王占玲,曹 引,趙紅莉,蔣云鐘,李 杰,郭昊淼,李向龍
(1.蘭州交通大學(xué)測繪與地理信息學(xué)院,蘭州730070;2.中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所,北京100038;3.地理國情監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程研究中心,蘭州730070;4.甘肅省地理國情監(jiān)測工程實(shí)驗(yàn)室,蘭州730070;5.北京市北運(yùn)河管理處,北京101100)
湖泊作為水資源的一種重要載體,在水資源供給、調(diào)節(jié)氣候、保護(hù)生物多樣性等方面發(fā)揮著重要的作用[1-3],也是環(huán)境、氣候變化的指示器[4]。中國國土面積廣闊,湖泊數(shù)量和類型繁多、分布范圍廣且變化復(fù)雜[5],據(jù)第一次全國水利普查的統(tǒng)計(jì)結(jié)果[6],全國共有面積大于1.0 km2的湖泊2 865 個(gè),總面積7.80 萬km2。但由于全球氣候變化和人類活動(dòng)加劇的影響,部分湖泊出現(xiàn)了不同類型、不同等級(jí)的變遷,受到了政府和社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此,開展湖泊變遷調(diào)查與分析可以摸清湖泊現(xiàn)狀,對(duì)湖泊的管理和保護(hù)具有重要意義。
衛(wèi)星遙感具有覆蓋范圍大、周期性重復(fù)、數(shù)據(jù)更新快等優(yōu)點(diǎn)[7-9],在湖泊變化分析領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Ma 等[10]利用CBERS和Landsat影像完成了1960s-1980s和2005-2006年的中國湖泊制圖,發(fā)現(xiàn)中國有243個(gè)湖泊消失,而在青藏高原及其附近有60 個(gè)湖泊誕生。Du 等[11]利用遙感影像和其它輔助數(shù)據(jù)分析了長江中游湖泊群在20世紀(jì)的變化情況,發(fā)現(xiàn)湖泊面積減少了58.06%,這主要是由于人類開墾農(nóng)田所致。馬榮華等[12]以2005-2006 的CBERS CCD 和Landsat TM/ETM 遙感數(shù)據(jù)結(jié)合第二次湖泊調(diào)查結(jié)果,確定了2010年全國1.0 km2以上的自然湖泊的數(shù)量以及分布情況,并分析得到近30年的消失/新生/新發(fā)現(xiàn)湖泊個(gè)數(shù)。孫芳蒂等[13]利用MODIS 數(shù)據(jù)分析了2000-2010年國內(nèi)的629個(gè)湖泊面積,研究發(fā)現(xiàn)湖泊總面積呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。段水強(qiáng)[14]利用1976-2015年衛(wèi)星影像,解譯并分析柴達(dá)木盆地湖1 km2以上的湖泊;發(fā)現(xiàn)該區(qū)域湖泊整體上呈現(xiàn)擴(kuò)張、萎縮、擴(kuò)張、萎縮4 個(gè)階段的變化過程。Zhang 等[15]研究了1960-2015年中國的湖泊面積變化情況,發(fā)現(xiàn)中國湖泊的總面積增加了5 858.06 km2,且空間差異很大。Tao 等[16]研究1980年代中期至2015年中國湖泊的變化,發(fā)現(xiàn)中國的湖泊已經(jīng)隨著區(qū)域形勢(shì)的變化而變化,在人口較少的青藏高原地區(qū),湖泊數(shù)量相對(duì)豐富,而在人口多的東部和北部地區(qū),湖泊數(shù)量較為稀少。閆立娟[17]運(yùn)用GIS 和RS 技術(shù),利用遙感影像將西藏所有湖泊邊界矢量化,并以此為基礎(chǔ)分析了1973-2017年西藏湖泊面積動(dòng)態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)湖泊面積整體擴(kuò)張。李龍等[18]基于2000-2014年Landsat系列遙感影像,分析了中國內(nèi)流區(qū)主要湖泊的地理位置及其面積變化情況,結(jié)果顯示湖泊總面積在此期間持續(xù)增加。
目前,關(guān)于不同區(qū)域尺度的湖泊研究主要集中于湖泊的數(shù)量、面積和分布情況,但分析時(shí)間節(jié)點(diǎn)還主要停留在2014-2016年;且全國尺度湖泊研究使用的數(shù)據(jù)大都集中于MODIS等較低分辨率數(shù)據(jù),對(duì)湖泊變遷類型也沒有做具體劃分。而受氣候變化和人類活動(dòng)影響顯著[19,20],湖泊將不斷發(fā)生變遷,呈現(xiàn)出不同程度、不同類型的演變,目前尚缺乏全國尺度上湖泊現(xiàn)狀分析。2011年全國第一次水利普查全面摸清了河流湖泊的數(shù)量以及分布情況,為國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供基本國情資料[21-23]。為了彌補(bǔ)全國尺度上湖泊現(xiàn)狀和湖泊變遷研究空白,本文以第一次全國水利普查中面積大于1 km2的2 865 個(gè)湖泊為研究對(duì)象,以GF-1 遙感影像作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,利用目視解譯與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法,分別以2011年與2019年時(shí)間節(jié)點(diǎn)作為2 865個(gè)湖泊變遷類型及數(shù)量分析研究的起點(diǎn)和終點(diǎn),為湖泊變化監(jiān)測和湖泊水資源管理提供了最新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
2011年第一次全國水利普查結(jié)果,按照行政區(qū)統(tǒng)計(jì),湖泊數(shù)量排名前三的行政區(qū)分別是西藏自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)和黑龍江省,湖泊數(shù)量分別為813個(gè)、424個(gè)和250個(gè),數(shù)量約占全國湖泊總數(shù)量的28.4%、14.8%和8.7%。按照水資源一級(jí)分區(qū)統(tǒng)計(jì),湖泊數(shù)量排名前三的流域分別是西北諸河流域(1 086 個(gè))、長江流域(795個(gè))和松花江流域(496個(gè)),分別占全國湖泊總數(shù)量的37.9%、27.7%和17.3%,然后依次是西南諸河流域(180個(gè))、黃河流域(142 個(gè))、淮河流域(68 個(gè))、遼河流域(61 個(gè))、珠江流域(17個(gè))、海河流域(10個(gè))和東南諸河流域(10個(gè))。
圖1 全國第一次水利普查1 km2以上湖泊分布圖Fig.1 The distribution of the lakes with an area larger than 1 km2 derived from bulletin of census for water
本文采用的數(shù)據(jù)包括2011年水利普查矢量、GF-1 WFV 遙感影像數(shù)據(jù)。
(1)湖泊矢量數(shù)據(jù)是2011年湖泊普查結(jié)果中,水域面積大于1 km2的2 865個(gè)湖泊矢量數(shù)據(jù)。
(2)使用的數(shù)據(jù)主要以空間分辨率為16 m 的GF-1 WFV 多光譜影像數(shù)據(jù)為主,該影像包括藍(lán)波段(0.45~0.52μm)、綠波段(0.52~0.59 μm)、紅波段(0.52~0.59 μm)、近紅外波段(0.77~0.89μm)4個(gè)波段。首先根據(jù)2011年水利普查結(jié)果矢量繪制所有湖泊的緩沖區(qū),緩沖區(qū)繪制原則是:先對(duì)湖泊進(jìn)行編號(hào),再對(duì)每一個(gè)湖泊先驗(yàn)矢量進(jìn)行膨脹,直到膨脹后的矢量面積略等于原始湖泊面積的2 倍;然后根據(jù)緩沖區(qū)裁剪獲取覆蓋湖泊緩沖區(qū)的2019年所有GF-1正射校正遙感影像。
本次研究中采用基于面向?qū)ο蠓椒ê碗p峰閾值法相結(jié)合的水體提取方法,該方法可以對(duì)研究區(qū)內(nèi)的水體進(jìn)行快速、高精度的自動(dòng)提取,提取步驟如下:
首先,根據(jù)GF-1 影像的光譜、形狀等信息進(jìn)行面向?qū)ο蠓指睿辉僖苑指詈蟮膱D像為基礎(chǔ),選擇用綠波段和近紅外波段計(jì)算NDWI,NDWI的計(jì)算公式如下:
NDWI=(Green-NIR)/(Green+NIR)
式中:Green、NIR分別代表GF-1影像的第二波段和第四波段。
最后根據(jù)影像內(nèi)的湖泊水體特征,用雙峰閾值法,進(jìn)行湖泊水體的提取,并轉(zhuǎn)為矢量文件輸出。同時(shí),由于個(gè)別影像提取效果欠佳,因此需要對(duì)提取的結(jié)果進(jìn)行目視校核和手動(dòng)修正,以保證提取結(jié)果的準(zhǔn)確性。圖2是基于2019年GF-1 WFV影像數(shù)據(jù)的青海湖(6月12日,水體面積4 447.000 km2)、達(dá)則錯(cuò)(1月13日,水體面積為324.402 km2)、鏡泊湖(7月7日,水體面積82.773 km2)、東湖(4月17日;水體面積30.489 km2)、白音淖爾(1月13日,水體面積2.429 km2)、腰零泡(7月7日,水體面積為1.054 km2)等6 種不同大小、不同時(shí)間、不同地勢(shì)下的湖泊提取效果圖。從圖中可以看出,該研究中所采用方法的準(zhǔn)確性較高,可以滿足后續(xù)分析的需要。
圖2 基于2019年GF-1數(shù)據(jù)的不同條件下湖泊的提取效果圖Fig.2 The extraction effect of lakes under different conditions based on the 2019 GF-1 data
本文采用定量評(píng)價(jià)和目視解譯相結(jié)合的方法分析2 865 個(gè)湖泊的變化情況。首先利用2019年GF-1月尺度時(shí)序影像提取2 865 個(gè)湖泊水體面積,在保證一個(gè)湖泊2019年有效面積次數(shù)不能少于3 期的情況下,這樣才能避免使用單一時(shí)相遙感圖像監(jiān)測的水體面積受到暴雨和干旱等天氣因素帶來的隨機(jī)性影響,湖泊面積是當(dāng)年所獲取的所有晴空遙感圖像監(jiān)測面積的中位數(shù);根據(jù)2011年和2019年湖泊水體面積定量評(píng)估2 865 個(gè)湖泊水域變化情況。針對(duì)水域明顯減少(萎縮)的湖泊,基于2019年月尺度時(shí)序GF-1 影像,采用目視解譯方法根據(jù)湖泊水域范圍和湖泊普查矢量,初步確定發(fā)生顯著變化的湖泊名單,然后以水利部信息中心“河湖遙感平臺(tái)”作為輔助工具進(jìn)行湖泊具體變化類型判斷,“河湖遙感平臺(tái)”擁有2019年至今GF-1、GF-2和GF-6 PMS等多種高分辨率遙感影像。
湖泊變遷遙感調(diào)查通常以不同時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)為依據(jù),按調(diào)查時(shí)段的長短,湖泊變遷遙感調(diào)查可區(qū)分為多年際、年際和季際等類型[24]。
在批量實(shí)現(xiàn)湖泊面積提取后,由于影像本身會(huì)存在不穩(wěn)定性,個(gè)別影像水體提取效果欠佳,因此需要對(duì)提取結(jié)果二次校正與核實(shí)。在對(duì)2 865 個(gè)湖泊提取效果目視判斷后,分別手動(dòng)校正湖泊提取結(jié)果并核實(shí)發(fā)生變遷的湖泊名錄,在此結(jié)果之上可以將湖泊變遷基本類型根據(jù)人為因素與自然因素同時(shí)存在的情況下分為六類(人為因素導(dǎo)致湖泊會(huì)出現(xiàn)萎縮、被不同類型的地物侵占,而自然因素則會(huì)導(dǎo)致湖泊面積萎縮甚至干涸),如圖3所示。第一類:萎縮[圖3(a)、(b)],這類湖泊全年無水或者湖泊水域明顯減少,并且不存在被其他地物侵占或者轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋?;第二類:轉(zhuǎn)為耕地[圖3(c)、(d)],這類湖泊被耕地侵占,轉(zhuǎn)變?yōu)樗锘蛘吆档?;第三類:轉(zhuǎn)為濕地[圖3(e)、(f)],這類湖泊水深較淺,在特定環(huán)境下,長出了濕地植物;第四類:轉(zhuǎn)為養(yǎng)殖地[圖3(g)、(h)];第五類:轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋停蹐D3(i)、(j)],例如光伏電廠或被其他類型的建設(shè)用地侵占;第六類:面積擴(kuò)張型湖泊[圖3(k)],這類湖泊的水域面積存在擴(kuò)張趨勢(shì),面積較2011年增加超過10%的湖泊屬于擴(kuò)張型湖泊。其中將第1~5類歸為不利變遷,第6類則歸為有利變遷。
圖3 湖泊主要變遷類型Fig.3 Main change types of lakes
湖泊變遷的6種類型可以根據(jù)轉(zhuǎn)變類型所占湖泊面積的百分比劃分輕重等級(jí),湖泊是個(gè)復(fù)雜而又獨(dú)特的生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)[25,26]。當(dāng)水域面積發(fā)生10%以下的變化時(shí),肉眼看的并不是太明顯;當(dāng)水域面積變化在10%~40%時(shí),湖泊還具有一定的生態(tài)功能;而當(dāng)水域面積減少40%~70%時(shí),湖泊的實(shí)際應(yīng)用功能就已經(jīng)大大減弱,可利用空間也很有限;變遷等級(jí)在70%~95%之間的湖泊在很大程度上出現(xiàn)萎縮或者已被其他類型地物侵占,基本失去湖泊的生態(tài)功能,而變遷等級(jí)≥95%的湖泊水域面積可以說完全消失,因此已不具備湖泊的生態(tài)功能。因此,根據(jù)湖泊變遷的復(fù)雜程度將湖泊變遷等級(jí)分為:
(1)單一轉(zhuǎn)變類型的等級(jí)劃分。不同湖泊變遷類型,根據(jù)湖泊長期無水面積、被其他地物侵占面積或最小湖泊水域占湖泊總面積的百分比進(jìn)行湖泊變遷等級(jí)劃分,具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。其中“1-萎縮”變遷類型以湖泊長期無水面積占湖泊總面積百分比為劃分標(biāo)準(zhǔn);變遷類型“2~5”以湖泊被其他地物侵占面積占湖泊總面積百分比為劃分標(biāo)準(zhǔn)。由于面積擴(kuò)張型湖泊是在有利的變化范圍之內(nèi),因此對(duì)該類型湖泊不再細(xì)分,且此次擴(kuò)張型湖泊只是對(duì)2011年面積在10 km2以上,且在2019年發(fā)生擴(kuò)張的湖泊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
表1 湖泊變遷類型及劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Types of lake changes and classification standards
(2)復(fù)合類型的等級(jí)劃分。復(fù)合類型是指湖泊存在不止一種類型的變化,比如湖泊變化類型為“1-輕微萎縮”and“5-其他侵占”,指湖泊水域面積與湖泊普查矢量相比面積有一定程度的減少,同時(shí)現(xiàn)有的水域面積被其他地物侵占。再比如湖泊同時(shí)被不同類型的地物侵占,每種侵占類型按照不同地物侵占面積占原始湖泊矢量的大小劃分等級(jí)。需要指出的是統(tǒng)計(jì)復(fù)合類型時(shí)如果湖泊被部分侵占,其余部分水體面積明顯減少,即湖泊萎縮,此時(shí)萎縮程度劃分時(shí)不考慮侵占部分面積,以湖泊實(shí)際水域面積占湖泊總面積百分比劃分。
基于2019年月尺度時(shí)序影像和“河湖遙感平臺(tái)”,利用目視解譯確定2019年2 865 個(gè)湖泊中發(fā)生變遷湖泊名錄,將湖泊變遷類型分為單一變遷類型和復(fù)合變遷類型(不算入兩個(gè)單一變遷類型)。
2019年統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示:擴(kuò)張型湖泊有202 個(gè),全國湖泊發(fā)生萎縮以及不同類型演變(不利變遷)的個(gè)數(shù)多達(dá)812 個(gè),約有28.4%的湖泊發(fā)生變化,其中單一變遷類型和復(fù)合變遷類型湖泊個(gè)數(shù)分別為746 個(gè)和66 個(gè),約占總變遷湖泊總數(shù)的91.9%和8.1%。其中,內(nèi)蒙古自治區(qū)在2011年時(shí)擁有面積1 km2及以上的湖泊424 個(gè),湖泊水體面積約為4 531 km2,但是在2019年湖泊面積約為4 324 km2,發(fā)生變遷的湖泊多達(dá)207個(gè),占發(fā)生不利變遷湖泊個(gè)數(shù)的27.7%,是北方發(fā)生變遷湖泊最多的省份,湖泊面積減少了207 km2。
3.1.1 單一變遷類型湖泊
單一變遷類型湖泊統(tǒng)計(jì)見表2,可以看出單一湖泊變遷類型中以萎縮、耕地侵占和養(yǎng)殖地侵占為主。單一變遷類型(1~5類)746 個(gè)湖泊中,有411 個(gè)湖泊發(fā)生不同程度的萎縮,占比約55.1%,是最主要的單一變遷類型;其次,被耕地和養(yǎng)殖地侵占的湖泊分別有148 個(gè)和107 個(gè),占比19.8%和14.3%;受濕地和其他侵占的湖泊數(shù)量相對(duì)較少,共計(jì)80 個(gè),占比10.8%;有202個(gè)湖泊的水域面積呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)。
表2 單一變遷類型及個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab.2 Statistics of single transition types and numbers
單一變遷類型中發(fā)生1-5 類變遷的湖泊中,變遷等級(jí)在70%~95%之間的湖泊數(shù)量達(dá)到132 個(gè),數(shù)量分別是80、19、9、18、6,分別占單一變遷總數(shù)的10.7%、2.5%、1.2%、2.4%、0.8%;而變遷級(jí)別≥95%的湖泊數(shù)量總數(shù)達(dá)到236 個(gè),數(shù)量分別為72、86、25、38、15,占比分別為9.7%、11.5%、3.4%、5.1%、2.0%。
3.1.2 復(fù)合變遷類型及個(gè)數(shù)
部分湖泊則會(huì)出現(xiàn)同時(shí)被兩種地物侵占的現(xiàn)象,例如水域面積部分出現(xiàn)萎縮,而另一部分被耕地、養(yǎng)殖地侵占;再或者部分被光伏電廠侵占,而另一部分則被水田、養(yǎng)殖地侵占。復(fù)合變遷類型湖泊個(gè)數(shù)和復(fù)合類型見表3,在復(fù)合類型中會(huì)存在這樣一種情況:同時(shí)被兩種地物侵占,一種輕微侵占/中度侵占,另一種重度侵占/中度侵占,但實(shí)際上水域面積被兩種地物完全侵占。
從表3中可知:出現(xiàn)復(fù)合類型最多的是①“1-1”and“5-4”:已經(jīng)沒有水域,且部分面積已被其他地物侵占;②“1-2”and“2-4”:水域面積出現(xiàn)重度萎縮,又有少量的面積被耕地侵占;③“2-4”and“3-2”:水域面積被耕地輕微侵占,部分被濕地重度侵占;④“3-2”and“4-4”:現(xiàn)有的湖泊面積分別被少量養(yǎng)殖地所和較大面積的濕地所侵占。以上4種復(fù)合類型的水體數(shù)量分別是6、5、5、4個(gè),總數(shù)占復(fù)合變遷類型個(gè)數(shù)的30.3%。
表3 復(fù)合變遷類型及個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab.3 Type and number of compound transition statistics
總的來說,復(fù)合類型變遷主要是指湖泊水域面積以“萎縮+另一種地物侵占”為主,這種類型個(gè)數(shù)達(dá)到27個(gè),占比40.9%。
Arcgis 提供關(guān)聯(lián)EXCEL 表格的功能,因此通過將湖泊變遷統(tǒng)計(jì)結(jié)果關(guān)聯(lián)到Arcgis 中,可以得到不同變遷類型湖泊分布圖(圖4)以及有湖泊的各省、市、自治區(qū)的湖泊數(shù)量和變化統(tǒng)計(jì)圖(圖5)。通過分析可以得到以下結(jié)果:
圖4 變遷湖泊分布圖Fig.4 Distribution of Changing Lakes
(1)從2019年的數(shù)據(jù)分析中可以看出,中國部分省份湖泊存在明顯變遷,變遷類型呈現(xiàn)出不同的空間分布差異:北方地區(qū)多以湖泊面積發(fā)生干涸、不同程度的萎縮為主;而南方湖泊變遷類型則更多是以不同類型地物的侵占為主。
(2)按照水資源一級(jí)區(qū)統(tǒng)計(jì):西北、西南諸河流域湖泊不利變遷類型最多的是湖泊面積萎縮,其次是其他侵占,而同時(shí)水域面積擴(kuò)張的湖泊也集中于西北流域;松花江流域和遼河流域的湖泊變遷類型以湖泊面積萎縮為主,其次是養(yǎng)殖地侵占;黃河流域的湖泊演變相對(duì)來說較為復(fù)雜,除了不存在濕地侵占,其余各種演變類型都有,但是數(shù)量都相對(duì)較少;而淮河和長江流域湖泊變遷則更多的是以水田、濕地和養(yǎng)殖地侵占為主。
(3)在圖5中,柱形圖的高度代表該省份湖泊的總數(shù)。紅色代表不利變遷,黃色代表未發(fā)生變遷的湖泊,藍(lán)色是指擴(kuò)張性湖泊。對(duì)存在湖泊的省、市以及自治區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)生變遷的湖泊主要集中于內(nèi)蒙古自治區(qū)(207個(gè))、黑龍江?。?7個(gè))、湖北?。?4 個(gè))、吉林?。?2 個(gè))以及湖南省(78 個(gè)),分別占湖泊總變遷個(gè)數(shù)的25.5%、11.9%、10.3%、10.1%、9.6%。其中西藏自治區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)是擁有湖泊數(shù)量最多的地區(qū),而湖泊變遷數(shù)量前者遠(yuǎn)不及后者,西藏自治區(qū)在2011年的湖泊有813 個(gè),但是在2019年發(fā)生變遷的僅有46個(gè),占變遷湖泊總數(shù)的5.7%;而在2011年水域面積在10 km2以上的部分湖泊在2019年呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)的數(shù)量總數(shù)有202 個(gè),單西藏地區(qū)有133 個(gè),占有利變遷湖泊個(gè)數(shù)的65.8%。
圖5 各地區(qū)湖泊及其變遷統(tǒng)計(jì)圖Fig.5 Statistics of lakes and their changes in various regions
我國湖泊變化的主要驅(qū)動(dòng)因素有兩個(gè)方面,一方面:年平均氣溫的持續(xù)升高和降雨量的逐年減少會(huì)直接影響湖泊水域面積變化;另一方面:人口的快速增長會(huì)加劇對(duì)土地的需求,人們會(huì)填湖造地、圍湖造田,也會(huì)在湖區(qū)周圍進(jìn)行墾殖活動(dòng),進(jìn)行各種養(yǎng)殖業(yè),使得湖泊水量減少,從而造成湖泊面積大幅遞減;這些不合理的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式[27]會(huì)占據(jù)水資源以及加快它的供給使用。所以針對(duì)干涸和嚴(yán)重萎縮的湖泊的驅(qū)動(dòng)因素可能是自然因素和人為因素共同主導(dǎo);而侵占類是則人為因素主導(dǎo)。綜上所述,湖泊變遷是自然因素與人為因素共同作用的結(jié)果。
根據(jù)水利部發(fā)布的《中國水資源公報(bào)》,2011年全國年均降水量556.8 mm,比多年平均少9%,來水更為偏不利;2019年全國年均降水量651.3 mm,比多年平均值偏多1.4%,是個(gè)平水年。即使在這種來水偏多的情況下,湖泊依舊出現(xiàn)萎縮的情況,實(shí)際上湖泊面積減小比我們看到的更為嚴(yán)重。第二、四、五類湖泊變遷類型都是人類活動(dòng)所導(dǎo)致的,而第一、三類則是人為和氣候變化雙重響應(yīng)的結(jié)果。因此總的來看,湖泊變遷類型中至少有70%的湖泊是人為因素造成的。
本文以第一次全國水利普查中1 km2以上2 865 個(gè)湖泊為研究對(duì)象,首先對(duì)湖泊變遷類型做了分類、分級(jí);其次對(duì)所有湖泊變遷類型及個(gè)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),對(duì)湖泊變遷做了淺析,得出以下結(jié)論。
(1)在2019年,2 865 個(gè)湖泊發(fā)生不利變遷的湖泊約812個(gè),占湖泊總數(shù)的28.3%,變化類型包括萎縮、耕地侵占、濕地侵占、養(yǎng)殖地侵占、其他侵占,變遷湖泊主要集中在內(nèi)蒙古自治區(qū)(207 個(gè))、黑龍江?。?7 個(gè))、湖北省(84 個(gè))、吉林?。?2 個(gè))以及湖南?。?8個(gè))。
(2)湖泊不利變遷類型以湖泊萎縮最多,在單一變遷類型中有411 個(gè),占不利總變遷湖泊的50.6%;其次有148 個(gè)湖泊被耕地侵占的,占比約為14.8%。
(3)湖泊演變呈現(xiàn)明顯的空間分布差異。北方湖泊變遷類型以萎縮為主,耕地侵占(旱地)其次;而南方多以養(yǎng)殖、耕地侵占(水田)為主。
(4)在2011年湖泊水域面積大于10 km2的湖泊中,至2019年呈擴(kuò)張型趨勢(shì)的湖泊有202個(gè),主要集中于西藏、青海兩省。
實(shí)際上,部分湖泊年內(nèi)同樣存在顯著的季節(jié)性變化,年際變化更是復(fù)雜[28]。本文僅通過2019年遙感影像對(duì)湖泊變化做出研究分析,因此在分析湖泊變遷時(shí)可能會(huì)存在一些偏差,后續(xù)將會(huì)增加時(shí)序影像,分析湖泊年際變化?!?/p>