基于Landsat的近20余年東洞庭湖濕地草洲變化研究
摘要：利用多時相LandsatTM/ETM+影像，采用決策樹分類法解譯水域、泥沙灘地、草洲3種濕地類型，結合數字高程模型和相關水文信息，通過矩陣轉移和貝塞爾曲線插值的方法，對低水位條件下東洞庭湖濕地草洲的時空變化特征進行分析。結果如下：（1）1989～2011年，草洲面積增加305.06km2，泥灘地面積減少274.28km2，水域面積呈波動狀態；（2）草洲的主要擴張區域為長洲、新生洲、飄尾洲沿湖盆邊緣部分、牛頭洲大面積區域、武光洲-柴下洲、中洲-團洲部分；（3）草洲面積按高程分布呈先增后減特征，草洲覆蓋的優勢區域與非優勢區域的高程分界點逐漸降低，水域和泥灘地分布的優勢區域高程范圍緩慢下移。草洲植被的生長分布和淹水條件關系密切，泥沙淤積和水文條件的改變都能導致淹水條件的變化，進而推進東洞庭湖草洲范圍的擴張。此研究對于進一步明確洞庭湖濕地演變趨勢及其形成機制具有重要意義。
關鍵詞：遙感，東洞庭湖濕地，草洲，淹水天數
洞庭湖為我國第二大淡水湖泊,具有調節江河徑流、凈化水質、維護生物多樣性和改善生態環境等多種生態服務功能,充分發揮其服務功能對于維系長江中下游社會Ｇ經濟Ｇ生態可持續發展具有重要意義。同時,洞庭湖作為東北亞冬候鳥重要棲息地和濕地生態系統保護地,生物多樣性極為豐富,目前已記錄有高等植物２３５種,魚類１１４種,其他水生生物６８種,鳥類１５８種。然而,近百年來尤其是１９４９年后,由于自然災害、人類不合理的開發利用(如圍墾、過渡捕撈、開溝種楊等)以及大范圍高強度人為干擾(如三峽水庫等大型水利工程)等多重因素的影響,導致湖泊面積迅速萎縮,湖泊調蓄能力嚴重衰退,江湖關系惡化,洪澇災害加劇等多種生態環境問題日趨嚴峻。尤其是近年來,水資源短缺事件的頻發引發了人們對洞庭湖濕地生態環境持續惡化、生態系統服務功能持續下降的擔憂。因此,洞庭湖濕地的演變趨勢和方向是當前所面臨的重要科學議題。
濕地處于水陸交接的脆弱地帶,生態平衡極易受到破壞。濕地植被是濕地生態系統中最敏感、最基本的組成部分,對濕地生態系統的結構和功能具有強烈的改造修復作用,一直以來都是濕地研究的熱點之一。隨著GIS技術的發展,越來越多的學者利用GIS技術對濕地植被資源進行動態監測,利用多光譜、多時相、大面積的遙感數據對濕地空間格局特征等進行了研究。水文過程對濕地生態系統的形成和演化具有重要的調控作用,如水位條件是影響濕地草洲分布的的關鍵因子之一。然而,目前國內外的研究中,極少能夠將準確的水位信息與濕地植被分布及變化聯系起來開展研究,而水位信息的不明確會對遙感分類造成困難,甚至導致結果不準確。本文以東洞庭湖為例,利用多時相的LandsatTM/ETM＋影像,根據日水位信息確定最終遙感數據,將由水位影響造成的錯誤盡可能減小,得出多年東洞庭湖濕地草洲的時空分布特征,并結合１∶１００００地形圖和城陵磯日觀測水位,探討草洲變化的時空分布特征及其與水位條件的關系,以期為洞庭湖濕地保護及其可持續管理提供依據。
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