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(shí)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(jié)合數(shù)字高程模型和相關(guān)水文信息，通過矩陣轉(zhuǎn)移和貝塞爾曲線插值的方法，對(duì)低水位條件下東洞庭湖濕地草洲的時(shí)空變化特征進(jìn)行分析。結(jié)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(dòng)狀態(tài)；（2）草洲的主要擴(kuò)張區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)洲、新生洲、飄尾洲沿湖盆邊緣部分、牛頭洲大面積區(qū)域、武光洲-柴下洲、中洲-團(tuán)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(yōu)勢(shì)區(qū)域與非優(yōu)勢(shì)區(qū)域的高程分界點(diǎn)逐漸降低，水域和泥灘地分布的優(yōu)勢(shì)區(qū)域高程范圍緩慢下移。草洲植被的生長(zhǎng)分布和淹水條件關(guān)系密切，泥沙淤積和水文條件的改變都能導(dǎo)致淹水條件的變化，進(jìn)而推進(jìn)東洞庭湖草洲范圍的擴(kuò)張。此研究對(duì)于進(jìn)一步明確洞庭湖濕地演變趨勢(shì)及其形成機(jī)制具有重要意義。
關(guān)鍵詞：遙感，東洞庭湖濕地，草洲，淹水天數(shù)
洞庭湖為我國(guó)第二大淡水湖泊,具有調(diào)節(jié)江河徑流、凈化水質(zhì)、維護(hù)生物多樣性和改善生態(tài)環(huán)境等多種生態(tài)服務(wù)功能,充分發(fā)揮其服務(wù)功能對(duì)于維系長(zhǎng)江中下游社會(huì)Ｇ經(jīng)濟(jì)Ｇ生態(tài)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。同時(shí),洞庭湖作為東北亞冬候鳥重要棲息地和濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)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(zāi)害、人類不合理的開發(fā)利用(如圍墾、過渡捕撈、開溝種楊等)以及大范圍高強(qiáng)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(dǎo)致湖泊面積迅速萎縮,湖泊調(diào)蓄能力嚴(yán)重衰退,江湖關(guān)系惡化,洪澇災(zāi)害加劇等多種生態(tài)環(huán)境問題日趨嚴(yán)峻。尤其是近年來,水資源短缺事件的頻發(fā)引發(fā)了人們對(duì)洞庭湖濕地生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能持續(xù)下降的擔(dān)憂。因此,洞庭湖濕地的演變趨勢(shì)和方向是當(dāng)前所面臨的重要科學(xué)議題。
濕地處于水陸交接的脆弱地帶,生態(tài)平衡極易受到破壞。濕地植被是濕地生態(tài)系統(tǒng)中最敏感、最基本的組成部分,對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有強(qiáng)烈的改造修復(fù)作用,一直以來都是濕地研究的熱點(diǎn)之一。隨著GIS技術(shù)的發(fā)展,越來越多的學(xué)者利用GIS技術(shù)對(duì)濕地植被資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),利用多光譜、多時(shí)相、大面積的遙感數(shù)據(jù)對(duì)濕地空間格局特征等進(jìn)行了研究。水文過程對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的形成和演化具有重要的調(diào)控作用,如水位條件是影響濕地草洲分布的的關(guān)鍵因子之一。然而,目前國(guó)內(nèi)外的研究中,極少能夠?qū)?zhǔn)確的水位信息與濕地植被分布及變化聯(lián)系起來開展研究,而水位信息的不明確會(huì)對(duì)遙感分類造成困難,甚至導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。本文以東洞庭湖為例,利用多時(shí)相的LandsatTM/ETM＋影像,根據(jù)日水位信息確定最終遙感數(shù)據(jù),將由水位影響造成的錯(cuò)誤盡可能減小,得出多年東洞庭湖濕地草洲的時(shí)空分布特征,并結(jié)合１∶１００００地形圖和城陵磯日觀測(cè)水位,探討草洲變化的時(shí)空分布特征及其與水位條件的關(guān)系,以期為洞庭湖濕地保護(hù)及其可持續(xù)管理提供依據(jù)。
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