郝文淵，郭 濤，王忠斌，楊 紅，楊 爽，張紅鋒

（1.西藏農(nóng)牧學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，西藏 林芝 860000；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院遙感與數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所，四川 成都 610066）

濕地是地球陸生生態(tài)系統(tǒng)最為重要的組成部分之一，是水體與陸地相互共同作用形成的復(fù)雜而獨特的生態(tài)系統(tǒng)，對于調(diào)節(jié)氣候、穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)和保護(hù)生物多樣性具有重要的意義。在全球氣候變暖加劇的背景下，隨著區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展與城鎮(zhèn)化加速，“一江兩河”流域作為西藏區(qū)域開發(fā)強度最大、經(jīng)濟活動最為活躍的區(qū)域，濕地生態(tài)問題日益顯現(xiàn)。濕地生物多樣性降低，景觀破碎化日益嚴(yán)重，“一江兩河”流域濕地生態(tài)功能面臨重大威脅。因此，加強濕地時空變化與驅(qū)動機制研究，對于保護(hù)高原濕地具有重要意義。

西藏作為全球氣候變化最為敏感的區(qū)域，由于獨特的區(qū)域自然地理條件，分布有大量的濕地，作為高原生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，濕地在生態(tài)系統(tǒng)方面起到了獨到的生態(tài)作用。國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對西藏濕地展開了相關(guān)研究，馮文卿等提出采用模糊綜合評價面向?qū)ο蟮倪b感變化檢測方式，白軍紅等對四川若爾蓋濕地景觀格局與人類活動響應(yīng)機制進(jìn)行了相關(guān)研究。但從大尺度多層面分析濕地變化的研究相對較少，尤其是針對西藏高原濕地相關(guān)研究更少，本研究擬從大尺度多層面分析濕地人地關(guān)系，更加深入系統(tǒng)地揭示高原濕地的生態(tài)特征。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

西藏“一江兩河”流域區(qū)域范圍包括雅魯藏布江中游河段及其2條支游年楚河和拉薩河流域區(qū)，東起山南市桑日縣，西至日喀則市拉孜縣，南抵高原湖盆區(qū)，北至念青唐古拉山（岡底斯山南麓），南北寬度為233 km，東西長度為527 km，屬于狹長型高原河谷區(qū)，位于87～93°E，28～31°N。考慮到行政區(qū)劃完整性包括山南市（桑日、瓊結(jié)、扎囊、乃東、貢嘎）、拉薩市（墨竹公卡、達(dá)孜、林周、城關(guān)區(qū)、堆龍德慶、尼木、曲水）、日喀則市（拉孜、桑珠孜區(qū)、南木林、謝通門、江孜、白朗），面積24.755 7×10km（圖1）。區(qū)內(nèi)河谷較為寬闊平坦，自然地理條件和交通條件較好，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，城鎮(zhèn)相對密集，是西藏自治區(qū)重點開發(fā)地區(qū)，流域內(nèi)濕地面積較大，目前，三地均為設(shè)市城市。

圖1 研究區(qū)位置與調(diào)查路線

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究采用的數(shù)據(jù)時間跨度為31年（1990—2021年），按照每10年的時間間隔來提取遙感影像。1990年西藏地區(qū)遙感影像采用Landsat5（圖2-A，影像生產(chǎn)時間：1990年7月25日），2000年Landsat5影像在西藏地區(qū)有缺失，故采用Landsat7影像代替（圖2-B，影像生產(chǎn)時間：2000年6月11日），2010年采用Landsat5影像（圖2-C，影像生產(chǎn)時間：2010年8月27日），2021年采用Landsat8影像（圖2-D，影像生產(chǎn)時間：2021年5月9日）。由于天氣和云層的影響，1990—2021年選擇的影像數(shù)據(jù)時間在5—9月之間，基本處于西藏雨季和豐水期，數(shù)據(jù)的精度能夠得到保證。根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者對青藏高原濕地研究的分類方法，將“一江兩河”流域濕地分類為河流濕地（永久性河流、季節(jié)性或間歇性河流、洪泛平原濕地）、湖泊濕地（永久性淡水湖、季節(jié)性淡水湖、永久性咸水湖、季節(jié)性咸水湖）、沼澤草甸濕地（蘚類沼澤、草本沼澤、沼澤化草甸、灌叢沼澤、森林沼澤、內(nèi)陸鹽沼、地?zé)釢竦睾偷熬G洲）和人工濕地（庫塘和人工養(yǎng)殖），共計4個一級分類和17個二級分類，一級分類的分類精度大于85%，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 1990—2021年濕地遙感影像

1.3 研究方法

研究采用閾值分割和歸一化差異的水域指數(shù)方法來提取西藏“一江兩河”流域的濕地分布數(shù)據(jù)，由于研究區(qū)存在少量云和陰影等因素的影響，因此對遙感影像的提取數(shù)據(jù)進(jìn)行了目視解譯修正與完善。單一動態(tài)度模型用來表征研究區(qū)濕地面積及數(shù)量的擴張或縮減速度。當(dāng)濕地面積及數(shù)量呈增加態(tài)勢時數(shù)值為正；當(dāng)濕地面積及數(shù)量呈縮減態(tài)勢時數(shù)值為負(fù)?？臻g疊置分析將濕地在一定時間段內(nèi)分為擴張型、收縮型和穩(wěn)定型。擴張型表征為在30年內(nèi)4個樣本特征表現(xiàn)為凈增加區(qū)域，收縮型表征為在30年內(nèi)4個樣本特征表現(xiàn)為凈減少區(qū)域，穩(wěn)定型表征為在30年內(nèi)4個樣本特征表現(xiàn)為穩(wěn)定不變的區(qū)域。

2 結(jié)果與分析

2.1 濕地面積變化分析

1990—2021年“一江兩河”流域濕地構(gòu)成比例與面積都發(fā)生了比較明顯的變化。由表1可知，31年期間研究區(qū)內(nèi)濕地面積明顯增加，濕地面積由1990年的35 005.04 km增加到80 426.97 km，年平均值加1 465.223 km，2021年相較于1990年增加了129.76%。研究區(qū)濕地面積在1990—2021年間呈現(xiàn)出波動狀態(tài)，其中，1990—2000年間減少2 834.87 km，2000—2010年 間 增 加6 727.56 km，2010—2021年間急劇增加41 529.23 km。這表明前20年濕地面積變化不明顯，之后11年濕地面積呈現(xiàn)出急劇增加狀態(tài)。

由表1可知，1990—2021年，31年期間沼澤占據(jù)“一江兩河”流域濕地總面積的73.44%～56.24%，是研究區(qū)濕地的構(gòu)成主體，其占比呈現(xiàn)出先期緩慢上升，近10年快速下降的狀態(tài)，但是其總面積卻呈現(xiàn)出先緩慢增加后快速增加的趨勢；湖泊占據(jù)研究區(qū)濕地總面積的6.02%～24.46%，相較于1990年，2021年湖泊面積增加264.11%，占比增加9.03%，其變化呈現(xiàn)出先持續(xù)減少后快速增加的趨勢，近10年增加了739.92%；灘涂占據(jù)研究區(qū)濕地總面積的1.98%～17.36%，在1990—2000年呈現(xiàn)出穩(wěn)定狀態(tài)，2000—2010年明顯下降，2010—2021年快速增加，面積在近11年內(nèi)增加了1 711.41%，年均增加155.58%；河流占據(jù)研究區(qū)濕地總面積的7.56%～1.94%，在1990—2000年河流面積減少幅度最大，減少了1 082.46 km，之后的21年基本呈現(xiàn)出穩(wěn)定的狀態(tài)。

表1 1990—2021年濕地面積變化及比例

2.2 濕地空間變化分析

2.2.1 河流濕地空間變化 西藏“一江兩河”流域的河流處于相對海拔較低的河谷區(qū)域，由圖2—3可見，1990年河流流域水域形態(tài)基本比較完整，到2021年時河流流域水域形態(tài)明顯收縮。主要表征為1990—2000年期間，水域濕地面積減少了1 082.46 km，比例從7.56%減少到4.86%；2000—2010年期間面積增加了86.15 km，比例卻減少了0.62%，這與“一江兩河”流域濕地面積急劇增加有較大的關(guān)系；2010—2021年期間，河流面積減少89.08 km，面積占比減少2.3%，這與流域濕地面積增加有關(guān)。這表明前10年河流面積減少劇烈，之后20年基本處于穩(wěn)定狀況，變化較為穩(wěn)定。對比遙感影像筆者發(fā)現(xiàn)，細(xì)小的河流有干枯化現(xiàn)象，同時主河道水域面積不斷細(xì)化，尤其在雅魯藏布江、年楚河和拉薩河這種現(xiàn)象更為明顯，雅魯藏布江流經(jīng)的日喀則市和山南市利用河流周邊河床開發(fā)為耕地。

2.2.2 湖泊濕地空間變化 西藏“一江兩河”流域的湖泊處于相對海拔較低的山間谷地區(qū)域，由圖2—3可見，1990年湖泊形態(tài)基本比較完整，主要表征為1990—2000年期間，湖泊濕地明顯減少，面積減少了1 713.38 km，比例從15.44%減少到11.47%；2000—2010年期間，面積繼續(xù)減少了1 347.53 km，比例卻僅僅減少了0.62%，這與“一江兩河”流域濕地面積急劇增加有較大的關(guān)系；2010—2021年期間，湖泊面積急劇增加17 331.53 km，面積占比增加18.44%，這與流域濕地面積增加有關(guān)，同時也與全球變暖加劇導(dǎo)致更多的高山冰川融化和水量大增有關(guān)。這表明前20年湖泊面積劇烈減少，之后10年基本處于快速擴張的狀態(tài)，變化較為劇烈。對比遙感影像筆者發(fā)現(xiàn)，過去的小湖泊有加速擴張的態(tài)勢，在“一江兩河”流域四周高山地區(qū)這種現(xiàn)象更為明顯，在流域北部地區(qū)和東部地區(qū)這一現(xiàn)象尤其顯著。

2.2.3 灘涂濕地空間變化 西藏“一江兩河”流域的灘涂處于河流及高山湖泊周邊，從圖2—3可見，1990年灘涂形態(tài)基本比較完整，主要表征為1990—2000年期間，灘涂濕地增加了83.27 km，比例從3.56%增加到4.14%；2000—2010年期間面積減少了560.26 km，比例減少了2.16%，這與“一江兩河”流域?qū)⒉糠譃┩哭D(zhuǎn)化為耕地有較大關(guān)系；2010—2021年期間，灘涂面積急劇增加了13 190.58 km，面積占比增加15.38%，這與流域濕地面積增加有關(guān)，同時也與季節(jié)性的異常天氣關(guān)系密切，異常天氣導(dǎo)致夏秋季河流水位異常暴增，淹沒河流周邊土地，使得灘涂面積增加。這表明前10年灘涂面積微增，之后10年基本處于快速減少的狀態(tài)，變化較為劇烈。對比遙感影像筆者發(fā)現(xiàn)，過去的流域耕地有加速擴張的態(tài)勢，使得一部分灘涂轉(zhuǎn)化為耕地，近10年來，季節(jié)性的異常天氣增加，夏秋季河流水位異常暴增，淹沒河流周邊土地，使得灘涂面積增加，同時大量的耕地在逐步退出濕地。

2.2.4 沼澤濕地空間變化 西藏“一江兩河”流域的沼澤處于河流平緩地帶及高山湖盆周邊，從圖2—3可見，1990年沼澤形態(tài)基本比較完整，主要表征為1990—2000年期間，沼澤濕地減少了122.27 km，比例從73.44%增加到79.53%；2000—2010年期間面積增加了8 549.18 km，比例增加了8.22%；2010—2021年期間，沼澤面積急劇增加了11 096.2 km，比例從87.75%減少到56.24%。這表明前10年沼澤面積微增，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，近20年以來，基本處于快速擴張狀況，變化較為劇烈。對比遙感影像筆者發(fā)現(xiàn)，流域草地有加速擴張的態(tài)勢，全球變暖導(dǎo)致區(qū)域暖濕化現(xiàn)象加劇，高山冰川不斷融化，使得流域內(nèi)濕地狀態(tài)持續(xù)轉(zhuǎn)變，沼澤大面積增加。

圖3 1990—2021年濕地空間變化分布

3 結(jié)論與討論

濕地的時間空間變化受到人類活動與自然因素的雙重制約，高原濕地尤其容易受到人類活動的擾動，隨著人類區(qū)域經(jīng)濟開發(fā)活動強度的不斷加深，高原濕地也發(fā)生了較大的變化。研究區(qū)是西藏自然資源條件最優(yōu)越的地區(qū)，區(qū)內(nèi)人口眾多，農(nóng)業(yè)發(fā)展程度最好，區(qū)域開發(fā)強度最高，城鎮(zhèn)密度最高。西藏“一江兩河”流域近幾十年來降水量和溫度呈現(xiàn)出整體增加的趨勢，在一些區(qū)域尤其明顯，降水年際波動變化顯著，導(dǎo)致濕地呈現(xiàn)出波動增加的趨勢。但是，濕地形態(tài)變化明顯，河流所占比例不斷減少，湖泊和灘涂比例不斷上升，沼澤所占比例下降最為明顯。近年來，政府逐步轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，將控制牲畜數(shù)量作為恢復(fù)濕地生態(tài)重要的手段。

“一江兩河”流域地區(qū)濕地面積在近30年里波動上升，濕地面積由1990年的35 005.00 km增加到80 426.97 km，年平均值增加1 465.23 km。特別是近10年來面積增加顯著，總面積增加41 529.27 km，增加率達(dá)到106.77%；1990—2000年間面積減少2 834.84 km，2000—2010年期間，面積增加6 727.54 km；2010—2021年期間，面積增加41 529.27 km。這表明前20年濕地面積變化不明顯，之后11年濕地面積呈現(xiàn)出急劇增加的趨勢。

研究區(qū)濕地的空間變化以穩(wěn)定型和增加型為主，其主要分布于流域河谷周邊，這里人類活動相對較少，且東部地區(qū)大于中西部地區(qū)。減少型主要分布于“一江兩河”流域的河谷區(qū)域，這里往往是人類活動的中心區(qū)域，表明濕地總面積雖然增加，但是人類活動對濕地局域擾動效應(yīng)依然存在。