青海湖流域近10年湿地动态遥感监测

张志军，殷青军，李文奇，陈兴芳

(1.青海师范大学生命与地理科学学院，青海 西宁 810008；2.青海景图信息技术有限公司，青海 西宁 810008)

湿地是地球表层系统独特而重要的生态系统，与森林、草地、农田、海洋等生态系统共同维系着地球表层生物的多样性和生态平衡，是功能独特、无可替代的自然综合体[1].青海湖流域位于青藏高原东北部，由于独特的气候、地质、水文、生物等环境因素的综合作用，形成了较典型的高寒型自然湿地环境，并被列入《国际重点保护湿地名录》中.近些年来，由于地质构造运动、气候变迁等自然因素，以及人为不合理的影响，导致本来已经很脆弱的流域环境遭到了破坏，出现了很多生态失调问题，严重影响到流域人民的生活以及经济的可持续发展[2].因此，研究青海湖流域的湿地变化具有重要的意义.

本文中以3期TM遥感影像为数据源，在RS和GIS技术支持下，结合相关专题图、文字资料，对青海湖流域湿地资源近10年来的动态变化进行了分析研究，旨在为相关部门制定湿地保护措施等提供科学依据.

1 研究区概况

青海湖流域位于青海省东北部，是一个四周环山的封闭式内陆盆地，介于北纬36°15′～38°20′和东经97°50′～101°20′之间，海拔3 194～5 174 m(见图1).地貌多样，高原半干旱高寒气候，年均气温-4.6～4.0℃，年降水量291.0～579.0 mm，年蒸发量1 300～2 000 mm，降水多集中在5-9月份，雨热同期.分布有鸟类164种(10万多只)、兽类36种、两栖类2种、鱼类6 种、爬行类3种，种子植物775种264属64科[3].

图1 青海湖流域地理位置图

青海湖流域土地面积29 964.36 km2，辖4县(共和县、海晏县、刚察县和天峻县)25乡，据统计，2004年青海湖流域总人口数为8.56万，陆地人口平均密度3.4人/km2.湖区人口主要集中分布在以刚察县为中心的青海湖北岸湖滨三角地带以及湖周边交通相对发达的湖盆地带[4].

2 研究方法

2.1数据资料收集了2000年、2005年和2010年青海湖流域丰水期(7-10月)的遥感卫星TM影像(空间分辨率为30 m)、青海湖流域1∶5万地形图、青海省1∶100万土地利用现状图、青海省1∶100万植被图、青海省1∶100万土壤图等基础资料.选取的TM影像云量小于5%.

2.2数据预处理为了提高卫星影像的判别精度，卫星数据采用4、3、2波段的假彩色合成，并对合成的彩色图像作增强处理.采用二次多项式，以1∶5万地形图为控制图像对影像进行几何精纠正和波段间相互配准，几何校正系数采用最小二乘法计算，象元重采样采用最邻近法[5]，纠正后的均方根误差小于1个像元.

2.3青海湖流域湿地分类体系目前国际湿地具有代表性的分类有：《湿地公约》1990年制定的湿地分类系统、美国分类系统(Cowardin等在1979年提出的分类体系和Brison在1993年提出的水文地貌分类法)、加拿大全国湿地分类系统等[6].根据中国的湿地现状、《湿地公约》分类系统和国家林业局《全国湿地资源调查技术规程》，确定了青海湖流域湿地分类体系，共分为4类14型(表1).

表1 青海湖流域湿地分类体系

按照上述分类方法，找出各类地物影像特征的基本规律，结合野外考察资料，参考其他资料，建立影像解译标志库.依据遥感影像判读解译的基本原理和建立的判读解译标志，并根据同地区其他影像数据、地形图、野外考察等资料，以多因素综合分析方法，从上到下、从左到右逐块进行判读解译.

3 结果与分析

表2 青海湖流域湿地面积统计 km2

通过人工目视解译，对图斑进行区划，并结合地面调查得到了青海湖流域3期丰水期湿地类型面积的统计结果(表2).结果显示，2000年、2005年、2010年青海湖流域湿地总面积分别为7 114.10、7 115.90、7 120.91 km2，青海湖湖面面积分别为：4 234.39、4 230.63、4 241.61 km2(不包括海心山、三块石).由此可知，青海湖流域湿地比较稳定，总面积变化不大，而明显的变化主要是湿地类型之间的变化.

3.1湿地类型的分布通过对2000年、2005年和2010年TM遥感影像数据的分类及综合判读，获取了青海湖流域3期湿地空间分布信息.青海湖流域湿地主要分布：永久性河流主要包括布哈河、巴哈乌兰河、沙柳河、甘子河、哈尔盖河、黑马河和倒淌河；季节性河流主要分布在永久性河流的支流上；洪泛平原湿地主要分布在河流和湖泊周边；永久性淡水湖分布在天峻县苏里乡、阳康乡、龙门乡和新源镇；永久性咸水湖主要由青海湖和尕海组成，以及分布在天峻县阳康乡的一些咸水湖；季节性淡水湖主要分布在天峻县新源镇、江河镇和织合玛乡；季节性咸水湖主要分布在共和县江西沟乡；草本沼泽集中分布在天峻县新源镇、快尔玛乡和共和县石乃亥乡的布哈河周边；灌丛沼泽分布在永久性河流周边，4县均有分布，其中以天峻县和刚察县分布最多；森林沼泽分布在天峻县快尔玛乡和刚察县吉尔孟乡；内陆盐沼主要分布在青海湖周边；沼泽化草甸4县都有分布，以天峻县最多；绿洲湿地分布在天峻县新源镇；库塘主要分布在刚察县沙柳河镇.

3.2湿地类型的时间变化特征从表2可以看出，近10 a来，永久性河流、永久性咸水湖、内陆盐沼面积呈先减少后增大趋势，洪泛平原湿地面积呈先增大后减少趋势，沼泽化草甸面积呈增大趋势，其他类型湿地面积变化趋势不明显.新尕海湖地区是青海湖流域湿地变化最明显的区域之一(图2)，2000年、2005年和2010年新尕海湖的面积分别为14.85、9.24、10.35 km2，湖边洪泛平原的面积分别为22.78、28.49、28.14 km2.

图2 2000年、2005年、2010年青海湖流域新尕湿地分布图

3.3湿地类型的空间演化特征对湿地分布进行空间分析得到湿地类型转移矩阵(见表3、表4).湿地类型转化趋势为:2000-2005年，永久性咸水湖共转出7.07 km2，占湿地转出总量的72.96%.其中，向洪泛平原湿地和内陆盐沼的转入面积分别为6.81 km2和0.14 km2.同时，洪泛平原湿地、内陆盐沼和沼泽化草甸也向永久性咸水湖转入，共转入1.49 km2，占永久性咸水湖转入总量的91.98%，转化主要分布在青海湖周边；永久性河流共转出0.67 km2，占湿地转出总量的6.91%，转入洪泛平原湿地0.65 km2，转化主要分布在布哈河周边；有1.91 km2的非湿地向洪泛平原湿地和沼泽化草甸分别转入0.39 km2和1.39 km2，占非湿地转出总量的93.19%，转化主要是在天峻县和刚察县境内.

表3 2000-2005年青海湖流域湿地面积转换矩阵 km2

表4 2005-2010年青海湖流域湿地面积转换矩阵 km2

2005-2010年，洪泛平原湿地共转出7.16 km2，占湿地转出总量的87.32%.主要转为永久性河流和永久性咸水湖，其中转入永久性咸水湖的面积为5.72 km2，占洪泛平原湿地转出总量的79.89%；除了洪泛平原湿地外，非湿地转出也较明显，共转出5.02 km2，向永久性咸水湖和沼泽化草甸的转入面积分别为1.64 km2和2.84 km2，占非湿地转出总量的89.24%；永久性咸水湖共转入7.97 km2，占湿地转入总量的60.28%.其中，洪泛平原湿地、沼泽化草甸和非湿地的转入占永久性咸水湖转入总量的97.24%.这些转化大多分布在青海湖周边和布哈河周边，以及天峻县和刚察县境内.

近10年来，季节性河流、季节性咸(淡)水湖、草本沼泽、灌丛沼泽、森林沼泽、绿洲湿地和库塘面积之间没有转化过程且自身变化规律不明显，在本文中不做具体分析.综上所述，洪泛区平原、沼泽化草甸、内陆盐沼和永久性河流、永久性咸水湖之间的动态变化是湿地类型面积变化的直接因素.

4 结论

通过以上研究分析，得出如下结论：

1)青海湖流域近10 a湿地面积平均约为7 116.97 km2，占青海湖流域土地总面积的23.99%.流域4县均有湿地分布，但主要集中在天峻县和刚察县境内.

2)2000年、2005年、2010年青海湖流域湿地总面积分别为7 114.10 km2、7 115.90 km2、7 120.91 km2，由此可知，青海湖流域湿地比较稳定，总面积变化不大，而明显的变化主要是湿地类型之间的变化.

3)通过分析3期TM影像，湿地类型空间变化特征基本符合实际情况，青海湖流域湿地类型变化主要是永久性咸水湖、永久性河流、内陆盐沼、洪泛区平原和沼泽化草甸之间的变化，这些变化主要分布在青海湖周边和布哈河周边，以及天峻县和刚察县境内.

[1] 吕宪国.湿地生态系统观测方法[M].北京:中国环境科学出版社，2005.

[2] 王小梅，孙中英.高原“湿地”—青海湖流域生态环境综合评价[J].青海师范大学学报，1999(2):49-52.

[3] 赵串串，杨晓阳，张凤臣，等.青海湖流域湿地现状调查与分析[J].陕西林业科技，2007(4):49-51.

[4] 陈桂琛.青海湖流域生态环境保护与修复[M].西宁：青海人民出版社，2008.

[5] 彭望琭，白振平，刘湘南.遥感概论[M].北京:高等教育出版社，2002.

[6] Lv xianguo，Jiang Ming.Progress and prospect of wetland research in China[J].Journal of Geographical Sciences，2004，14:45-51.