三峽工程影響下洞庭湖濕地水位與植被覆蓋變化研究.pdf

1、濕地是地球上的重要生態(tài)系統(tǒng)，具有獨特的生態(tài)功能和價值，進(jìn)行濕地研究和保護(hù)有重大意義。洞庭湖濕地植被種類豐富、水資源充沛，不僅是候鳥遷徙越冬的優(yōu)良場所，還是重要的農(nóng)漁業(yè)生產(chǎn)基地，具有重要的環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)效益。洞庭湖濕地與長江關(guān)系緊密，三峽工程運行以來，由長江三口向洞庭湖輸水輸沙量都急劇下降。長江和洞庭湖江湖關(guān)系的變化導(dǎo)致洞庭湖濕地的生態(tài)環(huán)境發(fā)生一定的改變。研究和探討洞庭湖濕地特別是三峽工程運行后的水位變化、植被覆蓋狀態(tài)變化以及相互之間的影

2、響情況，分析三峽工程對濕地植被演替和物種多樣性等生態(tài)環(huán)境的影響對進(jìn)行洞庭湖的環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)都具有重大作用。同時也為探討洞庭湖建壩提供一定參考依據(jù)。
　　本文首先利用盒形圖統(tǒng)計分析方法對洞庭湖濕地的安鄉(xiāng)、小河嘴和城陵磯3個水文站的水位時間序列進(jìn)行了分析，其中特別對城陵磯水文站1959年至2010年的水位時間序列進(jìn)行Mann-Kendall分析和Wavelet分析。通過水位時間序列分析不僅可以了解近年來洞庭湖水位變化狀況，由水位時

3、間序列的變異點、周期性和多尺度變化等還可以得出三峽工程運行后對洞庭湖濕地水環(huán)境的影響情況。結(jié)果表明:安鄉(xiāng)、小河嘴和城陵磯3個水文站的水位變化幅度大小是城陵磯站＞安鄉(xiāng)站＞小河嘴站，且在1990年之后各水文站的水位差波動明顯增強;洞庭湖濕地1959年至2010年的年均水位主要在24m至26m之間波動，年最大水位和年最小水位總體上呈現(xiàn)上升趨勢，但在2003年之后出現(xiàn)明顯的下降過程，而年最小水位一直保持上升的趨勢，上升幅度為2m左右。洞庭湖濕地

4、的水位變化過程大致分為4個變化階段:1959年至1972年，1973年至1990年，1991年至2003年以及2004年至2010年。主要有3個特征時間尺度，分別是5a，12a和24a，長時間尺度的周期性變化相對明顯，短時間尺度的周期性由弱變強，在1990年之后出現(xiàn)一個顯著的變化期。
　　其次通過遙感和GIS技術(shù)提取洞庭湖濕地的歸一化植被指數(shù)(NDVI)進(jìn)行分析，并對相關(guān)研究區(qū)域內(nèi)的NDVI值進(jìn)行MK分析和Wavelet分析，研究

5、了濕地的植被覆蓋變化狀態(tài)。洞庭湖濕地的植被受到湖泊水位的驅(qū)動，植被的生長狀態(tài)和覆蓋范圍隨著水位的變化而發(fā)生改變，其中東洞庭湖南部的洲灘濕地內(nèi)的NDVI值在三峽工程運行前后幾年內(nèi)的變化最大。NDVI時間序列的特征時間尺度主要為4a和7a，以4a為特征時間尺度的NDVI變化周期為2.5年，其周期性由強變?nèi)?，?a時間尺度的NDVI變化周期為5年左右，且周期性相對穩(wěn)定，變化幅度較小。洞庭湖濕地泥沙淤積量大，由于三峽工程運行后水量減少洲灘濕地的

6、裸露面積增大、時間延長。在研究區(qū)內(nèi)2003年后的汛期6月至9月之間NDVI值相對2003年前同期高，汛期水面面積縮小，植被覆蓋范圍有擴(kuò)大趨勢。洞庭湖濕地24m左右是洞庭湖濕地出現(xiàn)NDVI最大值的臨界點。
　　最后對三峽工程運行后洞庭湖濕地的氣候變化、水沙變化、植被演替和生物多樣性等相關(guān)變化進(jìn)行了分析，研究三峽工程對洞庭湖濕地生態(tài)環(huán)境影響情況。洞庭湖濕地降水量在2003年前略微上升，之后降水量明顯偏小。受全球氣候變暖及濕地水面面積的

7、縮小、洲灘裸露面積增大和人為活動的干擾等影響，洞庭湖濕地氣溫上升有1℃左右。洞庭湖三口的徑流量和輸沙量在2003年三峽工程建成后呈倍數(shù)減少，其中的輸沙量減少的幅度達(dá)到一個數(shù)量級的水平。三峽蓄水水位從135m上升至175m的2003、2006和2009年，3個研究區(qū)域全年的秩相關(guān)系數(shù)(ρ)s分別增長至0.641、0.687和0.518，植被覆蓋和水位變化的相關(guān)性增強。由于水生態(tài)環(huán)境的變化導(dǎo)致植被覆蓋類型和覆蓋面積的變化，洞庭湖濕地植被的水