滨州市湿地资源变化监测空间动态分析

马 炜 刘娅惠 刘艳佳 胡静静 张新磊 刘增力*

（1 国家林业和草原局林草调查规划院，北京 100714；2 滨州市自然资源和规划局，山东 滨州 256600）

近年来，城市化发展日益加剧，湿地资源破坏加剧，湿地物种减少、面积骤缩和功能弱化等问题突出（彭建等, 2017）。湿地资源现状及动态变化的定量监测是实现湿地资源长期保护与利用的重要手段（刘甲红等, 2018; 王宗明等, 2009）。目前遥感技术已在湿地资源变化监测中得到了大量应用，遥感技术能够快速、大规模且周期性地获取湿地空间分布数据，定量提取变化信息，在湿地景观格局分析、结构特征和发展演化等领域取得了大量研究成果（李加林等, 2020; 朱金峰等, 2019）。滨州市湿地资源丰富，虽已建立合理有效的湿地保护体系，但得到有效保护的湿地面积占比仍较小，在湿地生态保护进入规范化、法治化的新阶段背景下，仍面临湿地面积萎缩、资源过度利用和生态功能减弱的挑战（马梓文, 2022）。本研究以第三次全国国土调查数据和第二次全国湿地资源调查数据为基础，利用实地调研与遥感解译相结合的方式对滨州市湿地资源动态变化进行了定量分析，以期为滨州市湿地资源的合理保护与利用提供科学依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

滨州市（36°41′—38°16′N，117°15′—118°37′E）东与东营市相邻、西临德州市、南与淄博市相连、北面为大海，整体坐落在山东北部，总面积达9 660 km2（李苗苗等, 2023）。滨州市位于渤海海湾西南岸、黄河三角洲腹地，地处海水与河水交汇之处，特殊的地理位置使其湿地资源非常丰富。以黄河为界，滨州市北部属于海河流域，南部属于小清河流域，其中，海河流域包括潮河、漳卫新河、德惠新河、秦口河、徒骇河和马颊河等河流，小清河流域包括支脉河、孝妇河、杏花河和小清河等河流，黄河在滨州市境内的河段有94 km长，滩区面积158.8 km2。

1.2 研究方法

本文采用实地调研与遥感解译相结合的方法，以动态度、相对变化率和状态指数等为具体指标，从时间尺度上探索滨州市湿地资源动态变化状况。本研究数据来源主要包括滨州市第三次全国国土调查数据（2020年，以下简称“国土三调”），滨州市第二次全国湿地资源调查数据（2014年，以下简称“湿地二调”），以及滨州市流域划分边界和滨州市行政边界矢量数据等。

1.2.1 动态度与相对变化率动态度是指某一地类在一定时期范围的期末与期初面积变化量与期末面积的比率（肖思思等, 2012），公式如下：

式中：D代表某一地类的动态度，Ai和Aj分别代表期初和期末的某地类面积（hm2）。

相对变化率是指在一定时期范围某地类局部区域与整体区域的动态度比值（肖思思等，2012；朱会义等，2001），公式如下：

式中：K代表某地类的相对变化率，Dn和Dm分别代表某地类整体区域与局部区域的动态度。

1.2.2 状态指数状态指数是指某地类转入和转出变化的情况，能够体现该地类的“缩减”与“扩展”趋势（余新晓等, 2009; 仙巍等, 2005），公式如下：

式中 ：S代表某地类的状态指数，当0≤S≤1时，说明该地类在某时间范围转入数量小于转出数量，向“缩减”趋势发展；当-1≤S≤0时，说明该地类在某时间范围转出数量小于转入数量，向“扩展”趋势演进。Vin为某地类在特定时间范围的转入数量，Vout为某地类在特定时间范围的转出数量。

2 结果与分析

2.1 滨州市各湿地类型空间分布与数量特征

利用实地调研与遥感解译相结合的方式对调查数据进行核实复查，在确保数据质量可用的前提下，以国土三调湿地类型为基准，将湿地二调湿地类型进行调整统一，这样不仅能够对后续分析构建统一基准，而且避免了国土三调和湿地二调调查结果在不同分类方法上引起的差异（表1）。

表1 湿地二调与国土三调湿地类型对照表Table 1 Comparison of wetland types between the second national wetland resources survey (2nd-wetland survey, the same as below) and the third national land resource survey (3th-land survey, the same as below)

滨州市湿地二调与国土三调各湿地类型分布见图1。从图1可看出：滨州市湿地主要分布在滨州北部地区，以浅海湿地、沿海滩涂和盐田为主，其他湿地类型如河流水面、坑塘水面、水库水面等湿地类型零星分布于滨州市各县（区）。从“湿地二调”（2014）（图1a）到“国土三调”（2020年）（图1 b），湿地总体分布状况存在一定的变化，如北部浅海湿地减少，沿海滩涂和盐田边界发生明显变动，其他湿地类型在各县（区）均有不同程度地增减。

图1 滨州湿地二调与国土三调各湿地类型分布Fig.1 Distributions of wetland types from 2nd-wetland survey and 3th-land survey in Binzhou

2014年滨州市湿地面积为175 988 hm2，2020年增加至181 866 hm2，增加了3.34%（表2）。干渠、河流水面、湖泊、坑塘水面、内陆滩涂、水工用地、水库水面和沿海滩涂等湿地面积增加，而沟渠、浅海湿地、盐田等湿地面积有所减少。在湿地二调中没有统计干渠、湖泊和水工用地湿地类型，而国土三调统计了这3种湿地类型。

表2 湿地二调与国土三调各湿地类型面积Table 2 Areas of different wetland types from 2ndwetland survey and 3th-land survey in Binzhou

2.2 各湿地类型与非湿地间的转化分析

湿地二调与国土三调各湿地类型间转移矩阵见表3。由表3可知：2014—2020年沟渠主要转化为河流水面和非湿地，河流水面主要转化为内陆滩涂和非湿地，坑塘水面主要转化为盐田和非湿地。内陆滩涂主要转化为非湿地，浅海湿地主要转化为沿海滩涂，水库水面主要转化为非湿地，沿海滩涂主要转化为浅海湿地和盐田。盐田主要转化为浅海湿地和非湿地，非湿地主要转化为河流水面和坑塘水面。各湿地类型共有17 244 hm2转化为非湿地，而非湿地共有23 121 hm2转化为湿地。

表3 湿地二调与国土三调各湿地类型间转移矩阵Table 3 Transition matrix for wetland types’ areas from 2nd-wetland survey and 3th-land survey in Binzhou

2.3 各湿地类型面积变化与动态度分析

湿地二调与国土三调各湿地类型面积变化量与动态度统计分析见表4。由表4可知：盐田面积变化最大，2020年减少5 456 hm2，其次是内陆滩涂，2020年面积增加5 158 hm2，再次是浅海湿地，2020年面积减少5 019 hm2，面积变化最小的湿地类型为水库水面，仅增加202 hm2。干渠、沟渠、湖泊水面、内陆滩涂、水工用地等湿地类型的动态度均为1.0，说明这些湿地类型的变化较为明显，而浅海湿地、水库水面和盐田动态度分别为0.1、0和0.1，说明这些湿地类型的变化相对较小。

表4 湿地二调与国土三调各湿地类型面积变化与动态度Table 4 Area changes and dynamic degree for wetland from 2nd-wetland survey and 3th-land survey in Binzhou

2.4 不同区域湿地变化特征分析

2.4.1 各县（区）湿地变化量与变化率湿地二调与国土三调各县（区）各湿地类型的总变化量与变化率统计分析见表5。由表5可知：无棣县湿地增加最多，达10 624 hm2；沾化区的湿地增加量次之，为10 386 hm2；邹平市增加最最小，为222 hm2。从相对变化率的角度来看，沾化区的相对变化率最大，达1.29；惠民县的相对变化率最小，为0.48。

表5 各县（区）湿地变化量与相对变化率Table 5 Wetland area variation and relative change rate for different countrys in Binzhou

2.4.2 各流域湿地变化量与变化率湿地二调与国土三调各流域各湿地类型的总变化量与变化率统计分析见表6。由表6可知：徒骇河湿地增加最多，达6 987 hm2；小清河湿地增加次之，增加1 126 hm2；黄河湿地增加较小，仅增加41 hm2。从相对变化率的角度来看，小清河最大，达1.34，说明小清河的湿地变化相对剧烈；黄河湿地的相对变化率最小，为0.13。

表6 各流域湿地变化量与相对变化率Table 6 Wetland area variation and relative change rate for different watersheds in Binzhou

2.5 湿地变化趋势特征分析

滨州市、各县（区）、各流域不同湿地类型的状态指数见表7。由表7可看出：干渠、水工用地、内陆滩涂的状态指数在各区域均为或接近-1，表明这些湿地类型在2014—2020年处于从无到有的“扩展”趋势。另外，除惠民县和黄河以外的河流水面，以及除博兴县和小清河以外的坑塘水面，均向“ 扩展”趋势发展。滨州市、无棣县和徒骇河的湖泊水面也处于从无到有的“扩展”趋势。水库水面在滨城区、博兴县、惠民县、阳信县、邹平市和小清河向“缩减”趋势发展，其余地区为“扩展”趋势。浅海湿地仅在徒骇河流域处于“扩展”趋势；盐田仅在沾化区处于“扩展”趋势；沿海滩涂在滨州市和无棣县处于“扩展”趋势，而在沾化区向“缩减”趋势发展；沟渠在各区域均向“ 缩减”趋势发展。

表7 滨州各区域不同湿地类型状态指数Table 7 Situation index of wetland types for different regions in Binzhou

3 讨论

湿地面积减少、生态功能退化是我国湿地保护面临的重要挑战（孙秋荣，2023），为充分发挥第三次全国国土调查成果在国土空间管理中的“统一底版”作用，国家林业和草原局已组织完成“林草湿数据与第三次全国国土调查数据对接融合”工作，即依据国土三调成果,厘清湿地的现状范围界线，解决地类交叉重叠问题。在实际工作中，按照国土三调分类标准所涉及的森林沼泽、灌丛沼泽、沼泽草地、其他沼泽地、沿海滩涂、内陆滩涂和红树林地7类湿地，如若湿地斑块界线与国土三调湿地不一致，直接沿用国土三调地类信息。

本研究采用国土三调地类和湿地二调的图斑界线，结合相关资料或现地情况，进行湿地图斑界线的细划或修正，数据成果也可供国土变更调查的核实变更。本研究融合两种调查数据，提出可行的两个阶段和两种数据来源的湿地资源变化监测方法，可为滨州湿地资源的合理保护与利用提供科学依据，可适当推广应用。

4 结论

本研究基于湿地二调和国土三调的湿地调查数据，对滨州市各湿地类型的空间分布格局、数量变化特征、动态度以及状态指数等进行分析，得出以下结论：

1）滨州北部地区是湿地的主要分布区域，2014年滨州市湿地总面积为175 988 hm2，2020年增加至181 866 hm2，且在各湿地类型中，盐田面积最大，2014年为83 620 hm2，2020年为78 164 hm2。

2）2014—2020年各湿地类型间转化面积相对较大，各湿地类型与非湿地间的转化也相对较多，其中各湿地类型共有17 244 hm2转化为非湿地，而非湿地共有23 121 hm2转化为湿地。

3）从状态指数计算结果来看，干渠、河流水面、湖泊水面、坑塘水面、内陆滩涂、水工用地、水库水面、沿海滩涂等湿地类型大多处于“扩展”趋势，沟渠、浅海湿地、盐田等湿地类型大多处于“缩减”趋势。