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湿地面积动态研究范文

时间:2022-07-16 04:40:31

湿地面积动态研究

1材料与方法

1.1数据的处理数据预处理包括:数据准备、遥感图像几何校正与配准、地形校正、大气校正和图像镶嵌与影像图制作,最终得到具有统一地图投影坐标且互相配准的数据库。所有处理使用遥感图像处理软件ENVI5.0和地理信息系统软件ArcGIS10.0完成的。

1.2湿地提取根据遥感影像湿地识别能力,以国家林业局制定的(GB24708—2009—T)《湿地分类》[16]中的湿地分类方案为主体框架,参考《湿地公约》分类系统,根据其特殊的地理位置,采用GaoJay等的分类方法,将高原湿地分为:山前、高山、河谷、河流、湖泊、河漫滩(沼泽)、阶地湿地等湿地类型。本文只讨论河流、湖泊、河漫滩3种湿地的动态变化。在遥感影像上,不同的事物有不同的特征,可以根据这些特征识别不同的物体[19]。根据玛多县各类型湿地景观的光谱和几何特征,利用玛多县土地利用图、玛多县草地调查图、2012年及2013年野外调査样点等资料,获取湿地分布信息,进行影像判读,分析不同类型的图谱特征,建立包括色调、灰度、斑块形状和纹理特征等信息的玛多县湿地主要地物影像解译标志。可以比较容易区分的主要地物有:草地为绿色,随植被盖度变化颜色发生深浅变化,水体(河流、湖泊、积雪)呈蓝色,水深的地方呈蓝黑色,所有湿地颜色比周围地表颜色深重。在ENVI5.0和ArcGIS10.0软件的支持下,对河流、湖泊湿地进行自动提取,对河漫滩湿地进行人机交互目视解译。

2结果与分析

2.1湿地分布变化利用ArcGIS10.0软件,制作出1990年、2001年和2013年3期湿地面积图(图1)。对比3个时期的湿地分布可以看出,虽然各类型湿地有所变化,但总的湿地的分布没有太大的变化。与1990年的湿地状况相比,2001年河流湿地在萎缩,面积大的湖泊湿地变化不是很明显,但有些小的湖泊变小或者消失;河漫滩湿地减少了,退化明显。在实地考察中,发现该区域鼠害较严重,土壤干旱。

2.2湿地面积变化根据影像解译结果(表1):3个时期3种湿地总面积分别为:3498.96,3137.93,3427.44km2。3种类型湿地总面积是先减后增的。1990年到2001年,河流湿地,湖泊湿地,河漫滩湿地3种湿地面积分别减少了25.61,130.4,205.02km2,共计360.03km2,其中河漫滩湿地减少的最多,其次为湖泊湿地;2001年到2013年湿地面积分别增加了14.7,159.95,114.86km2,共计289.51km2,其中湖泊湿地增加的最多,其次为河漫滩湿地。但总的来说1990—2013年3种湿地类型的面积总体上呈减小趋势,总面积净减少了71.52km2。其中在近20多年中,河流湿地、河漫滩湿地面积是减少的,湖泊湿地反而增加了,这与2003年以来,三江源自然保护区的建设,减缓人类活动的干扰有很大的关系。从1990年到2013年玛多县湿地面积以3.11km2/年速度的减少(表2),变化幅度为0.17%(减少),其中1990年到2001年,湿地面积减少的速度为32.82km2/年,变化幅度为0.94%(减少);2001年到2013年湿地面积增加的速度为24.13km2/年,变化幅度为0.77%(增加)。

2.3自然因素对玛多县湿地变化的影响根据青海省气象局的数据(图2)对玛多县从1990年到2010年的温度,降水资料进行统计分析,在高寒地区,降水是土壤水分变化的主要因素,大气降水的季节变化引起的土壤水分季节动态也有时间。在玛多县20年的黄河源区,年平均气温上升,高达1.5度。由于温度的上升造成的一系列环境变化:冰雪融化,冻土层溶解和地面蒸发量增加等。冰雪融化的湿地发展,但对湿地的同时带来更多的水使雪线上升,能融化冰雪面积逐渐减少,水的供应量将下降。由于气温上升将使大面积的冰雪融化,水的损失,不在原位形成的湿地。气温上升,冻土融化将导致地下水的补给来源和供应方式的改变,导致湖泊湿地和河漫滩湿地高度萎缩退化。此外,高温会直接导致地面蒸发量增加,由湿地水土流失加剧,对湿地的影响。玛多县1990—2010年降水量总体呈增长趋势。从1990—2001年年降水量及暖季降水量曲线来看,降水量季节上不平衡,且呈减少趋势,降水大多集中到暖季,而且,暖季降水量的减少,导致草地生产力下降,杂草、毒草出现,并侵占优良牧草草地,至使湿地退化,面积减小。玛多县暖季降水量减少及温度的升高,对导致蒸发量增大,对湿地植物造成了不良的影响,使湿地面积迅速萎缩。2001—2010年降水量呈增加趋势,玛多县草地暖季均温也呈升高趋势,降水量升高,使得植物在生长季能够较好的生长,对湿地面积的恢复起到了良好作用。

3讨论与结论

玛多县湿地的变化是受多种因素的影响的,摆万奇等[20]研究发现自20世纪80年代末期以来玛多县气候条件发生了明显变化,从气候变化的角度看,玛多县的水热条件是向着有利于草木生长的方向发展的,特别是生长期降水的大幅度增加对草地的恢复十分有利。但是,鼠害一直是玛多县草地生态环境中严重的生态问题。据统计[20],2002年玛多县鼠害草地面积达14995.33km2,占全部草地面积的65.2%,害鼠主要是高原鼢鼠(Myospalaxbaileyi)和高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)。根据LIXi-lai等[21]研究结果表明,黄河源玛多县未退化的湿地中只有个别鼠类活动的鼠洞(0.9个/9m2),中度和重度退化的湿地,鼠害鼠洞每9m2中分别达到4.4个和3.0个。鼠害导致了湿地表层水分(≤10cm)由未退化的54.3%降到重度退化的24.4%,植被盖度由原先的78.3%降到了36.5%。1990—2001年,黄河源玛多县湿地总面积在减少,这主要是由于人口增加、过度放牧和乱采滥挖等人类活动的加强,使得湿地周边环境遭到破坏,减弱了湿地上游和周边区域植被和土壤的涵养水源作用,使得湿地供水减少,从而不可避免地导致了湿地面积的萎缩。2001—2013年玛多县的湿地面积在增加,主要是由于三江源区2003年被国务院正式批准为部级自然保护区,2005年启动了生态环境保护与建设工程[22-25],在加强湿地保护和恢复湿地的同时,人工增雨工程的措施使得玛多县的降水量从2005年以来保持增加的趋势。侯文菊[26]研究结果表明,黄河源玛多县近10年年平均降水量呈增加趋势.其中夏季降水量增多最为明显,其次为春季:冬秋季降水量也为增多趋势。这与本文的结果玛多县湿地面积先减少后增多是相一致的。过度放牧是影响湿地面积变化的最主要的原因[22],玛多县是一个纯牧业县,绝大部分经济收入依赖畜牧业,扩大牲畜数量是经济增长的主要方式。在当地藏族居民的传统价值观念中,一直把拥有众多牲畜作为财富的主要象征,片面追求数量而并不看重真正体现经济效益的出栏率。此外,再加上人口增长的压力,构成了玛多县牲畜数量不断扩大的主要动力。过度放牧能够引起黄河源区草地、湿地的鼠类(小型哺乳动物)数量的爆发,导致鼠害发生,鼠害发生概率与草地放牧强度呈现极显著的相关性。随着三江源自然保护区生态保护和建设工程的逐步实施,通过退耕还草、退牧还草、鼠害治理、人工降雨等措施,玛多县整体生态环境得到了明显的改善,许多干涸、萎缩的湖泊得到了恢复。但是,三江源地区人为影响而产生的草地生态环境恶化依然存在,每年几十万的挖虫草人,采地皮菜和发菜的人,拥挤到保护区,超载放牧滥砍仍然严重,人口密度已不是0.5人/km2的固定数字,过度的人类活动给保护区局部地区产生的不良影响依然增加[27]。玛多县高原湿地有7种类型,分别为山前、高山、河谷、河流、湖泊、河漫滩(沼泽)、阶地湿地等湿地类型。本文重点研究了黄河源区玛多县的三种湿地类型,从1990年到2001年,河流湿地,湖泊湿地,河漫滩湿地3种湿地面积分别减少了25.61,130.4,205.02km2,共计360.03km2,其中河漫滩湿地减少的最多,其次为湖泊湿地;2001年到2013年湿地面积分别增加了14.7,159.95,114.86km2,共289.51km2,其中湖泊湿地增加的最多,其次为河漫滩湿地。影响黄河源玛多县湿地面积变化的主要因素为人类的过度放牧,其次为鼠害及气候变化等。其他4种湿地类型还需要进一步的研究。

作者:薛在坡 李希来 张红林 韩美琴 单位:青海大学农牧学院

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