蔣先逞豪，李瑞利，杜 杰，江鎞倩，石 聰，毛 鵬，邱國玉，沈小雪

(1:北京大學深圳研究生院環(huán)境與能源學院，深圳 518055)(2:九寨溝管理局，九寨溝 623402)

湖泊濕地是世界上最常見的生態(tài)系統(tǒng)之一，提供眾多生態(tài)服務，包括作為飲用或灌溉水源、景觀休閑、控制洪水、調(diào)節(jié)氣候等功能[1]. 近年來，由于人類對于水資源的不合理利用以及環(huán)境的嚴重破壞，我國湖泊濕地面臨一系列嚴峻的生態(tài)問題[2]. 其中，湖泊淤積與沼澤化的風險受到重視，表現(xiàn)為泥沙淤積抬高湖床為植物提供適宜生長空間[3-4]，大量水生植物生長和堆積加速湖泊沼澤化進程[5]，同時植物殘體的堆積進一步抬高湖底，植物最終覆蓋湖面導致湖泊衰亡[6-8].

九寨溝國家自然保護區(qū)有百余個高山湖泊[9]，憑借絕美的景色，在2015年吸引了高達500萬人次的游客[10]. 在有限區(qū)域內(nèi)大量的游客加重了當?shù)氐沫h(huán)境壓力，如水體藻類、營養(yǎng)物質(zhì)和湖泊沉積物的增加等[11]. 同時，頻發(fā)的地質(zhì)災害對湖泊的退化也有重要影響. 地震及其引發(fā)的次生災害(崩塌、滑坡、泥石流等)嚴重破壞了山體的植被和土壤，產(chǎn)生大量的松散堆積物[12]；在重力和降雨的影響下，這些松散物源入湖將使湖泊面臨嚴重的淤積與沼澤化風險[13-15]. 在旅游活動頻繁和自然災害多發(fā)的雙重影響下，九寨溝湖泊的淤積與沼澤化問題將日益嚴重. 2017年8月8日九寨溝的里氏7.0級大地震及其后伴生地貌過程與產(chǎn)物對九寨溝湖泊產(chǎn)生了明顯影響. 在此背景下，對九寨溝湖泊淤積與沼澤化現(xiàn)狀的評價對景區(qū)震后恢復效果與后續(xù)管理工作具有重要指導作用.

在湖泊沼澤化風險的定量評價方面，吳慶龍等[16]提出“植被為主、促淤效應為輔”的原則，對東太湖沼澤化進行了定量描述. 蘭書斌等[6]在南四湖、于淑玲等[7]在小興凱湖都直接沿用該方法，朱金格等[17]基于此原則將生物量引入植被指標中，而金紅華[18]對東太湖的評價中還考慮了水質(zhì)指標，這些研究為不同湖泊沼澤化的評價與防治工作提供了參考. 對處于震后九寨溝湖泊淤積與沼澤化的現(xiàn)狀評價和成因分析，將為進一步的減於緩沼措施提供科學依據(jù). 因此，本研究于2020年6月選擇九寨溝核心景區(qū)不同淤積與沼澤化程度的4個湖泊為研究對象，采取植被指標和淤積指標結(jié)合的原則評價湖泊淤積與沼澤化現(xiàn)狀，并結(jié)合湖泊周圍自然環(huán)境、受災情況的無人機圖像，分析伴生地貌過程及產(chǎn)物對湖泊淤積與沼澤化的影響，進而探討有效的減淤緩沼對策.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

九寨溝國家自然保護區(qū)(32°53′～33°20′N，103°46′～104°05′E) 位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣的西南部，青藏高原東北向四川盆地開始過渡的邊緣地帶. 作為長江嘉陵江源頭的支流，自然保護區(qū)位于白水河流域的西部，核心區(qū)域面積為720 km2. 九寨溝地貌為高山峽谷區(qū)，地勢南高北低，海拔1996～4764 m[19]. 九寨溝屬于上游流域，降水是唯一水源. 根據(jù)諾日朗保護站(海拔2380 m)的記錄，年平均降水量為646 mm. 景區(qū)內(nèi)年均氣溫為7.3℃，最熱月(7月)和最冷月(1月)平均氣溫分別為16.8和-3.7℃[20]. 當?shù)卮硇酝寥罏榘霛駶?、半干旱暖溫帶基帶山地淋溶褐土，隨海拔增加還分布著山地棕壤和山地暗棕壤等[21]. 主要的土地利用類型為林地和草地，主要植物群落分布在溫帶和寒帶，亞熱帶植物較少[22]. 湖濱水生植物豐富，主要包括蘆葦(Phragmitescommunis)、華北剪股穎(Agrostisclavata)、香蒲(Typhaorientalis)和燈心草(Juncuseffuses)等[23].

1.2 樣點設置

湖泊是九寨溝谷底的主要地貌類型，是以原有谷底的構(gòu)造、流水和喀斯特地貌為基礎[24]，由氣候、水動力條件、水化學特征、生物等因素共同促使石灰華沉積、堰塞河道而形成的[25-26]. 因此，湖泊選擇和樣點設置過程中組織了專家野外現(xiàn)場確認，選取了4個不同淤積與沼澤化程度的湖泊作為研究對象，包括五花海、鏡海、犀牛海和箭竹海(圖1，表1). 樣點設置綜合考慮野外可達性和湖泊特征，間距多為100～200 m，具體為：五花海面積最小、湖泊周邊可達性強、存在明顯地災物源輸入、異質(zhì)性強，樣點數(shù)為16個；鏡海和犀牛海面積大，湖邊可達性弱，樣點間距有微調(diào)，樣點數(shù)分別為16和13個；箭竹海西側(cè)大部分區(qū)域由于山體滑坡無法通行，樣點數(shù)有限，為8個. 于2020年6月完成了對每個湖泊的淤泥深度，植被種類及其生長密度的現(xiàn)場測定，同時記錄GPS數(shù)據(jù)；2020年7月完成了無人機影像處理、淤積與沼澤化評價和空間插值.

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location of the study area

表1 九寨溝研究區(qū)內(nèi)湖泊基本參數(shù)*Tab.1 Basic parameters of the lakes in Jiuzhaigou study area

1.3 無人機影像獲取與處理

利用大疆精靈4 Pro四軸旋翼專業(yè)級無人機采集九寨溝無人機可見光圖像. 同時，為增加后期攝影測量建模的精度和可靠性，基于DJI GS Pro軟件(大疆，V2.0.14) 實現(xiàn)無人機的自動巡航拍攝，飛行高度設定為地面以上20～120 m，相機拍攝的航向重疊度為85%，旁向重疊度為75%，拍攝間隔為2 s. 在飛行期間，每次拍照時，無人機的位置信息(經(jīng)緯度、高度等) 會被記錄到照片中，用于后期建模. 其中，五花海、犀牛海和箭竹海用于三維建模的照片數(shù)量分別為807、1054、1033張；鏡海沒有生成三維模型. 基于Context Capture軟件(Bentley，V10.15.0.21)，對無人機可見光圖像進行影像匹配、自動空中三角測量，最后提取出TIFF格式的數(shù)字正射影像圖.

1.4 淤積與沼澤化評價方法

自從吳慶龍等[16]提出以植被為主、促淤效應為輔的沼澤化程度量化方法后，不少學者沿用該方法或在此基礎上適當調(diào)整量化指標，并運用到不同湖泊的沼澤化研究中，如南四湖[6]、太湖[17]、烏梁素海[28]等. 該方法是以植被指標和淤積指標為評價指標，兩者的加和即為沼澤化綜合指數(shù). 其優(yōu)勢在于從湖泊沼澤化演替的客觀規(guī)律出發(fā)，而不考慮湖泊本身的特殊性，在不同湖泊的實證研究效果好. 具體的，不同類型植被的分解速度及其殘骸的堆積速度不同，最終表現(xiàn)為湖底淤高程度的差異，因此水生植被的類型、生長密度、淤積指標等均是沼澤化程度的重要參考標準. 此外，本研究湖泊還存在松散物源短時大量輸入的現(xiàn)象，淤積指標更需納入.

淤積指標(Dzzh)通過研究區(qū)域的最小淤泥深度h1和最大淤泥深度h2及樣點處的淤泥深度h得出：

Dzzh=(h-h1)/(h2-h1)

(1)

基于不同植被類型，將植被指標(Vzzh)劃分為4個級別，Vzzh={0，1，2，3}，其中，0代表無大型植物；1、2、3分別代表沉水植物、浮葉植物、挺水植物占優(yōu)勢[16]. 考慮到水生植物生物量直接關系到其殘體湖底的堆積量和分解量，朱金格等[17]將生物量作為植被指標的一部分. 同時，挺水植物和浮葉植物生物量高，促淤效應高于沉水植物[29]. 因此，為了更準確地評價水生植被對湖泊淤積與沼澤化的貢獻，以及最大程度降低科研活動對自然遺產(chǎn)地的影響，九寨溝湖泊的植被指標按上述分類的標準加權(quán)求和：

Vzzh=P1+2P2+3P3

(2)

式中，P1、P2、P3分別代表樣點處沉水植物、浮葉植物和挺水植物所占比例.

沼澤化程度的綜合指標為：

Szzh=Dzzh+Vzzh

(3)

式中，Szzh=[0，1]表示湖泊健康，無沼澤化趨勢，Szzh=[1，2]表示湖泊處于沼澤化前期，Szzh=[2，3]表示湖泊處于沼澤化盛期，Szzh=[3，4]表示湖泊處于沼澤化后期.

1.5 空間插值分析

各采樣點的沼澤化評價在平面上是離散分布的，不便于分析湖泊的整體情況. 而基于“地理學第一定律”的基本假設：空間位置上距離越近的點具有相似特征值的可能性越大，反之則越小[30]. 因此，本研究通過離散數(shù)據(jù)利用反距離權(quán)重插值法得到湖泊淤積與沼澤化程度的空間分布特征圖.

1.6 最大似然分類

將不同年份處于6月生長季在中午時段拍攝的圖片分別導入到ArcMap軟件(Esri, V10.7)，基于最大似然分類法將湖泊分為有水生植被覆蓋區(qū)和無水生植被覆蓋區(qū)[31]. 分類后通過屬性表中分別對應的像素值計算水生植被覆蓋率，即水生植被覆蓋區(qū)的像素值和總像素值之比.

2 結(jié)果與討論

2.1 震后恢復期九寨溝湖泊周邊環(huán)境特征

旅游活動或自然災害是影響九寨溝核心景區(qū)內(nèi)湖泊健康狀態(tài)的主要因素[32]. 尤其是地質(zhì)災害影響巨大，泥石流進入湖泊，大量的沉積物可能污染水體，影響美感同時加快湖泊的沼澤化發(fā)展[33]. 基于無人機獲取震后九寨溝湖泊周圍地理環(huán)境信息，有助于直觀分析伴生地貌過程及產(chǎn)物對該區(qū)湖泊淤積與沼澤化的影響.

震后九寨溝4個不同淤積與沼澤化程度湖泊的俯視圖如圖2所示. 可見，4個湖泊中，五花海四周被高山森林環(huán)繞，周邊存在兩處明顯滑坡；屬淺水型湖泊，依稀可見湖岸邊的沉積物和湖中的沉水藻類(圖2a). 其余3個湖泊都呈狹長型，一側(cè)有一條沿湖公路，另一側(cè)有一條人行棧道. 犀牛海兩側(cè)有多處滑坡(圖中未完全展現(xiàn))，但由于公路、棧道的阻隔且犀牛海本身水深較深，因此淤積現(xiàn)象不明顯(圖2b). 箭竹海受強烈的泥石流滑坡沖擊，東側(cè)棧道全毀，部分直接傾倒至湖岸上；西側(cè)4/5的棧道被毀致無法深入采樣，且在可觀測范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)一處巨大泥石流痕跡，傾瀉入湖造成明顯淤積現(xiàn)象(圖2c). 鏡海湖泊面積最大，受災程度最小(圖2d).

圖2 震后九寨溝不同淤積與沼澤化程度的湖泊俯視圖：(a) 五花海正射影像圖；(b) 犀牛海正射影像圖；(c) 箭竹海正射影像圖；(d) 鏡海無人機航拍圖(部分)Fig.2 The overhead view of Jiuzhaigou lakes with different siltation and swamping after the earthquake：(a) Lake Colorful’s digital orthophoto map; (b) Lake Rhino’s digital orthophoto map;(c) Lake Arrow Bamboo’s digital orthophoto map; (d) Lake Mirror’s unmanned aerial vehicle image(partial)

2.2 九寨溝湖泊淤積與沼澤化評價

震后九寨溝4個湖泊的淤積與沼澤化程度的空間分布特征如圖3～6所示. 4個湖泊的淤積與沼澤化程度存在差異，表現(xiàn)為：箭竹海(整體為[0, 1.5])<犀牛海(出入水口為[1.5, 2.5])<鏡海(局部為[1.5, 3])<五花海(西北側(cè)為[3, 4]). 淤積與沼澤化空間分布特征總體表現(xiàn)為：五花海淤積與沼澤化分布范圍廣；鏡海僅局部呈“點源式”沼澤化蔓延趨勢；犀牛海進出水口表現(xiàn)出比湖泊主體稍高的沼澤化趨勢；箭竹海深受地災影響，但基于當前評價方法能觀測的范圍內(nèi)未出現(xiàn)嚴重的淤積與沼澤化. 各湖泊淤積與沼澤化的具體特征如下.

2.2.1 五花海 屬于淺水型湖泊的五花海，其淤積與沼澤化程度最嚴重、分布范圍廣且空間異質(zhì)性最強，呈“岸邊侵入式”發(fā)展模式. 五花海處于沼澤化盛期、后期的區(qū)域占整個湖泊面積的比例最高(達5/16)，主要出現(xiàn)在湖泊的西北側(cè)(wha-12、wha-13和wha-14樣點，沼澤化后期) 和東南側(cè)(wha-5和wha-6樣點，沼澤化盛期)(圖3). 同時，入水口(西南側(cè)) 和出水口(東北側(cè)) 鄰近區(qū)域處于沼澤化前期，出水口wha-15和wha-16樣點處的沼澤化指標均為0(圖 3)；五花海是4個湖泊中唯一一個淤積與沼澤化指標從0變化到接近4的湖泊. 五花海淤積與沼澤化程度從西北側(cè)到東南側(cè)、岸邊到湖心呈明顯下降趨勢，即由湖岸向湖心推進的“岸邊侵入式”沼澤化發(fā)展模式. 就水流方向而言，從西南側(cè)入水口到東北側(cè)出水口，沼澤化程度先逐漸增加至湖心處屬沼澤化前期，再逐漸降低至出水口.

五花海各樣點的沼澤化綜合評價指標中淤積和植被指標變化趨勢并不一致，多數(shù)樣點中植被指標是沼澤化的主要貢獻，尤其是沼澤化綜合指標較高的樣點，如wha-12、wha-13、wha-14樣點等(圖 3). 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，未體現(xiàn)此特點的樣點，如wha-8和wha-9，主要受到滑坡物源的影響，出現(xiàn)滑落巖石等破壞植物、掩蓋淤泥的現(xiàn)象，導致沼澤化綜合指標偏低.

圖3 五花海淤積與沼澤化程度：(a) 空間分布特征；(b) 各采樣點指標值Fig.3 Siltation and swamping degree of Lake Colorful：(a) spatial distribution characteristics;(b) the index value of each sampling site

2.2.2 鏡海 本研究中面積最大的狹長型湖泊-鏡海，局部沼澤化較嚴重，呈現(xiàn)出“點源式”向外蔓延的趨勢. 鏡海淤積與沼澤化程度較嚴重的區(qū)域主要在jhb-3、jhb-4和jhb-5樣點處，沼澤化綜合指標處在[2.5，3.5]的區(qū)間內(nèi)，屬于沼澤化的中后期；除以上3個樣點，其他區(qū)域的沼澤化程度大多在[0，1]內(nèi)，無沼澤化跡象. 出入水口狹窄導致水流速度相對快，沿水流方向淤積與沼澤化指標呈先增大后逐漸減小的分布特征.

鏡海有植被區(qū)域的淤積和植被指標的變化趨勢大致趨同，尤其是沼澤化程度較高的jhb-3、jhb-4和jhb-5樣點的2種指標都較高(圖4)，這說明鏡海的沼澤化進程與植被的周期更新有較強的相關性，如肖維陽等[34]發(fā)現(xiàn)九寨溝寬葉香蒲枯死的植株堆積于湖中是加快湖泊沼澤化的重要因素. 此外，現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，除局部沼澤化嚴重區(qū)域外，鏡海湖岸兩側(cè)的植被指標都較低，北側(cè)靠近森林，水深較深、且以石質(zhì)為主，不適宜水生植被定植；南側(cè)靠近公路，僅有一些沉水植被分布，存在沼澤化發(fā)展隱患(如jha-4).

圖4 鏡海淤積與沼澤化程度：(a) 空間分布特征；(b) 各采樣點指標值Fig.4 Siltation and swamping degree of Lake Mirror：(a) spatial distribution characteristics;(b) the index value of each sampling site

2.2.3 犀牛海 犀牛海淤積與沼澤化指標多處于[0，1.5]范圍內(nèi)，淤積與沼澤化風險??；而出入水口的沼澤化綜合指標較高([1.5，3])，為沼澤化的前期或盛期. 犀牛海沿水流方向綜合指標值的變化趨勢與前2個湖泊相反，由入水口的最大值到湖中央逐漸減小，再逐漸增大到出水口處.

湖泊的西側(cè)靠近公路，東側(cè)靠近森林里的人形棧道(圖5). 湖岸兩側(cè)坡度大、水深大，幾無水生植被的生長跡象，所以整個湖的主體部分沒有明顯的沼澤化趨勢. 入水口處的樣點xnb-5緊鄰上游一片長滿挺水植物的“放牧灘”，相應的植被指標和淤積指標都很高，所以表現(xiàn)出犀牛海最高的沼澤化程度. 丁照宇[35]也指出犀牛海的泥沙來源是由于上游有一個泥石流堆積扇，湖水從扇前流過不斷將碎屑物搬運至犀牛海中沉積. 出水口處的樣點xnb-1挺水植被密度高且植被的周期性更新死亡導致淤積指標接近最高值1，因此表現(xiàn)較高的沼澤化程度.

圖5 犀牛海淤積與沼澤化程度：(a) 空間分布特征；(b) 各采樣點指標值Fig.5 Siltation and swamping degree of Lake Rhino：(a) spatial distribution characteristics;(b) the index value of each sampling site

犀牛海植被指標高的樣點淤積指標也相對高，如上游的xnb-4、xnb-5和下游的xnb-1、xnd-2及xnd-3. 這也反映出水生植被對湖泊演替的重要影響，加速了沼澤化的進程.

2.2.4 箭竹海 受地災物源輸入影響最明顯的箭竹海，其淤積與沼澤化程度在4個湖泊中反而最低，僅在入水口、出水口的小部分區(qū)域處于沼澤化前期([0.5，1.5]. 箭竹海與犀牛海類似，自南向北，從入水口至出水口處，沼澤化綜合指標值呈先降低后增加的趨勢. 此外，箭竹海受災嚴重，湖濱植物被破壞，淤泥被地災物源(巖石等)覆蓋，淤積指標與植物指標的變化趨勢并不一致.

沼澤化綜合指標偏低主要是由于：(1) 地震損毀導致樣點設置受限，箭竹海沼澤化評價結(jié)果存在低估現(xiàn)象. 受地震滑坡的影響，箭竹海西側(cè)人行棧道已坍塌，自樣點jza-5開始無法通行，而現(xiàn)場遠距離觀察發(fā)現(xiàn)進水口西側(cè)存在明顯沼澤化現(xiàn)象. 東側(cè)緊鄰公路，沿路皆為嚴重的泥石流滑坡，實地勘察時發(fā)現(xiàn)公路及以往的棧道都被滑坡沖毀，樣點設置受限，且有礫石滑入. (2) 大量地災物源輸入，使得岸邊的水生植物完全被覆蓋，與之對應的是圖 6中呈現(xiàn)的樣點jzb-2和jzb-3的植被指標都為0，沼澤化綜合指標數(shù)值偏低. (3) 地災物源中較大巖石塊堆積于湖岸導致淤泥深度測量偏小. 因此，箭竹海沿公路滑坡側(cè)的區(qū)域多表現(xiàn)出較低的沼澤化程度. 地災導致的短時間內(nèi)大量物源輸入會快速抬升湖泊邊緣的湖床高度，導致湖岸線內(nèi)縮，湖泊面積減小，最終可能導致湖泊衰亡. 因此，箭竹海的“健康”表現(xiàn)僅反映了在地質(zhì)災害背景下沼澤化綜合評價的方法存在一定局限性，但是通過無人機影像圖從另一方面驗證了地災對箭竹海的巨大影響，所以箭竹海的淤積與沼澤化情況也不容忽視.

圖6 箭竹海淤積與沼澤化程度：(a) 空間分布特征；(b) 各采樣點指標值Fig.6 Siltation and swamping degree of Lake Arrow Bamboo：(a) spatial distribution characteristics; (b) the index value of each sampling site

3 九寨溝湖泊淤積與沼澤化成因分析

3.1 九寨溝湖泊沼澤化的演變模式

九寨溝湖泊遵循經(jīng)典的沼澤化演替模式：伴隨湖濱水生植被的生長、死亡，殘骸沉積，湖水變淺，植物逐漸侵入湖心[36]，即沼澤化從湖岸開始發(fā)展向湖心推進. 這是因為湖岸最先接納來自地表徑流或自然凋落物的營養(yǎng)負荷且其水深較淺，因此可為植物提供適宜的生長棲息地. 如圖7所示為五花海樣點wha-14附近的沼澤化發(fā)展情況，樣點至紅線區(qū)域、紅線至黃線區(qū)域的優(yōu)勢物種分別為挺水植被和沉水植被，黃線以外植被密度顯著下降，故湖岸至湖心的沼澤化程度呈逐漸降低的趨勢. 這與圖 3的空間分布特征一致. 因此，對于湖泊的沼澤化防控，也應該是以湖岸為重點，如定期的湖岸凋落物清理，湖泊周圍的徑流、沉積物隔離帶的修建等.

圖7 五花海樣點wha-14附近沼澤化發(fā)展趨勢Fig.7 The development trend of swamping near wha-14 site in Lake Colorful

3.2 地災物源輸入

湖泊的地理環(huán)境是湖泊沼澤化演進的關鍵性的長期影響因素. 九寨溝的湖泊分布在高山峽谷區(qū)，山地形態(tài)垂直變化大. 碎屑和泥石流是九寨溝湖泊沼澤化發(fā)展最重要的物質(zhì)來源，如地震和泥石流是高水土流失速率和湖泊沉積主要的因素[31]. 九寨溝“8.8”地震災后調(diào)查結(jié)果表明，五花海500 m緩沖區(qū)范圍內(nèi)的松散物源約4878 m3[14]. 本研究基于Context Capture軟件對五花海三維模型的測繪結(jié)果表明其面積約為90000 m2. 因此，若這些松散物源全部匯入湖中，將使湖床平均抬升約5.4 cm；而首當其沖的湖岸區(qū)接受到的松散物源將遠超湖心區(qū)，淤積情況會更加嚴重. 同時，震后若出現(xiàn)連續(xù)降雨引發(fā)的泥石流，對于湖泊而言都是非常巨大的沖擊，進一步造成嚴重的沉積物淤積及湖床抬深，最終加劇湖泊的消亡.

值得指出的是，如圖2“紅色標記”處，五花海有2處嚴重的滑坡，分別位于西北側(cè)和南側(cè)，卻對應2種“不同的”沼澤化結(jié)果. 南側(cè)的滑坡小但沒有阻攔，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)其下方對應樣點wha-8處有大量巨石堆積于湖岸，水生植物被壓毀且淤泥也被覆蓋于石塊之下，因此沼澤化綜合指標值低. 而西北側(cè)的滑坡有防控工程措施，對下方湖泊的物源輸入有限，所以水生植被自然生長而沼澤化程度相應的高. 然而，雖然南側(cè)滑坡導致其下方湖泊沼澤化指標值低，但這并非意味著大量物源輸入抑制了沼澤化演進. 相反地，大量沉積物入湖，造成湖床抬升，湖泊面積逐漸減小，也是湖泊走向衰亡的表現(xiàn).

3.3 植被擴張

湖泊沼澤化最直接的表現(xiàn)即是水生植被的擴張，而植被的生長依賴于湖中營養(yǎng)物質(zhì)的負荷[18]，因此，營養(yǎng)負荷的輸入是湖泊沼澤化的重要驅(qū)動因素之一. 九寨溝內(nèi)僅千余名居民、無工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)被禁止[37]. 同時，根據(jù)徐季雄[38]綜合各種水質(zhì)評價方法的結(jié)果來看，九寨溝主要湖泊的多數(shù)水體處于貧營養(yǎng)化；污染最嚴重的五花海也僅是沿岸區(qū)域輕度污染. 綜上，九寨溝景區(qū)湖泊內(nèi)本身無污染源，即使地震伴生地貌及產(chǎn)物會增加“(內(nèi))源”的暴露，但也只有1～2年的影響[39]，且人類活動帶入的(外源)污染有限，因此營養(yǎng)負荷對九寨溝植被擴張的影響有限.

植被擴張與湖泊的水深也密切相關，淺水區(qū)可為各種類型的植被提供有利的棲息地，擴張的植被通過蒸騰作用消耗大量的水加之植物殘骸的堆積將會進一步降低水深，導致湖泊退化[40]. 同時如上文所述，九寨溝大量地災物源入湖致使湖岸淤積嚴重，這也會擴大湖岸的淺水區(qū)面積從而加劇植被的擴張. 本研究中受災明顯、水深最淺(4.6 m)的五花海的沼澤化發(fā)展程度遠超受災程度相對輕、平均水深超過10 m的鏡海和犀牛海. 圖8為同一個拍攝角度下的五花海在不同年份的水生植被覆蓋率變化，深色為水生植被覆蓋區(qū)域. 基于最大似然分類法的分析結(jié)果表明，五花海的水生植被覆蓋率在2008年和2013年(震前) 相差不大，都在70%左右，在2020年(震后) 急劇增加至90%左右. 而犀牛海等水深較深的湖泊/區(qū)域，水生植被定植和生長受限，因而，其沼澤化發(fā)展的風險較低. 綜上，在湖泊淤積與沼澤化治理過程中，需重點關注五花海等淺水型湖泊，尤其要抑制水生植物加速湖泊沼澤化、陸化的趨勢.

圖8 同一俯視位置下不同年份五花海的水生植物覆蓋率變化：2008年(a)、2013年(b)、2020年(c)；基于ArcGIS的最大似然分類結(jié)果：2008年(d)、2013年(e)、2020年(f)Fig.8 Changes in the coverage of aquatic plants in Lake Colorful under the same overhead position: 2008(a), 2013(b), 2020(c); Maximum likelihood classification results based on ArcGIS: 2008(d), 2013(e), 2020(f)

4 結(jié)論與建議

本研究中九寨溝4個湖泊沼澤化發(fā)展模式一致，即為“岸邊侵入式”. 不同湖泊的淤積與沼澤化程度及其空間分布特征也有所不同：五花海面積小、水深淺表現(xiàn)出最高且分布范圍最廣的沼澤化程度，最嚴重處沼澤化綜合指標值達[3，4]，屬沼澤化后期；犀牛海和鏡海淺水區(qū)面積占比小故水體大部分區(qū)域的沼澤化程度相對低，但鏡海有局部([1.5，3]) 沼澤化蔓延的趨勢，屬沼澤化盛期，犀牛海的出入水口處沼澤化綜合指標值為[1.5，2.5]，屬沼澤化前期；箭竹海受滑坡物源影響大，表觀的沼澤化綜合指標值最小，為[0，1.5]，屬沼澤化前期，但其淤積與沼澤化情況仍不容忽視. 九寨溝地災頻發(fā)，大量松散物源的輸入會顯著增加湖岸淤積程度；湖岸的淺水區(qū)又能為水生植被提供適宜的生長空間，導致植被擴張. 因此地震后伴生地貌過程和產(chǎn)物所引發(fā)的大量沉積物入湖是九寨溝湖泊淤積與沼澤化最重要的影響因素.

對于保護區(qū)管理者而言，淺水湖泊應該納入重點關注對象. 而鑒于九寨溝世界自然遺產(chǎn)地的定位，大型的人為工程勢必會破壞其原生自然的美感，因此湖泊的治理措施需盡可能減小人為干擾. 結(jié)合“岸邊侵入式的”沼澤化演替模式及九寨溝湖泊所處特殊地形，有必要采取“外防內(nèi)控”的治理措施. “外防”是湖泊之外的“防范”，考慮到游客產(chǎn)生的垃圾和自然災害的物源入湖，可嘗試在湖岸的周圍設置小型隔離帶(連續(xù)強降雨和大型泥石流滑坡不納入考慮)，將棧道徑流及山體物源與湖泊分隔；“內(nèi)控”是湖泊本身的“去污”，對于湖面的植物殘骸、凋落物等定期的打撈清理，簡單且行之有效地減小湖泊的營養(yǎng)負荷.

致謝: 感謝九寨溝管理局對我們野外調(diào)查的大力支持. 同時也感謝北京大學環(huán)境與能源學院秦龍君、丁俊杰、熊博文等提供無人機相關數(shù)據(jù)支持.