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濱海鹽堿區(qū)鹽漬化威脅下的土地利用脆弱性評價(jià)
——以河北省黃驊市為例*

2015-05-13 03:22:48王靜愛
災(zāi)害學(xué) 2015年4期
關(guān)鍵詞:黃驊市荒地鹽漬化

連 芳,張 峰,3,王靜愛,3

(1.北京師范大學(xué)地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院,北京100875;2.北京師范大學(xué)區(qū)域地理實(shí)驗(yàn)室,北京100875;3.北京師范大學(xué)地表過程與資源生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100875)

濱海鹽堿區(qū)鹽漬化威脅下的土地利用脆弱性評價(jià)
——以河北省黃驊市為例*

連 芳1,2,張 峰1,2,3,王靜愛1,2,3

(1.北京師范大學(xué)地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院,北京100875;2.北京師范大學(xué)區(qū)域地理實(shí)驗(yàn)室,北京100875;3.北京師范大學(xué)地表過程與資源生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100875)

鹽漬化會造成土地功能下降,影響生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性,評價(jià)鹽漬化威脅下土地利用的脆弱性成為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的重要問題之一。以濱海鹽堿區(qū)黃驊為例,研究了土地利用變化與鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性關(guān)系,并構(gòu)建了各土地利用鹽漬化脆弱性曲線。結(jié)果表明:①1988-2009年間,主要土地利用類型退化為鹽荒地的面積比重分別為建設(shè)用地21%、耕地19%和沼澤16%;②鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)總體上從西南內(nèi)陸向東北沿海逐漸上升;③根據(jù)土地利用鹽漬化脆弱性曲線,脆弱性由高到低依次為鹽田、耕地、建設(shè)用地、水域和沼澤,脆弱性越高,土地越容易發(fā)生退化。本研究可以為鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和土地利用優(yōu)化模式提供參考。

土地利用;鹽漬化;危險(xiǎn)性;脆弱性;河北黃驊

土壤鹽漬化是指土壤中的可溶性鹽過多地在土壤耕層及表層累積,是土地退化的表現(xiàn)之一[1]。鹽漬化造成土地功能下降,導(dǎo)致灌溉區(qū)中農(nóng)業(yè)減產(chǎn),制約著農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食生產(chǎn)[2],因此鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)成為生態(tài)環(huán)境問題的研究熱點(diǎn)。基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論,致災(zāi)因子危險(xiǎn)性和承災(zāi)體脆弱性的刻畫是風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)[3-4]。

在評價(jià)鹽漬化危險(xiǎn)性時(shí),學(xué)者們通常從影響因素中選擇相應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)。一般認(rèn)為,土壤的屬性是導(dǎo)致鹽漬化的關(guān)鍵因素,因此,土壤含鹽量是確定土壤鹽漬化程度的核心指標(biāo)[5],也可以用土壤電導(dǎo)率表示[6-7]。強(qiáng)烈的蒸散作用對水鹽運(yùn)動造成的影響,使得鹽分在土壤水和地表的濃度增加[8-9],因此,多年平均蒸散量也是評價(jià)鹽漬化危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)。地下水對鹽漬化的影響可從兩方面來刻畫:①水位深度,當(dāng)土地所處的含水層淺且半封閉時(shí),土壤表層排水受到向上的水壓所影響,會加速鹽漬化的發(fā)生[10];②地下水礦化度,它與灌溉相關(guān),當(dāng)區(qū)域以灌溉農(nóng)業(yè)為主時(shí),用以灌溉的地下水的質(zhì)量則會影響土壤的質(zhì)地,長期不當(dāng)灌溉會加劇鹽漬化的危險(xiǎn)性[11]。由于數(shù)據(jù)獲取的局限性和模型參數(shù)的有效性,有些學(xué)者會選擇不同的指標(biāo)對區(qū)域鹽漬化危險(xiǎn)性進(jìn)行評價(jià)。有的學(xué)者以土壤是否為鹽漬土和地下水水位的深淺來判斷區(qū)域的鹽漬化危險(xiǎn)程度[12];有的學(xué)者不僅考慮了土壤和氣候?qū)傩?,還考慮了灌溉水的屬性,選取的指標(biāo)包括電導(dǎo)率、陽離子交換率、干濕度等[13]?;谏鲜?,綜合考慮土壤、氣候和地下水因素中的相應(yīng)指標(biāo),是評價(jià)鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性的重要方向。

在土地利用與鹽漬化的相互作用關(guān)系研究中,二者變化的相互影響備受關(guān)注[14-15]。土地利用變化的監(jiān)測多采用3S技術(shù),選取區(qū)域多期遙感圖像進(jìn)行解譯和空間疊加分析[16-17]。研究認(rèn)為,土地利用變化的幅度和速度可以用單一土地利用動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度刻畫[18];土地利用相互轉(zhuǎn)化的類型和空間分布格局可以用土地利用動態(tài)度雙向模型[19]和土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣[20]等刻畫。有學(xué)者對干旱鹽堿區(qū)域做過專門研究,通過分析土地利用變化的速度和轉(zhuǎn)移方向,發(fā)現(xiàn)在鹽漬化的威脅下,耕地大量轉(zhuǎn)化為鹽漬地[21],由此可見,土地作為承災(zāi)體時(shí),其對于鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)的響應(yīng)十分明顯。編制鹽漬化威脅下土地利用脆弱性圖,可以表達(dá)土地利用類型在不同鹽漬化程度下的響應(yīng)關(guān)系。

目前,在我國濱海鹽堿區(qū),針對土壤鹽分特征和水鹽運(yùn)動[22-24]、土地利用優(yōu)化模式[25]等方面展開了一些研究,但少有土地脆弱性評價(jià)的相關(guān)研究。因此,本研究以濱海鹽堿區(qū)黃驊為例,基于兩期TM影像,編制土地利用圖;選取土壤含鹽量、地下水礦化度等指標(biāo),編制鹽漬化自然致災(zāi)危險(xiǎn)性圖;編制土地利用變化與鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性關(guān)系圖,構(gòu)建各土地利用鹽漬化脆弱性曲線。本研究可為區(qū)域鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)防范模式和生態(tài)安全條件下的土地利用優(yōu)化對策制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

河北省黃驊市(圖1)位于華北平原東端、渤海西岸,地形平緩,最大高程值僅為25 m,自西南向東北微傾入渤海,是海陸的過渡區(qū)。地貌由平原和淤積型泥質(zhì)海岸組成,內(nèi)陸在河流的沖積下形成稍有起伏的微地貌,近海有洼地。黃驊市年均降水量627 mm,降水平均相對變率高達(dá)25%,且各季節(jié)分配不均。年均蒸散量為870 mm,市內(nèi)淡水資源嚴(yán)重貧乏,礦化程度高。黃驊市的土壤主要有潮土、鹽土和沼澤土3類。其中,潮土類有濱海潮土、濱海鹽化潮土和濱海沼澤化潮土3個(gè)亞類;鹽土類有濱海草甸鹽土和濱海鹽土2個(gè)亞類;沼澤土類有濱海鹽化草甸沼澤土和濱海潮土化沼澤土2個(gè)亞類。截止到2010年,黃驊市共有44.35萬人。本文研究的技術(shù)路線如圖2所示。

圖1 黃驊市的地理位置及行政區(qū)分布

圖2 技術(shù)路線

表1 土地利用類型解譯數(shù)據(jù)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)來源

1.1 土地利用分類與變化檢測

本文采用美國LANDSAT衛(wèi)星獲取的TM遙感影像數(shù)據(jù)(表1),選取了1988年和2009年兩個(gè)時(shí)段,進(jìn)行圖像解譯。參考全國土地分類標(biāo)準(zhǔn)[26],并結(jié)合黃驊土地利用和覆蓋特征,最終將土地利用類型分為六類,分別為建設(shè)用地、耕地、水域、鹽田、沼澤、鹽荒地。

由于遙感圖像解譯中,鹽荒地與其他土地利用類型存在同質(zhì)異譜和同譜異質(zhì)的現(xiàn)象,所以本文采用分區(qū)分類方法[27],得到兩期土地利用類型圖。分類精度驗(yàn)證包括兩個(gè)方面:一是利用1980年的黃驊土地利用現(xiàn)狀圖對1988年的圖像解譯成果進(jìn)行驗(yàn)證,解譯精度達(dá)到89.4%;二是通過實(shí)地勘踏,選取了60個(gè)典型樣本,對2009年的圖像解譯成果進(jìn)行驗(yàn)證,解譯精度達(dá)到80.1%。

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣用來表示不同時(shí)期不同土地利用類型的轉(zhuǎn)移情況[28]。對于任意兩期土地利用類型圖和,按照式(1)的地圖代數(shù)方法,可以求得由t2時(shí)期到t1時(shí)期的土地利用變化圖Cij,其表現(xiàn)了土地利用變化的類型及其空間分布,計(jì)算公式為:

根據(jù)Cij求得土地利用類型轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系的轉(zhuǎn)移矩陣M,計(jì)算公式為:

式中:Mij表示t2時(shí)期i類土地利用類型轉(zhuǎn)換為j類土地利用類型的面積占t1時(shí)期的i類土地利用類型總面積的百分比。

根據(jù)上文,編制黃驊市1988年至2009年土地利用變化圖(圖3)。

圖3 黃驊市1988年到2009年各土地利用類型退化成鹽荒地情況

1.2 鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性評價(jià)指標(biāo)及方法

用于鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性評價(jià)的指標(biāo)有4個(gè)。土壤全鹽含量(S)、地下水礦化度(MD)和地下水水位(D)的數(shù)據(jù)來源為黃驊市農(nóng)科所土肥站,均屬樣點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù),S為實(shí)測土壤耕層鹽分含量數(shù)據(jù),MD和D是實(shí)測地下水性質(zhì)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)時(shí)間為1980年;多年平均蒸散量(ET)為MOD 16數(shù)據(jù)[29],為柵格數(shù)據(jù),精度是1 km×1 km,時(shí)段為2000-2012年。為了編制鹽漬化致災(zāi)因子圖,S、M和D矢量點(diǎn)數(shù)據(jù)通過克里金插值轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù),ET柵格數(shù)據(jù)通過算術(shù)平均法求算區(qū)域多年平均值。

由于這四個(gè)指標(biāo)量綱不一致,且對鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性的貢獻(xiàn)不同,故先對指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理,再用層次分析法(AHP)[30]賦予權(quán)重。計(jì)算得到各指標(biāo)權(quán)重分別:土壤含鹽量44.03%,礦化度25.60%,蒸散量13.67%,地下水距地表距離16.69%,通過一致性檢驗(yàn)(CR=0.085 8)。鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性(H)計(jì)算公式如下:

根據(jù)上文,編制黃驊市鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性圖(圖4)。

圖4 黃驊市鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性

1.3 土地利用鹽漬化脆弱性評價(jià)方法

土地利用類型轉(zhuǎn)移與鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性關(guān)系密切,二者相關(guān)的空間格局圖是評價(jià)土地利用鹽漬化脆弱性的基礎(chǔ)。采用地圖空間疊制的方法,即將圖3和圖4疊加,得到不同致災(zāi)強(qiáng)度下各類土地退化為鹽荒地的系列地圖(圖5)。

為了便于統(tǒng)計(jì),將鹽漬化致災(zāi)強(qiáng)度分為30個(gè)等級。根據(jù)式(3),分別計(jì)算耕地、建設(shè)用地、水域、鹽田和沼澤這五類土地利用類型,在各致災(zāi)強(qiáng)度等級的面積損失率:

式中:i為土地利用類型,j為致災(zāi)等級,Lij表示i類土地利用在j致災(zāi)等級上的面積損失率,Ai為i類土地利用退化為鹽荒地的總面積,Aij為在j致災(zāi)等級中i類土地利用退化為鹽荒地的面積。

圖5 鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性與土地利用變化空間關(guān)系

通過式(3),計(jì)算得到每個(gè)致災(zāi)等級下的每種土地利用類型的面積損失率,共計(jì)150個(gè)樣本數(shù)據(jù)?;谶@些樣本數(shù)據(jù),擬合出5種土地利用類型的5條鹽漬化脆弱性曲線(圖6a、圖6b)。為了體現(xiàn)脆弱性的區(qū)域差異,以耕地為例,計(jì)算得到每個(gè)致災(zāi)等級下的耕地面積損失率,共計(jì)390個(gè)樣本數(shù)據(jù),進(jìn)一步擬合了12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的12條耕地鹽漬化脆弱性曲線(圖7)。

圖6 土地利用鹽漬化脆弱性曲線

2 結(jié)果與分析

2.1 黃驊市土地利用變化分析

圖7 不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地鹽漬化脆弱性曲線

黃驊市土地變化轉(zhuǎn)移矩陣(表4)可以反映不同土地利用類型的相互轉(zhuǎn)化。結(jié)果表明,從1988年到2009年,建設(shè)用地中,61%未發(fā)生用地轉(zhuǎn)移,21%轉(zhuǎn)移為鹽荒地;耕地中,74%未發(fā)生用地轉(zhuǎn)移,19%轉(zhuǎn)移為鹽荒地;沼澤中,43%未發(fā)生用地轉(zhuǎn)移,大部分轉(zhuǎn)化為水域或退化為鹽荒地,轉(zhuǎn)移面積分別為32%和16%;水域中,77%未發(fā)生用地轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移較多的是開發(fā)為建設(shè)用地和退化為鹽荒地,轉(zhuǎn)移面積都是10%;5%的鹽田沒有發(fā)生用地轉(zhuǎn)移,大量鹽田轉(zhuǎn)化為水域,面積達(dá)85%;34%的鹽荒地沒有發(fā)生用地轉(zhuǎn)移,但有49%的鹽荒地開發(fā)為耕地。這些轉(zhuǎn)移中最為突出的是,大多數(shù)土地利用類型向鹽荒地的轉(zhuǎn)移比重都很大,這反映了鹽漬化威脅區(qū)域的土地利用脆弱性。

表4 黃驊市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

黃驊市1988年到2009年各土地利用類型退化成鹽荒地(圖3)的空間格局表明:①建設(shè)用地、耕地、水域、鹽田和沼澤退化為鹽荒地均呈現(xiàn)斑塊狀分布,且斑塊密度較大;②在東部沿海區(qū)域,主要是水域疏干退化為鹽荒地,兼有鹽田廢棄退化為鹽荒地;③在東北區(qū)域,由于高土壤含鹽量、高地下水礦化度和高蒸散量的影響,大量沼澤疏干退化為鹽荒地,有學(xué)者在松嫩平原沼澤區(qū)的研究中提出,沼澤是容易出現(xiàn)鹽荒地面積增加的土地利用類型[31],因?yàn)榇罅砍槿〉叵滤M(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉,使得沼澤的水分減少,帶動鹽分上升,使沼澤容易退化成鹽荒地,這與本研究原理相似;④在黃驊市中心附近的大部分區(qū)域中,主要是耕地大量分布,且退化為鹽荒地,呈高密度分布,有學(xué)者對蘇北灘涂區(qū)進(jìn)行研究提出盡管灌溉可以淋洗一定量的作物根系表面的鹽分,但會同時(shí)導(dǎo)致地下水水位抬升,而且本區(qū)地下水礦化度高,長期用此地下水灌溉,會造成土壤沉實(shí)板結(jié),孔隙度下降,使鹽分在地表和耕層大量累積[32],這與本研究情況相符;⑤在西北和西南地區(qū),以耕地和建設(shè)用地退化為鹽荒地為主,且退化斑塊密度較低。

2.2 黃驊市鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性評價(jià)

黃驊市鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性如圖4所示??傮w來說,鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)由西南向東北增高,由內(nèi)陸向沿海增加。在危險(xiǎn)性評價(jià)中,指標(biāo)S所占比重最高,因此鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性的空間格局主要受到土壤鹽分含量分布格局的影響。東北區(qū)是指標(biāo)S、MD、D和ET的高值區(qū),因此鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性最大;西南區(qū)則是鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性相對低值分布的區(qū)域。

將鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性按致災(zāi)指數(shù)分為五個(gè)等級,第五級為H>0.5,第四級為0.4<H≤0.5,第三級為0.3<H≤0.4,第二等級為0.2<H≤0.3,第一等級為H≤0.2,等級越高危險(xiǎn)性越高。等級1到等級5的面積比重分別為9.36%、32.66%、26.56%、18.73%和13.69%。

2.3 鹽漬化威脅下的土地利用脆弱性分析

圖5(a)表達(dá)了研究區(qū)鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性(H)與耕地退化為鹽荒地(S1)的空間關(guān)系,圖5(b)表達(dá)了鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性與建設(shè)用地退化為鹽荒地(S2)的空間關(guān)系。圖6(a)所示為這兩類土地利用的脆弱性曲線,即“H-S1”脆弱性曲線和“H-S2”脆弱性曲線。

圖5(c)表達(dá)了研究區(qū)鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性(H)與水域退化為鹽荒地(S3)、鹽田退化為鹽荒地(S4)和沼澤退化為鹽荒地(S5)的空間關(guān)系。圖6(b)所示為這三類土地利用的脆弱性曲線,即“HS3”脆弱性曲線、“H-S4”脆弱性曲線和“H-S5”脆弱性曲線。

由圖5和圖6可知,土地利用鹽漬化脆弱性曲線大致呈S型,且根據(jù)損失速率可以分為三類。第一類為損失速率極快的脆弱性曲線,在受到鹽漬化威脅時(shí),面積大量損失,且在較低致災(zāi)強(qiáng)度時(shí),損失率已達(dá)100%,損失速率遠(yuǎn)高于其他土地利用類型,如“H-S4”脆弱性曲線;第二類為損失速率較快的脆弱性曲線,隨著致災(zāi)強(qiáng)度的增加,損失率先迅速上升再趨向平緩,如“H-S1”和“H-S2”脆弱性曲線;第三類為損失速率較慢的脆弱性曲線,隨著致災(zāi)強(qiáng)度的增加,損失率平緩上升再迅速上升,如“H-S3”和“H-S5”脆弱性曲線。在同樣的致災(zāi)強(qiáng)度下,脆弱性由高到低為鹽田、耕地、建設(shè)用地、水域和沼澤。

圖7所示為研究區(qū)12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地脆弱性曲線。通過分析可得出以下結(jié)論。①大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地面積損失率大于0時(shí)的致災(zāi)強(qiáng)度較低,即耕地對于鹽漬化的脆弱性閾值低,且閾值大多位于致災(zāi)強(qiáng)度10以下,變化區(qū)間小。②各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地面積損失率達(dá)100%時(shí)的致災(zāi)強(qiáng)度差異較大,致災(zāi)強(qiáng)度從10到30不等,變化區(qū)間大。③根據(jù)面積損失速率,可以分將曲線為三種:第一種為損失速率極快的脆弱性曲線,在致災(zāi)強(qiáng)度為15時(shí),損失率幾乎都達(dá)到100%,例如官莊鄉(xiāng)、滕莊子鄉(xiāng)、舊城鎮(zhèn)、黃驊鎮(zhèn)、羊二莊鎮(zhèn)和常郭鎮(zhèn),這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)是脆弱性的高值區(qū);第二種為損失速率較快的脆弱性曲線,在致災(zāi)強(qiáng)度為20時(shí),損失率達(dá)到100%,例如齊家務(wù)鄉(xiāng)、羊三木鄉(xiāng)和呂橋鎮(zhèn),這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)是脆弱性較高的區(qū)域;第三種為損失速率較慢的脆弱性曲線,當(dāng)致災(zāi)強(qiáng)度很高時(shí),損失率才達(dá)到100%,例如臨港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、南大港管理區(qū)和南排河鎮(zhèn),這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)是脆弱性較低的區(qū)域。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本研究以濱海鹽堿區(qū)黃驊為例,基于兩期TM影像,編制了土地利用圖;選取土壤含鹽量、地下水礦化度等指標(biāo),編制了鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性圖;基于上述二圖,編制了土地利用變化與鹽漬化致災(zāi)危險(xiǎn)性關(guān)系圖,構(gòu)建各土地利用鹽漬化脆弱性曲線和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地鹽漬化脆弱性曲線。得出以下結(jié)論。

(1)黃驊市從1988年到2009年,主要土地利用類型轉(zhuǎn)移成鹽荒地分別為建設(shè)用地21%、耕地19%、沼澤16%。大多數(shù)土地利用類型向鹽荒地的轉(zhuǎn)移比重都很大。土地鹽漬化具有區(qū)域差異性,在東部沿海主要是水域和鹽田退化為鹽荒地,東北部主要是沼澤退化為鹽荒地,而中部和西部主要是耕地和建設(shè)用地退化為鹽荒地。

(2)鹽漬化致災(zāi)強(qiáng)度的空間分布格局受各指標(biāo)的影響,致災(zāi)強(qiáng)度從西南內(nèi)陸向東北沿海遞增。鹽漬化致災(zāi)強(qiáng)度面積比重最大的是等級2,占32.66%;其次是等級3,占26.56%;再次之是等級4,占18.73%。

(3)本研究擬合了5種土地利用類型的鹽漬化脆弱性曲線,分別為“H-S1”“H-S2”“H-S3”“H-S4”和“H-S5”,它們大致呈S型。在同樣的致災(zāi)強(qiáng)度下,脆弱性由高到低為鹽田、耕地、建設(shè)用地、水域和沼澤。

(4)本研究擬合了12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地鹽漬化脆弱性曲線,表現(xiàn)出耕地面積損失率大于零時(shí)的致災(zāi)強(qiáng)度變化區(qū)間小,但損失率達(dá)100%時(shí)的致災(zāi)強(qiáng)度變化差異大。面積損失速率越大,鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地鹽漬化脆弱性越大。

3.2 討論

本文擬合了土地利用鹽漬化脆弱性曲線,用不同致災(zāi)強(qiáng)度下的面積損失率來衡量各土地利用類型的脆弱性。從區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論的角度看,每個(gè)災(zāi)害過程都發(fā)生在特定的孕災(zāi)環(huán)境中,承災(zāi)體所遭受的損失是包含環(huán)境作用的,致災(zāi)因子、承災(zāi)體和孕災(zāi)環(huán)境在災(zāi)害系統(tǒng)中的作用具有同等重要性[33]。一般認(rèn)為,脆弱性是指承災(zāi)體在遭受致災(zāi)因子打擊后,造成的損失與致災(zāi)因子強(qiáng)度的關(guān)系,是承災(zāi)體在特定的自然社會環(huán)境下的表達(dá)[34],很大程度上受到環(huán)境的影響[35]。孕災(zāi)環(huán)境雖然不直接作用于風(fēng)險(xiǎn)的形成過程,而是在致災(zāi)因子危險(xiǎn)性和承災(zāi)體脆弱性的形成過程中起作用[36],因此,承災(zāi)體的損失實(shí)際上是環(huán)境條件和致災(zāi)因子共同作用的結(jié)果。因此,在結(jié)合致災(zāi)因子危險(xiǎn)性和承災(zāi)體脆弱性進(jìn)行鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí),可以考慮孕災(zāi)環(huán)境的作用,構(gòu)建“L-H-E”脆弱性曲面,即“損失-致災(zāi)因子-孕災(zāi)環(huán)境”脆弱性曲面以進(jìn)一步提升脆弱性評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的精度。

結(jié)合本研究中鹽漬化致災(zāi)強(qiáng)度和耕地的鹽漬化脆弱性發(fā)現(xiàn),位于致災(zāi)強(qiáng)度高值區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有較低的脆弱性。這樣的分布格局可能與承災(zāi)體的暴露性有關(guān)系。高致災(zāi)的區(qū)域承災(zāi)體分布可能較少,暴露性低,使得該區(qū)域總體的脆弱性較低,即總損失較少。如地震[37],在致災(zāi)強(qiáng)度高的青藏高原邊緣地區(qū),人口分布較少,該區(qū)的脆弱性也較低,風(fēng)險(xiǎn)也較小。在本研究中,致災(zāi)強(qiáng)度高值區(qū)的耕地分布較少,使得該區(qū)總體的耕地脆弱性較低,即面積的總損失較少。進(jìn)一步分析認(rèn)為,高致災(zāi)區(qū)域的承災(zāi)體分布較少,可能適應(yīng)有關(guān)系。適應(yīng)性是指系統(tǒng)針對外部環(huán)境特征的演變(如變化的條件、壓力、致災(zāi)因子、風(fēng)險(xiǎn)等)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)、調(diào)整與演化的能力[38]。在應(yīng)對災(zāi)害,特別是如鹽漬化這類的漸發(fā)性災(zāi)害,人類在其中扮演著重要的作用,因此,在長期應(yīng)對鹽漬化的打擊時(shí),人類通過減少農(nóng)業(yè)耕作活動,以適應(yīng)所處區(qū)域高鹽漬化致災(zāi)強(qiáng)度的環(huán)境。因此,本文推測“高致災(zāi)強(qiáng)度低脆弱性與低致災(zāi)高脆弱性”這樣的分布格局與承災(zāi)體的暴露性和農(nóng)業(yè)耕作的適應(yīng)性有關(guān)系,可采用定量分析或相應(yīng)指標(biāo)以進(jìn)一步分析研究。

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Vulnerability Assessment of Land-use under the Threat of Coastal Saline Alkali Area of Soil Salinization——A Case Study of Huanghua City in Hebei Province

Lian Fang1,2,Zhang Feng1,2,3and Wang Jing’ai1,2,3
(1.School of Geography,Beijing Normal University,Beijing 100875,China;2.Key Laboratory of Regional Geography,Beijing Normal University,Beijing 100875,China;3.State Key Laboratory of Earth Surface Progresses and Resource Ecology,Beijing Normal University,Beijing 100875,China)

Salinization can contribute to land function decline and have impact on sustainability of bio-environment.Land use vulnerability assessment of salinization has been one of themajor issues of environment risk assessment.This study took Huanghua,a coastal saline region,as a case.The relationship between salinization hazard and land use changes is studied,and land-use vulnerability curves are developed.The results show as follows:1)From 1988 to 2009,the area proportions ofmain land use types degraded into salinewasteland are construction land 21%,cultivated land 19%and wetland 16%;2)Salinization hazard increases from southwest to northeast and from inner land to coastal land;3)Based on the land-use vulnerability curves of salinization,land-uses ranked in vulnerability from high to low are saltpans,cultivated land,construction land,waterbody and wetland.Land-use with high vulnerability can be easily salinizated.The results can be references to salinization risk assessment and land-use optimizemode decision-making.

land-use;salinization;hazard;vulnerability;Huanghua

X43

A

1000-811X(2015)04-0209-07

10.3969/j.issn.1000-811X.2015.04.036

連芳,張峰,王靜愛.濱海鹽堿區(qū)鹽漬化威脅下的土地利用脆弱性評價(jià)——以河北省黃驊市為例[J].災(zāi)害學(xué),2015,30(4):209-215.[Lian Fang,Zhang Feng and Wang Jing’ai.Landuse vulnerability assessment of salinization in coastal saline region——A case study of Huanghua City,Hebei Province[J].Journal of Catastrophology,2015,30(4):209-215.]*

2015-05-11 修回日期:2015-06-15

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃“全球變化與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系及其適應(yīng)性范式研究”(2012CB955403)

連芳(1992-),女,福建漳州人,碩士研究生,主要從事自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)與制圖等研究.

E-mail:lianfang2023@m(xù)ail.bnu.edu.cn

王靜愛(1955-),女,滿族,河北定州人,教授,主要從事自然災(zāi)害等研究.E-mail:jwang@bnu.edu.cn

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