國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在黑龍江省濕地調(diào)查中的應(yīng)用

丁宇雪,薛廣垠,王少華

(黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，黑龍江 哈爾濱 150036)

國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在黑龍江省濕地調(diào)查中的應(yīng)用

丁宇雪,薛廣垠,王少華

(黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，黑龍江 哈爾濱 150036)

基于2015年度國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)(高分一號(hào)、高分二號(hào)、資源一號(hào)、02C衛(wèi)星、資源三號(hào)、天繪一號(hào)等系列衛(wèi)星)，通過全分辨率遙感解譯方式，獲取黑龍江省各區(qū)域、各類型濕地資源具體分布面積，同時(shí)依據(jù)其分布情況，采用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法，對大興安嶺區(qū)域、小興安嶺區(qū)域、松嫩平原西部區(qū)域、松嫩平原東部區(qū)域、東南部山區(qū)區(qū)域、三江平原區(qū)域等6大區(qū)域濕地的生態(tài)等級(jí)進(jìn)行評價(jià)分析，得出黑龍江省濕地實(shí)際生態(tài)效果評價(jià)為“良好”。草本沼澤濕地、森林和灌叢濕地在濕地生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

國產(chǎn)衛(wèi)星;濕地;監(jiān)測

黑龍江省是濕地資源大省，是我國內(nèi)陸濕地面積較大、分布廣泛的省份之一。復(fù)雜的自然地理環(huán)境，使黑龍江省擁有眾多的河流、湖泊、水庫、山間谷地和平原洼地，孕育了黑龍江省濕地生態(tài)系統(tǒng)及其豐富的生物多樣性資源。近年來隨著國產(chǎn)高分衛(wèi)星的數(shù)據(jù)獲取能力大幅提高，對濕地資源進(jìn)行高精度調(diào)查成為可能。本次調(diào)查使用2015年的國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，空間分辨率均優(yōu)于2.5 m，解譯精度采用全分辨率解譯，為查清濕地資源提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

1 濕地調(diào)查與評價(jià)方法

結(jié)合黑龍江省濕地資源具體情況，首先考慮衛(wèi)星圖像的成像季節(jié)，對圖像作必要的分析，建立不同衛(wèi)星數(shù)據(jù)不同濕地類型的遙感解譯標(biāo)志。包括河流濕地中的永久性河流，湖泊濕地中的永久性淡水湖，沼澤濕地中的草本沼澤、灌叢沼澤、森林沼澤，人工濕地中的水庫、農(nóng)用池塘、灌溉用溝渠等共8個(gè)三級(jí)類因子。

本次調(diào)查使用的衛(wèi)星圖像攝像月份在9～10月份，基本在植物的生長季節(jié)末期，可通過影像的色彩和紋理上區(qū)分地物。采用人機(jī)交互解譯方式對遙感圖像識(shí)別分類后，在ARCGIS軟件環(huán)境下建立詳細(xì)濕地分類屬性庫，并在野外調(diào)查驗(yàn)證的基礎(chǔ)上開展了遙感圖像濕地資源的多次解譯、檢查、修改和完善。

濕地評價(jià)方法采用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法。定性分析主要從濕地植被特征和濕地功能大小進(jìn)行論述。定量分析以濕地功能和價(jià)值大小在濕地類別上分成三個(gè)等級(jí)，一等為草本沼澤濕地，二等為森林與灌叢濕地，三等為河流、自然水域與水庫濕地。根據(jù)各地區(qū)濕地面積大小、濕地覆蓋率、濕地集中程度、區(qū)域濕地植物生產(chǎn)力、各地區(qū)濕地土壤持水量、各類濕地功能價(jià)值等因素進(jìn)行加權(quán)分析與評價(jià)。

濕地某地理單元特征區(qū)域評價(jià)計(jì)算式：

L.

式中：Q為某區(qū)域濕地評價(jià)值；W為數(shù)值歸一化系數(shù)；L為區(qū)域轉(zhuǎn)換系數(shù)(包括濕地植物生產(chǎn)力系數(shù)、濕地土壤持水量系數(shù)、濕地集中程度系數(shù))；f為某區(qū)域濕地、覆蓋率等級(jí)與質(zhì)量變化系數(shù)，h為某區(qū)域濕地類型系數(shù)，S為某區(qū)域當(dāng)量濕地面積。濕地不同地理單元特征區(qū)域的綜合評價(jià)，通過加權(quán)系數(shù)求得。主要有緯度轉(zhuǎn)換系數(shù)、各區(qū)域轉(zhuǎn)換系數(shù)等，求得綜合等級(jí)評價(jià)值。

本次調(diào)查的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)值主要依據(jù)Costanza等人給出的全球生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值而定。黑龍江屬于寒溫帶分布區(qū)，根據(jù)太陽輻射通量和植物光合效率估算，其緯度轉(zhuǎn)換系數(shù)大約為0.6～0.7，取0.7。區(qū)域轉(zhuǎn)換系數(shù)的確定，首先選定濕地質(zhì)量最高的地區(qū)系數(shù)為1，并能與國際濕地接軌。取三江平原腐泥沼澤濕地七星河保護(hù)區(qū)濕地作為基準(zhǔn)，依土壤持水量和濕地植物生長量及濕地集中程度折算，三江平原平均區(qū)域轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.927，松嫩平原西部為0.850，松嫩平原東部為0.550；小興安嶺為0.780，大興安嶺為0.615，東南部山區(qū)為0.355。

2 黑龍江濕地資源調(diào)查

黑龍江省濕地調(diào)查按不同地貌單元分為6大區(qū)域：大興安嶺區(qū)域、小興安嶺區(qū)域、松嫩平原西部區(qū)域、松嫩平原東部區(qū)域、東南部山區(qū)區(qū)域、三江平原區(qū)域。六大區(qū)植物群落類型、特點(diǎn)各有不同。由2015年黑龍江省土地變更遙感影像解譯數(shù)據(jù)得到：2015年全省濕地面積33 339.55 km2，占全省總面積的7.0%。

2.1 大興安嶺區(qū)域濕地

大興安嶺地區(qū)緯度較高，沼澤主要分布在北段的黑龍江、大林河、老漕河、呼瑪河和嫩江的中上游及支流，山陰坡及其平緩分水嶺頂部。大興安嶺的中段和南段沼澤較少。林下沼澤是大興安嶺森林景觀的組成部分。普遍分布凍土層與季節(jié)凍土層，形成廣泛分布的沼澤植被，降水很難排出。森林沼澤廣泛分布于寬谷和山坡落葉松生長不良的地方，灌叢沼澤分布于河流漫灘地，這些特征與其它地區(qū)沼澤有明顯不同，具有其地域特有的沼澤。區(qū)域濕地總面積為8 437.11 km2，其中草本沼澤濕地面積為134.69 km2，森林與灌叢濕地面積為7 752.74 km2，河流、自然水域與水庫濕地面積為549.68 km2。

2.2 小興安嶺區(qū)域濕地

小興安嶺區(qū)域沼澤主要分布在伊春以北地區(qū)，集中于湯旺河及其支流、山緩坡和山麓地帶，草本沼澤分布于小興安嶺各河漫灘地。小興安嶺區(qū)域連續(xù)多年凍土層很少，島狀凍土層有一定的分布，因此林間沼澤濕地不如大興安嶺分布廣泛。區(qū)域濕地總面積為6 062.17 km2，其中草本沼澤濕地面積為482.71 km2，森林與灌叢濕地面積為4 477.91 km2，河流、自然水域與水庫濕地面積為1 101.55 km2。

2.3 松嫩平原西部區(qū)域濕地

松嫩平原西部大部分濕地為集中連片區(qū)域，濕地集中程度系數(shù)很高。本區(qū)氣候干旱，土壤有一定的積鹽過程，故本區(qū)屬鹽堿沼澤，以蘆葦沼澤為主。此外，在地勢低洼，地表積水較深或地下水溢出，還分布有苔草沼澤，并伴生有香蒲和水蔥等沼澤植物。區(qū)域濕地總面積為7 774.63 km2，其中草本沼澤濕地面積為3 965.90 km2，森林與灌叢濕地面積為62.41 km2，河流、自然水域與水庫濕地面積為3 746.32 km2。

2.4 松嫩平原東部區(qū)域濕地

松嫩平原東部濕地集中連片的濕地很少，基本以長條形的河道類濕地為主，濕地植物生產(chǎn)能力不大，濕地質(zhì)量等級(jí)較差，區(qū)域生物多樣性不豐富，受保護(hù)的濕地植物較少。區(qū)域濕地總面積為3 908.07 km2，其中草本沼澤濕地面積為1 030.79 km2，森林與灌叢濕地面積為165.29 km2，河流、自然水域與水庫濕地面積為2 711.99 km2。

2.5 東南部山區(qū)區(qū)域濕地

東部山區(qū)區(qū)域濕地是全省六大區(qū)域面積最小的區(qū)域，濕地總面積為336.78 km2，其中草本沼澤濕地面積為0.22 km2，河流、自然水域與水庫濕地面積為336.56 km2。

2.6 三江平原區(qū)域濕地

三江平原區(qū)屬于溫帶濕潤、半濕潤季風(fēng)氣候，地勢低平，地表組成物質(zhì)粘性重，使降水徑流不能很好地排泄，大量水分長期匯集于各種負(fù)向地形中，積水成沼。由于水分不穩(wěn)定，早年有時(shí)沼澤干枯，植物死亡后形成的有機(jī)殘?bào)w進(jìn)行好氧分解，故沼澤中多無泥炭積累，是主要沼澤分布區(qū)之一。區(qū)域濕地總面積為6 820.79 km2，其中草本沼澤濕地面積為814.63 km2，森林與灌叢濕地面積為232.36 km2，河流、自然水域與水庫濕地面積為5 773.8 km2。

3 黑龍江濕地分區(qū)等級(jí)評價(jià)

各區(qū)域各類等級(jí)濕地面積統(tǒng)計(jì)表，見表1。

按不同區(qū)域、不同等級(jí)濕地選取計(jì)算參數(shù)，根據(jù)評價(jià)公式求得各區(qū)域濕地生態(tài)等級(jí)評價(jià)值。地區(qū)濕地生態(tài)評價(jià)值，根據(jù)分類等級(jí)濕地鳥的棲息密度值和分類面積、濕地植物生產(chǎn)力、濕地土壤最大持水量、各區(qū)域轉(zhuǎn)換系數(shù)等，其結(jié)果見表2。

由表2可看出，全省濕地平均綜合評價(jià)值為0.631 9，這與大興安嶺濕地(評價(jià)值0.613 9)實(shí)際生態(tài)綜合效果相近似。

表1 全省各區(qū)域各類等級(jí)濕地面積統(tǒng)計(jì)表

黑龍江省是濕地大省，也是全國著名的濕地分布區(qū)，生物多樣性極為豐富，濕地綜合評價(jià)效果達(dá)到良好水平。本次濕地評價(jià)成果的評價(jià)值，是依據(jù)三江平原腐泥沼澤集中分布區(qū)七星河濕地為基準(zhǔn)(濕地植物生產(chǎn)力、土壤持水量、區(qū)域生物多樣性等)，其它地區(qū)濕地評價(jià)值是經(jīng)過系統(tǒng)換算而來，并且可與國際濕地生態(tài)價(jià)值功能研究成果接軌，具有廣泛的可比性，以及不同區(qū)域間的相互轉(zhuǎn)換性。松嫩平原西部、三江平原、大興安嶺濕地生態(tài)效果良好，是黑龍江省重要的生態(tài)調(diào)節(jié)庫和預(yù)防荒漠化的重要的生態(tài)屏障。

4 結(jié)論與建議

1)黑龍江省濕地生態(tài)效果較好的區(qū)域?yàn)樗赡燮皆鞑繀^(qū)域、大興安嶺區(qū)域、三江平原區(qū)域。黑龍江省濕地實(shí)際生態(tài)效果評價(jià)結(jié)論為“良好”，濕地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮重要作用的是草本沼澤濕地，其次是森林、灌叢濕地。

2)松嫩東部呼蘭河流域濕地生態(tài)建設(shè)與保護(hù)需進(jìn)一步落實(shí)，全省平均濕地生態(tài)價(jià)值可進(jìn)一步增強(qiáng)。

3)近幾年三江平原濕地的喪失量較大。根據(jù)黑龍江省生態(tài)調(diào)查結(jié)果顯示：1986年全省天然濕地面積為57 280 km2，2000年全省天然濕地面積為43 419 km2，1986年—2000年天然濕地減少了13 861 km2，減少率為24.20%；2000年—2015年天然濕地減少了10 079 km2，減少率為23.21%，山區(qū)減少約20～30%，平原區(qū)減少約40%～50%，導(dǎo)致水災(zāi)現(xiàn)象頻發(fā)。因此，黑龍江省濕地生態(tài)恢復(fù)工程必需抓緊進(jìn)行，各項(xiàng)水利工程、防洪工程、江河水污染治理工程、濕地修復(fù)工程同時(shí)并舉，達(dá)到真正意義的生態(tài)防災(zāi)減災(zāi)。

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Using domestic satellite data to carry out wetland survey in Heilongjiang Province

DING Yuxue, XUE Guangyin,WANG Shaohua

(Heilongjiang Institute of Geological Survey,Harbin 150036,China)

Based on the domestic satellite data of 2015 (GF-1, GF-2, ZY-1, 02C, ZY-3, TH-1, etc. a series of satellites), through the full resolution remote sensing interpretation method, this paper obtains the specific distribution area of various types of wetland resources in Heilongjiang Province. At the same time, according to the distribution, the use of qualitative analysis and quantitative analysis of the combination of methods, the Daxinganling area, the Xiaoxinganling area, the western part of the Songnen Plain, the eastern part of the Songnen Plain, the southeastern mountainous area and the Sanjiang Plain Ecological grade are evaluated and analyzed. And the actual ecological effect evaluation of wetland in Heilongjiang Province is “good”. The wetland ecosystem plays an important role in the herbal marsh wetland, followed by forest and shrub wetland.

domestic satellite;wetlands;survey

2017-01-01

中國地質(zhì)調(diào)查局專項(xiàng)資助項(xiàng)目(121201003000150010;121201203000160009;121201003000150000)

丁宇雪(1977-)，女，高級(jí)工程師.

著錄：丁宇雪,薛廣垠,王少華.國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在黑龍江省濕地調(diào)查中的應(yīng)用[J].測繪工程，2018，27(2)：42-44，50.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2018.02.008

P228

A

1006-7949(2018)02-0042-03

李銘娜]