反演洞庭60年变迁史

余德清

洞庭天下水，岳阳天下楼。

美丽富饶的洞庭湖区，位于长江中游以南，湖南省北部，是我国目前水量最大的淡水湖，也是我国首批加入国际《湿地公约》的 7 块重要湿地之一。

洞庭湖担负着调蓄长江和湘、资、沅、澧四水洪峰的重要任务，对长江流域乃至全国的生态调节发挥着重要作用，也为保障我国粮食安全作出了重要贡献。

洞庭湖的生态文明课题

多年来由于人类不合理的开发利用，给洞庭湖区湿地生态系统带来了许多负面影响，致使生态环境严重退化。目前，洞庭湖区湿地存在诸多问题，主要表现在：湖区环境污染日益加剧；生物多样性减少，珍稀物种濒危；泥沙淤积严重，湖泊萎缩，洪水水位升高，调蓄功能下降；水文环境趋于恶化，洪涝灾害日益频繁；血吸虫病盛行，疫区面积有扩展趋势；湿地生态质量下降，功能衰退。洞庭湖生态形势已经十分严峻，时刻危及两湖平原甚至长江中下游流域的安全。洞庭湖区域整体环境一旦持续恶化，势必难以逆转。保护好洞庭湖一湖清水，是我们义不容辞的责任和使命。

为此，2014年4月国务院批准设立洞庭湖生态经济区（国函〔2014〕46号）。这是深入实施促进中部地区崛起战略的重大举措，对于探索大湖流域以生态文明建设引领经济社会全面发展新路径，促进长江中游城市群一体化发展和长江全流域开发开放具有重要意义。

为充分发挥地理国情监测成果的综合性、全面性、客观性等优势，为《洞庭湖生态经济区规划》制定具体实施方案、编制重点领域专项规划提供服务，湖南省地理国情普查领导小组设立了“洞庭湖生态经济区地理国情监测”项目。项目由近年来一直承担着洞庭湖区资源环境遥感调查与监测工作，拥有丰富的历史成果资料和技术优势的湖南省遥感中心、湖南师范大学、中国地质大学（武汉）承担。

地理国情监测再现60年洞庭变迁史

项目利用多时相、多尺度、多光谱的历史遥感数据，地理国情普查的高分辨率遥感影像数据及基础地理信息数据等，整合利用已有的相关专题信息，开展湖泊面积、水面分布等变化监测，客观反映洞庭湖区生态环境要素历史变化，形成客观、准确的监测成果；同时采用变化检测、纵向比较、横向对比、类比分析等方法，开展洞庭湖湖泊水面与湖容变化研究，加强空间分布数据的湿地生态系统健康评价，分析三峡库区运行前后洞庭湖区生态环境的变化情况，总结生态环境信息的变化趋势。主要监测内容包括：开展1955-2014年洞庭湖区的湖泊萎缩、河道变迁、湖岸（堤坝）变化监测；开展1973-2014年洲滩扩张演变及其地表覆盖变化、血吸虫钉螺孳生环境变化监测；开展1984-2014年湖泊周边潜在污染源和疑似排泄口变化监测；开展1993-2014年来洞庭湖湿地景观变化等生态环境信息监测以及湖泊水面与湖容变化监测。在此基础上，基于洞庭湖历史演变调查监测数据和水下地形图数据，建立不同水位下的湖泊三维可视化耦合模型，反演洞庭湖泥沙淤积与湖泊萎缩历史，评价三峡库区运行前后洞庭湖区生态景观健康演变。初步统计，项目使用的航天航空影像在100个时相以上，包括1950年代初期前苏联的航拍影像、1960年代美国的锁眼卫星数据、1970年代的美国的MSS 卫星数据、1980-1990年代的TM/ETM+卫星数据以及本世纪以来我国的CBERS/02B/02C/ HJ-1/GF-1/ZY-3/TH-1等多种国产卫星影像。

初步监测成果表明，洞庭湖湖盆总面积15790.93 km2（湖南部分）；历史围垸228个，围垦面积10042.50 km2，占湖盆总面积的63.60%。天然主湖泊面积2600.98km2（东洞庭湖1304.36km2、南洞庭湖900.68km2、目平湖323.01km2、七里湖72.93km2），大通湖等其他湖泊面积590.93 km2，河洪道面积1130.02Km2。枯水期东洞庭湖、南洞庭湖与目平湖洲土出露面积达1600～2200km2，占三湖总面积的63%～88%；平水期三湖洲土出露面积1100～1500km2，占湖盆总面积的43%～60%；丰水期三湖洲土出露面积不到500km2，占湖盆总面积在20%以下。洞庭湖水面季节变幅超过85%，洪水期汪洋一片，枯水期几条“线”（见附图）。丰水季节，当城陵矶水位在34m以上时，几乎所有洲土均被淹没，洞庭湖呈现“浩浩荡荡，横无际涯”的“烟波浩淼”景象；而在枯水季节，城陵矶水位在20m左右，洲土中以芦苇、杨树、湖草为主，间有成片的蔬菜、油菜等季节性耕作，洞庭湖则是“一望无垠，牛羊成群”的“江南草原”景观。2007年1月14日，城陵矶水位21.27m，洞庭湖天然主湖泊水面面积仅510.93km2（东洞庭湖190.10km2、南洞庭湖250.04km2、目平湖69.86km2、七里湖0.93km2）。

目前，洞庭湖生态经济区地理国情监测工作正在紧锣密鼓地开展，预计今年10月底可完成各项监测任务，发布监测成果。

刘 侠

原籍江苏，毕业于北京地质学院。1985年担任湖南省地质环境监测总站（湖南省遥感中心）首任站长兼总工程师，1987年晋升教授级高级工程师。先后被评为湖南省优秀科学工作者，全国地质系统劳动模范，享受国务院政府特殊津贴专家等。是中国遥感应用协会发起人之一，并曾担任湖南省经济技术开发研究中心常务副主任，湖南省科协常委，中国遥感应用协会环境遥感常务副理事长，专家委员会副主任、顾问，湖南省政府洞庭湖防洪系统总设计师等。

刘侠在长期的科研生产实践工作中，为我国遥感应用的创建和发展作出了重大贡献。曾在湖南首次提出开展遥感地质的设想，并组织了湖南第一次遥感实验、组建第一个遥感实验室，完成我国第一部遥感专著《资源遥感的方法和实践》，提出和主持了我国首次国土调查多平台遥感试验国家“六五”攻关项目等。