李宏偉，呂 軍，卜 坤，魏春鳳

(1.松遼水資源保護(hù)科學(xué)研究所，吉林 長春 130021； 2.中國科學(xué)院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林 長春 130102)

土地系統(tǒng)是一個復(fù)雜的自然系統(tǒng)，土地利用方式的變化，改變了地球上很大一部分地表，通過改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能而對環(huán)境產(chǎn)生重大影響[1]。人類活動、自然因素、經(jīng)濟(jì)因素和國家政策因素等共同驅(qū)動土地利用類型發(fā)生變化[2-3]，分析這些因素引起的區(qū)域土地利用類型變化，可以揭示其生態(tài)環(huán)境的變化[4]，對當(dāng)?shù)匚磥淼耐恋匾?guī)劃具有一定程度的指導(dǎo)和借鑒作用[5]。

河口地區(qū)是江河入海口，是海洋和陸地相互作用最頻繁的地區(qū)，有豐富的自然資源和岸線資源，具有敏感性、復(fù)雜性和多變性。遼河口地區(qū)是我國海岸線的最北端[6]，自然生態(tài)景觀獨特，擁有國家級蘆葦沼澤濕地自然保護(hù)區(qū)，被譽(yù)為我國的“北方水鄉(xiāng)”。該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，頻繁的人類活動對區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響較大，近年來已成為濱海河口研究的熱點地區(qū)。

1 研究區(qū)概況

遼河口地區(qū)位于遼寧省的南部，面臨渤海，在東經(jīng)121°33′～122°36′、北緯40°26′～41°27′之間，其范圍東起大清河河口，西至小凌河河口，北以大遼河的三岔河、遼河干流的六間房和繞陽河的王回窩堡為界。區(qū)域內(nèi)自東向西有大遼河口、遼河口、大凌河口三個獨立入?？陂T，海岸線長達(dá)240 km。按行政區(qū)劃包括盤錦市、營口市(西部)與錦州市(凌海市)的部分地區(qū)，面積約為6 327 km2。該區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，為下遼河沖積平原，地勢平坦，地貌特征單一，自東向西南緩緩向海傾斜，東西兩側(cè)分別為遼東山地丘陵和遼西低山丘陵。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究收集了研究區(qū)域1976、2000及2015年的遙感影像(美國陸地衛(wèi)星Landsat 8)與植被地圖、土地利用地圖等相關(guān)資料。對Landsat 8遙感影像進(jìn)行了幾何糾正與圖像增強(qiáng)處理，根據(jù)土地利用的解譯要求，進(jìn)行人工目視解譯，得到了土地利用的影像解譯結(jié)果；對植被地圖進(jìn)行掃描、幾何糾正與人工數(shù)字化，得到了植被類型與土壤類型的矢量數(shù)據(jù)結(jié)果。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用動態(tài)度

土地利用動態(tài)度是研究某一地區(qū)土地利用格局變化常用的方法之一，它可定量描述一定時間范圍內(nèi)某一土地利用類型面積的凈變化情況，是表征土地資源變化速率的重要模型，其公式為

(1)

式中：D為土地利用動態(tài)度；S1為研究初期某種土地利用類型的面積；S2為研究末期該種土地利用類型的面積；N為研究時間跨度[7]。

2.2.2 土地利用轉(zhuǎn)移方向

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣能夠從時間角度揭示出研究區(qū)不同土地利用類型的轉(zhuǎn)移變化方向及特征，反映某類土地在一定時間間隔下，從t時刻向t+1時刻狀態(tài)轉(zhuǎn)移的過程[5]。

3 結(jié)果分析

3.1 土地利用格局變化趨勢分析

根據(jù)遼河口地區(qū)1976—2015年土地利用解譯結(jié)果，遼河口地區(qū)總面積為6 327 km2，區(qū)域生態(tài)以農(nóng)田-濕地-城鎮(zhèn)復(fù)合景觀為主。耕地所占面積比例最大，超過50%，包括水田和旱田，其中水田所占比例較大；其次為沼澤濕地，所占比例為12.97%～18.83%，以蘆葦沼澤為主，分布有小部分莎草沼澤；再次為建設(shè)用地，包括城鎮(zhèn)居民地、農(nóng)村居民地、工礦用地、交通用地等，所占比例為13.01%～15.67%；水域、灘涂、河灘地、林地、草地、鹽堿地、裸土、裸巖等為零星分布。隨著沿海養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，2015年蝦蟹養(yǎng)殖地所占比例較大，為9.91%。

從1976—2015年遼河口地區(qū)各土地利用類型變化情況(圖1—4)可知：2000年與1976年相比，灘涂、沼澤地及林地面積大幅度降低，減少比例分別為57.14%、20.2%和58.14%；水域、耕地和建設(shè)用地面積大幅度增加，增加比例分別為194.93%、6.01%和13.36%。2015年與2000年相比，耕地、水域和沼澤地面積大幅度降低，減少比例分別為6.40%、52.14%和13.66%；河灘地和灘涂面積降幅較大，減少比例為

圖1 耕地所占比例變化

圖2 建設(shè)用地及沼澤地所占比例變化

圖3 灘涂、蝦蟹養(yǎng)殖地及水域所占比例變化

圖4 林地、草地、河灘地及鹽堿地所占比例變化

52.60%和20.16%；蝦蟹養(yǎng)殖地面積大幅度增加，面積由0增至62 715.95 hm2；建設(shè)用地面積大幅度增加，增加比例為6.26%。2015年與1976年相比，沼澤地、灘涂和林地面積大幅度降低，減少比例分別為31.1%、65.78%和68.58%；河灘地和鹽堿地面積降幅較大，減少比例分別為33.08%和47.83%；蝦蟹養(yǎng)殖地面積大幅度增加，由0增至62 715.95 hm2；建設(shè)用地和水域面積大幅度增加，增加比例分別為20.45%和41.16%。

3.2 土地利用動態(tài)度

1976—2015年遼河口地區(qū)土地利用動態(tài)度變化詳見表1。由表1可知：沼澤地、林地和灘涂面積1976—2015年持續(xù)降低，沼澤地在此期間前后兩期動態(tài)度差別不大，林地和灘涂在1976—2000年間開發(fā)速度較快，2000—2015年開發(fā)速度有所降低；耕地、草地、水域及河灘地面積1976—2000年呈增加趨勢，2000—2015年轉(zhuǎn)而呈降低趨勢；建設(shè)用地面積1976—2015年持續(xù)增加，動態(tài)度呈先高后低的趨勢；鹽堿地1976—2000年呈減少的變化趨勢，2000—2015年轉(zhuǎn)而呈增加的趨勢。

表1 1976—2015年研究區(qū)各土地利用動態(tài)度變化

3.3 土地利用類型的轉(zhuǎn)換特征分析

從1976—2000年的土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣(表2)可以看出：1976—2000年，耕地開發(fā)主要來自沼澤地、林地及灘涂的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別為20 720.94、7 848.68、6 019.76 hm2，其次來自草地、建設(shè)用地、河灘地及鹽堿地等土地利用類型的轉(zhuǎn)化；建設(shè)用地開發(fā)主要來自耕地、沼澤地的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別為6 105.56、2 166.24 hm2，其次來自灘涂、鹽堿地及草地等土地利用類型的開發(fā)；水域主要來自灘涂、沼澤地及耕地的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別為14 393.51、5 578.68、3 603.56 hm2；河灘地主要來自耕地、灘涂及沼澤地的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別為2 899.92、1 402.93、511.70 hm2。沼澤地主要轉(zhuǎn)化為耕地、水域、建設(shè)用地及草地，轉(zhuǎn)化率分別為17.39%、4.69%、1.82%、1.26%；灘涂主要轉(zhuǎn)化為水域、耕地、建設(shè)用地及河灘地，轉(zhuǎn)化率分別為33.56%、14.04%、3.62%、3.27%；林地主要轉(zhuǎn)化為耕地、沼澤地及草地，轉(zhuǎn)化率分別為48.66%、7.60%及6.35%。

從2000—2015年的土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣(表3)可以看出：2000—2015年，耕地開發(fā)主要來自沼澤地、建設(shè)用地、河灘地、林地及草地的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別為7 380.80、6 154.56、5 325.82、3 877.47、2 074.04 hm2；蝦蟹養(yǎng)殖地大幅度開發(fā)，開發(fā)主要來自建設(shè)用地、水域、耕地、灘涂及沼澤地的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別為18 861.44、16 618.41、11 232.03、7 110.98、6 635.53 hm2；建設(shè)用地開發(fā)主要來自耕地、沼澤地及水域的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別為26 723.03、3 753.24、3 667.21 hm2。沼澤地主要轉(zhuǎn)化為耕地、蝦蟹養(yǎng)殖地、建設(shè)用地及水域，轉(zhuǎn)化率分別為7.76%、6.98%、3.95%和1.48%；耕地主要轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地及蝦蟹養(yǎng)殖地，轉(zhuǎn)化率分別為7.40%、3.11%；水域主要轉(zhuǎn)化為蝦蟹養(yǎng)殖地，轉(zhuǎn)化率為45.27%；河灘地主要轉(zhuǎn)化為耕地，轉(zhuǎn)化率為36.83%；林地主要轉(zhuǎn)化為耕地、建設(shè)用地，轉(zhuǎn)化率分別為57.43%、10.52%；草地主要轉(zhuǎn)化為耕地、蝦蟹養(yǎng)殖地，轉(zhuǎn)化率分別為35.36%、22.85%；灘涂主要轉(zhuǎn)化為蝦蟹養(yǎng)殖地，轉(zhuǎn)化率為38.68%。

表2 1976—2000年土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣

表3 2000—2015年土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣

4 土地利用格局變化驅(qū)動機(jī)制分析

4.1 自然因素

1976—2015年遼河口地區(qū)主要是氣溫和降水兩個自然因素產(chǎn)生了一定的變化，其他自然因素如地質(zhì)、地貌等變化甚微，對土地利用格局變化影響不大。因此本研究主要從降水和氣溫兩方面來分析自然因素影響。

由李葉妮等[8-12]的研究可知，1976—2015年遼河口地區(qū)(盤錦及營口)降水量呈逐年下降趨勢，營口地區(qū)、盤錦地區(qū)每10年平均降水量分別減少15、29.2 mm；1976—2015年遼河口地區(qū)氣溫呈上升趨勢，營口地區(qū)和盤錦地區(qū)每10年平均氣溫上升0.054和0.032 ℃。

遼河口地區(qū)的氣候變化趨勢是降水量逐步減少、氣溫逐步升高，而遼河口地區(qū)沼澤濕地主要靠地表徑流補(bǔ)給，降水量減少導(dǎo)致補(bǔ)給水源減少，氣溫升高導(dǎo)致蒸發(fā)加劇，致使沼澤濕地面積減少，部分區(qū)域有所退化。

4.2 人為因素

(1)人口增長。20世紀(jì)70—80年代大量人口涌入對土地利用格局產(chǎn)生了直接的影響，導(dǎo)致耕地面積、建設(shè)用地面積增加。為滿足人類生產(chǎn)生活的需求，遼河口地區(qū)大面積沼澤地、林地及灘涂等逐漸被開發(fā)為耕地、建設(shè)用地及蝦蟹養(yǎng)殖地等。

(2)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。遼河口地區(qū)位于極淺海海區(qū)，其沿岸為淤泥質(zhì)，灘涂平緩，河口地區(qū)近岸海區(qū)有多個淺灘，大面積的泥質(zhì)海底是底棲生物良好的棲息繁衍環(huán)境，其近岸海區(qū)為良好的水產(chǎn)品養(yǎng)殖區(qū)，適合養(yǎng)殖河蟹、淡水魚、對蝦、貝類及泥鰍等水產(chǎn)品。隨著沿海水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，蝦蟹養(yǎng)殖地大幅度增加，大面積的建設(shè)用地、水域、耕地、灘涂及沼澤地等被開發(fā)為養(yǎng)殖地。

(3)環(huán)渤海新區(qū)建設(shè)。隨著遼寧環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略的逐步實施，營口沿海產(chǎn)業(yè)基地、盤錦遼東灣新區(qū)、凌海市大有臨海經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)區(qū)等新區(qū)不斷開發(fā)建設(shè)，沼澤濕地不斷被開發(fā)。

(4)港口開發(fā)。遼河口地區(qū)建設(shè)有營口港和盤錦新港，其中營口港是我國沿海第十大主樞紐港和東北第二大港，是沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)的唯一出海港口，也是東北地區(qū)及內(nèi)蒙古東部地區(qū)最近的出海港。另外，遼河口地區(qū)漁業(yè)資源豐富，形成了眾多漁港。港口發(fā)展與建設(shè)造成大面積灘涂及水域建設(shè)為港口用地。

(5)鹽場開發(fā)。遼河口地區(qū)沿海淺灘有營口和錦州兩大鹽場，現(xiàn)有鹽田面積280 km2，年產(chǎn)海鹽70萬t，鹽場建設(shè)占用了部分土地。

5 研究結(jié)論

(1)遼河口地區(qū)總面積為6 327 km2，區(qū)域生態(tài)以農(nóng)田-濕地-城鎮(zhèn)復(fù)合景觀為主。耕地所占面積比例最大，超過50%；其次為沼澤濕地，所占面積比例為12.97%～18.83%；再次為建設(shè)用地，所占面積比例為13.01%～15.67%；水域、灘涂、河灘地、林地、草地、鹽堿地、裸土、裸巖等零星分布。

(2)1976—2015年，遼河口地區(qū)土地利用變化主要體現(xiàn)為沼澤地、林地及灘涂面積不斷減少，建設(shè)用地及蝦蟹養(yǎng)殖地面積不斷增加。

(3)1976—2015年，沼澤地、林地和灘涂面積持續(xù)降低，沼澤地前后兩期動態(tài)度差別不大，林地和灘涂1976—2000年之間開發(fā)速率較快，2000—2015年開發(fā)速度有所降低；耕地、草地、水域及河灘地面積1976—2000年呈增加趨勢，2000—2015年轉(zhuǎn)而呈降低趨勢；建設(shè)用地面積1976—2015年持續(xù)增加，動態(tài)度呈先高后低的趨勢；鹽堿地1976—2000年呈減少的變化趨勢，2000—2015年轉(zhuǎn)而呈增加的趨勢。

(4)1976—2015年，耕地開發(fā)主要來自沼澤地、林地、灘涂及草地的轉(zhuǎn)化；建設(shè)用地開發(fā)主要來自耕地、沼澤地及水域的轉(zhuǎn)化；河灘地主要來自耕地、灘涂及沼澤地的轉(zhuǎn)化；蝦蟹養(yǎng)殖地大幅度開發(fā)，開發(fā)主要來自建設(shè)用地、水域、耕地、灘涂及沼澤地的轉(zhuǎn)化。沼澤地主要轉(zhuǎn)化為耕地、蝦蟹養(yǎng)殖地、水域及建設(shè)用地；灘涂主要轉(zhuǎn)化為蝦蟹養(yǎng)殖地、水域、耕地及建設(shè)用地等；林地主要轉(zhuǎn)化為耕地、沼澤地及草地；草地主要轉(zhuǎn)化為耕地、蝦蟹養(yǎng)殖地。

(5)遼河口地區(qū)土地利用格局變化的驅(qū)動力主要來自人為活動，區(qū)域氣候變化對區(qū)域土地利用格局變化影響很小，主要對區(qū)域沼澤濕地景觀產(chǎn)生一定影響。

(6)隨著遼河口地區(qū)人口增長與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展、環(huán)渤海新區(qū)建設(shè)初具規(guī)模、港口及鹽場開發(fā)進(jìn)一步擴(kuò)大，導(dǎo)致區(qū)域大面積沼澤地、林地及灘涂等逐漸開發(fā)為耕地、建設(shè)用地及蝦蟹養(yǎng)殖地等，土地利用格局產(chǎn)生較大變化。人為因素為遼河口地區(qū)土地利用格局變化的主要驅(qū)動力。