摘 要:生態(tài)環(huán)境變化受到自然因素以及人為因素的影響,本文以三峽庫區(qū)為例,淺述遙感技術在該生態(tài)領域的研究,并概述了生態(tài)環(huán)境變化遙感技術的發(fā)展,最后展望了遙感技術的應用前景和面臨的挑戰(zhàn)。
關鍵詞:生態(tài)環(huán)境變化;遙感技術 ;長江三峽庫區(qū)
1.引言
總所周知,長江三峽庫區(qū)是我國最重要的生態(tài)敏感地區(qū)之一,該庫區(qū)由于受到三峽水利工程和周邊人類活動的影響,導致庫區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境有了顯著的變化。因此,觀察并修復長江三峽地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和生態(tài)結構系統(tǒng),是維護長江三峽庫區(qū)生態(tài)平衡的重要手段和必經(jīng)之路。除此之外,對長江三峽地區(qū)生態(tài)環(huán)境的研究也對人類社會有著至關重要的意義。
導致生態(tài)系統(tǒng)的結構和生態(tài)系統(tǒng)的綜合功能變化的因素有很多,其中影響重大的原因即是由于氣候、土地利用率以及綠地覆蓋率的變化。由于上述原因,對環(huán)境的變化進行一系列的綜合評估已經(jīng)成為了全球變化研究以及生態(tài)系統(tǒng)對人類社會的反饋的核心研究內(nèi)容之一。本文所要討論的是,利用遙感影像為基礎,為生態(tài)環(huán)境的研究提供技術支持。這種以遙感技術為基礎的研究生態(tài)環(huán)境的方式,特別適合用于研究區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境或者是面積范圍更大的生態(tài)領域,這種遙感研究的方式能夠實現(xiàn)對大空間的時空變化研究。因此,人類通過過往的歷史進程和對現(xiàn)代的當前遙感影像的定性以及數(shù)字定量的解譯分析,能夠模擬評估出來在變化的環(huán)境之中,生態(tài)環(huán)境的要素數(shù)量、動態(tài)以及質量特征和反饋,以及他們之間的相互作用關系已成為當前的研究生態(tài)環(huán)境的熱點問題。
在此要重點闡述的是三峽庫區(qū)。三峽庫區(qū)是我國著名的庫區(qū),也是影響生態(tài)區(qū)域的重要的一項水利工程。三峽庫區(qū)的地理位置處于亞熱帶的北邊緣,其中涵蓋了湖北和重慶兩個省份,其中共有二十和縣區(qū),總面積大約為六萬公頃。作為我國范圍以內(nèi)最重要的生態(tài)敏感的地區(qū)之一,三峽庫區(qū)的水利工程以及與三峽庫區(qū)水利工程相關的任何生態(tài)移民和土地利用的變化情況,以及庫區(qū)周邊的城市建設情況和生態(tài)工程項目,等等各種人類活動都能夠導致三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境發(fā)生不利的變化,或者是加速這種生態(tài)結構和生態(tài)功能的變化,也是由于該庫區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境和人類活動的影響,是的三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境也成為獨一無二的生態(tài)系統(tǒng),由于其特有的生態(tài)性質,該庫區(qū)的地域特征也為研究環(huán)境生態(tài)變化增加了難度和不確定程度。因此,三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境變化也受到了國內(nèi)專家的重視和關注,目前也是我國對生態(tài)環(huán)境變化的重點研究對象之一。同時,三峽庫區(qū)的地形條件極為復雜,特別是云霧天氣也頻頻發(fā)生,再加上各種人為活動的不確定性影響,這些因素都增加了利用遙感技術來進行生態(tài)環(huán)境遙感研究的復雜程度和更大的不定性質。因此,遙感技術的精確程度和對生態(tài)環(huán)境的指標需求都有了更高的要求,這也為提升生態(tài)環(huán)境遙感研究的技術和精確度提供了目標,即使遙感技術仍然面對這很多的未知的或者是已知的挑戰(zhàn),但是人類對遙感技術的熱情不減,需求更高。
2. 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境變化遙感研究
三峽水利工程的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)收到了國內(nèi)專業(yè)人士的重視,因此這種關注也促進了人們對三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的變化的研究工作的進展。生態(tài)變化遙感研究技術能夠十分有效地反映出來生態(tài)系統(tǒng)的要素的時空結構和生態(tài)環(huán)境的質量特征等信息。遙感技術的發(fā)展歷史可以分為兩個階段。第一階段的牙就主要是利用了中等分辨率的SPOT和航拍影像這些遙感數(shù)據(jù),利用遙感數(shù)據(jù)來進行生態(tài)環(huán)境的評估工作,因此能夠進一步反映出當?shù)氐耐恋馗采w情況和土地的利用率,以及生態(tài)結構的特征等等。第二階段,也正是生態(tài)環(huán)境變化遙感技術研究的快速發(fā)展的階段,在三峽庫區(qū)遙感技術的應用促使了遙感技術的發(fā)展,在此過程中,除了對土地利用率以及土地覆蓋程度的變化進行了研究,還研究了土壤侵蝕過程中的時間和空間的變化,以及生態(tài)環(huán)境過程的遙感技術研究,以及對景觀的格局變化的研究工作都收到了很大的關注程度。遙感數(shù)據(jù)也能夠由單一的分辨率轉向對高分辨率的應用的轉變。與此同時,多源遙感技術中的數(shù)據(jù)也能夠和相關的生態(tài)環(huán)境的模型進行綜合的應用。
3.三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境變化遙感研究的方法
針對遙感技術的研究和遙感技術數(shù)據(jù)尺度的增大和擴展,遙感技術的數(shù)據(jù)應用也能夠向著多樣化發(fā)展。十年前的遙感數(shù)據(jù)主要是一些中等分辨率的Landsat影像,對于某些重點區(qū)域的研究則利用了分辨率較高的空間航測的數(shù)據(jù)。隨著較高的分辨率的使用,以及多源遙感數(shù)據(jù)的應用,利用遙感技術的翻譯方式和翻譯精度的提高,在傳統(tǒng)的土地利用或者土地覆蓋的信息獲取中,面向對象的一系列分類方法都已經(jīng)面向市場開始應用。與此同時,有更多的社會專注都轉向了對生態(tài)環(huán)境的定量遙感技術的研究,以及探究能夠獲取生態(tài)環(huán)境變化遙感參考量的研究工作,例如:對凈初級生產(chǎn)力的研究,和對土壤侵蝕評估的研究,以及對植被覆蓋度的反演化的研究,還包括了對林分結構的研究等等。在人類活動的各種影響之下,陸地表面的生態(tài)系統(tǒng)的組成以及生態(tài)系統(tǒng)給的結構和生態(tài)系統(tǒng)的功能等,都會隨著時空的推進而發(fā)生各種難以定性和定量的不確定性改變。在對三峽庫區(qū)的遙感研究工作中,遙感技術工作收到當?shù)厮挠绊?,同時很難能夠準確地反映出當?shù)氐闹脖磺闆r的變化狀態(tài)。三峽庫區(qū)的變化中的景觀格局的變化有兩個方面,一是縣域尺度,二是庫區(qū)尺度。三峽庫區(qū)的植被變化中的遙感技術大多都以覆蓋度和覆蓋類型以及NDVI等多種植被評估指標的方式,主要研究的內(nèi)容也包含了植被生產(chǎn)力和植被覆蓋遙感參考量這兩個層次。
4. 總結
生態(tài)管理工作對于三峽庫區(qū)的生態(tài)研究有著重要的價值,對三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的評估也起著相當關鍵的作用。三峽水利工程對三峽庫區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)結構的影響有待進一步的研究,并揭示出大型的水利工程對區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境的影響。針對這三峽庫區(qū)的生態(tài)安全以及生態(tài)平衡的多種問題,遙感技術已經(jīng)初步發(fā)揮出了難以代替的應用價值,同時也展現(xiàn)出了明媚的未來前景。對遙感技術的研究工作仍在進程當中,未來的挑戰(zhàn)有望攻克,技術的提升仍需關注。
參考文獻:
[1] Bonan GB. Forests and climate change: Forcings,feed-backs,and the climate benefits of forests.Science,2008,320: 1444 - 1449.
[2] Bonan GB.Forests and climate change: Forcings,feed-backs,and the climate benefits of forests.Scienc,2008,320: 1444 - 1449.
[3] Jiang X-B (江曉波) ,Ma Z-Z (馬澤忠) ,Zeng W-R(曾文蓉) ,et al.Land-use/cover change process anddriving force analysis in Three Gorges area. Journal ofSoil Water Conservation (水土保持學報 ) ,2004,18( 4) : 108-112 ( in Chinese).
作者簡介:
陳曉麗(1996.7.8-)女,漢族,貴州省興義市,身份證號:522321199607082229,本科生,研究方向:地理信息科學