东乌珠穆沁旗和阿尔山市，这场火灾的过火范围除阿尔山市外其他区域均为草原。阿尔山市为我国大兴安岭森林生态功能区的最南端重点县域，为东北平原生态屏障，发挥了水源涵养、水土保持的生态功能，如不加以管制，火烧迹地极易发生环境改变和水土流失，后果不堪设想。2005年以来，五岔沟林业局通过飞播、机械化造林等方式对灾区林业资源进行了更新和恢复，使灾区的生态环境状况基本得以恢复。在该区域生态修复15 周年之际，为了摸清该区域的生态环境恢复状态，本文以2000年为背景年，使用3S 技术手段对阿尔山市白狼镇灾区的各重要历史时段进行了分析和回顾。

图1 5·21火灾灾区分布图

1 阿尔山市灾区原始生态环境状况

使用美国Landsat5 号卫星2000年拍摄的遥感影像，对阿尔山市灾区原始土地利用类型进行了分析，阿尔山市灾区总面积5.23万hm²，其中有林地3.03 万hm²，占灾区总面积的57.90%；高盖度草地1.35万hm²，占灾区总面积的25.76%；沼泽地0.33 万hm²，占灾区总面积的6.22%；灌木林地0.22 万hm²，占灾区总面积的4.21%；其他各土地利用类型0.31 万hm²，占灾区总面积的5.91%。由灾区的卫星遥感影像和解译数据显示，灾区原始状态中有林地及高盖度草地所占比重占主导地位。

2 各历史时间段灾区土地利用类型动态变化分析

2.1 火灾前后灾区土地利用类型动态变化

依据2000-2005年灾区土地利用类型解译数据获取到灾区2个年份土地利用类型空间转移矩阵，由矩阵显示数据获悉本次火灾共毁林1.21 万hm²，占灾区总面积的23.07%；其中有林地1.14 万hm²，占灾区总面积的21.70%；灌木林地0.07万hm²，占灾区总面积的1.31%。

图2 灾区2000年生态环境背景

2.2 “十一五”“十二五”期间灾区土地利用类型动态变化

表1 2000年、2005年灾区土地利用类型面积空间转移矩阵 面积：hm²

经过对2005年、2015年灾区卫星遥感影像土地利用类型解译及空间转移矩阵计算发现灾区土地利用类型发生了较为剧烈的波动，灾区发生退耕还林、还草总计0.04万hm²，有林地、灌木林地和疏林地增加0.95 万hm²。但毁林、毁草现象依旧存在，旱地面积上涨0.25 万hm²，有林地、灌木林地、草地优势物种逐级递减总面积为0.64万hm²。

表2 2005年、2015年灾区土地利用类型面积空间转移矩阵 面积：hm²

2.3 “十三五”以来灾区土地利用类型动态变化

经过对2015年、2020年灾区卫星遥感影像土地利用类型解译及空间转移矩阵计算发现灾区土地利用类型动态变化逐渐放缓，其动态基本以正向变化为主：林地面积增加0.40万hm²。但是人类生产生活对该地区依旧产生了一些影响：毁林现象依旧存在，建设用地面积持续增加，其总面较小，占灾区总面积的比重可忽略不计。

3 2005年以来灾区植被涨势恢复状况分析

表3 “十三五”以来灾区土地利用类型空间转移矩阵

笔者获取了兴安盟2005-2020年美国EOS卫星modis归一化植被指数产品，每月产品由4期组成，求该月4 期产品最大值代表该月份数据，对当年各月产品求平均值代表该年份产品，将该年份产品降噪后估算当年灾区的植被覆盖度。以2005年为分析起始零年，对灾区各年份的植被覆盖度产品进行了线性拟合并求取相关性数据，对求取的相关性产品数据通过显著性检验。将显著性检验数据依据灾区范围裁剪后获知，灾区71.42%的地表植被得到了显著性改善，其中37.58%的地表植被呈现及显著性改善，但仍有13.46%的土地地表植被出现了显著性的退化。

图3 灾区生态修复15周年植被覆盖度显著性分析

4 植被恢复情况及野外实地踏勘

2020年9月4日，为了验证分析的准确性，笔者对灾区生态恢复状况进了行有针对性的走访，包含了针阔混交林、灌木林地、沼泽地等总计踏勘了12 个点位。所有踏勘点位树龄较为年轻，灌木及草地植被涨势旺盛，可以说明生态环境基本得以稳固。

图4 显著性分布图及野外核查踏勘线路图

5 生境质量指数的时空分布

针对2000-2020年之间4个特定历史时间的土地利用类型分类解译数据，参照《生态环境状况评价技术规范》HJ192-2015 生境质量指数计算方法统计了该区域生境质量指数。2000年该地段生境质量指数为73.89，2005年为61.85，2015年为55.93，2020年为55.72。

6 结论与建议

图5 野外实地踏勘照片

图6 灾区2000-2020年见各历史时间段生境质量指数时空分布

“十五”期间这场火灾给阿尔山市白狼镇造成极其严重的生态损失，总计毁林1.21 万hm²，占灾区过火总面积的23.11%，直接导致了灾区生境质量指数下降12.04。2005年以后，五岔沟林业局通过对灾区退耕还林还草、飞播造林、机械化造林等方式进行了大规模的生态修复工作，但是由于人类的生产生活给本就脆弱的灾区生态环境造成了一定的负面影响，纵使再多的生态修复工作为前提下，依旧导致灾区生境质量指数降低5.29。“十三五”以来，植树造林成果基本得以显现，且植树造林工作依旧在进行过程中。由于人类生产生活需要，建设用地面积依旧呈现增加趋势，但仅占灾区总面积的一小部分，较2015年相比，灾区的生境质量指数趋于平稳，人类干扰原因使得生境质量指数只出现了微小变化。

回顾过去的15年，火灾致使当地植被严重退化，灾区原有立木条件严重损毁，虽然五岔沟林业局经过多年努力使得灾区71.42%的植被得到显著恢复，但修复工作依旧不能掉以轻心，目前的植被覆盖度的恢复只是表象，碳汇集程度依然较低，很难与灾前原始状态相提并论。未来应继续围绕生态修复这一核心，着力解决森林系统功能完善和稳定性。可以考虑建立区、县级自然保护区或将该区域纳入生态红线，对灾区范围内的土地使用采取限批措施，稳定当地生态环境；推行“近自然、可持续”森林经营管理模式，在立木条件允许的情况下适当增加针阔混交森林面积、优化森林结构、维护森林生态系统稳定性，提高森林资源质量、提升森林生态环境功能。坚持绿水青山就是金山银山理念、树牢生态红线观念，坚决贯彻习近平生态文明思想，全面发挥“十四五”规划的统领与规约作用，筑牢大兴安岭绿色生态屏障。