張?zhí)? 梁琦珍 陶蘊(yùn)之

摘要：本文研究區(qū)域?yàn)榄h(huán)渤海5公里海岸帶。利用1995年、2000年、2008年三期矢量數(shù)據(jù)分析該海岸帶景觀和人為干擾度的動態(tài)變化。結(jié)果表明：（1）從1995年到2008年海岸帶景觀的變化受人類活動的影響，不同的土地利用類型之間存在相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，耕地、草地和未利用地是建設(shè)用地的主要來源。（2）人為干擾度在時間序列上呈現(xiàn)非均質(zhì)變化特征，具有跳躍性的特點(diǎn)。（3）人為干擾度在濱海地區(qū)有明顯的空間分帶性，逐漸由陸地向海洋過渡。（4）大部分地區(qū)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的人為干擾度，不同干擾類型之間相互轉(zhuǎn)換。

關(guān)鍵字：環(huán)渤海；人為干擾度；動態(tài)變化

中圖分類號：TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

人類的生存和發(fā)展是以自然界的各種景觀生態(tài)系統(tǒng)為物質(zhì)基礎(chǔ)的，而近年來人類的各項(xiàng)生產(chǎn)活動在不同尺度上影響著地表景觀的變化，監(jiān)測和評估人類活動對自然環(huán)境的影響對促進(jìn)自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義 [1-3]。

相比于自然力，人類活動對自然景觀的干擾作用更明顯，例如人類的經(jīng)營活動會導(dǎo)致群落植物的消失或者入侵從而使得當(dāng)?shù)氐淖匀簧嘲l(fā)生變化[3]，山體自然景觀及空間板塊化的形成也深受人類活動的影響[4]。同時，人類活動也是引起環(huán)境惡化的重要因子[5-6]，如人類活動加劇了沙漠化進(jìn)程，砍伐、放牧、樵采在破壞植被的生境條件和生態(tài)功能[7]加速林地地表有效養(yǎng)分流失[8]的同時也影響到了野生動物的棲息地[9]，人類活動也對區(qū)域水文性能產(chǎn)生了消極影響。此外，人類干擾活動更是對土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳穩(wěn)定性產(chǎn)生了消極作用[10]。人類修建水力工程、工農(nóng)業(yè)過度用水等人類活動造成了入海水量的大幅度減少和水體污染，并對河口濕地生物多樣性發(fā)展產(chǎn)生了消極作用[11]，生態(tài)環(huán)境的各個組成部分都受到了來自人類活動的干擾。

部分學(xué)者提出了對自然環(huán)境進(jìn)行分區(qū)，并針對不同的區(qū)域采用不同的人類干擾方式及強(qiáng)度來保護(hù)生態(tài)環(huán)境的方法[12]。研究表明，人類干擾強(qiáng)度跳躍性最大的區(qū)域出現(xiàn)在河口和河道地區(qū)[13]，而海岸帶雖然受海陸交互作用的影響，但近年來受人為活動的干擾作用日漸顯著，對海岸帶地區(qū)的人為干擾度監(jiān)測成為海洋監(jiān)測部門的重要課題[14]。

本文研究區(qū)域?qū)儆谶|東半島、山東半島、環(huán)渤海海濱的一部分，該區(qū)域不僅蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，更是華北地區(qū)重要的漁鹽產(chǎn)區(qū)。作為中國北方地區(qū)的出海口，該區(qū)域在極大程度上帶動了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近年來，伴隨著海水倒灌、海岸侵蝕、海產(chǎn)品養(yǎng)殖、公共設(shè)施建設(shè)等一系列自然或人為因素引起的海岸帶生態(tài)功能的退化已引起了人們的關(guān)注，本文旨在通過分析土地利用變化和人為干擾度的時空變化情況，為實(shí)現(xiàn)該區(qū)域合理規(guī)劃土地利用方式實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

1 數(shù)據(jù)源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)源

本文選用1995年、2000年和2008年環(huán)渤海5公里海岸帶矢量數(shù)據(jù)，以105°E為中央經(jīng)線并采用了大地坐標(biāo)系，采用Albers投影以保證面積精度。數(shù)據(jù)涵蓋河北、遼寧、山東和天津幾個省份5公里海岸帶土地利用情況。

1.2 研究方法

本文首先借助ARCGIS平臺繪制了不同年份的土地利用圖譜并分析各種類型土地之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在此基礎(chǔ)上引入了“人為干擾度”（HI）指數(shù)，根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合本區(qū)實(shí)際情況劃分了本區(qū)域人為干擾度指數(shù)景觀類型分類系統(tǒng)。在GIS平臺基礎(chǔ)上借助人工目視解譯和社會經(jīng)濟(jì)資料，從時間序列和空間序列兩個角度對環(huán)渤海地區(qū)人為干擾程度動態(tài)變化進(jìn)行分析。

2 人為干擾度指數(shù)景觀類型

干擾是自然界中普遍存在的現(xiàn)象，具有偶然性和不可預(yù)知性，它使得生態(tài)系統(tǒng)的格局和過程處于不斷變化的過渡狀態(tài)。由于城市化進(jìn)程的加速和人類活動規(guī)模的擴(kuò)大，自然景觀的發(fā)育及其結(jié)構(gòu)、空間板塊化的形成都受到了很大的影響，天然的地表覆蓋格局也在人類活動的干擾下改變了其原本面貌[15-16]。

人類活動具有多樣性，例如城市路網(wǎng)等級和規(guī)模、人工地物的數(shù)量、地物類型的更替、生物多樣性及植被覆蓋類型的更替等[17]。而人類活動的強(qiáng)度（土地覆被被人類活動改變面貌后復(fù)原的概率及耗時）和人類活動頻率對自然景觀影響的大小是確定人類對生態(tài)景觀干擾程度的依據(jù)。

學(xué)者將人為干擾度HI（Hemeroby index）引入河口濕地研究中，探究人為干擾度與景觀板塊面積及數(shù)量之間的關(guān)系，這為監(jiān)測海岸帶人類活動強(qiáng)度提供了很好的借鑒[18]。本文在《全國土地利用分類》基礎(chǔ)上結(jié)合前人對HI的分類方法確定了3種干擾型景觀：（幾乎）無干擾型、半干擾型和全干擾型，這三種一級類型又細(xì)分為22個二級景觀子類型，具體景觀分級系統(tǒng)見下表（表2-1）。

3環(huán)渤海土地利用及變化分析

根據(jù)土地利用現(xiàn)狀和土地資源的特點(diǎn)，將環(huán)渤海用地類型分為城鄉(xiāng)、工礦、建筑用地，未利用地、林地、水域、耕地和草地。利用Arcgis9.3平臺得到了1995年、2000年和2008年環(huán)渤海土地利用圖（圖2-1、圖2-2、圖2-3），因?yàn)閳D幅范圍過大，本文中所有的圖均只顯示了部分海岸帶信息。

通過計(jì)算土地利用轉(zhuǎn)移矩陣發(fā)現(xiàn)，環(huán)渤海地區(qū)在1995年到2000年土地利用類型發(fā)生了明顯變化，大約125Km2的耕地轉(zhuǎn)為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，而從2000年到2008年則有大約439 Km2的耕地轉(zhuǎn)為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，這說明研究區(qū)域的城市化水平在不斷加快，且2000年以后的城市化進(jìn)程明顯高于2000年之前的城市化進(jìn)程。而不容忽視的是，大量的草地轉(zhuǎn)為耕地和建筑用地，部分草場退化和沙化，草地轉(zhuǎn)為未利用地，其面積呈現(xiàn)明顯減少趨勢。

土地利用方式的變化體現(xiàn)出人類活動對自然環(huán)境的干擾作用，下面對環(huán)渤海濱人為干擾度的動態(tài)變化進(jìn)行分析。

4環(huán)渤海土地利用人類活動干擾度動態(tài)變化

4.1環(huán)渤海人為干擾度時間分異

人類活動是土地利用類型變化的主導(dǎo)因素，環(huán)渤海人為干擾度呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，在沿海海濱地區(qū)，1995年到2000年間人為干擾度變化呈顯著上升趨勢，2000年到2008年間沿海海濱濕地地區(qū)人為干擾度變化呈下降趨勢。

從研究區(qū)域總體而言，近十幾年來全干擾類型的總面積呈現(xiàn)波動下降的趨勢，由1995年的4762 Km2上升至2000年的5354.5 Km2，又降至2008年的2821.8 Km2；半干擾面積則呈現(xiàn)增加的趨勢，從1995年的48669.5 Km2上升到2000年的51321.9 Km2，最后增加到2008年的52604.2 Km2；而無干擾類型也呈現(xiàn)出上升的趨勢，從1995年的1765.6 Km2增加到2000年的2068.6 Km2，最終增加至2008年的 6648.2 Km2（圖2-4）。這些數(shù)據(jù)表明環(huán)渤海區(qū)人為干擾度在不同歷史時期并非均質(zhì)化發(fā)展。

4.2人為干擾度空間分異

利用ARCGIS軟件的疊加功能生成了環(huán)渤海海濱的干擾度變化圖譜（圖2-5、圖2-6）能更好的反映各種土地利用類型的轉(zhuǎn)換情況。

從圖2-5和圖2-6中能清晰的看出人為干擾度的空間變化情況，在1995年到2000年渤海灣西北部沿岸主要從半干擾型向全干擾型轉(zhuǎn)換，而在2000年到2008年該區(qū)域則主要從全干擾型轉(zhuǎn)為無干擾型，表明該區(qū)域人類干擾程度在降低。而渤海灣南部沿岸則從1995年到2000年干擾度無顯著變化轉(zhuǎn)變?yōu)?008年時的全干擾類型，表明該區(qū)域人類干擾程度在不斷增強(qiáng)。而遼東灣則在1995年至2008年干擾類型沒有發(fā)生明顯的變化，說明該區(qū)域人類干擾程度保持在一個較穩(wěn)定的水平。萊州灣西北部近十幾年來由半干擾型向無干擾型轉(zhuǎn)變。

此外，從圖中還可以看出人為干擾度在濱海地區(qū)有明顯的空間分帶性，逐漸由陸地向海洋過渡，人為干擾度分布面積在濱海濕地區(qū)最大，主要干擾類型以水田、旱地為主，而靠近陸地人為干擾度較大的類型則以農(nóng)村、城市建設(shè)用地為主。1995年到2000年，人類干擾上升的區(qū)域主要集中在濱海濕地地區(qū)；而在2000年到2008年人類活動強(qiáng)度則逐漸轉(zhuǎn)向海洋，主要是對邊灘、水域的干擾度增加，這說明人為干擾度的中心隨著時間變化在空間上逐漸由海向陸轉(zhuǎn)變。

1995年到2000年有大量的土地由全干擾轉(zhuǎn)為半干擾類型，表明有大量的土地以原來的人類活動干擾為主向人為自然交互作用轉(zhuǎn)化，而在2000年到2008年全干擾類型向半干擾類型轉(zhuǎn)換的面積顯著減少；在1995年到2000年有105213.1 Km2無干擾類型向半干擾類型轉(zhuǎn)化，而在2000年到2008年這一轉(zhuǎn)化面積顯著減少，表明在以自然因素干擾為主的區(qū)域逐漸向自然人為交互作用轉(zhuǎn)化，到2008年時自然人為作用都降低。而干擾類型無變化的面積呈現(xiàn)減少的趨勢，這進(jìn)一步表明區(qū)域干擾類型呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，不同干擾類型之間呈現(xiàn)轉(zhuǎn)換關(guān)系。大部分地區(qū)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的人為干擾度，但不同干擾類型之間仍存在轉(zhuǎn)換關(guān)系，且彼此的相互轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)非均質(zhì)特征，其中，半干擾型向全干擾或無干擾的變化較明顯，表明在研究區(qū)域大部分區(qū)域受人類活動和自然交互作用。

5結(jié)論

本文分析了環(huán)渤海區(qū)的土地利用情況，并結(jié)合人為干擾度和《全國土地分類》對環(huán)渤海濱的人為干擾度動態(tài)變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：

（1）1995年到2000年環(huán)渤海海岸帶景觀發(fā)生了明顯變化。各種類型的土地面積呈現(xiàn)波動變化的趨勢，耕地、草地、和未利用地是建設(shè)用地的主要來源，且2000年后的城市化進(jìn)程快于2000年之前的城市化進(jìn)程。

（2）土地利用方式的變化影響著人為干擾度的變化情況。環(huán)渤海濱人為干擾度在時間序列上呈現(xiàn)非均質(zhì)變化特征，具有跳躍性的特點(diǎn)。不同年份的人為干擾呈現(xiàn)波動變化的特點(diǎn)。

（3）人為干擾度在濱海地區(qū)有明顯的空間分帶性，逐漸由陸地向海洋過渡。

（4）大部分地區(qū)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的人為干擾度，但不同干擾類型之間仍存在轉(zhuǎn)換關(guān)系。且彼此的相互轉(zhuǎn)化呈現(xiàn)非均質(zhì)特征，其中，半干擾型向全干擾或無干擾的變化較明顯，表明在研究區(qū)域大部分區(qū)域受人類活動和自然交互作用。

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作者簡介：張?zhí)穑?991.12—），女，甘肅天水人，碩士研究生，研究方向：GIS與遙感理論模型與應(yīng)用。 E-mail： gsgndyx@163.com