皖江經(jīng)濟帶濕地遙感現(xiàn)狀調(diào)查及變化規(guī)律研究

楊娟　黃燕　陳有明

摘要： 利用MSS、ETM+、CBERS-2、BJ-2、02C和TH1多時相衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，分別提取1975年、2000年、2007年和2016年皖江經(jīng)濟帶濕地現(xiàn)狀及變化的遙感信息，研究皖江經(jīng)濟帶濕地遙感現(xiàn)狀及變化規(guī)律。結(jié)果表明：皖江經(jīng)濟帶濕地類型主要為河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地和人工濕地，市縣級地域濕地分布不均、類型不全;1975—2016年，人工濕地面積增加，增長率為55.32%;沼澤濕地面積減少，減少率為69.97%;湖泊濕地和河流濕地面積較穩(wěn)定，增長率分別為1.80%和2.06%。濕地變化分兩個階段：第一階段（1975—2007年），濕地面積總體增加，河流濕地、湖泊濕地和沼澤濕地面積減少，人工濕地面積增加;第二階段（2007—2016年），濕地面積總體增加，但河流濕地和湖泊濕地面積增加，沼澤濕地面積繼續(xù)減少，人工濕地面積繼續(xù)增加，濕地面積增減受人類活動影響較大。

關鍵詞： 皖江經(jīng)濟帶;濕地現(xiàn)狀;濕地變化規(guī)律;遙感地質(zhì)調(diào)查

中圖分類號：S127 文獻標識碼：A 文章編號：2096-1871（2019）04-273-07

濕地具有為人類提供食物、原材料和水資源的潛力，在防洪抗旱、水土保持、生物多樣性保護及旅游休閑等方面具有重要作用，給人類帶來巨大的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益[1]。目前，我國提出了按“統(tǒng)籌穩(wěn)增長、促改革、調(diào)結(jié)構、惠民生，實施定向調(diào)控、注重標本兼治，推動經(jīng)濟優(yōu)化升級，部署建設綜合立體交通走廊打造長江經(jīng)濟帶”的要求，拉開了部署和建設長江經(jīng)濟帶的序幕。皖江經(jīng)濟帶是長江經(jīng)濟帶的重要組成部分，研究其濕地分布現(xiàn)狀及其動態(tài)變化規(guī)律，對區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要作用[2]。近些年來，皖江經(jīng)濟帶相繼開展了不同程度的濕地調(diào)查及研究工作。一些學者[3-5]探討了安慶沿江濕地景觀動態(tài)變化、影響因素及其服務功能，認為1988—2006年，安慶沿江濕地面積減少主要受人類活動、國家政策法規(guī)及環(huán)保意識的影響;陳鳳先等[6]對長江中下游濕地保護現(xiàn)狀及變化趨勢進行分析，發(fā)現(xiàn)2000—2010年，長江中下游自然濕地面積逐漸減少;汪芳琳等[7]分析了安徽省濕地現(xiàn)狀及存在的問題，提出了相應的保護對策與建議。目前，皖江經(jīng)濟帶濕地研究主要集中在某個市縣或某個濕地類型，對皖江經(jīng)濟帶完整范圍內(nèi)較多濕地類型的研究較少。

遙感技術具有光譜多、重訪周期短、空間分辨率高等優(yōu)勢，為濕地調(diào)查、監(jiān)測提供了大量精確數(shù)據(jù)源。GIS技術強大的空間信息分析功能可滿足濕地資源動態(tài)監(jiān)測與分析的需要，二者結(jié)合可及時、準確地掌握濕地資源現(xiàn)狀和變化情況[8]。本文將遙感技術和GIS技術相結(jié)合，應用多時相、多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)調(diào)查皖江經(jīng)濟帶濕地現(xiàn)狀，研究濕地類型、面積的時空變化規(guī)律，為皖江經(jīng)濟帶濕地合理開發(fā)、利用和保護提供參考。

1 研究區(qū)概況

皖江經(jīng)濟帶位于長江中下游，安徽省中東部地區(qū)，地理坐標為115°45′～119°39′ E， 29°47′～33°32′ N，包括合肥、蕪湖、馬鞍山、銅陵、安慶、池州、滁州、宣城及六安市金安區(qū)和舒城縣，共59個縣（市、區(qū)），面積為7.60萬km2。

構造運動及內(nèi)外動力地質(zhì)作用塑造了研究區(qū)形態(tài)多樣的平原、丘陵及山地地貌，總體分為江淮波狀平原、皖西中低山、沿江丘陵平原和皖南中低山4大地貌單元（圖1）。截至2016年底，皖江經(jīng)濟帶常住人口約2 972.2萬人，生產(chǎn)總值達16 353.95億元[9]。

2 研究方法

2.1 遙感數(shù)據(jù)源

用于濕地遙感現(xiàn)狀調(diào)查與變化規(guī)律研究的數(shù)據(jù)源主要為美國陸地衛(wèi)星、中巴資源衛(wèi)星和高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)，分別獲取1975年（MSS數(shù)據(jù)為主）、2000年（TM/ETM+數(shù)據(jù)為主）、2007年（CBERS數(shù)據(jù)為主）和2016年（高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)BJ-2、02C、TH1）4個時段的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

2.2 濕地遙感分類

根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局《全國自然資源遙感綜合調(diào)查與信息系統(tǒng)建設技術要求》[11]，參照《濕地公約》[12]和《全國濕地資源調(diào)查與監(jiān)測技術規(guī)程》[13]，結(jié)合濕地遙感影像特征，將研究區(qū)濕地劃分為4類及8亞類（表1）。

2.3 解譯方法

以人機交互式解譯為主，自動提取為輔[14]，針對不同地貌單元建立濕地遙感解譯標志，以選取的多期遙感影像為底圖，參考土地利用信息，結(jié)合地形圖、植被圖、水文地質(zhì)圖以及相關資料，在地理信息系統(tǒng)環(huán)境中進行濕地解譯，通過野外調(diào)查驗證，形成濕地現(xiàn)狀遙感解譯數(shù)據(jù)。

3 研究結(jié)果

3.1 濕地現(xiàn)狀

皖江經(jīng)濟帶現(xiàn)有濕地總面積為11 860.90 km2，其中河流濕地面積為2 779.41 km2，湖泊濕地面積為3 095.09 km2，沼澤濕地面積為9.00 km2，人工濕地面積為5 977.40 km2（圖2），分別占濕地總面積的23.43%、26.09%、0.08%、50.40%。以縣級行政區(qū)劃單位統(tǒng)計，濕地面積最大的是宿松縣，濕地面積為835.33 km2，密度為35.13%;濕地面積最小的是銅陵市銅官山區(qū)，濕地面積為1.57 km2，密度為5.08%。研究區(qū)濕地分布平均密度為15.61%，安慶市迎江區(qū)濕地分布密度最大，密度為44.67%，面積為91.57 km2;績溪縣濕地分布密度最小，密度為1.97%，面積為21.78 km2（表2）。

區(qū)內(nèi)河流濕地、湖泊濕地及沼澤濕地主要分布在沿江流域，長江主干河道及沿線的湖泊濕地面積占比較大;人工濕地中水庫大部分位于皖西大別山地及江淮丘陵、波狀平原區(qū)，坑塘、溝渠等人工濕地基本分布于平原崗地農(nóng)業(yè)發(fā)達、人口密集的地區(qū)。

綜上分析，皖江經(jīng)濟帶濕地現(xiàn)狀主要有以下特征：（1）類型齊全，河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地和人工濕地均有發(fā)育;（2）空間分布廣，濕地不僅密集分布于長江流域平原區(qū)，在皖西大別山地及皖南山地、江淮丘陵崗地均有分布;（3）市、縣級地域濕地分布不勻、類型結(jié)構不全，很多地域未發(fā)育呈一定規(guī)模的沼澤濕地，而河流濕地和湖泊濕地具有地域集中分布的特征。

3.2 濕地變化

將濕地遙感解譯結(jié)果在GIS環(huán)境中統(tǒng)一至1∶25萬比例尺并進行比較，發(fā)現(xiàn)1975—2016年，人工濕地面積明顯增加，湖泊濕地、河流濕地面積稍有增加，沼澤濕地面積減少（圖3），其變化率分別為55.32%、1.8%、2.06%、69.97%，濕地變化可分為2個階段。

第一階段（1975—2007年）。濕地面積總體增加，但河流濕地、湖泊濕地和沼澤濕地面積減少，人工濕地面積增加。

第二階段（2007—2016年）。濕地面積總體增加，但河流濕地和湖泊濕地稍有增加，沼澤濕地面積繼續(xù)減少，人工濕地面積繼續(xù)增加。

3.2.1 湖泊濕地變化

1975—2007年，研究區(qū)湖泊濕地面積減少15 km2，主要因湖泊圍墾改為淡水養(yǎng)殖。2007—2016年，湖泊濕地面積增加23 km2，主要因退耕還濕政策取得了一定效果?？傮w看，研究區(qū)湖泊濕地面積增加了8 km2，增長率為1.80%。根據(jù)《安徽統(tǒng)計年鑒-2001》[15]、《安徽統(tǒng)計年鑒-2008》[16]和《安徽統(tǒng)計年鑒-2017》[9]計算出皖江經(jīng)濟帶2000年、2007年和2016年的降水量分別為1 095.79 mm、1 152.36 mm和1 869.18 mm，說明降水量增加，對湖泊濕地面積增加也具有一定影響。

3.2.2 人工濕地變化

1975—2007年，研究區(qū)人工濕地面積增加了322 km2;2007—2016年，人工濕地面積增加了47 km2?？傮w上看，研究區(qū)人工濕地面積增加了369 km2，增長率為55.32%。人工濕地面積增加主要因新增水庫和坑塘增加，新增水庫有大房郢水庫和東山水庫等（圖4）。

3.2.3 河流濕地變化

1975—2007年，研究區(qū)河流濕地面積減少46 km2;2007—2016年，研究區(qū)河流濕地面積增加80 km2?？傮w看，河流濕地面積增加了34 km2，增長率為2.06%。研究區(qū)主要河流有長江、皖河、秋浦河、豐樂河、裕溪河和青山河，河流濕地面積變化主要是河道內(nèi)洲灘及邊灘變化造成的。區(qū)內(nèi)最大的河流為長江，河道內(nèi)江心洲發(fā)育，汊道眾多，河道平面變化較小，江心洲面積變化較大。洲灘變化主要表現(xiàn)為邊灘發(fā)育、江心洲靠岸、江心洲新生與合并、多汊河道向單一河道過渡等。以黑沙洲鵝頭型分汊河段為例，說明河道洲灘的變化特征（圖5）。

黑沙洲河段位于荻港鎮(zhèn)—三山河口，主要變化是黑沙洲頭崩退、天然洲左緣淤長，二者沖淤近似同步。受板子磯分流點大幅下延影響，左汊主泓貼岸位置下移至泥汊援洲一帶，黑沙洲頭崩退，天然洲左緣淤長變緩，中汊進流條件逐年惡化趨于衰亡，逐漸淤塞，至今枯水期兩洲基本合并。黑沙洲北側(cè)小沙洲不斷下移，存在與黑沙洲合并的趨勢。黑沙洲左汊左岸有邊灘淤積，天然洲淤長與黑沙洲左汊彎道頂沖點下移，黑沙洲左汊不斷淤窄。2001年調(diào)查發(fā)現(xiàn)，黑沙洲左汊已淤積嚴重，無法行船，正在向快速淤死方向發(fā)展，右汊至今沒有沙洲出露，右汊將繼續(xù)發(fā)展[17]。1975—2016年，黑沙洲洲頭沖退約2.63 km，天然洲左緣中上段淤長約3.21 km，沖退與淤長速度逐漸減慢。

3.2.4 沼澤濕地變化

1975—2007年，研究區(qū)沼澤濕地面積減少16 km2;2007—2016年，研究區(qū)沼澤濕地面積減少4 km2?？傮w看，沼澤濕地面積減少了20 km2，減少率為69.97%。沼澤濕地占濕地總面積的0.08%，多數(shù)地區(qū)沒有呈一定規(guī)模的沼澤濕地。

4 討 論

根據(jù)研究區(qū)濕地遙感調(diào)查成果，皖江經(jīng)濟帶濕地面積總體增加，濕地生態(tài)環(huán)境整體趨好，其中河流濕地、湖泊濕地和人工濕地面積均不同程度增加，但沼澤濕地面積持續(xù)減少，且在研究區(qū)濕地總面積的占比也較小。

研究區(qū)濕地面積增加，與近年來濕地生態(tài)保護及濕地生態(tài)恢復政策法規(guī)的有效實施密切相關，如退耕還湖、改善水產(chǎn)養(yǎng)殖、加強水污染控制等。根據(jù)2016年安徽省水資源公報[18]，研究區(qū)農(nóng)業(yè)用水與工業(yè)用水占比最大，其次是居民生活用水（圖6）。

研究區(qū)2000年、2007年和2016年的生產(chǎn)總值分別為1 503.55億元、4 804.52億元和16 353.95億元，其中工業(yè)增加值分別為507.38億元、3 259.71億元和9 724.93億元[9，15-16]，經(jīng)濟發(fā)展較快，水資源消耗與污染也較嚴重，局部地區(qū)濕地生態(tài)環(huán)境污染嚴重。研究區(qū)最大的湖泊巢湖，污染較嚴重，特別是夏日藍藻爆發(fā)，嚴重影響周邊居民生活。巢湖水質(zhì)受氮、磷營養(yǎng)鹽與耗氧有機物的污染，全湖綜合水質(zhì)劣于地面V類水標準（Ⅴ類水主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域），總氮、總磷超標，全湖呈富營養(yǎng)化狀態(tài)，其中合肥市飲用水源所在地塘西水域尤為嚴重[19]。2017年4月，巢湖再度爆發(fā)藍藻，塘西水域是藍藻爆發(fā)影響最嚴重的區(qū)域之一。水質(zhì)富營養(yǎng)化，導致湖內(nèi)藻類大量滋生，而藻類生長速度快，生命周期短。大量藻類死亡后腐爛發(fā)臭，漂浮于湖面，遮擋陽光，使水中藻類光合作用減弱，水中含氧量下降，造成大量魚蝦死亡，給周圍居民生產(chǎn)及生活造成嚴重影響。巢湖水封閉性大，湖水更新循環(huán)慢，大量營養(yǎng)性污染物滯留湖內(nèi)，生態(tài)環(huán)境失調(diào)，加速了其富營養(yǎng)化進程。許多水庫因疏于管理，監(jiān)管不力，污染嚴重，造成飲用水源地破壞。與水庫相連的河流河床升高，形成大面積河流灘涂，河流灘涂面積遠超過河流集水面積，生產(chǎn)和生活垃圾隨處可見，河流水質(zhì)變差（圖7）。

濕地面積變化受自然和人為因素共同影響。有效實施退耕還湖、改善水產(chǎn)養(yǎng)殖、加強水污染控制等濕地生態(tài)保護及生態(tài)恢復政策法規(guī)，使?jié)竦孛娣e及數(shù)量整體增加。經(jīng)濟發(fā)展較快，濕地污染治理滯后，使?jié)竦孛娣e及質(zhì)量整體下降。在發(fā)展經(jīng)濟的同時，應加大科研投入，建立濕地動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)，進一步開展?jié)竦厣鷳B(tài)功能恢復及保護工作。

5 結(jié) 論

（1）皖江經(jīng)濟帶濕地面積較大，但市縣級地域濕地分布不均，濕地類型不全，多數(shù)地域沒有呈一定規(guī)模的沼澤濕地，河流濕地和湖泊濕地呈地域集中分布。

（2）1975—2007年，皖江經(jīng)濟帶濕地面積總體增加，河流濕地、湖泊濕地和沼澤濕地面積減少，人工濕地面積增加; 2007—2016年，皖江經(jīng)濟帶濕地面積總體增加，但河流濕地和湖泊濕地面積增加，沼澤濕地面積繼續(xù)減少，人工濕地面積繼續(xù)增加。

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Current status and change regularity of wetlands in the Wanjiang Economic Belt based on remote sensing study

YANG Juan， HUANG Yan， CHEN You-ming

（Geological Survey Institution of Anhui Province， Hefei 230001，China）

Abstract：Based on multi-temporal satellite remote sensing data such as MSS， ETM， CHERS-2， BJ-2， 02C and TH1， this paper extracted remote sensing information （1975， 2000， 2007 and 2016） of wetlands in the Wanjiang Economic Belt to understand the current status and change regularity of wetlands in this area. The results show that the wetland types of the Wanjiang Economic Belt are mainly river wetland， lake wetland， swamp wetland and artificial wetland， and their distribution and varieties vary unevenly in county-level areas. From 1975 to 2016， the artificial wetlands increased at a rate of 55.32%， whereas the swamp wetlands decreased with a reduction rate of 69.97%. The lake wetlands and river wetlands have relatively stable areas， with grwoth rates of 1.80% and 2.06% respectively. The wetland change can be divided into two stages. The first stage from 1975 to 2007 witnessed an increase of the total wetland area but a decease of river wetland， lake wetland and swamp wetland. The second stage from 2007 to 2016 experenced an incease of the total wetland area， especially river wetland and lake wetland， but a decrease of swamp wetlands. The artificial wetland area continues to increase， and therefore， increasing of wetland area is highly affected by human activities.

Key words：Wanjiang Economic Belt; current status of wetland; change regularity; geological survey of remote sensing

*收稿日期：2018-07-30 修訂日期：2018-12-11 責任編輯：譚桂麗

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局“鄂豫皖區(qū)自然資源更新調(diào)查（編號：DD2016007735）”項目資助。

第一作者簡介：楊娟，1985年生，女，工程師，主要從事遙感地質(zhì)調(diào)查及研究工作。