2015～2020年潍坊市防风固沙量动态变化研究

肖 泱，徐伟红

（山东省潍坊生态环境监测中心，山东潍坊 261041）

0 引言

生态环境的健康发展与安全评估研究已成为国内外研究的热点，科学合理地对一个国家或地区的生态环境进行评估，对其区域生态环境保护与恢复政策的制定有着积极意义。生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用[1，2，3]。防风固沙功能是生态系统提供的众多服务之一，是生态系统可持续发展的基础[4]。

生态系统防风固沙功能及其变化可通过计算生态系统因大风导致土壤流失和风沙危害而减少的风蚀量得出。本文以遥感和地面调查数据为基础，结合生态系统长期监测数据，定量评估生态系统的防风固沙功能，分析其空间格局和变化情况，以便了解生态系统服务功能的变化趋势。

1 研究区概况与数据来源

潍坊市位于山东半岛西部，居半岛城市群中心位置。地跨东经118°10′～120°01′，北纬35°41′～37°26′，东与青岛、烟台两市连接，西邻淄博、东营两市，南连临沂、日照两市，北濒渤海莱州湾。潍坊市域地貌自北向南，由低到高，形成几个台阶。大体上分为低地、平原及低山丘陵3个地貌区及18个地貌类型。

潍坊市域属北温带季风区，背陆面海。受欧亚大陆和太平洋的共同影响，大陆度在50%以上，是暖温带季风型半湿润大陆性气候。防风固沙量评价的数据源主要包括潍坊市2015～2020年生态系统类型与分布遥感解译的数据、基础地理数据和气象观测数据，并综合运用生态系统的长期监测数据，以及有关生物多样性、水土保持、生态水文等学术文献数据。部分数据直接从气象站点、网站下载和样方调查获取，部分数据由遥感数据反演计算得到[5，6]。

2 评估方法

生态系统防风固沙量表示研究区内潜在风蚀量和实际风蚀量的差值，表示研究区内土壤受风力侵蚀影响的强弱[7]。生态系统防风固沙量的反演流程图（图1）。指标反演的主要源数据包括气象站观测风速和降水数据、雪深数据、土壤颗粒半径数据、DEM高程数据、植被覆盖度数据和生态系统分类解译数据。

图1 生态系统防风固沙量反演流程图

3 结果与讨论

3.1 防风固沙量主要影响因子分析

3.1.1 气候因子

在2015～2020年期间，潍坊市气候因子的分布存在明显的空间异质性，气候因子的高低分布特征自2015年以来基本保持一致。气候因子较高的区域主要分布在潍坊市的东南部地区，中部和西部地区的气候因子处在中等水平，北部沿海有小部分地区的气候因子较低。2015～2020年，潍坊市平均气候因子呈现L型变化趋势。其中，以2015年最高，达5.3×105kg/m，为近6年来的最高值（图2）。

图2 2015～2020年潍坊市逐年平均气候因子

3.1.2 植被覆盖因子

在2015～2020年期间，潍坊市植被覆盖因子的分布存在明显的空间异质性。各年份的植被覆盖因子分布特征相似，全市大部分地区的植被覆盖因子处在较高水平，在各县市驻地附近的城镇生态系统地区、北部的湿地生态系统地区和西南部的森林生态系统地区，植被覆盖因子偏低。2015～2020年，除2018年潍坊市平均植被覆盖因子较上年有所增加，其余年份均较上年减少，但数值上并未明显变化，在0.5887～0.5911之间。其中，2020年平均植被覆盖因子最低，为0.5887，2015年最高，达到0.5911（图3）。

图3 2015～2020年潍坊市逐年平均植被覆盖因子

3.2 防风固沙量变化分析

自2015年以来，潍坊市防风固沙量分布呈现出明显的区域差异性。防风固沙量较高的地区主要集中在潍坊市的东南部地区和西南部的少部分地区，最高防风固沙量可达到92.2 t·km-2/a。防风固沙量较低的区域，主要集中在北部沿海的湿地生态系统区域，各县市驻地附近由于城镇化程度较高，防风固沙量也处于较低水平，土壤抗风力侵蚀的能力较弱（图4）。

图4 2015～2020年潍坊市生态系统服务功能防风固沙量分布示意图

2015～2020年，潍坊市防风固沙量总体呈现下降的变化趋势，其间波动幅度不大。其中，2015年防风固沙量最高，2019年和2020年防风固沙量明显减少，表明当前潍坊市土壤受风力侵蚀的影响较明显，需进一步采取相关措施降低土壤风蚀量。

将2020年与2015年防风固沙量变化程度分级，依据变化量将变化程度分为显著减少、轻微减少、轻微增加和显著增加4个等级。可以看出，相较于2015年，2020年潍坊市超过半数地区的防风固沙量均呈现减少趋势，减少较为显著的地区主要集中在潍坊市的东南部地区，而在东南部地区的森林生态系统内防风固沙量则有小幅的增加（图5）。

图5 2015～2020年潍坊市防风固沙量变化程度分布示意图

4 结论

潍坊市防风固沙量较高的地区，主要集中在潍坊市的东南部地区和西南部的少部分地区，较低的区域主要集中在北部沿海的湿地生态系统地区，各县市驻地附近由于城镇化程度较高，防风固沙量也处于较低水平。在2015～2020年期间，潍坊市总防风固沙量呈现先减少后增加再减少的变化趋势，其中，2015年潍坊市总防风固沙量最高，2019年和2020年防风固沙量明显减少。结果表明，当前潍坊市土壤受风力侵蚀的影响较明显，需进一步采取相关措施降低土壤风蚀量。