三峽工程影響下洞庭湖濕地水位與植被覆蓋變化研究.pdf

1、濕地是地球上的重要生態(tài)系統(tǒng)，具有獨(dú)特的生態(tài)功能和價(jià)值，進(jìn)行濕地研究和保護(hù)有重大意義。洞庭湖濕地植被種類豐富、水資源充沛，不僅是候鳥遷徙越冬的優(yōu)良場所，還是重要的農(nóng)漁業(yè)生產(chǎn)基地，具有重要的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。洞庭湖濕地與長江關(guān)系緊密，三峽工程運(yùn)行以來，由長江三口向洞庭湖輸水輸沙量都急劇下降。長江和洞庭湖江湖關(guān)系的變化導(dǎo)致洞庭湖濕地的生態(tài)環(huán)境發(fā)生一定的改變。研究和探討洞庭湖濕地特別是三峽工程運(yùn)行后的水位變化、植被覆蓋狀態(tài)變化以及相互之間的影

2、響情況，分析三峽工程對(duì)濕地植被演替和物種多樣性等生態(tài)環(huán)境的影響對(duì)進(jìn)行洞庭湖的環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)都具有重大作用。同時(shí)也為探討洞庭湖建壩提供一定參考依據(jù)。
　　本文首先利用盒形圖統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)洞庭湖濕地的安鄉(xiāng)、小河嘴和城陵磯3個(gè)水文站的水位時(shí)間序列進(jìn)行了分析，其中特別對(duì)城陵磯水文站1959年至2010年的水位時(shí)間序列進(jìn)行Mann-Kendall分析和Wavelet分析。通過水位時(shí)間序列分析不僅可以了解近年來洞庭湖水位變化狀況，由水位時(shí)

3、間序列的變異點(diǎn)、周期性和多尺度變化等還可以得出三峽工程運(yùn)行后對(duì)洞庭湖濕地水環(huán)境的影響情況。結(jié)果表明:安鄉(xiāng)、小河嘴和城陵磯3個(gè)水文站的水位變化幅度大小是城陵磯站＞安鄉(xiāng)站＞小河嘴站，且在1990年之后各水文站的水位差波動(dòng)明顯增強(qiáng);洞庭湖濕地1959年至2010年的年均水位主要在24m至26m之間波動(dòng)，年最大水位和年最小水位總體上呈現(xiàn)上升趨勢，但在2003年之后出現(xiàn)明顯的下降過程，而年最小水位一直保持上升的趨勢，上升幅度為2m左右。洞庭湖濕地

4、的水位變化過程大致分為4個(gè)變化階段:1959年至1972年，1973年至1990年，1991年至2003年以及2004年至2010年。主要有3個(gè)特征時(shí)間尺度，分別是5a，12a和24a，長時(shí)間尺度的周期性變化相對(duì)明顯，短時(shí)間尺度的周期性由弱變強(qiáng)，在1990年之后出現(xiàn)一個(gè)顯著的變化期。
　　其次通過遙感和GIS技術(shù)提取洞庭湖濕地的歸一化植被指數(shù)(NDVI)進(jìn)行分析，并對(duì)相關(guān)研究區(qū)域內(nèi)的NDVI值進(jìn)行MK分析和Wavelet分析，研究

5、了濕地的植被覆蓋變化狀態(tài)。洞庭湖濕地的植被受到湖泊水位的驅(qū)動(dòng)，植被的生長狀態(tài)和覆蓋范圍隨著水位的變化而發(fā)生改變，其中東洞庭湖南部的洲灘濕地內(nèi)的NDVI值在三峽工程運(yùn)行前后幾年內(nèi)的變化最大。NDVI時(shí)間序列的特征時(shí)間尺度主要為4a和7a，以4a為特征時(shí)間尺度的NDVI變化周期為2.5年，其周期性由強(qiáng)變?nèi)酰?a時(shí)間尺度的NDVI變化周期為5年左右，且周期性相對(duì)穩(wěn)定，變化幅度較小。洞庭湖濕地泥沙淤積量大，由于三峽工程運(yùn)行后水量減少洲灘濕地的

6、裸露面積增大、時(shí)間延長。在研究區(qū)內(nèi)2003年后的汛期6月至9月之間NDVI值相對(duì)2003年前同期高，汛期水面面積縮小，植被覆蓋范圍有擴(kuò)大趨勢。洞庭湖濕地24m左右是洞庭湖濕地出現(xiàn)NDVI最大值的臨界點(diǎn)。
　　最后對(duì)三峽工程運(yùn)行后洞庭湖濕地的氣候變化、水沙變化、植被演替和生物多樣性等相關(guān)變化進(jìn)行了分析，研究三峽工程對(duì)洞庭湖濕地生態(tài)環(huán)境影響情況。洞庭湖濕地降水量在2003年前略微上升，之后降水量明顯偏小。受全球氣候變暖及濕地水面面積的

7、縮小、洲灘裸露面積增大和人為活動(dòng)的干擾等影響，洞庭湖濕地氣溫上升有1℃左右。洞庭湖三口的徑流量和輸沙量在2003年三峽工程建成后呈倍數(shù)減少，其中的輸沙量減少的幅度達(dá)到一個(gè)數(shù)量級(jí)的水平。三峽蓄水水位從135m上升至175m的2003、2006和2009年，3個(gè)研究區(qū)域全年的秩相關(guān)系數(shù)(ρ)s分別增長至0.641、0.687和0.518，植被覆蓋和水位變化的相關(guān)性增強(qiáng)。由于水生態(tài)環(huán)境的變化導(dǎo)致植被覆蓋類型和覆蓋面積的變化，洞庭湖濕地植被的水