基于Landsat的近20余年东洞庭湖湿地草洲变化研究
摘要：利用多时相LandsatTM/ETM+影像，采用决策树分类法解译水域、泥沙滩地、草洲3种湿地类型，结合数字高程模型和相关水文信息，通过矩阵转移和贝塞尔曲线插值的方法，对低水位条件下东洞庭湖湿地草洲的时空变化特征进行分析。结果如下：（1）1989～2011年，草洲面积增加305.06km2，泥滩地面积减少274.28km2，水域面积呈波动状态；（2）草洲的主要扩张区域为长洲、新生洲、飘尾洲沿湖盆边缘部分、牛头洲大面积区域、武光洲-柴下洲、中洲-团洲部分；（3）草洲面积按高程分布呈先增后减特征，草洲覆盖的优势区域与非优势区域的高程分界点逐渐降低，水域和泥滩地分布的优势区域高程范围缓慢下移。草洲植被的生长分布和淹水条件关系密切，泥沙淤积和水文条件的改变都能导致淹水条件的变化，进而推进东洞庭湖草洲范围的扩张。此研究对于进一步明确洞庭湖湿地演变趋势及其形成机制具有重要意义。
关键词：遥感，东洞庭湖湿地，草洲，淹水天数
洞庭湖为我国第二大淡水湖泊,具有调节江河径流、净化水质、维护生物多样性和改善生态环境等多种生态服务功能,充分发挥其服务功能对于维系长江中下游社会Ｇ经济Ｇ生态可持续发展具有重要意义。同时,洞庭湖作为东北亚冬候鸟重要栖息地和湿地生态系统保护地,生物多样性极为丰富,目前已记录有高等植物２３５种,鱼类１１４种,其他水生生物６８种,鸟类１５８种。然而,近百年来尤其是１９４９年后,由于自然灾害、人类不合理的开发利用(如围垦、过渡捕捞、开沟种杨等)以及大范围高强度人为干扰(如三峡水库等大型水利工程)等多重因素的影响,导致湖泊面积迅速萎缩,湖泊调蓄能力严重衰退,江湖关系恶化,洪涝灾害加剧等多种生态环境问题日趋严峻。尤其是近年来,水资源短缺事件的频发引发了人们对洞庭湖湿地生态环境持续恶化、生态系统服务功能持续下降的担忧。因此,洞庭湖湿地的演变趋势和方向是当前所面临的重要科学议题。
湿地处于水陆交接的脆弱地带,生态平衡极易受到破坏。湿地植被是湿地生态系统中最敏感、最基本的组成部分,对湿地生态系统的结构和功能具有强烈的改造修复作用,一直以来都是湿地研究的热点之一。随着GIS技术的发展,越来越多的学者利用GIS技术对湿地植被资源进行动态监测,利用多光谱、多时相、大面积的遥感数据对湿地空间格局特征等进行了研究。水文过程对湿地生态系统的形成和演化具有重要的调控作用,如水位条件是影响湿地草洲分布的的关键因子之一。然而,目前国内外的研究中,极少能够将准确的水位信息与湿地植被分布及变化联系起来开展研究,而水位信息的不明确会对遥感分类造成困难,甚至导致结果不准确。本文以东洞庭湖为例,利用多时相的LandsatTM/ETM＋影像,根据日水位信息确定最终遥感数据,将由水位影响造成的错误尽可能减小,得出多年东洞庭湖湿地草洲的时空分布特征,并结合１∶１００００地形图和城陵矶日观测水位,探讨草洲变化的时空分布特征及其与水位条件的关系,以期为洞庭湖湿地保护及其可持续管理提供依据。
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