基于遙感影像監(jiān)測土默特左旗濕地動(dòng)態(tài)變化

張 磊，劉倩雯，劉彥濤，劉湘杰，東 明

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院；2.內(nèi)蒙古環(huán)科園環(huán)境科技有限責(zé)任公司;3.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)和草原保護(hù)總站,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020；4.中國林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，內(nèi)蒙古 磴口 015200)

濕地是位于陸生和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡性地帶，是水陸相互作用形成的一種獨(dú)特的、多功能的生態(tài)系統(tǒng)，它是生物多樣性的搖籃，擁有強(qiáng)大的生態(tài)凈化作用，在保護(hù)野生動(dòng)植物資源、涵養(yǎng)水源、保護(hù)水土流失方面扮演著極其重要的角色[1～2]。濕地與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)，享有“地球之腎”的美名[3]。濕地是指天然的或人工的、永久性或間歇性的沼澤地、泥炭地、水域地帶、帶有靜止或流動(dòng)、淡水、半咸水及咸水水體，包括水深不超過6m的水域[4]。

為了更好地了解土默特左旗濕地現(xiàn)狀，及時(shí)掌握濕地動(dòng)態(tài)變化情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)濕地資源全面、客觀地分析評(píng)價(jià)，為濕地資源的保護(hù)、管理和合理利用提供統(tǒng)一完整、及時(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料和決策依據(jù)，為保護(hù)、管理及合理利用濕地資源服務(wù)。

1 材料與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

土默特左旗地形受地質(zhì)構(gòu)造、內(nèi)外營力的控制，由于盆地長期下沉，故以堆積地形為主。北部山地，屬陰山山系中段的大青山中部，為切割較深的中、低山地，大青山南北兩側(cè)不對(duì)稱，地勢向北傾斜，南坡面臨土默川平原，斷層壁立，重巒疊嶂，山勢挺拔陡峻，溝谷深切狹窄。山區(qū)海拔在1 300m～2 200m之間，坡度介于15°～45°，最高山峰位于大青山中段的金鑾殿山頂峰，海拔高度2 271.6m，平原區(qū)海拔在1 000m左右，最低處位于哈素海湖區(qū)，海拔高度988.5m。南部山前為平原，屬土默川平原的北緣，坦蕩遼闊，山地南部漸趨下降，接受來自山地溝谷沖、洪積物的堆積，形成了東西向帶狀分布的山前傾斜平原和黃河、大黑河沖積、湖積平原。土默特左旗屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，其特點(diǎn)是：冬季寒冷而漫長，夏季炎熱而短促，日照率高，無霜期短，年溫差及日溫差較大，降水少而蒸發(fā)強(qiáng)烈，高溫與多雨同季，風(fēng)沙天氣較多[5,6]。年平均氣溫為6.3℃，最冷的1月份平均最低氣溫為-12.7℃，最熱的7月份平均最高氣溫為22.2℃，≥10℃的積溫2 804℃。

土左旗土壤主要有5個(gè)土類，即灰褐土、栗鈣土、草甸土、沼澤土、鹽土?；液滞林饕植加诒辈看笄嗌缴降睾蜕角昂榉e扇中上部，屬于陰山山地的垂直帶土壤；草甸土主要分布在黃灌渠、黑灌渠和什拉烏素河大面積沖積平原上，屬非地帶性土壤；沼澤土主要分布于黃灌區(qū)及其沖積扇緣的低洼處，屬水成土壤；鹽土多呈片狀，與鹽化草甸土壤嵌分布；栗鈣土主要分布在沙爾沁鎮(zhèn)與和林縣接壤的東南角，地形為波狀丘陵和丘間低地。

由于南北地形、地勢的差異較大，水、熱條件截然不同，因此，土默特左旗的自然植被類型也不同，植被分布規(guī)律總的特點(diǎn)是，從北向南，由森林草原逐漸過渡為灌叢草原和草甸草原。同時(shí)，受非地帶性生境條件的影響，尚有鹽生植被和沼澤草甸植被相間分布。

1.2 研究方法

1.2.1 濕地類型劃分。濕地類型的劃分是濕地科學(xué)的重要基礎(chǔ)性工作，也是濕地保護(hù)利用決策的依據(jù)。同一類濕地具有大致相同的發(fā)育環(huán)境、彼此接近的功能和性質(zhì)大體相同的保護(hù)利用方向[7]。根據(jù)《全國濕地資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程》和《自治區(qū)濕地資源調(diào)查技術(shù)實(shí)施細(xì)則劃分標(biāo)準(zhǔn)》，土默特左旗濕地類型劃分為河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地、人工濕地等4類。

1.2.2 濕地面積獲取。本研究以2010年濕地資源調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依據(jù)2016年數(shù)字正射影像對(duì)土默特左旗濕地進(jìn)行判讀、區(qū)劃，并結(jié)合實(shí)地調(diào)查，得到該旗濕地類型、面積、分布、植被類型及其面積等信息。調(diào)查范圍包括符合濕地定義所轄范圍內(nèi)的各類濕地資源，包括面積為8hm2(含8hm2)以上的湖泊濕地、沼澤濕地、人工濕地以及河流濕地。

2 結(jié)果

2.1 濕地面積按不同類型分布

土默特左旗濕地面積總計(jì)7 026.24hm2，其中河流濕地990.34hm2，湖泊濕地1 456.92hm2，沼澤濕地2 105.53hm2，人工濕地2 473.45hm2。詳見表1。

表1 土默特左旗各類型濕地面積、比重

圖1 土默特左旗濕地面積按濕地類型統(tǒng)計(jì)

2.2 濕地分布特征

河流濕地分為永久性河流和季節(jié)性或間歇性河流，總面積為990.34hm2，其中，永久性河流面積為653.81hm2，占河流濕地的66.0%，包括大黑河、小黑河、水磨溝、龔家圪旦西北河；季節(jié)性或間歇性河流面積為336.53hm2，占河流濕地的34.0%，包括郭家營村、金海水庫引水渠、什拉河；湖泊濕地為永久性淡水湖哈素海，水域面積為1 456.92hm2；沼澤濕地分為草本沼澤、森林沼澤、內(nèi)陸鹽沼3類，總面積為2 105.53hm2。其中，草本沼澤面積為1 768.09hm2，占沼澤濕地面積的83.97%，包括海流沼澤和哈素海沼澤；森林沼澤面積為101.61hm2，占沼澤濕地面積的4.83%，包括小六合莊森林沼澤和小六合莊北森林沼澤；內(nèi)陸鹽沼面積為235.83hm2，占沼澤濕地面積的11.20%，包括海流存沼澤、南雙樹村沼澤和五把什沼澤；人工濕地分為蓄水區(qū)、運(yùn)河輸水河、淡水養(yǎng)殖池塘3類，總面積為2 473.45hm2。其中，蓄水區(qū)面積為681.90hm2，占人工濕地面積的27.57%，包括五一水庫、沙南水庫、小淫津水庫、金海調(diào)蓄水庫、紅領(lǐng)巾水庫；運(yùn)河輸水河面積為773.83hm2，占人工濕地面積的31.28%，包括民生渠、黃干渠、躍進(jìn)渠、哈素海退水渠、朝號(hào)渠、沙金渠、中梁渠；淡水養(yǎng)殖池塘面積為1017.72hm2，占人工濕地面積的41.15%，包括什尼板漁場、喬龐家營村漁場、哈素海西漁場、哈素海東漁場。

2.3 濕地面積變化動(dòng)態(tài)

根據(jù)2010年濕地資源調(diào)查，土默特左旗濕地面積總計(jì)6 903.62hm2，其中河流濕地938.67hm2，湖泊濕地1 494.34hm2，沼澤濕地2 013.66hm2，人工濕地2 456.95hm2。

表2 2010年土默特左旗各類型濕地面積、比重

從圖2可以看出，從2010年～2016年，土默特左旗濕地面積共增加122.61hm2，其中河流濕地面積增加51.67hm2，湖泊濕地面積減少37.42hm2，沼澤濕地面積增加91.87hm2，人工濕地面積增加16.50hm2。

圖2 土默特左旗2010年、2016年濕地面積對(duì)比

從圖3可以看出，湖泊濕地的面積有所減少，但減少的水域面積并未完全退化，而是轉(zhuǎn)變?yōu)檎訚蓾竦?，隨著近年來土默特左旗政府對(duì)濕地保護(hù)意識(shí)不斷加強(qiáng)，河流濕地和人工濕地面積都逐年增加，濕地面積呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢。

圖3 土默特左旗2010年、2016年濕地面積變化對(duì)比

3 討論與結(jié)論

濕地動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)和濕地植物生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系是極為密切的。濕地的一些以植物為食的魚類構(gòu)成了動(dòng)植物之間捕食和被捕食的關(guān)系，同時(shí)水域里以動(dòng)物為食的魚類又以植食性魚類為食，這樣就形成了水域里的食物鏈。兩棲和爬行類也是以植物為食，鳥類又以兩棲爬行類為食。一些猛禽以小鳥為食，同時(shí)鼬科動(dòng)物又以鼠類和小鳥為食。雁鴨類以植物為食，同時(shí)雁鴨類又為猛禽提供食物。

從以上生物鏈可以看出，這一生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了生物與環(huán)境之間、生物與生物之間的關(guān)系，在濕地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的生物網(wǎng)，生物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定，承受外界干擾的能力就越強(qiáng)。

濕地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)每一生物鐘都占據(jù)一定的位置，都具有特定的作用，各生物鐘之間互相依賴、彼此制約、協(xié)同進(jìn)化。另外，濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)任何的外來干擾都有一定的忍耐極限，當(dāng)外來干擾超過此極限時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)被損傷、破壞以致瓦解。所以，我們一定要重視起來，加強(qiáng)對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)意識(shí)。

隨著遙感影像及無人機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)中越來越成熟的推廣及應(yīng)用，傳統(tǒng)監(jiān)測方法與新興監(jiān)測手段的矛盾也日益突出，如果后期還能將包括濕地預(yù)測模型的計(jì)算機(jī)智能與雷達(dá)數(shù)據(jù)以及基于虛擬現(xiàn)實(shí)與三維可視化技術(shù)的濕地動(dòng)態(tài)模擬研究[4]，將會(huì)更為詳細(xì)、準(zhǔn)確監(jiān)測土默特左旗的濕地動(dòng)態(tài)變化，從而為保護(hù)土左旗濕地資源提供更為詳盡的理論支撐。