基于GIS 的三峽水庫不同坡度消落帶分布特征

唐 敏，楊春華，雷 波

（重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，重慶401147）

三峽水庫消落帶是由于人工周期性調(diào)節(jié)水位而在水庫河道兩岸形成的周期性淹水區(qū)域。該區(qū)帶是庫區(qū)陸域－水庫之間生態(tài)過渡和緩沖帶，與庫區(qū)水域系統(tǒng)和兩岸坡地系統(tǒng)進(jìn)行著物質(zhì)、能量交換［1－3］。根據(jù)三峽水庫水位調(diào)度方式，壩前水位在145～175m變化，在庫區(qū)干支流兩岸形成了垂直落差達(dá)30m的濕地生態(tài)系統(tǒng)。與成庫前長(zhǎng)江天然消落帶比較，成庫后消落帶水位變化為逆自然枯洪規(guī)律，導(dǎo)致原有的生態(tài)系統(tǒng)改變［4－6］，成庫后形成的消落帶植被恢復(fù)成為消落帶急需解決的問題［7－10］。消落帶的植被修復(fù)與淹水高程、坡度等環(huán)境狀況密切相關(guān)。本研究應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和方法，以三峽水庫消落帶水位漲落特點(diǎn)和地形地貌的特征差異為核心剖析不同坡度消落帶的分布特征，為不同坡度消落帶生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃的制定提供技術(shù)支撐。

1 研究方法

采用的數(shù)據(jù)源主要是遙感數(shù)據(jù)和1∶10 000地形圖數(shù)據(jù)，遙感影像空間分辨率普遍較高，主要以分辨率1m為主。1∶1萬地形圖數(shù)據(jù)主要作用是用其制作DEM（數(shù)字高程模型），將地形圖掃描并數(shù)字化處理后，提取消落帶范圍，將消落帶內(nèi)等高線、高程點(diǎn)，河流、湖泊等地形要素進(jìn)行數(shù)字化，最終將其轉(zhuǎn)入Arc/Info系統(tǒng)，從而制作DEM數(shù)據(jù)，獲取研究區(qū)內(nèi)的面積、坡度、坡向等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行地面核查確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。根據(jù)水利部坡度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和水力侵蝕特點(diǎn)以及三峽庫區(qū)地形地貌特征，將消落帶坡度的級(jí)別劃分為5級(jí)，即＞60°，35°～60°，25°～35°，15°～25°和＜15°。

2 結(jié)果與分析

消落帶面積隨坡度增加而逐漸減少（圖1）。平緩坡消落帶面積分布較多，25°及以下坡度段的消落帶面積達(dá)273.7km2，約占總面積79.49% 以上。其中15°及以下坡度段的消落帶面積最大，約為209.6km2，約占總面積60.90%；15°～25°坡度段消落帶面積約為64.1km2，約占總面積18.62%。陡坡消落帶面積相對(duì)較少，25°以上坡度段消落帶面積約為70.5km2，僅占總面積20.48%。25°～35°，35°～60°，＞60°3個(gè)坡度段的消落帶面積依次降低，分別占總面積12.03%，8.06%和0.39%。

圖1 三峽水庫消落帶不同坡度分布

不同坡度段消落帶面積分布特征的區(qū)域差異明顯。三峽庫區(qū)重慶段平緩坡消落帶面積遠(yuǎn)高于陡坡消落帶，其25°及以下坡度段消落帶面積達(dá)到249.9m2，占重慶段83.86%；25°以上坡度段消落帶面積為48.1km2，不及重慶段平緩坡消落帶的20%。而三峽庫區(qū)湖北段平緩坡消落帶面積與陡坡消落帶面積相當(dāng)，其25°及以下坡度段的消落帶面積達(dá)到23.77km2，占湖北段51.49%；25°以上坡度段消落帶面積為22.39km2，占湖北段48.51%。三峽庫區(qū)重慶段、三峽庫區(qū)湖北段消落帶不同坡度段消落帶面積分布情況詳見圖2。

圖2 三峽庫區(qū)重慶段、湖北段不同坡度消落帶面積分布

各區(qū)縣坡度≤15°消落帶面積分布在0.2～37.3km2之間，面積較大的依次為開縣、涪陵、忠縣、萬州、云陽、奉節(jié)、巫山、豐都等8區(qū)縣，其面積均大于10km2，累計(jì)約占此坡度段消落帶面積的78.53%；最小的依次是沙坪壩、九龍坡、江津、北碚、興山、武隆、巫溪、巴東、夷陵、渝中等10區(qū)縣，其面積均小于2km2，累計(jì)約占此坡度段面積4.21%（圖3）。

圖3 三峽水庫坡度≤15°消落帶面積區(qū)縣分布

各區(qū)縣坡度15°～25°的消落帶面積分布在0～8.9km2之間，面積較大的依次為秭歸、涪陵、云陽、忠縣、萬州、奉節(jié)、巫山、豐都、開縣等9區(qū)縣，其面積均大于3km2，累計(jì)約占此坡度段消落帶面積的79.77%；最小的依次是江津、九龍坡、沙坪壩、大渡口、武隆、北碚、巫溪、渝中、興山、南岸、石柱等11區(qū)縣，累計(jì)約占3.75%（圖4）。

各區(qū)縣坡度25°～35°的消落帶面積分布在0～7.5km2之間，面積較大的依次為秭歸、云陽、涪陵、忠縣、巴東、巫山、奉節(jié)、萬州等8區(qū)縣，其面積均大于2km2，約占此坡度段消落帶面積的82.22%；最小的依次是大渡口、九龍坡、沙坪壩、江津、武隆、北碚、南岸、渝中、巫溪等9區(qū)縣，其面積均小于0.2km2，約占0.66%（圖5）。

各區(qū)縣坡度35°～60°的消落帶面積分布在0～5.1km2之間，面積較大的依次為云陽、秭歸、巫山、巴東、奉節(jié)、忠縣、萬州、涪陵等8區(qū)縣，其面積均大于1km2，累計(jì)約占此坡度段消落帶面積的89.35%；其余區(qū)縣面積均較小，其中大渡口、沙坪壩、江津3區(qū)縣無此坡度段的消落帶（圖6）。

圖4 三峽水庫坡度15°～25°消落帶面積區(qū)縣分布圖

圖5 三峽水庫坡度25°～35°消落帶面積區(qū)縣分布

圖6 三峽水庫坡度35°～60°消落帶面積區(qū)縣分布

各區(qū)縣坡度＞60°的消落帶面積分布在0～0.5km2之間，其中巴東、秭歸、巫山、奉節(jié)、云陽、涪陵、興山、萬州、忠縣、武隆、豐都、渝北、巫溪等13個(gè)區(qū)縣均有少量分布，其余13個(gè)區(qū)縣消落帶坡度均不高于60°（圖7）。

圖7 三峽水庫坡度≥60°消落帶面積區(qū)縣分布

3 結(jié)論

三峽水庫消落帶面積隨坡度增加而逐漸減少，25°及以下坡度段的消落帶面積達(dá)273.7km2，約占總面積79.49%以上。其中15°及以下坡度段的消落帶面積最大，約為209.6km2，約占總面積60.90%；15°～25°坡度段消落帶面積約為64.1km2，約占總面積18.62%。陡坡消落帶面積相對(duì)較少，25°以上坡度段消落帶面積約為70.5km2，僅占總面積20.48%。25°～35°，35°～60°，＞60°3個(gè)坡度段的消落帶面積依次降低，分別占總面積12.03%，8.06%和0.39%。

［1］刁承泰，黃京鴻.三峽水庫水位漲落帶土地資源的初步研究［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，1999，8（1）：75－80.

［2］張寶雷，張淑敏，周啟剛，等.土地利用和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化研究——以三峽庫區(qū)大寧河流域?yàn)槔跩］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2007，16（2）：181－185.

［3］雷 波，楊春華，楊三明，等.基于GIS的長(zhǎng)江三峽水庫消落帶生態(tài)類型劃分及其特征分［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（8）：2 082－2 090.

［4］周永娟，仇江嘯，王 姣，等.三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30（24）：6 726－6 733.

［5］中國(guó)工程院三峽工程階段性評(píng)估項(xiàng)目組.三峽工程階段性評(píng)估報(bào)告：綜合卷［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2010.

［6］唐勝傳，柴賀軍，馮文凱.三峽庫區(qū)岸坡類型劃分［J］.公路交通技術(shù)，2005（5）：36－39.

［7］徐詩童，李 松.三峽庫區(qū)重慶市忠縣石寶寨消落區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合整治工程思路［J］.三峽環(huán)境與生態(tài)，2011，33（4）：55－58.

［8］王業(yè)春，雷 波，張 晟.三峽庫區(qū)消落帶不同水位高程植被和土壤特征差異［J］.湖泊科學(xué)，2012，24（2）：206－212.

［9］孫 榮，袁興中，劉 紅，等.三峽水庫消落帶植物群落組成及物種多樣性［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2011，30（2）：208－214.

［10］謝德體，范小華.三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)系統(tǒng)演變與調(diào)控［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.