1980—2020年东北地区湿地变化驱动力分异研究

摘 要：东北地区是我国湿地分布最广泛的地区之一。为研究东北地区气候变化和人类活动因素对湿地变化的影响，选取1980—2020年土地利用数据和气候要素数据，分析近40年湿地变化及其驱动力分异因素。结果表明：东北地区湿地总面积呈现急剧减少趋势，人类活动因素是导致湿地退化的最主要原因，其中，三江平原湿地面积减少趋势最为明显。

关键词：湿地；气候变化；人类活动；东北地区

中图分类号：X37 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–0-03

湿地是指天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，以及低潮时水深不超过6 m的水域。湿地也被称为“地球之肾”，它在涵养水源，气候调节、生物多样性保护等方面具有重要性的作用，也是最具不可替代性的生态系统之一[1-2]。但随着经济社会发展，土地资源和生物资源开发利用加剧，使得湿地面积急速缩减，环境问题日益严重，严重威胁着区域生态安全和人类的生存，因此湿地保护已经成为亟待解决的环境问题之一[3-4]。

东北地区自然条件复杂，湿地类型众多、分布面积辽阔，是我国重要的湿地分布区之一。东北地区湿地包括滨海、江河、湖泊、 沼泽 、人工湿地5大类，具有藓类沼泽、草本沼泽、灌丛沼泽、森林沼泽、内陆盐沼、水库等14种湿地类型，是全国沼泽类型最复杂的区域之一[5]。近年来，大量学者对东北湿地的变化特征展开研究，一些学者对东北地区整体空间格局变化和影响因素进行研究，但考虑湿地区域内部分异的较少。有学者分析了1990—2010年东北地区湿地的空间格局变化规律，但忽略了东北地区内部湿地分布仍处在不同的局地小气候和人文发展条件下，这对东北地区湿地变化具有重大的影响。还有学者虽然将东北地区分为不同的小区域进行研究，但其着重研究气候变化对湿地景观格局的影响，而忽视了人为影响因素对湿地的影响，而且其仅着眼于沼泽湿地，对其他类型的湿地变化并未体现[6-8]。因此，针对东北地区湿地退化及其驱动因素研究这一热点问题，以东北地区5个典型湿地地区为研究对象，分析1980—2020年东北地区湿地面积的变化及气温、降水的变化，探究各驱动因素对湿地退化影响，为湿地的恢复、管理与保护提供科学依据。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区域

研究区为东北地区5个典型湿地区域：三江平原、松嫩平原西部、长白山、大兴安岭、辽河口地区，均位于东北三省境内。

东北地区包括东北三省（辽宁省、吉林省、黑龙江省）和内蒙古自治区东部五盟市（呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、赤峰市和锡林郭勒盟），总面积约145万km2，

是我国重要的工业和农业基地，在维护国家国防安全、粮食安全、生态安全、能源安全、产业安全方面的战略地位十分重要，关乎国家发展大局。东北地区自南向北跨中温带与寒温带，属温带季风气候，四季分明，夏季温热多雨，冬季寒冷干燥。自东南向西北，年降水量自1 000 mm降至300 mm以下，从湿润区、半湿润区过渡到半干旱区[9-10]。东北地区森林覆盖率高，可延长冰雪消融时间，且森林贮雪有助于农林业发展；地形以平原、山地为主；长白山、大小兴安岭是东北生态系统的重要屏障；三江平原、松嫩平原、辽河平原土壤肥沃，土层深厚；松花江、辽河、鸭绿江等主要河流发源此地，具有巨大的经济和生态价值。

1.2 研究方法

1.2.1 时空特征分析方法

针对各地区湿地面积变化的速率，采用单一土地利用类型转换动态分析法，它能够体现某研究区一定实际范围内某种土地利用类型变化的剧烈程度[11]。

1.2.2 气候倾向率

采用气候倾向率研究气候的变化趋势。通过计算研究区各地区的气候倾向率，建立气候倾向率与湿地变化率之间的线性回归方程，进而定量分析湿地变化对气候的影响。

1.2.3 贡献率

通过一阶差分多元回归计算气候因素和人类活动因素对湿地变化的贡献率[12]。计算气候对湿地变化的贡献率先要确定变量，然后计算各变量的趋势，再计算气候要素对湿地变化的影响。

2 结果与分析

2.1 湿地面积变化的区域分异

选取1980—2020年东北地区土地利用数据，计算出5个地区的湿地变化面积和湿地变化率。利用2020年的土地利用类型百分比减去1954年的土地利用类型百分比，得到各地区土地利用类型的变化率（图1）。

图1" 1980—2020年各地区土地利用类型的变化率

运用ArcGIS10.2分别计算1980、2000、2020年湿地

变化面积，并利用Excel表格计算1980—2020年土地利用动态度。1980年，三江平原和松嫩平原西部湿地面积发育良好。1980—2000年，除长白山，其余地区均呈现湿地面积缩小的态势，其中，三江平原地区湿地面积减少最为明显，为3 332.43 km2。2000—2020年，还是以三江平原地区湿地减少最为显著，其余地区也有少量减少，但大兴安岭地区湿地面积有增加的趋势。1980—2020年，除长白山和大兴安岭，其余地区的湿地变化率均为负数，说明其湿地均呈现退化趋势。其中，三江平原地区湿地减少7 168.94 km2，松嫩平原西部减少

1 753.52 km2，辽河口减少约197.85 km2，大兴安岭增加约967.56 km2，长白山增加316.73 km2，但湿地面积总体湿地减少7 836.02 km2，总体湿地变化呈退化趋势。

2.2 湿地变化驱动力的区域分异

根据1980—2020年东北地区年降水量和年平均气温倾向率计算年气候倾向率。降水除三江平原和松嫩平原西部均呈上升趋势，其中，辽河口地区降水增加最显著。而气温全部表现为增加趋势，三江平原气温倾向率数值最大（图2）。

2.3 气候与人为因素对湿地变化的贡献率

将各个地区贡献率在0%～50%和50%～100%的区域统计，5个地区由于气候因素影响湿地退化贡献率，其中贡献率在0%～50%均占78%以上，大兴安岭地区最高达到96.02%。而人类活动因素影响湿地变化的贡献率在0%～50%的区域，松嫩平原西部最多占20.33%，而最低的大兴安岭地区仅占3.73%；而贡献率在50%～100%的区域，受人类活动因素影响的区域普遍在79%以上。最高值出现在松嫩平原西部，为21.57%，而最低值出现在大兴安岭地区，仅为3.98%。

图2" 1980—2020年各地区降水量和年平均气温倾向率

将各地区气候变化因素和人类活动因素影响湿地变化的贡献率按数值大于或小于0，分为积极影响和消极影响，并计算占整体区域的比例。各个地区人类活动因素对湿地变化的消极影响均高于积极影响，说明人类活动因素是湿地退化的最重要因素。其中，人类活动消极影响的最大值出现在三江平原地区，占83.88%；而气候变化因素影响湿地变化的贡献率中，除大兴安岭，其余4个地区积极影响均超过消极影响，积极影响占比最高的区域是松嫩平原西部，为42.07%。

3 东北地区湿地变化的影响因素分析

3.1 气候变化对湿地变化的影响分析

不同地区局地小气候的不同对湿地变化产生不同影响。全球变暖主要通过水源补给方式和水文过程影响湿地的分布和生态功能。同时，大气降水和陆面蒸散等环节会间接影响湿地水位、面积等水文过程；区域性降水和径流的变化会影响湿地蓄水量的季节性变化。气温升高，降水减少，气候趋向于“暖干”，更不利于湿地存续，气温升高会导致降水量减少、径流量减少，从而导致湿地退化坍缩。

东北大部分地区气候变化对湿地的积极影响都超过了消极影响，只有大兴安岭地区的气候变化对湿地变化的消极影响超过积极影响。随着气候暖干化趋势加剧，大兴安岭湿地生态系统萎缩和退化，沼泽湿地转化为草地的现象明显。松嫩平原地区的气候因素对湿地变化的积极影响是最大，可能是因为松嫩平原上分布着中国最大的苏打盐碱地，而且松嫩平原年降水量在400～500 mm，属温带大陆季风气候，在5个地区中属于较为干旱的地区，所以丰水年或枯水年间对气温和降水等气候因素反应对比其他4个地区较为敏感。

3.2 人类活动对湿地变化的影响分析

随着经济发展与城市、乡村人口激增，湿地被不断地转化为农业用地以供农业经济发展[13-14]。

辽河口地区的湿地大部分为滨海湿地，与其他4个地区的湿地类型有着明显差异。近年来，由于人口迅速增长，大量的天然滨海湿地被转化为人工湿地，主要表现为以稻田和水产养殖为基础的农业发展活动、以甘蔗生产和油气开发为基础的工业发展活动。

长白山地区的湿地面积较小，近年来由于当地经济发展需要，开发建立了大量的木耳养殖场和水产养殖基地，威胁了湿地生态系统的稳定性，而且水产养殖基地使地下水不断流失加速了湿地退化。

松嫩平原作为5个地区中较为干旱的地区，其对气候因素的反应更为敏感，但人为因素同样也留下了不可磨灭的影响。松嫩平原上分布着我国最大的盐碱地，而近些年我国致力于治理盐碱地，治理盐碱地必然要兴建水利设施，进而增加人工湿地的面积。但松嫩平原西部水利工程建设导致湿地生态系统的生态用水被截留，湿地间水力联系减弱，水文连通性下降，地下水补给减少，湖泊萎缩，致使湿地变干并逐渐退化。

大兴安岭地区森林砍伐情况严重，植被面积减少，生物多样性下降，对湿地及湿地生物的生存造成严重威胁。

三江平原地区湿地面积变化受人为因素影响最大，

且大部分为消极影响。在5个地区中，三江平原温度升高表现最为明显，农业灌溉虽然可以缓解干旱，但其占用了湿地的水分，导致湿地萎缩、坍塌[15-16]。此外，三江平原在中华人民共和国成立后经历了4次大规模农业开发，大部分湿地转化为耕地，经济效益促使人们不断围垦湿地，导致自然环境恶化，从而进一步加剧了湿地的萎缩。

4 结论

研究了1980—2020年东北典型湿地地区湿地时空变化特征，分析了湿地变化驱动力分异因素，得出以下结论。

（1）5个地区的湿地退化总面积为9 304.11 km2，总湿地退化率为22.5%，其中，三江平原退化最为严重，湿地减少8 663.15 km2。

（2）湿地退化的主要原因是农业开垦、蓄水工程建设、养殖基地建设和人口数量加剧所导致的城市化扩张等人类活动因素，其次气候变化也是影响湿地退化的重要原因，气温升高、降水量变化等因素也影响了湿地变化。但气候对大部分地区的影响为积极影响，而人为因素带来的消极影响更多。

（3）此研究并未将湿地类型分类，不同的湿地类型退化原因也不尽相同。未来在分析东北地区湿地退化成因时，可将不同类型湿地的退化成因作更细致的分析处理。

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收稿日期：2024-08-19

作者简介：刘诗琳（2000—），女，吉林长春人，研究方向为湿地退化。#通信作者：于洋（1982—），男，吉林四平人，助理研究员，研究方向为自然地理学，E-mail：1530861925@qq.com。