基于遙感的鄱陽湖五河濱岸帶生態(tài)功能分區(qū)研究

徐 堅(jiān)，李國忠，鄭 航，欒華龍，劉同宦，楊文俊

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 空間信息技術(shù)應(yīng)用研究所，武漢 430010； 2.長(zhǎng)江科學(xué)院 水利部長(zhǎng)江中下游河湖治理與防洪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430010； 3.長(zhǎng)江科學(xué)院 河流研究所，武漢 430010)

1 研究背景

濱岸帶是指河湖岸坡及濱水帶共同組成陸域與河湖水體之間的過渡地帶和功能界面，也稱水陸交錯(cuò)帶。從河湖管理角度上濱岸帶通常統(tǒng)稱為河湖岸線，是指河流兩側(cè)、湖泊周邊臨水邊界線與外緣邊界線之間的帶狀區(qū)域，也是聯(lián)系河流生物與周圍環(huán)境的自然紐帶[1]。河湖的濱岸帶承載著防洪、用水、水環(huán)境保護(hù)、水景觀等生態(tài)及社會(huì)服務(wù)功能。健康的濱岸帶生態(tài)系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)徑流、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)微氣候、治理水土污染、提供水陸生物棲息和繁衍場(chǎng)所等生態(tài)服務(wù)功能[2]，在改善人類生活環(huán)境方面具有重要意義。河湖濱岸帶對(duì)河湖具有重要生態(tài)安全保障和過渡作用，開展鄱陽湖五河生態(tài)功能分區(qū)研究，為鄱陽湖及五河生態(tài)治理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，是當(dāng)前普遍關(guān)切和急需解決的關(guān)鍵問題之一。

生態(tài)水利是人類文明發(fā)展到生態(tài)文明時(shí)代的水資源利用的一種途徑和方式，它以尊重和維護(hù)生態(tài)環(huán)境為主旨，開發(fā)水利、發(fā)展經(jīng)濟(jì)，為人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展服務(wù)。生態(tài)水利涵蓋了水利事業(yè)和水利產(chǎn)業(yè)目標(biāo)，又突出了生態(tài)環(huán)境目標(biāo)與可持續(xù)發(fā)展的三維目標(biāo)，即經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境是一致的。近年來，3S技術(shù)(即全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS)的應(yīng)用日益普及，3S技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間分布格局的快速提取和分析，為空間功能分區(qū)研究提供了新的技術(shù)手段，在生態(tài)水利研究中扮演著重要的角色[3]。

當(dāng)前將遙感技術(shù)應(yīng)用于河湖濱岸帶功能分區(qū)提取與分析的研究相對(duì)較少，缺少結(jié)合現(xiàn)勢(shì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的研究。本文面向河湖生態(tài)保護(hù)和管理的需求，在明確鄱陽湖五河自然環(huán)境特征和主要生態(tài)環(huán)境問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合外業(yè)調(diào)查、遙感、綜合評(píng)價(jià)等方法，從自然服務(wù)功能、社會(huì)服務(wù)功能兩方面評(píng)價(jià)鄱陽湖五河生態(tài)服務(wù)功能重要性。以鄱陽湖五河流域典型河段濱岸帶為例，參考《土地利用/土地覆蓋遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫說明》[4]等遙感分類體系，分析河流濱岸帶功能并結(jié)合鄱陽湖五河流域現(xiàn)狀，構(gòu)建濱岸帶功能分類體系，通過3S技術(shù)手段開展研究區(qū)濱岸帶功能區(qū)劃分與差異分析，對(duì)濱岸帶土地利用決策制定及生態(tài)綜合治理提供依據(jù)和支撐。

2 研究區(qū)及數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)域介紹

鄱陽湖是中國最大的淡水湖泊，承納贛江、撫河、信江、饒河、修河等五大河(以下簡(jiǎn)稱“五河”)之來水。五河及湖區(qū)是長(zhǎng)江水系及其生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[5]，其中：贛江是鄱陽湖水系的第一大河，流經(jīng)瑞金、會(huì)昌、于都、贛縣，于贛州市匯合章水后，又自南向北流經(jīng)萬安、泰和、吉安、吉水、峽江、新干、樟樹、豐城、南昌市等縣(市、區(qū))，其地勢(shì)平坦，河面寬闊，兩岸傍河筑有堤防；撫河自南向北，流經(jīng)廣昌縣、南豐縣至南城縣，右納黎灘河后進(jìn)入下游平原，流域形狀呈菱形，撫河流域面積1.57萬 km2，干流河長(zhǎng)344 km，根據(jù)自然條件、水文特性、河谷形態(tài)劃分，撫河上游段兩岸多為丘陵山地，中游河段丘陵低矮，耕地較為集中，撫河下游河段水流平緩，兩岸大片耕地依靠圩堤保護(hù)；信江發(fā)源于浙贛邊境懷玉山的玉京峰，橫貫江西省東北部，流經(jīng)上饒、鉛山、弋陽、貴溪、鷹潭、余江、余干等縣市；饒河由樂安河與昌江組成，流域地處贛東北，與浙、皖交界，江西省境內(nèi)面積1.28萬km2，是長(zhǎng)三角地區(qū)的直接腹地，饒河上游為山地丘陵，下游多屬低丘平原，流域水系發(fā)達(dá)，為區(qū)域生產(chǎn)生活提供了重要保障；修河流域三面高山環(huán)繞，地形為西北高東南低，背山向湖的箕形斜面。

鄱陽湖五河地勢(shì)海拔高程在10～1 200 m之間，地形起伏較大，途徑山地丘陵、低丘平原，地形、河勢(shì)和各個(gè)城市功能特色的不同導(dǎo)致不同區(qū)域的濱岸帶有很強(qiáng)的差異性、代表性[6]。本文選取鄱陽湖五河典型河段為研究區(qū)，其中贛江、撫河在上中下游各選一段，信江、饒河選取中游、下游各一段，修河較短僅選取下游段。分段包含了城市河段和農(nóng)村河段，其中城市河段人工設(shè)施較多，農(nóng)村河段濱岸帶多為自然狀態(tài)，選取典型岸段不僅便于上下游對(duì)比，同時(shí)可分析不同類型河段差異。研究河段分布如圖1所示。

圖1 五河典型河段分布Fig.1 Typical reaches of the five rivers

2020年，江西省河長(zhǎng)辦公室編制了撫河、信江、饒河、修河干流河道岸線保護(hù)與利用規(guī)劃，與納入長(zhǎng)江岸線總體規(guī)劃的長(zhǎng)江江西段、鄱陽湖、贛江共同形成“五河一湖一江”岸線保護(hù)與利用規(guī)劃體系；預(yù)計(jì)到2030年，統(tǒng)籌水利、生態(tài)環(huán)境、自然資源、住建、交通、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域各類功能區(qū)劃，推動(dòng)形成河湖保護(hù)治理“一張圖”。本文可為鄱陽湖五河生態(tài)功能分區(qū)及“一張圖”提供技術(shù)支撐。

2.2 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

根據(jù)研究目的和精度要求，本文選取了哨兵2號(hào)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，運(yùn)用10 m分辨率多光譜波段對(duì)鄱陽湖五河進(jìn)行濱岸帶功能分區(qū)解譯。遙感影像示例如圖2所示。

圖2 贛江豐城段遙感影像Fig.2 Remotely sensed image of Fengcheng segment of Ganjiang River

“哨兵2號(hào)”衛(wèi)星攜帶高分辨率多光譜成像裝置，主要用于監(jiān)測(cè)土地環(huán)境，可提供有關(guān)陸地植被生長(zhǎng)、土壤覆蓋狀況、內(nèi)河和沿海區(qū)域環(huán)境等信息，可用于監(jiān)測(cè)洪水、火山噴發(fā)、山體滑坡等自然災(zāi)害，從可見光和近紅外到短波紅外，具有不同的空間分辨率。在光學(xué)數(shù)據(jù)中，哨兵2號(hào)數(shù)據(jù)是唯一在紅邊范圍含有3個(gè)波段的數(shù)據(jù)，其中10 m分辨率各波段信息如表1所示。

表1 哨兵2號(hào)衛(wèi)星波段信息Table 1 Sentinel II satellite band information

雖然哨兵衛(wèi)星的輻射精度是相當(dāng)高的，但空間分辨率僅達(dá)10 m。鑒于本次研究的河流濱岸帶比較窄，僅使用哨兵影像進(jìn)行自動(dòng)分類難以滿足研究精度要求，而國產(chǎn)高分衛(wèi)星在輻射標(biāo)定上雖然差一些，但高分衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)形成了一組分辨率為2 m尺度的衛(wèi)星群，可形成1個(gè)月2次以上的覆蓋。因此，本研究將2組數(shù)據(jù)集融合，形成一組分辨率為2 m、3 d 就能更新一次的數(shù)據(jù)集，利用高分的空間分辨率和哨兵的光譜和時(shí)間分辨率，對(duì)濱岸帶自動(dòng)分類解譯實(shí)現(xiàn)較大的性能提升。本研究選取的是2018年7月29日和31日的鄱陽湖五河區(qū)域哨兵L1C級(jí)別數(shù)據(jù)和2018年7月2日的高分2號(hào)L1A級(jí)別數(shù)據(jù)，此外，輔以同時(shí)期的谷歌高清衛(wèi)星照片做人工校正，實(shí)現(xiàn)濱岸帶地物現(xiàn)狀的遙感解譯工作。

本研究利用ENVI遙感軟件對(duì)所需的多源衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括輻射定標(biāo)、坐標(biāo)校正、大氣校正、拼接及裁剪等數(shù)據(jù)預(yù)處理工作。遙感數(shù)據(jù)處理與分類流程見圖3。

圖3 遙感數(shù)據(jù)處理與分類流程Fig.3 Flowchart of RS data processing and classification

3 鄱陽湖五河濱岸帶現(xiàn)狀及功能分類體系

3.1 鄱陽湖五河濱岸帶現(xiàn)狀概況

贛江流域內(nèi)暴雨頻繁，其支流的泥沙主要來源于雨洪對(duì)表土的侵蝕。流域內(nèi)交通基礎(chǔ)設(shè)施較完善，目前航道通航里程606 km。通過實(shí)施灌區(qū)改造與規(guī)?；?jié)水項(xiàng)目，贛江流域新增節(jié)水灌溉103.2 km2，其中高效節(jié)水灌溉面積86.87 km2，主要為人類提供服務(wù)，進(jìn)一步為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)創(chuàng)造了良好水利條件。贛江流域內(nèi)共有蓄水工程12.55萬座，按照生態(tài)優(yōu)先的原則，河流內(nèi)的社會(huì)服務(wù)功能除了人類的必要需求之外，最主要的是水源涵養(yǎng)、凈化水體等功能，且河流內(nèi)航道眾多，綜上所述贛江流域以汲水灌溉功能、生態(tài)保護(hù)功能、航運(yùn)功能、防洪除澇功能作為重點(diǎn)。

根據(jù)《江西省環(huán)境狀況公報(bào)(2016年)》，撫河水質(zhì)優(yōu)，Ⅰ—Ⅲ類水質(zhì)斷面比例為93.3%，鯉、鯽、銀鲴、黃顙魚、花鯖、蛇齣、沙鰍等為當(dāng)?shù)刂饕?jīng)濟(jì)魚類。隨著對(duì)水景觀的認(rèn)識(shí)逐步深化，各地將水景觀建設(shè)納入生態(tài)文明建設(shè)統(tǒng)籌考慮，形成了一大批生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、山水林路相融、文化歷史傳承的水利景區(qū)。流域內(nèi)土壤侵蝕以水力侵蝕為主，少量風(fēng)力侵蝕，其中水力侵蝕又以面蝕分布最為廣泛，溝蝕在一定的范圍內(nèi)也存在，水土流失強(qiáng)度以輕度為主。綜上所述，撫河及其濱岸帶應(yīng)以岸線開發(fā)功能、漁業(yè)養(yǎng)殖功能、景觀功能為主。

信江流域內(nèi)農(nóng)田有效灌溉面積1 932.2 km2，農(nóng)田實(shí)際灌溉面積1 631.47 km2。近幾年來由于人類活動(dòng)的影響增加，信江內(nèi)水生生物資源下降，呈現(xiàn)明顯退化趨勢(shì)。根據(jù)《江西省河道(湖泊)岸線利用管理規(guī)劃》，信江流域水域岸線管理涉及水利、國土、交通、住建、環(huán)保、旅游、漁政等多個(gè)部門，情況復(fù)雜，已有的部門法規(guī)協(xié)調(diào)性不夠，各部門依據(jù)各自行業(yè)相關(guān)法規(guī)管理岸線，往往出現(xiàn)交叉管理或管理不到位現(xiàn)象。綜上所述，信江流域主要應(yīng)以汲水灌溉功能、維持水生態(tài)系統(tǒng)完整性功能、維持生態(tài)系統(tǒng)多樣性功能、岸線開發(fā)功能為主。

饒河上游為山地丘陵，下游多屬低丘平原，已建有各類水資源配置與保障工程近1.2萬座，為區(qū)域生產(chǎn)生活提供了重要保障。饒河是重要的生態(tài)通道，上游為贛東北山地森林生態(tài)屏障，下游連接鄱陽湖生態(tài)屏障，生態(tài)區(qū)位重，且對(duì)保障糧食安全發(fā)揮著重要作用。流域內(nèi)有千年瓷都景德鎮(zhèn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件良好，因此饒河主要以防洪除澇功能、汲水灌溉功能、景觀生態(tài)功能為主。

修水流域三面高山環(huán)繞，上游多為高山峻嶺，山岳中零星分布著山間盆地；中游兩岸為近代沖蝕成的低山丘陵；下游兩岸逐漸開闊，地勢(shì)平坦，圩堤縱橫，河道交錯(cuò)。修水的濱岸帶主要發(fā)揮著維持生態(tài)系統(tǒng)完整性、防洪除澇功能等。

3.2 濱岸帶功能分類體系構(gòu)建

濱岸帶作為陸地生態(tài)系統(tǒng)與河流生態(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)系統(tǒng)過渡區(qū)，空間分布在水-陸地交界處的兩邊，直至水體影響消失為止的地帶，具體的范圍和起始邊界并沒有明確的界定，應(yīng)依據(jù)水體特征和研究需要對(duì)濱岸帶的范圍進(jìn)行具體界定[7]。本文以水邊線至堤防之間的區(qū)域?yàn)闉I岸帶研究區(qū)域，見圖4。

圖4 濱岸帶范圍示意圖Fig.4 A demonstration of the scope of riparian zone

濱岸帶在調(diào)節(jié)氣候、保持水土、防洪以及保護(hù)水源等方面均起著十分重要的作用，所以濱岸帶對(duì)陸地和河流均有保護(hù)的功能，對(duì)于水土污染治理和保護(hù)、穩(wěn)定河岸、提高生物多樣性和開展旅游功能都具有不可替代的作用。濱岸帶的作用可以概括為以下2個(gè)方面，即自然保護(hù)功能和社會(huì)保護(hù)功能。

濱岸帶功能區(qū)劃分需在綜合分析流域生態(tài)環(huán)境特征的基礎(chǔ)上，考慮典型河段氣候-地理特點(diǎn)、生態(tài)系統(tǒng)類型、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性的區(qū)域分異規(guī)律以及生態(tài)環(huán)境問題等[8]。同時(shí)，結(jié)合流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)和江西省生態(tài)功能區(qū)劃，提出細(xì)化的濱岸帶功能分區(qū)方案。

本文參考《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T 21010—2017)和中國科學(xué)院《土地利用/土地覆蓋遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫說明》的一級(jí)分類，結(jié)合鄱陽湖五河濱岸帶現(xiàn)狀，從濱岸帶自然保護(hù)功能、社會(huì)保護(hù)功能出發(fā)，將其功能區(qū)分為八類，即：植被覆蓋區(qū)、濕地、水域、淺灘、涉水設(shè)施、堤岸防坡、人工景觀、其他。結(jié)合本項(xiàng)目研究實(shí)際，將濱岸帶功能進(jìn)行分區(qū)，見圖5。

圖5 河流濱岸帶功能分類Fig.5 Classification of functions of river’s riparian zone

濱岸帶功能區(qū)沿河道縱向劃分為自然保護(hù)功能區(qū)、社會(huì)保護(hù)功能區(qū)，沿河道橫斷面劃分為近岸陸域、濱水區(qū)域和水位變動(dòng)緩沖區(qū)域3個(gè)主要部分。經(jīng)過監(jiān)督分類自動(dòng)化解譯，初步提取濱岸帶土地利用分類，但該方法僅根據(jù)樣本特征進(jìn)行分類，無法排除同物異譜、同譜異物現(xiàn)象，仍存在一定誤差?？紤]到研究區(qū)濱岸帶實(shí)際情況，需進(jìn)行大比例尺精細(xì)分類，因此需結(jié)合濱岸帶功能分類對(duì)土地利用分類進(jìn)行人工判讀，對(duì)微小人工地物進(jìn)行精細(xì)化分類，并按照自然保護(hù)功能、社會(huì)保護(hù)功能進(jìn)行重分類，對(duì)鄱陽湖五河逐一分類與解譯，得到各部分用地類型面積。

3.3 遙感解譯精度驗(yàn)證

為驗(yàn)證解譯精度，本研究團(tuán)隊(duì)成員開展了鄱陽湖五河典型河段實(shí)地查勘，并采集了無人機(jī)航拍數(shù)據(jù)，構(gòu)建了典型河段實(shí)景三維模型(見圖6)，對(duì)前期遙感解譯精度進(jìn)行驗(yàn)證。

圖6 贛江豐城段三維實(shí)景模型Fig.6 Three-dimensional model of the riparian zone of Fengcheng segment of Ganjiang River

遙感解譯精度評(píng)價(jià)是一項(xiàng)非常重要的工作，本文重點(diǎn)從空間一致性方面進(jìn)行精度驗(yàn)證。空間一致性是將特定位置的分類結(jié)果和參考數(shù)據(jù)相應(yīng)點(diǎn)的類別進(jìn)行比較，多采用混淆矩陣來度量，而Kappa系數(shù)則能夠更全面地反映制圖結(jié)果的分類精度。本文基于較大數(shù)量的解譯樣本數(shù)據(jù)和實(shí)地查勘數(shù)據(jù)，針對(duì)遙感制圖的空間一致性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，結(jié)果表明解譯分類的總體精度為92.16%，Kappa系數(shù)為0.925 7。鑒于采用了自動(dòng)和人工解譯相結(jié)合的方式，總體來說，遙感解譯結(jié)果的精度水平和可信度均比較高，滿足本研究的需求。

4 鄱陽湖五河濱岸帶生態(tài)功能分區(qū)差異分析

濱岸帶自然保護(hù)功能主要包括岸坡穩(wěn)定性保護(hù)、水質(zhì)保護(hù)、水體生物種群保護(hù)等，從而對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定起到積極作用[9]。河岸帶植被的枝桿和根系與土壤的相互作用，能增加根際土層的機(jī)械強(qiáng)度，甚至直接加固土壤，起到固土護(hù)坡的作用。其社會(huì)保護(hù)功能主要是為附近居民服務(wù)，提供一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以減少洪澇災(zāi)害，為人類提供高質(zhì)量的水體資源和土地，提高物質(zhì)資源的豐富度[10]。

基于河流岸坡及濱岸帶功能分區(qū)遙感解譯的結(jié)果，對(duì)鄱陽湖五河分別進(jìn)行各類功能區(qū)分類統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)分析結(jié)果，按照解譯分類體系分析不同流域?yàn)I岸帶功能分區(qū)空間差異。

4.1 贛江濱岸帶生態(tài)功能分區(qū)差異分析

贛江濱岸帶功能分區(qū)類型占比及其遙感影像如圖7所示。

圖7 贛江濱岸帶功能分區(qū)占比及其遙感影像Fig.7 Proportion of each functional zone and remote sensing images of the riparian zone of Ganjiang River

贛江上游河道彎曲，水流湍急，流經(jīng)變質(zhì)巖區(qū)，山嶺峻峭，屬山區(qū)性河流，其區(qū)域未經(jīng)過人工過分干預(yù)，河道濱岸帶主要為裸露的地表及自然生長(zhǎng)的植物，因此植被覆蓋區(qū)占比較大，占比約70%，植被主要是自然形成，多深澗溪流，落差較大，以天然植被覆蓋為主。 贛江中游流經(jīng)贛州市及新干縣等，沿程丘陵起伏，河谷階地發(fā)育，水流一般較為平緩，部分穿切山丘間的河段則多急流險(xiǎn)灘，中游段濱岸帶較窄，以人工景觀為主，河道兩側(cè)濱岸帶主要為人類服務(wù)，保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)多樣性為主，給人們提供了景觀空間以及親水、戲水的機(jī)會(huì)，起到旅游、休閑娛樂、景觀美化的功能，主要發(fā)揮社會(huì)功能。贛江下游水流經(jīng)遼闊的沖積平原，地勢(shì)平坦，河面寬闊，在枯水和洪水時(shí)期河流徑流差異較大，因此兩岸傍河筑有堤防，以保護(hù)岸坡穩(wěn)定，濱岸帶較寬，兼具自然保護(hù)、社會(huì)保護(hù)功能。

4.2 撫河濱岸帶生態(tài)功能分區(qū)差異分析

撫河濱岸帶功能分區(qū)類型占比及遙感影像如圖8 所示，根據(jù)自然條件、水文特性、河谷形態(tài)劃分，南城縣以上為上游段，南城縣—撫州市為中游段，撫州市以下為下游段。

撫河流域上游平均坡降3.4%，河床組成以砂礫為主，兩岸山丘多紅砂巖，風(fēng)化侵蝕甚劇，水土流失較嚴(yán)重，淺灘占比較大，導(dǎo)致部分區(qū)域裸露出水面，受到污染，河床日漸淤高拓寬，廣昌以上多為山區(qū)，人工干預(yù)較少，河道兩側(cè)濱岸帶以自然生長(zhǎng)植被為主，廣昌至南豐河道平緩順直，南豐至南城間逐漸開闊，兩岸多為丘陵山地，沿河道兩側(cè)修建了涉水設(shè)施，以自然功能為主。中游區(qū)間集水面積4 515 km2，平均坡降0.44%，該河段河谷漸寬，兩岸仍多紅砂巖丘陵臺(tái)地，丘陵低矮，耕地較為集中，為人類提供汲水灌溉服務(wù)，植被覆蓋面積較大，且兩岸堤防岸坡較多，提供社會(huì)保護(hù)功能及自然功能。撫河下游河段，河寬與中游相比變大，平均坡降為0.26%，水流平緩，兩岸大片耕地依靠堤防岸坡保護(hù)，撫河下游汊道多，水流極為紊亂，導(dǎo)致部分區(qū)域裸露出水面，受到污染，且植被覆蓋較少，該河段主要以社會(huì)保護(hù)功能為主。

4.3 信江濱岸帶生態(tài)功能分區(qū)差異分析

信江流域?yàn)I岸帶功能分區(qū)類型占比和遙感影像如圖9所示，整個(gè)流域山地約占40%，丘陵占35%，平原占25%。

信江貴溪段沿岸一帶主要以中低山為主，地形起伏較大，屬于信江盆地，濱岸帶植被覆蓋區(qū)域占比較小，僅為28%，貴溪段流域內(nèi)土壤侵蝕以水力侵蝕為主，兼有風(fēng)力侵蝕，其中水力侵蝕又以面蝕分布最為廣泛，溝蝕在一定的范圍內(nèi)也存在。該區(qū)域?yàn)I岸帶濕地類型占比較大，且信江流域保護(hù)問題主要集中在濕地類型的變化和濕地的破壞，河流型濕地部分區(qū)段天然濕地功能受損明顯，流域兩側(cè)有大量農(nóng)田依靠堤岸防坡保護(hù)，信江貴溪段濱岸帶提供社會(huì)保護(hù)功能。信江流域梅港段平均比降0.14%，河寬400～500 m，流域兩側(cè)濱岸帶植被覆蓋區(qū)域以自然生長(zhǎng)的植被為主，覆蓋面積較大，兩岸耕地較為集中，為人類提供汲水灌溉服務(wù)，信江梅港段濱岸帶兼具自然功能與社會(huì)保護(hù)功能。

4.4 饒河濱岸帶生態(tài)功能分區(qū)差異分析

饒河流域?yàn)I岸帶功能分區(qū)類型占比及其遙感影像如圖10所示，該流域總面積1.28萬km2。饒河是重要的生態(tài)通道，流域內(nèi)有千年瓷都景德鎮(zhèn)、中國最大的銅礦基地德興、最美鄉(xiāng)村婺源、湖城鄱陽、貢米之鄉(xiāng)萬年等，文化底蘊(yùn)深厚，是贛東北開放合作發(fā)展區(qū)的重要組成部分。

饒河流域形狀呈扇形，屬副熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，春夏秋冬四季分明，氣候濕潤，雨量豐沛，因此饒河流域徑流補(bǔ)給來源主要為降水，流域內(nèi)土壤侵蝕以水力侵蝕為主，兼有風(fēng)力侵蝕，其中水力侵蝕又以面蝕分布最為廣泛，溝蝕在一定的范圍內(nèi)也存在。整個(gè)流域東、南、北三面群山環(huán)繞，多為古老變質(zhì)巖，巖層質(zhì)堅(jiān)，侵蝕輕微，河床穩(wěn)定，含沙量很小，漸次向西部鄱陽湖平原傾斜，上游為山地丘陵，下游多屬低丘平原。流域景德鎮(zhèn)段天然植被茂盛，均勻分布在河道兩側(cè)，種類繁多，覆蓋率較高，高山區(qū)多為針、闊葉混交林，低層則多以灌木相伴生，占繞河流域景德鎮(zhèn)段整個(gè)濱岸帶功能分區(qū)的35%。整個(gè)景德鎮(zhèn)段流域水系發(fā)達(dá)，航道交通基礎(chǔ)設(shè)施較完善，形成了以高速公路、國道、鐵路、水路為骨干的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。兩側(cè)的堤防岸坡，以保護(hù)岸坡穩(wěn)定和兩側(cè)農(nóng)田正常汲水灌溉為主，農(nóng)田有效灌溉面積達(dá)1 102.67 km2，因此饒河流域景德鎮(zhèn)段濱岸帶提供社會(huì)保護(hù)功能。饒河流域樂平段濱岸帶植被覆蓋占比較少，約占樂平段濱岸帶功能分區(qū)的8%，淺灘占比約為29%，濕地占比較大，占比達(dá)到44%，按照江西省一河一策方案，要把生態(tài)水利建設(shè)的重點(diǎn)放在保護(hù)當(dāng)?shù)貪竦厮Y源及其生物多樣性上，維護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的特性和基本功能，因此饒河流域樂平段的濱岸帶兼具自然功能與社會(huì)保護(hù)功能。

4.5 修河濱岸帶生態(tài)功能分區(qū)特征分析

修河永修段功能分區(qū)類型占比及其遙感影像如圖11所示，整個(gè)流域三面高山環(huán)繞，北緣幕阜山，中部九嶺山，流域呈東西長(zhǎng)、南北狹的不規(guī)則長(zhǎng)方形，地形為西北高東南低，背山向湖的箕形斜面。修河流域地處低緯度，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，春夏之交多梅雨，秋冬季節(jié)降水較少，春寒、夏熱、秋旱、冬冷，四季分明，氣候溫和，光照充足，雨量充沛，夏冬季長(zhǎng)，春秋季短，結(jié)冰期短，無霜期長(zhǎng)，冬季受西伯利亞冷高壓影響，天氣寒冷。

圖11 修河永修段濱岸帶功能分區(qū)占比及其遙感影像Fig.11 Proportion of each functional zone and remote sensing image of the riparian zone of Yongxiu segment of Xiuhe River

修河永修段降水量充沛，修河干流及其支流的泥沙來源主要是雨洪對(duì)表土的侵蝕。土壤植被長(zhǎng)勢(shì)較好，天然植被茂盛，覆蓋率達(dá)到40%，淺灘與濕地分別占比達(dá)到18%與22%，淺灘主要為裸露的地表，在洪枯水時(shí)期水位變動(dòng)較明顯，流域內(nèi)降水量年際變化較大，最大年降水量為最小年降水量的2倍左右。修河流域永修段兩側(cè)有大量的農(nóng)田耕種，流域耕地面積1 878.26 km2，其中水田1 584.47 km2；農(nóng)田有效灌溉面積1 323.07 km2，堤岸防坡僅占比約7%，因此要修建更為穩(wěn)固的防洪堤壩，維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)完整性，起到防洪除澇的作用，發(fā)揮著社會(huì)保護(hù)的功能。

5 鄱陽湖五河濱岸帶生態(tài)水利治理建議

對(duì)河道的治理，不僅能完成生態(tài)修復(fù)，還可以更加接近自然、更加美觀[11]，應(yīng)根據(jù)河湖功能對(duì)空間不同的需求及地方政府或主管部門所提出的管控紅線要求提出最優(yōu)意見。不同區(qū)域?qū)χ卫淼男枨蟛煌?，各單?xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的需求和適用性存在明顯差異，要針對(duì)流域或區(qū)域不同類型的問題，分別確定河湖生態(tài)系統(tǒng)濱岸帶的建設(shè)以及修復(fù)要求[12]。

以幾個(gè)空間差異較大的濱岸帶治理為例，贛江上游區(qū)域主要為裸露的自然生長(zhǎng)的植物，植被覆蓋占比約為70%，針對(duì)贛江上游的濱岸帶的修復(fù)治理，應(yīng)以自然生態(tài)修復(fù)為主，在水土流失嚴(yán)重的區(qū)域種植當(dāng)?shù)刂参铮瑴p輕政策實(shí)施的資金負(fù)擔(dān)，提高政策落實(shí)的積極性。減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕作用，通過植物呼吸與蒸騰作用減少根區(qū)土壤含水量，深根能將不穩(wěn)定的表層土壤固定在穩(wěn)定的深層土壤上，在邊坡加固、控制侵蝕方面有著較好的優(yōu)越性，能有效減少水土流失[13]。

在撫河上游流域，淺灘的占比約為54%，在洪枯水時(shí)期水位變動(dòng)較明顯，對(duì)于水位變動(dòng)區(qū)濱岸帶，主要針對(duì)岸坡雨污分離凈化。濱岸帶作為河岸帶緩沖作用的界面，采用岸坡結(jié)構(gòu)型式、植被種類及環(huán)境新材料等手段，維護(hù)和提升河湖濱岸帶的截污能力[14]。撫河中游區(qū)域主要以人類活動(dòng)為主，主要是防洪、保護(hù)耕地，堤防岸坡的面積約占該河段濱岸帶面積的10%，占比較少，因此要修建更為穩(wěn)固的防洪堤壩，在洪水期能起到緩解洪峰的作用，在枯水期，儲(chǔ)水反滲透到河流中，起到調(diào)節(jié)河流水位的作用，增強(qiáng)防洪安全性，保護(hù)岸坡及生態(tài)環(huán)境[15]，保證航運(yùn)、農(nóng)田汲水灌溉、水利發(fā)電的順利進(jìn)行。

而饒河是重要的生態(tài)通道，上游為贛東北山地森林生態(tài)屏障，下游連接鄱陽湖生態(tài)屏障。流域內(nèi)生態(tài)資源豐富，文化底蘊(yùn)深厚，但人工景觀面積占比較少。對(duì)于饒河流域，重點(diǎn)是城市空間與生態(tài)環(huán)境的融合，堅(jiān)持人、自然、城市和諧共生，首先進(jìn)行植被優(yōu)化，加強(qiáng)濱岸帶生物多樣性，整合破碎的斑塊，增強(qiáng)其連通性，因地制宜，保護(hù)不同生物生存需要的環(huán)境，營造出豐富多樣的河道空間和濱岸帶景觀[16]，為人們提供良好的親水環(huán)境，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。

對(duì)于鄱陽湖五河的河湖洲灘，以水利血防為主要抓手，針對(duì)目前防螺、控螺措施對(duì)河流生態(tài)環(huán)境考慮不足的缺點(diǎn)，提出生態(tài)化的精準(zhǔn)干擾措施，阻隔釘螺這一血吸蟲唯一中間宿主的孳生，同時(shí)不打破水生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

6 結(jié) 語

本文首先介紹了濱岸帶的概念和作用，并根據(jù)最新的“全國遙感監(jiān)測(cè)土地利用/覆蓋分類體系”，采用一級(jí)分類系統(tǒng)的原則、《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T 2010—2017)和中國科學(xué)院《土地利用/土地覆蓋遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫說明》確定了鄱陽湖五河濱岸帶的分類體系，利用3S技術(shù)通過對(duì)鄱陽湖五河研究區(qū)高清遙感影像按照解譯標(biāo)志進(jìn)行選取及監(jiān)督分類，同時(shí)探討了五河濱岸帶的現(xiàn)狀和功能空間差異，從劃分河段功能角度出發(fā)進(jìn)而對(duì)濱岸帶進(jìn)行了分區(qū)。分區(qū)結(jié)果表明，在五河上游濱岸帶以自然功能為主，主要發(fā)揮生態(tài)效益，五河中下游濱岸帶在自然功能基礎(chǔ)上，重點(diǎn)發(fā)揮社會(huì)功能，兼具防洪、清潔水質(zhì)、人工景觀等多重價(jià)值。

本文在生態(tài)優(yōu)先原則的基礎(chǔ)上，綜合考慮了自然因素與人類活動(dòng)對(duì)鄱陽湖五河流域生態(tài)系統(tǒng)影響的特點(diǎn)，在全流域選取了11個(gè)典型河段，分析了不同河段的功能特點(diǎn)，針對(duì)濱岸帶功能空間差異較大的河流提出了比較細(xì)致的治理需求意見和建議，為各類濱岸帶的治理與修復(fù)提供一定的參考，也為實(shí)施流域生態(tài)保護(hù)與生態(tài)建設(shè)的分區(qū)管理、區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局、生態(tài)防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境保護(hù)與建設(shè)規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)。