劉逸潔 李國慶周越 王蒙蒙 楊慧

（魯東大學(xué)，山東 煙臺 264025）

近30年來山東半島東部沿海防護林動態(tài)變化研究*

劉逸潔 李國慶**周越 王蒙蒙 楊慧

（魯東大學(xué)，山東 煙臺 264025）

以山東半島東部沿海防護林為研究對象，利用1985～2015年的多時相遙感影像，對沿海防護林的總體變化趨勢和主要變化區(qū)域進行了分析，研究結(jié)果表明：1985～2015年期間，研究區(qū)的海防林面積以902.97 hm2/年的速度遞減30年間共減少了27 089.39 hm2。面積減少的區(qū)域集中在威海市環(huán)翠區(qū)、煙臺市芝罘區(qū)和海陽市，主要轉(zhuǎn)化為耕地、果園和建筑交通用地。

山東半島；沿海防護林；動態(tài)變化；監(jiān)測

沿海防護林又稱海防林，具有防風(fēng)固沙、保護堤塘海岸、調(diào)節(jié)溫濕度、生態(tài)恢復(fù)等功能[1]。在海岸線構(gòu)建結(jié)構(gòu)合理、功能完善的海防林體系，對改善該沿海區(qū)域生態(tài)環(huán)境、減少自然災(zāi)害、促進經(jīng)濟社會和諧發(fā)展具有重要作用[2,3]。海防林是環(huán)渤海海岸帶典型的生態(tài)系統(tǒng)和重要的土地利用類型，是抵御風(fēng)暴潮、海蝕和風(fēng)沙等自然災(zāi)害的第一道防線，但當(dāng)前國內(nèi)尚缺少沿海防護林動態(tài)變化研究成果[4-5]。遙感技術(shù)是進行海防林動態(tài)監(jiān)測的重要工具，基于Envi4.8、Arcgis10.2軟件及實地調(diào)研數(shù)據(jù)，研究近30年來山東半島東部海防林的動態(tài)變化情況，可以為該區(qū)海防林的監(jiān)測、保護和可持續(xù)利用提供理論依據(jù)[6-7]。

1 研究區(qū)域和研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于山東半島東部，主要包括煙臺市和威海市的13個地區(qū)（圖1）。該區(qū)東望日韓，西接濰坊，西南與青島相鄰，北瀕渤海和黃海，總面積約為19 543.5 km2，海岸線長度為2 036.72 km，約占全省海岸線長度的1/3。該區(qū)植被類型為暖溫帶落葉闊葉林，主要樹種是麻櫟、檞、枹等櫟類，其中以麻櫟最多。植物區(qū)系中有苦木、山胡椒、三椏烏藥等亞熱帶成分，也有蒙古櫟、遼東櫟、赤楊等東北區(qū)系成分，針葉樹則以日本赤松為代表。目前，該區(qū)海防林總面積為60 907.34 hm2，延展長度約為1 000 km，各地林區(qū)寬度不一，已形成了以生態(tài)效益為主，兼顧社會和經(jīng)濟效益的沿海防護林體系。

圖1 研究區(qū)域

1.2 研究方法

在地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/）獲取美國陸地衛(wèi)星Landsat數(shù)據(jù)，將研究區(qū)1985、1995、2005、2015年6～10月的Landsat5-TM、Landsat8-OLI遙感影像（空間分辨率30 m）作為數(shù)據(jù)來源。對遙感影像進行土地利用分類，將沿海地區(qū)土地劃分為耕地、果園、海防林、建筑交通用地等類型，根據(jù)調(diào)查信息、專題圖和影像特征確定各個類型的解譯標志。利用ArcGIS10.2對分類后的遙感影像進行空間疊加分析，獲取海防林的變化信息并映射到地圖上，進而分析1985～2015年山東半島東部沿海防護林的變化情況和原因。

2 沿海防護林動態(tài)變化情況

2.1 總體變化情況

利用Arcgis10.2軟件計算1985、1995、2005、2015年矢量信息圖中各個圖斑的面積，可知1985、1995、2005、2015年的海防林面積分別為87 996.73、52 754.46、73 313.6和60 607.34 hm2。由土地類型轉(zhuǎn)移矩陣（表1）和區(qū)域海防林面積變化（表2）可以看出，在1985～2015年的30年間，山東半島東部海防林面積大幅減少，各個歷史階段的土地類型轉(zhuǎn)移和區(qū)域海防林動態(tài)變化情況各有不同。

2.2 1985～1995年變化情況

1985～1995年期間，山東半島東部海防林面積由1995年的87 996.73 hm2減少為2005年的52 754.46 hm2，主要轉(zhuǎn)變?yōu)楦睾徒ㄖ煌ㄓ玫?，其中?7 844.2 hm2的海防林轉(zhuǎn)變?yōu)楦?，? 181.9 hm2的海防林轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ煌ㄓ玫?。這一時期，海防林減少區(qū)域主要集中在煙臺市的海陽市、芝罘區(qū)和威海市的環(huán)翠區(qū)。在海防林總面積減少的趨勢下，局部地區(qū)的海防林面積有所增加，增加區(qū)域主要集中在煙臺市的萊陽市和萊州市。

2.3 1995～2005年變化情況

在1995～2005年期間，海防林面積小幅增加，由1995年的52 754.5 hm2增加為73 313.60 hm2。這一時期，海防林增加面積主要源于耕地轉(zhuǎn)化，10年間共有24 127.3 hm2的耕地轉(zhuǎn)變?yōu)楹７懒郑D(zhuǎn)變區(qū)域主要分布在煙臺市的芝罘區(qū)和牟平區(qū)。在海防林總面積增加的情況下，龍口市、海陽市、萊陽市等地區(qū)的海防林面積有所減少，這部分海防林主要被改造成了建筑交通用地。

2.4 2005～2015年變化情況

2005～2015年期間，海防林面積呈減少趨勢，由2005年的73 313.6 hm2減少為60 907.3 hm2。面積減少區(qū)域主要集中在煙臺市的榮成市和萊山區(qū)。這一時期的海防林主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ煌ㄓ玫睾凸麍@，其中有11 158.2 hm2的海防林轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ煌ㄓ玫兀伎倻p少量的38%；有2 433 hm2的海防林轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@，占總減少量的10%。

表1 土地類型轉(zhuǎn)移矩陣hm2

表2 區(qū)域海防林面積變化hm2

3 沿海防護林變化原因

3.1 典型區(qū)域海防林變化原因

在分析海防林動態(tài)變化的基礎(chǔ)上，選取煙臺市芝罘區(qū)、威海市環(huán)翠區(qū)這兩個變化最為明顯的地區(qū)作為典型區(qū)域，分析山東半島東部海防林變化原因。

（1）1985～2015年期間，煙臺市芝罘區(qū)的海防林面積大幅度減少，減少區(qū)域主要分布在沿海周邊的地區(qū)。該地區(qū)的海防林是以黑松和槐樹為主的基干林帶，純林面積占95%。隨著城市化進程的加快，社會對于土地的需求量的增加，部分林地被改造為建設(shè)用地[8-9]。據(jù)調(diào)查，芝罘區(qū)的部分工業(yè)用地是在海防林用地的基礎(chǔ)之上建設(shè)而成，建筑用地侵占海防林的問題較為嚴重。另外，雖然芝罘區(qū)的海防林面積呈下降趨勢，但也有部分地區(qū)的海防林面積增加，其原因是為滿足市民休憩及游客旅游的需要，該區(qū)建設(shè)了大面積海濱森林公園。公園內(nèi)種植的主要是以針葉林和暖溫帶落葉闊葉林帶為主的景觀海防林，基礎(chǔ)樹種為赤松、刺槐林等鄉(xiāng)土樹種，適應(yīng)性較強，有利于海防林面積的增加。

（2）1985～2015年期間，威海市環(huán)翠區(qū)的海防林面積減少，除建筑用地侵占外，病蟲害及樹木老化也是導(dǎo)致其面積減少的主要原因。該區(qū)域海防林為上世紀五六十年代所栽種，主要樹種為黑松、刺槐、毛白楊等，其中黑松林的面積最大。由于缺乏專業(yè)的保護管理措施，這些樹木經(jīng)常發(fā)生嚴重的病蟲害，加速了海防林的面積縮減。另外，由于林地風(fēng)沙化、土地鹽堿化加劇，進一步加快了該區(qū)域樹種的老化速度，嚴重影響了該地海防林面積增長。

3.2 海防林變化根本原因

3.2.1 經(jīng)濟利益驅(qū)動

山東半島東部地區(qū)臨近渤海和黃海，是山東省藍色經(jīng)濟圈的重要組成部分，交通便利、港口眾多是其經(jīng)濟發(fā)展的優(yōu)勢。2001年，山東半島經(jīng)濟新區(qū)——金山港區(qū)進入實質(zhì)性開發(fā)階段，養(yǎng)馬島整體開發(fā)等項目加快推進，威海南海海洋經(jīng)濟新區(qū)引進了一批世界500強企業(yè)，有90多個投資過億元的項目落地。受到經(jīng)濟利益的驅(qū)動，私砍濫伐、開荒種地、挖沙、建娛樂場地和旅游區(qū)等非林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)現(xiàn)象較為普遍，尤其是城市開發(fā)區(qū)及高新區(qū)的建設(shè)，使大片的海防林植被遭受破壞。

3.2.2 政府政策和管理

上世紀80年代末，當(dāng)?shù)卣膭顚ρ睾５牡V產(chǎn)資源進行開采，無序開采使海岸帶上的海防林受到災(zāi)難性的破壞，引發(fā)了土地沙化問題[10]，另外，高位養(yǎng)殖技術(shù)在沿海區(qū)域內(nèi)廣泛推廣，導(dǎo)致該地區(qū)海防林大面積被毀。1995～2005年期間，山東省政府落實退耕還林政策，恢復(fù)被耕地所侵占的海防林，并進行了沿海地區(qū)人工綠地建設(shè)，海防林面積出現(xiàn)一定幅度的增長。但由于在植樹造林時沒有遵循因地制宜、合理布局、講究實效的原則，樹種和地點選擇不科學(xué)，有大批林木出現(xiàn)老化枯死現(xiàn)象，人工綠地建設(shè)工程沒有達到預(yù)期效果[11]。3.2.3生長環(huán)境惡化

上世紀八十年代以來，山東省人口數(shù)量不斷增加，經(jīng)濟社會快速發(fā)展，生活用水量持續(xù)增長。同時，受到全球變暖等影響，陸地的河流面積減少，地下水被過度開采，一些地區(qū)出現(xiàn)海水倒灌現(xiàn)象，導(dǎo)致沿海地區(qū)土地鹽堿化，破壞了海防林的生長環(huán)境。

4 結(jié)論

4.1 1985～2015年期間，山東半島東部海防林面積呈快速減少趨勢，減少速率為902.97 hm2/年。其中1985～1995年為海防林面積減少期，1995～2005年為海防林面積小幅增加期，2005～2015年為海防林面積再度減少期。

4.2 1985～1995年期間，山東半島東部海防林面積減少區(qū)域主要轉(zhuǎn)化為耕地。1995～2005年期間，海防林的面積增加區(qū)域多是由耕地轉(zhuǎn)換而來。2005～2015年期間，海防林面積大幅減少，主要被建筑交通用地和果園占用。

4.3 1985～2015年期間，山東半島東部海防林面積減少區(qū)域主要集中在威海市環(huán)翠區(qū)、煙臺市芝罘區(qū)和海陽市，面積增加區(qū)域集中在萊陽市和榮成市。其中，威海市環(huán)翠區(qū)、煙臺市芝罘區(qū)和海陽市的海防林主要轉(zhuǎn)化為耕地、建筑交通用地及其它用地，萊陽市、榮成市的海防林面積增加主要緣于海濱森林公園建設(shè)。

4.4 海防林面積變化受人類活動影響顯著，在經(jīng)濟利益驅(qū)動、政府政策和管理、生長環(huán)境惡化等因素的共同影響下，山東半島東部海防林面積持續(xù)減少。

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第1作者簡介：劉逸潔（1995-），女，本科，主要研究方向為林業(yè)遙感。

Study on the Dynamic Changes of Coastal Protective Forests in the Eastern Part of Shandong Peninsula in the Last 30 Years

LIUYijie
（Ludong University,ShandongYantai264025）

Based on the multiplied-time remote sense images from 1985 to 2015,this study chose the coastal shelter forests in the eastern part of Shandong peninsula as the research subject and made a detailed investigation and analysis toward the overall trends and mainly changeable area of the coastal shelter forests. The results confirm that:during the period of 1985 to 2015,the area of the coastal shelter forests decreased at the speed of 902.97 hm2per year.besides,compared to the year of 1985,the whole area of the coastal shelter forests decreased by 27 089.39 hm2in 2015.Districts of the reducing coastal shelter forests are mainly on Huancui district of Weihai,Haiyang and the Zhifu district of Yantai.

Shandong peninsula;The coastal shelter forests;Dynamic change;Monitoring

S718.57,S727.2

A

1001-9499（2017）02-0056-04

李國慶（1982-），男，講師，主要研究方向為草原生態(tài)遙感和濕地環(huán)境遙感。

2017-01-16

（責(zé)任編輯：王岳）

*山東省高等學(xué)?？萍加媱濏椖浚↗16LH51）；國家自然科學(xué)基金青年基金（41601598）資助