长江枯水径流变化及其对江心洲湿地影响文献综述

 2022-04-10 22:21:46

引言:长江经济带是具有全球影响力的内河经济带,是我国国土空间开发最重要的东西线主轴,是新时期我国经济增长最重要的支撑带。十九大报告明确指出要以“共抓大保护、不搞大开发”为指导思想推动长江经济带发展。国家层面把长江经济带生态治理和绿色发展提到了最高的重视程度,学者们也对长江经济带生态治理开展了多方面的研究。但是江心洲虽然是长江必不可少的组成部分,却很少有研究的目光转向这里。过去几十年来,由于上游生态工程的实施、大坝密集修建、航运的快速发展以及岸线资源的大量开发等自然和人类活动影响,长江干流水沙情势发生了显著变化。水沙情势变化是江心洲的形态特征及其生态系统结构、功能演变的主要驱动力,并最终可能影响整个河流生态系统的完整性以及河流航运安全。为此,掌握江心洲本身的形态及其生态系统变化特征是江心洲保护的前提,具有重要的科学意义。伴随着遥感技术的发展,使用分类技术分类出江心洲土地覆盖类型对我们的生态保护具有十分重大的生态意义。

关键词:江心洲;面积变化;土地覆盖类型分类;人类活动;演变

长江是中国最重要的河流之一,长江流域(北纬24~35°,东经90~122°)横跨中国东部、中部和西部三大经济区共计19个省、市、自治区,是世界第三大流域,流域总面积180万km2,占中国国土面积的18.8%..。同时,长江上游的三江源保护区对于中国的环境保护有着决定性的作用,长江的下游的长江三角洲对于中国的经济发展也有着不可忽视的地位。总而言之,长江的地理位置决定了研究中国区域的地理环境长径是一个绕不开的话题。

江心洲面积轮廓的提取最重要的是把作为陆地的岛屿和周围的水体清楚地分割开来,张栋等人使用Landsat数据的近红波段和两个中红外波段来区分水体和陆地用来研究太湖内岛屿的变化趋势以及边界的迁移方向。最终结合从文献、年鉴和其他与太湖相关资料中总结的与太湖岛屿相关的人为活动信息分析引起 太湖主要岛屿动态变化的原因[2]。这种方法有一定的可行性但是却在图像上有一些模糊,在图像上代表湖中岛屿的颜色始终在变化,会给边界确定带来困难。李志威等人选用Landsat-7ETM 遥感影像和 Google Earth卫星图像数据计算长江三峡水库蓄水前后江心洲面积变化。此研究使用ETM影像的第四波段为分析影像,运用二值化运算模型得到江心洲面积图。这种方法的好处就是二值化模型使得的江心洲是一个十分明确的结果,但是缺点也显而易见这种研究方法无法估计阈值不同带来的结果差异[3]]高超通过对地物反射率的观察之上发现植被,河滩与水体在0.77um之后的近红外波段有着明显的差异性变化,所以选择TM的第四波段或者MSS的第三波段提取江心洲面积变化。此研究方法优点是客观,但是缺点也很明显对水陆不分明的地区可能不太敏感[4]

去对于江心洲的研究虽然并不是毫无踪迹可循,但是更多的关注于江心洲的建设和自我保护,很少从外界的因素分析江心洲的生态变化。在方法上,更加注重于实地考察,而缺乏使用遥感卫星这一新兴蓬勃的应用技术。杨娟、王心源、杨则东曾对安徽的长江流域使用Landsat MSS/TM、SPOT-5、中巴影像 成像时间分别为1978年、1989年、1999年和2009年,是枯水期12月份到3月份数据 ,1: 50000的地形图、DEM 及安徽省地质、地貌、水文等相关资料。在 ERDAS IMAGING 9.2、专业遥感图像处理软件的支持下,以 1: 50 000 的地形图与 DEM 为基准进行河道以及湿地变化研究,其中对于江心洲只是将其作为长江的一部分作了相关讨论[5]。值得借鉴的是作者采用了多维度,多种类数据进行研究,同时考虑到了Landsat影像比较长的时间跨度;可是美中不足的,文中仅采用了MNDVI一种植被指数,显得实验精度有所怀疑,另一方面文中仅分析了演替的内在因素,对外在因素的干扰没有详细客观的分析。徐振田、Ali Shahzad,张莎、白雲、王霄鹏、刘琦、张佳华曾对黄河三角洲湿地的30年演变进行了分析,其中比较巧妙的是作者使用层次分类方法巧妙地根据《湿地公约》、《全国湿地资源调查技术规程》中的分类以及黄河三角洲湿地分类系统,并结合营市湿地的实际情况,建立研究区分类系统,一级分类包括:自然湿地、人工湿地、非湿地3类,二级分类包括:滩涂、河流、沼泽湿地、养殖池塘、盐田、水库坑塘、农田、城镇建设用地、裸地9类。并根据其特有的特征分层进行了分类[6]。可是这种研究过于复杂和主观。在研究区内城镇建设用地和裸地在第2主成分上差异较大,使用主成分分析法得到各个主成分,取PCA分析第2主成分大于200得到城镇建设用地区域,其余为裸地,200这个值就比较因地制宜,甚至本研究可以怀疑仅仅的将一个值使用在偌大的研究区是否严谨。

卢杨对漓江的江心洲生态状况进行了分析,分析了江心洲从初级阶段到高级阶段的演替过程及驱动力因子。本文还研究了汛期前后不同演替阶段江也洲植被和土壤对洪水的响应,结合漓江流域江屯、洲的干扰类型,综合分析了不同类型江心洲植被的影响因子[7]。刘晶对长江下游和湘江的江心洲研究,对水利枢纽建设前后江心洲的形态变化进行了研究。陈冬等人则对黑沙洲的河道淤积进行了研究,得到了在2003年之后三峡水库修建成功对水道淤积有改善作用,2009年整治运动之后也缓解了水道淤积情况[8]。Zhang等人对青藏高原的湖泊面积变化研究时所使用的面积变动的标志方法也对本篇文章有了较大启发[9]

最后我们需要的并不仅仅是一个空洞的数据结果,科学技术,特别是我们生态领域注重的是我们数据对于生产生活发展的影响与意义。严军*, 王婷, 秦珏等人在基于变异系数法的马鞍山江心洲生态敏感性定量研究中就对实验结果在生态,经济,人文方面做出了解读。首先对区域进行多方位综合环境整治, 主要为控制点源污染、面源污染的排放; 其次通过对城市基础设施建设的完善、对农业休闲观光景点的建设, 着力打造集生态观光、休闲娱乐为一体的美丽城镇, 发展以乡村生态观光、传统农事体验、果品采摘、稻田捞鱼、民宿

体验、品菜吃茶等项目为主的绿色旅游; 此外通过旅游反哺农业, 品牌带动产业的经济思维, 优化产业布局, 促进产业转型, 打造产业特色, 创建人与自然和谐相处, 经济与环境协调发展的新模式。这种结合了经济,生态,生活等多方面调查报告,很符合江心洲即作为人类的聚集地,又作为长江生态环境组成,同时也是一种天然的地理景观的客观定位。

综上所述,我们可以组织提炼出本研究的思路。基于landsat系列影像易获得,时间跨度长等优点,选landsat影像作为土地类型分类的基础数据.根据往年的长江流域径流演变规律研究结果,以及landsat影响的分布年份,实验方法实验对选取样本数目的影响等多方面考量,最后决定选取72,77,82,87,92,97,02,07,12,17年的数据作为实验样本。

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