廖聰宇，王有兵，張占忠，王海源

(1. 云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650051； 2. 云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院大理分院，云南 大理 671000；3. 迪慶藏族自治州林草資源和生態(tài)公益林工作站，云南 迪慶 674499)

土地是人類生存的基礎(chǔ)，土地利用作為人地關(guān)系最直觀的表現(xiàn)形式，是導(dǎo)致景觀結(jié)構(gòu)改變的直接原因，直觀展現(xiàn)了人類活動(dòng)改變景觀格局的變化過(guò)程，可以通過(guò)土地利用結(jié)構(gòu)變化評(píng)估生態(tài)環(huán)境變化[1-2]。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，城鄉(xiāng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重組，由此造成的土地利用轉(zhuǎn)型帶來(lái)了新的生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題，提高了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的不確定性[3]。土地利用轉(zhuǎn)型實(shí)質(zhì)上是景觀格局的變化，會(huì)影響區(qū)域生態(tài)功能發(fā)揮和生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量循環(huán)，從而改變生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，并在一定程度上反映了該生態(tài)系統(tǒng)受人為活動(dòng)干擾的程度[4-5]。人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的干擾程度越來(lái)越高，對(duì)土地不合理開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題仍然是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中最突出的問(wèn)題之一[6-7]。生態(tài)環(huán)境中最脆弱的地區(qū)往往是人類活動(dòng)強(qiáng)度最大的區(qū)域[8]。如何監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境變化特征，并分析其與人為干擾之間的關(guān)系，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和景觀資源的可持續(xù)管理具有重要意義[9]。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境干擾方面做了較多研究[10-16]。珠巴洛河流域是金沙江上游云嶺山脈生物資源較為豐富的地區(qū)之一，同時(shí)該區(qū)域江河沿岸分布著較多原住居民，隨著城鎮(zhèn)化及新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化改革和升級(jí)，該區(qū)域土地利用發(fā)生了較大改變。文章基于土地利用類型分析了2003—2019年該區(qū)域人為干擾動(dòng)態(tài)變化情況，以期為該流域的資源開(kāi)發(fā)利用及生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 研究區(qū)域概況

珠巴洛河流域位于云南省迪慶藏族自治州德欽縣東南部(圖1)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)98°57′～ 99°25′，北緯27°33′～28°23′，流域總面積為188 048.37 hm2，珠巴洛河自西北向東南流向貫穿其中，總長(zhǎng)114 km，是金沙江上游云南段最長(zhǎng)的一級(jí)支流。流域內(nèi)最高海拔5 430 m，最低海拔1 930 m，相對(duì)高差達(dá)3 500 m。流域地勢(shì)西北高，東南低，倒“U”型開(kāi)口于東南方向，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于高山深切峽谷地貌。由于海拔高差大，形成干暖河谷帶、山地北亞熱帶、暖溫帶、中溫帶、寒溫帶、寒帶等垂直氣候帶譜[17]。

圖1 研究區(qū)域位置

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

參考數(shù)據(jù)主要包括該流域第三次、第四次森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)；歷年森林資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；近幾年國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)；近幾年森林資源監(jiān)測(cè)及國(guó)土調(diào)查所使用的影像；Google Earth歷史影像；白馬雪山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)矢量數(shù)據(jù)。

2.2 處理方法

參照已有研究成果[13,18]，結(jié)合流域的實(shí)際干擾情況及現(xiàn)有調(diào)查數(shù)據(jù)，采用ArcMap10.2.2軟件區(qū)劃流域內(nèi)2003年、2011年及2019年3個(gè)年度的人為干擾地塊，斑塊區(qū)劃最小面積為0.01 hm2。將受干擾地塊按類型分為3個(gè)等級(jí)并賦相對(duì)值(表1)，采用下列模型[18-20]獲取有關(guān)指標(biāo)值，計(jì)算公式為：

表1 干擾程度定義

變化率：K=(Sb-Sa)/t

(1)

(2)

(3)

式(1)中：Sa、Sb分別為研究期初和研究期末的景觀面積；t為監(jiān)測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度。式(2)中：M為統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)人為干擾指數(shù)；n為統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)某干擾類型斑塊數(shù)；fi為當(dāng)前斑塊i的面積與統(tǒng)計(jì)單元總面積比值；Hi為當(dāng)前斑塊類型的干擾相對(duì)值。式(3)中：Yh為研究區(qū)內(nèi)干擾因素的空間分布離散性程度；S為空間網(wǎng)格的數(shù)目(網(wǎng)格大小設(shè)為1 000 m×1 000 m，共計(jì)2 050個(gè)網(wǎng)格)；Pi為第i個(gè)空間網(wǎng)格中干擾面積在總干擾面積中所占的比例，多樣性指數(shù)Yh取值區(qū)間為[0，1]。

3 結(jié)果與分析

3.1 干擾類型面積動(dòng)態(tài)變化

以2003年、2011年及2019年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)流域內(nèi)干擾較強(qiáng)的耕地、園地、住宅用地、交通運(yùn)輸用地及其他建設(shè)用地等5類土地利用面積變化情況(表2)。

表2 干擾類型面積動(dòng)態(tài)變化

從表2可見(jiàn)，隨時(shí)間變化，流域內(nèi)耕地面積明顯減少，從2003年的3 542.23 hm2減少至2019年的2 751.50 hm2，特別是2011—2019年間，耕地面積減少幅度最大，變化率達(dá)-91.52%，該時(shí)期實(shí)施了大面積的退耕還林項(xiàng)目，種植了大量核桃、花椒等經(jīng)濟(jì)果木；因農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，退耕項(xiàng)目的實(shí)施，16年來(lái)，園地面積從12.12 hm2增至1 226.83 hm2，特別是2011—2019年間，變化率高達(dá)150.26%，園地面積的增加與耕地面積減少有著密切關(guān)系；隨著流域內(nèi)城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)及人口數(shù)量的增加，建設(shè)用地面積逐年增加，住宅用地面積在2011—2019年間增速高于2003—2011年間，交通運(yùn)輸用地及其他建設(shè)用地面積增速逐漸減緩。

3.2 人為干擾空間分布

統(tǒng)計(jì)該流域的中度、重度及完全3類干擾面積(表3)。

從表3可見(jiàn)，中度和重度干擾面積有相互對(duì)應(yīng)變化關(guān)系，耕地和園地之間存在相互轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)為耕地轉(zhuǎn)化為園地(退耕還林)，少量園地轉(zhuǎn)化為耕地(郁閉度達(dá)不到0.2或因?yàn)?zāi)而死亡)；完全干擾面積逐漸增加，主要因居民點(diǎn)數(shù)量增加，基礎(chǔ)設(shè)施(如道路)建設(shè)加速等導(dǎo)致。從干擾類型空間分布情況來(lái)看(圖2)，該3類干擾僅沿珠巴洛河及較大支流(施壩河和各么茸河)分布，且只分布于河流中下游區(qū)域，主要因該區(qū)域河谷橫向較寬，河灘面積較大，河谷兩岸坡度較緩，適宜農(nóng)耕及居住。從干擾區(qū)域空間分布離散性程度變化情況來(lái)看，隨時(shí)間的推移，干擾面積在逐漸擴(kuò)大，較明顯的區(qū)域有流域北端(香德公路改線占用)以及河谷區(qū)(各類基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，促使各類干擾源密集化)，離散性指數(shù)由2003年的0.727 1增至2019年的0.732 4。干擾指數(shù)由2003年的0.105 0增至2019年的0.117 3。

表3 干擾程度面積動(dòng)態(tài)變化

圖2 干擾情況分布

3.3 流域內(nèi)自然保護(hù)地分布及干擾現(xiàn)狀

目前該流域涉及自然保護(hù)地有3個(gè)，分別為三江并流世界自然遺產(chǎn)地(白茫—梅里雪山片區(qū))、白馬雪山國(guó)家級(jí)公園和白馬雪山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，但三者的空間位置基本重疊，此處分析以白馬雪山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“保護(hù)區(qū)”)為例，保護(hù)區(qū)與流域的空間關(guān)系見(jiàn)圖3。流域范圍內(nèi)涉及保護(hù)區(qū)面積157 573.22 hm2，占流域總面積的83.8%，其中保護(hù)區(qū)的核心區(qū)及緩沖區(qū)大部分均位于該流域西側(cè)。通過(guò)疊加分析獲得保護(hù)區(qū)受干擾情況(表4，表5)。

圖3 白馬雪山自然保護(hù)區(qū)與流域空間關(guān)系

表4 白馬雪山自然保護(hù)區(qū)各功能區(qū)干擾面積變化

表5 白馬雪山自然保護(hù)區(qū)各功能區(qū)干擾程度動(dòng)態(tài)變化

從表4可見(jiàn)，保護(hù)區(qū)各功能區(qū)均不同程度受到人為干擾，其中核心區(qū)存在少量園地、耕地及道路，隨時(shí)間變化各干擾類型面積增幅較??；緩沖區(qū)中度干擾面積有增大趨勢(shì)，重度干擾面積逐漸減少，完全干擾面積增加極少；當(dāng)?shù)匕傩丈a(chǎn)生活區(qū)域主要位于保護(hù)區(qū)的實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)，因此，實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)各干擾類型的變化趨勢(shì)與流域所受干擾變化趨勢(shì)是一致的。從干擾指數(shù)變化情況來(lái)看，核心區(qū)2003—2011年的指數(shù)無(wú)變化，至2019年略有增加；緩沖區(qū)2003—2011年的指數(shù)無(wú)變化，至2019年增加0.002 8；實(shí)驗(yàn)區(qū)干擾指數(shù)呈逐漸增加趨勢(shì)，且明顯高于流域干擾指數(shù)。

4 結(jié)論與討論

基于耕地、園地及建設(shè)用地3類人為干擾類型研究了珠巴洛河流域2003—2019年人為干擾情況。

1)流域耕地面積明顯減少，主要轉(zhuǎn)化為園地，特別是2011—2019年間減少幅度最大；

2)因耕地面積轉(zhuǎn)化為園地，導(dǎo)致園地面積大幅度增加；

3)建設(shè)用地面積呈逐漸增加趨勢(shì)；

4)整體上流域受干擾程度在逐漸增加，但受干擾區(qū)域相對(duì)集中，主要位于珠巴洛河中下游及其較大支流沿岸；

5)流域范圍內(nèi)保護(hù)區(qū)的各功能區(qū)均受到不同程度干擾，其中實(shí)驗(yàn)區(qū)所受干擾程度明顯高于整個(gè)流域。

珠巴洛河流域是白馬雪山東南側(cè)生態(tài)區(qū)位較重要及生物資源較好的區(qū)域之一，受多個(gè)保護(hù)地保護(hù)，其中白馬雪山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)55.9%的面積位于該流域內(nèi)。天然林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、生物量最大、功能最完善的自然資源，該區(qū)域森林資源以天然起源為主，野生動(dòng)植物資源極其豐富，該區(qū)域保護(hù)價(jià)值較高[21-22]。分析結(jié)果顯示，該區(qū)域所受人為干擾強(qiáng)度在逐漸增強(qiáng)，結(jié)果與已有研究結(jié)論是一致的[13]。珠巴洛河流域人為干擾區(qū)域主要沿河谷分布，東西向干擾幅度相對(duì)較小，但由于河谷狹長(zhǎng)，導(dǎo)致居民點(diǎn)、耕地及建設(shè)用地沿河谷呈南北向分布，甚至深入到保護(hù)區(qū)內(nèi)部，給保護(hù)區(qū)及森林資源管理帶來(lái)了較大困難。目前雖加大了生態(tài)效益補(bǔ)償力度，聘用當(dāng)?shù)匕傩諡樯鷳B(tài)護(hù)林員，促使社區(qū)參與式管理保護(hù)區(qū)的模式發(fā)揮了一定作用，但百姓的生產(chǎn)生活給保護(hù)區(qū)安全管理埋下了較大隱患。下一步可通過(guò)保護(hù)地整合優(yōu)化解決歷史遺留問(wèn)題，優(yōu)化功能區(qū)界線，同時(shí)加強(qiáng)森林資源管理，科學(xué)規(guī)劃國(guó)土空間，加強(qiáng)資源監(jiān)測(cè)及各類自然災(zāi)害預(yù)警。