呼兰河干流河岸带状况评估

张明月,王立权,李铁男,张 柠,赵文超

(1.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080；2.黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

河岸带处于水生生态系统和陆生生态系统之间处于逐渐发展的地带[1]。河岸带具有隔绝部分污染物、保护水资源、维护生态环境等作用[2]。但由于人类社会的不断发展，河岸带遭到开发，导致生态环境遭到破坏，不利于社会发展[3]。近些年随着人们对河岸带的研究越来越深入，河岸带的健康受到了越来越多的关注[4]。为了合理开发利用河岸带，减少人类活动对河岸带的影响实现可持续发展，就迫切需要对河岸带状况进行评估[5-6]。呼兰河是松花江的重要支流，随着经济快速发展，呼兰河河岸带退化严重。本文通过调查呼兰河干流河岸带植被覆盖率和河岸带人工干扰程度，明确呼兰河河岸带状况，这对呼兰河健康具有重要意义。

1 研究区域概况

呼兰河属于松花江的支流。太平岭是呼兰河的发源地。流经铁力市、庆安县等县市从北岸注入松花江，呼兰河右岸接纳通肯河、克音河等，左岸接纳安邦河、泥河等。全长438 km，所占面积为3.72万km2。

2 评价方法

河岸带植被覆盖率以植被垂直投影面积占河岸带面积比例来评价[7]。河岸带人工干扰程度以河岸带及其邻近陆域典型人类活动来进行评估[8]。

3 评价过程

3.1 评估河段的划分

为了利用现有环境监测数据、水文数据以及考虑到河岸带状况评估结果的可操作性，根据河流水文等特征，结合呼兰河实际情况，将呼兰河分成6段，见表1。

表1 河流分段及相应数据情况

3.2 河岸带状况评估

呼兰河河岸带状况从河岸带植被覆盖率和河岸带人工干扰程度两个方面进行评估。

3.2.1 河岸带植被覆盖率

重点评估区域内植物的覆盖状况。植被覆盖度指标评估赋分见表2。

表2 河湖岸植被覆盖度指标直接评估赋分标准表

通过现场采样的方法计算植被覆盖度具有很大的局限性，易受人的主观影响。而遥感影像法能够准确地获取大范围、精确度高的资料，限制因素相对较少。故本次采用遥感影像精确计算呼兰河干流植被覆盖度。

本次采用landsat8卫星遥感数据，数据分辨率为30 m×30 m，遥感影像选择6—9月，该时间段植物生长状况好。计算植被覆盖度的操作步骤主要包括遥感影像几何、辐射、大气校正、去除异常值、计算NDVI并获取阈值、植被覆盖度计算等步骤。呼兰河干流沿线遥感影像见图1。呼兰河干流沿线植被覆盖度见图2。

图1 呼兰河干流沿线遥感影像

图2 呼兰河干流沿线植被覆盖度

通过图1可知，耕地大部分分布于呼兰河干流及其支流两岸。河流沿线湿地被侵占成耕地。通过图2可知，地势比较高的山地，植被受到破坏较少，因而植被覆盖度高。呼兰河沿岸等地势较低的区域因为农业生产、城镇发展等人为干扰较大，农作物生长期仅在5—9月待农作物成熟收割后成为裸地，植被覆盖度变化大，9月以后植被覆盖度较低，因而发生水体流失的可能性增加。

评估河段1～河段6植被覆盖度信息及赋分见表3。

表3 各评估河段植被覆盖度信息及赋分

3.2.2 河岸带人工干扰程度

河岸硬质性砌护、采砂、沿岸建筑物(房屋)等15项人类活动可能在河岸带周围存在。本文认为河流两岸沿线合理开发利用河流资源、符合相关规划的人类活动不属于人为干扰程度内容。

本次呼兰河人工干扰程度评估范围为河流水体、河岸带、河岸带向陆域延伸30 m范围。通过与呼兰河沿线各县市河道管理部门沟通、反馈，调查各评估河段的水边线内、河岸带及其邻近陆域30 m范围内是否存在上述所说的15项非法活动。

河段1范围内存在沿岸建筑物(房屋)、农业耕种、垃圾堆放等非法活动，赋分50.0分。河段2存在非法采砂、农业耕种等活动，赋分65.0分。河段3存在农业耕种、畜牧养殖、葬坟等活动，赋分65.0分。河段4存在非法采砂、农业耕种，赋分65.0分。河段5存在非法采砂、农业耕种，赋分95.0分。河段6存在沿岸建筑物(房屋)、农业耕种、畜牧养殖、葬坟，赋分55.0分。呼兰河人工干扰程度得分58.6分。

通过上述分析呼兰河主要存在的人为干扰有农业耕种、沿岸建筑物(房屋)、垃圾堆放、非法采砂、畜牧养殖、葬坟等非法活动。其中以农业耕种最甚。根据黑龙江省测绘局对呼兰河干流进行遥感解译，结果显示，呼兰河干流共存在农田侵占河岸线4 357 061.79 m2，其中水田2 106 443.87 m2、旱田2 250 617.92 m2。

由此说明呼兰河沿线农田侵占河岸线较为严重，河段1～河段6农田侵占河岸线总面积4 357 061.79 m2，呼兰河中上游开垦河道土地后以发展水田为主，下游以发展旱田为主。

3.3 河岸带状况赋分

河岸带状况赋分(RSr)采用式(1)计算：

RSr=BVCr×BVCw+RDr×RDw

(1)

式中：RSr为河岸带状况赋分；BVCr为河岸植被覆盖率，赋分范围为0～100；RDr为河岸人工干扰程度，赋分范围为0～100；BVCw为河岸植被覆盖率权重，取0.5；RDw为河岸人工干扰程度权重，取0.5。

经计算，各评估河段河岸带状况赋分见表4。

表4 各河段河岸带状况赋分表

呼兰河河岸带状况赋分66.8分，处于健康状态。从数据上看，呼兰河植被覆盖度整体较好，各河段均处于中度、重度覆盖状态，但是呼兰河沿岸等地势较低的区域因为农田侵占河道、城镇发展等人为干扰较大，导致水土流失与植被覆盖度低。呼兰河沿线主要存在的人为干扰只有农业耕种、沿岸建筑物(房屋)、垃圾堆放、非法采砂、畜牧养殖、葬坟等6项非法活动。其中以农业耕种最甚。呼兰河干流沿线农田侵占河岸线涉及沿线7县市共36个乡镇，农田侵占河道总面积4 357 061.79 m2。围垦河道一方面破坏沿线湿地生态系统，减少湿地对入河总氮、总磷去除量分别为2307.00 kg、107.00 kg。同时在农业生产过程中直接引起总氮、总磷等面源污染物直接入河，其中总氮入河1446.70 kg，氨氮366.52 kg，总磷入河58.17 kg。

4 结 论

本文结合当前河岸带的研究现状，从河岸带植被覆盖率和河岸带人工干扰程度两个方面对呼兰河河岸带进行评估。呼兰河植被覆盖度赋分为75.0分，植被覆盖度较高；呼兰河人工干扰程度赋分为58.6分，人工干扰程度较大，其中农业耕种干扰最大。综合计算得到呼兰河河岸带赋分为66.8分，结果显示呼兰河河岸带状况处于健康状态，状况较好，符合呼兰河河岸带实际情况。