基于GIS 的三峽水庫不同坡度消落帶分布特征

唐 敏，楊春華，雷 波

（重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，重慶401147）

三峽水庫消落帶是由于人工周期性調(diào)節(jié)水位而在水庫河道兩岸形成的周期性淹水區(qū)域。該區(qū)帶是庫區(qū)陸域－水庫之間生態(tài)過渡和緩沖帶，與庫區(qū)水域系統(tǒng)和兩岸坡地系統(tǒng)進(jìn)行著物質(zhì)、能量交換［1－3］。根據(jù)三峽水庫水位調(diào)度方式，壩前水位在145～175m變化，在庫區(qū)干支流兩岸形成了垂直落差達(dá)30m的濕地生態(tài)系統(tǒng)。與成庫前長江天然消落帶比較，成庫后消落帶水位變化為逆自然枯洪規(guī)律，導(dǎo)致原有的生態(tài)系統(tǒng)改變［4－6］，成庫后形成的消落帶植被恢復(fù)成為消落帶急需解決的問題［7－10］。消落帶的植被修復(fù)與淹水高程、坡度等環(huán)境狀況密切相關(guān)。本研究應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和方法，以三峽水庫消落帶水位漲落特點和地形地貌的特征差異為核心剖析不同坡度消落帶的分布特征，為不同坡度消落帶生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃的制定提供技術(shù)支撐。

1 研究方法

采用的數(shù)據(jù)源主要是遙感數(shù)據(jù)和1∶10 000地形圖數(shù)據(jù)，遙感影像空間分辨率普遍較高，主要以分辨率1m為主。1∶1萬地形圖數(shù)據(jù)主要作用是用其制作DEM（數(shù)字高程模型），將地形圖掃描并數(shù)字化處理后，提取消落帶范圍，將消落帶內(nèi)等高線、高程點，河流、湖泊等地形要素進(jìn)行數(shù)字化，最終將其轉(zhuǎn)入Arc/Info系統(tǒng)，從而制作DEM數(shù)據(jù)，獲取研究區(qū)內(nèi)的面積、坡度、坡向等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行地面核查確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。根據(jù)水利部坡度分級標(biāo)準(zhǔn)和水力侵蝕特點以及三峽庫區(qū)地形地貌特征，將消落帶坡度的級別劃分為5級，即＞60°，35°～60°，25°～35°，15°～25°和＜15°。

2 結(jié)果與分析

消落帶面積隨坡度增加而逐漸減少（圖1）。平緩坡消落帶面積分布較多，25°及以下坡度段的消落帶面積達(dá)273.7km2，約占總面積79.49% 以上。其中15°及以下坡度段的消落帶面積最大，約為209.6km2，約占總面積60.90%；15°～25°坡度段消落帶面積約為64.1km2，約占總面積18.62%。陡坡消落帶面積相對較少，25°以上坡度段消落帶面積約為70.5km2，僅占總面積20.48%。25°～35°，35°～60°，＞60°3個坡度段的消落帶面積依次降低，分別占總面積12.03%，8.06%和0.39%。

圖1 三峽水庫消落帶不同坡度分布

不同坡度段消落帶面積分布特征的區(qū)域差異明顯。三峽庫區(qū)重慶段平緩坡消落帶面積遠(yuǎn)高于陡坡消落帶，其25°及以下坡度段消落帶面積達(dá)到249.9m2，占重慶段83.86%；25°以上坡度段消落帶面積為48.1km2，不及重慶段平緩坡消落帶的20%。而三峽庫區(qū)湖北段平緩坡消落帶面積與陡坡消落帶面積相當(dāng)，其25°及以下坡度段的消落帶面積達(dá)到23.77km2，占湖北段51.49%；25°以上坡度段消落帶面積為22.39km2，占湖北段48.51%。三峽庫區(qū)重慶段、三峽庫區(qū)湖北段消落帶不同坡度段消落帶面積分布情況詳見圖2。

圖2 三峽庫區(qū)重慶段、湖北段不同坡度消落帶面積分布

各區(qū)縣坡度≤15°消落帶面積分布在0.2～37.3km2之間，面積較大的依次為開縣、涪陵、忠縣、萬州、云陽、奉節(jié)、巫山、豐都等8區(qū)縣，其面積均大于10km2，累計約占此坡度段消落帶面積的78.53%；最小的依次是沙坪壩、九龍坡、江津、北碚、興山、武隆、巫溪、巴東、夷陵、渝中等10區(qū)縣，其面積均小于2km2，累計約占此坡度段面積4.21%（圖3）。

圖3 三峽水庫坡度≤15°消落帶面積區(qū)縣分布

各區(qū)縣坡度15°～25°的消落帶面積分布在0～8.9km2之間，面積較大的依次為秭歸、涪陵、云陽、忠縣、萬州、奉節(jié)、巫山、豐都、開縣等9區(qū)縣，其面積均大于3km2，累計約占此坡度段消落帶面積的79.77%；最小的依次是江津、九龍坡、沙坪壩、大渡口、武隆、北碚、巫溪、渝中、興山、南岸、石柱等11區(qū)縣，累計約占3.75%（圖4）。

各區(qū)縣坡度25°～35°的消落帶面積分布在0～7.5km2之間，面積較大的依次為秭歸、云陽、涪陵、忠縣、巴東、巫山、奉節(jié)、萬州等8區(qū)縣，其面積均大于2km2，約占此坡度段消落帶面積的82.22%；最小的依次是大渡口、九龍坡、沙坪壩、江津、武隆、北碚、南岸、渝中、巫溪等9區(qū)縣，其面積均小于0.2km2，約占0.66%（圖5）。

各區(qū)縣坡度35°～60°的消落帶面積分布在0～5.1km2之間，面積較大的依次為云陽、秭歸、巫山、巴東、奉節(jié)、忠縣、萬州、涪陵等8區(qū)縣，其面積均大于1km2，累計約占此坡度段消落帶面積的89.35%；其余區(qū)縣面積均較小，其中大渡口、沙坪壩、江津3區(qū)縣無此坡度段的消落帶（圖6）。

圖4 三峽水庫坡度15°～25°消落帶面積區(qū)縣分布圖

圖5 三峽水庫坡度25°～35°消落帶面積區(qū)縣分布

圖6 三峽水庫坡度35°～60°消落帶面積區(qū)縣分布

各區(qū)縣坡度＞60°的消落帶面積分布在0～0.5km2之間，其中巴東、秭歸、巫山、奉節(jié)、云陽、涪陵、興山、萬州、忠縣、武隆、豐都、渝北、巫溪等13個區(qū)縣均有少量分布，其余13個區(qū)縣消落帶坡度均不高于60°（圖7）。

圖7 三峽水庫坡度≥60°消落帶面積區(qū)縣分布

3 結(jié)論

三峽水庫消落帶面積隨坡度增加而逐漸減少，25°及以下坡度段的消落帶面積達(dá)273.7km2，約占總面積79.49%以上。其中15°及以下坡度段的消落帶面積最大，約為209.6km2，約占總面積60.90%；15°～25°坡度段消落帶面積約為64.1km2，約占總面積18.62%。陡坡消落帶面積相對較少，25°以上坡度段消落帶面積約為70.5km2，僅占總面積20.48%。25°～35°，35°～60°，＞60°3個坡度段的消落帶面積依次降低，分別占總面積12.03%，8.06%和0.39%。

［1］刁承泰，黃京鴻.三峽水庫水位漲落帶土地資源的初步研究［J］.長江流域資源與環(huán)境，1999，8（1）：75－80.

［2］張寶雷，張淑敏，周啟剛，等.土地利用和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化研究——以三峽庫區(qū)大寧河流域為例［J］.長江流域資源與環(huán)境，2007，16（2）：181－185.

［3］雷 波，楊春華，楊三明，等.基于GIS的長江三峽水庫消落帶生態(tài)類型劃分及其特征分［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（8）：2 082－2 090.

［4］周永娟，仇江嘯，王 姣，等.三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)環(huán)境脆弱性評價［J］.生態(tài)學(xué)報，2010，30（24）：6 726－6 733.

［5］中國工程院三峽工程階段性評估項目組.三峽工程階段性評估報告：綜合卷［M］.北京：中國水利水電出版社，2010.

［6］唐勝傳，柴賀軍，馮文凱.三峽庫區(qū)岸坡類型劃分［J］.公路交通技術(shù)，2005（5）：36－39.

［7］徐詩童，李 松.三峽庫區(qū)重慶市忠縣石寶寨消落區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合整治工程思路［J］.三峽環(huán)境與生態(tài)，2011，33（4）：55－58.

［8］王業(yè)春，雷 波，張 晟.三峽庫區(qū)消落帶不同水位高程植被和土壤特征差異［J］.湖泊科學(xué)，2012，24（2）：206－212.

［9］孫 榮，袁興中，劉 紅，等.三峽水庫消落帶植物群落組成及物種多樣性［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2011，30（2）：208－214.

［10］謝德體，范小華.三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)系統(tǒng)演變與調(diào)控［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.