反演洞庭60年變遷史

余德清

洞庭天下水，岳陽天下樓。

美麗富饒的洞庭湖區，位于長江中游以南，湖南省北部，是我國目前水量最大的淡水湖，也是我國首批加入國際《濕地公約》的 7 塊重要濕地之一。

洞庭湖擔負著調蓄長江和湘、資、沅、澧四水洪峰的重要任務，對長江流域乃至全國的生態調節發揮著重要作用，也為保障我國糧食安全作出了重要貢獻。

洞庭湖的生態文明課題

多年來由于人類不合理的開發利用，給洞庭湖區濕地生態系統帶來了許多負面影響，致使生態環境嚴重退化。目前，洞庭湖區濕地存在諸多問題，主要表現在：湖區環境污染日益加劇；生物多樣性減少，珍稀物種瀕危；泥沙淤積嚴重，湖泊萎縮，洪水水位升高，調蓄功能下降；水文環境趨于惡化，洪澇災害日益頻繁；血吸蟲病盛行，疫區面積有擴展趨勢；濕地生態質量下降，功能衰退。洞庭湖生態形勢已經十分嚴峻，時刻危及兩湖平原甚至長江中下游流域的安全。洞庭湖區域整體環境一旦持續惡化，勢必難以逆轉。保護好洞庭湖一湖清水，是我們義不容辭的責任和使命。

為此，2014年4月國務院批準設立洞庭湖生態經濟區（國函〔2014〕46號）。這是深入實施促進中部地區崛起戰略的重大舉措，對于探索大湖流域以生態文明建設引領經濟社會全面發展新路徑，促進長江中游城市群一體化發展和長江全流域開發開放具有重要意義。

為充分發揮地理國情監測成果的綜合性、全面性、客觀性等優勢，為《洞庭湖生態經濟區規劃》制定具體實施方案、編制重點領域專項規劃提供服務，湖南省地理國情普查領導小組設立了“洞庭湖生態經濟區地理國情監測”項目。項目由近年來一直承擔著洞庭湖區資源環境遙感調查與監測工作，擁有豐富的歷史成果資料和技術優勢的湖南省遙感中心、湖南師范大學、中國地質大學（武漢）承擔。

地理國情監測再現60年洞庭變遷史

項目利用多時相、多尺度、多光譜的歷史遙感數據，地理國情普查的高分辨率遙感影像數據及基礎地理信息數據等，整合利用已有的相關專題信息，開展湖泊面積、水面分布等變化監測，客觀反映洞庭湖區生態環境要素歷史變化，形成客觀、準確的監測成果；同時采用變化檢測、縱向比較、橫向對比、類比分析等方法，開展洞庭湖湖泊水面與湖容變化研究，加強空間分布數據的濕地生態系統健康評價，分析三峽庫區運行前后洞庭湖區生態環境的變化情況，總結生態環境信息的變化趨勢。主要監測內容包括：開展1955-2014年洞庭湖區的湖泊萎縮、河道變遷、湖岸（堤壩）變化監測；開展1973-2014年洲灘擴張演變及其地表覆蓋變化、血吸蟲釘螺孳生環境變化監測；開展1984-2014年湖泊周邊潛在污染源和疑似排泄口變化監測；開展1993-2014年來洞庭湖濕地景觀變化等生態環境信息監測以及湖泊水面與湖容變化監測。在此基礎上，基于洞庭湖歷史演變調查監測數據和水下地形圖數據，建立不同水位下的湖泊三維可視化耦合模型，反演洞庭湖泥沙淤積與湖泊萎縮歷史，評價三峽庫區運行前后洞庭湖區生態景觀健康演變。初步統計，項目使用的航天航空影像在100個時相以上，包括1950年代初期前蘇聯的航拍影像、1960年代美國的鎖眼衛星數據、1970年代的美國的MSS 衛星數據、1980-1990年代的TM/ETM+衛星數據以及本世紀以來我國的CBERS/02B/02C/ HJ-1/GF-1/ZY-3/TH-1等多種國產衛星影像。

初步監測成果表明，洞庭湖湖盆總面積15790.93 km2（湖南部分）；歷史圍垸228個，圍墾面積10042.50 km2，占湖盆總面積的63.60%。天然主湖泊面積2600.98km2（東洞庭湖1304.36km2、南洞庭湖900.68km2、目平湖323.01km2、七里湖72.93km2），大通湖等其他湖泊面積590.93 km2，河洪道面積1130.02Km2。枯水期東洞庭湖、南洞庭湖與目平湖洲土出露面積達1600～2200km2，占三湖總面積的63%～88%；平水期三湖洲土出露面積1100～1500km2，占湖盆總面積的43%～60%；豐水期三湖洲土出露面積不到500km2，占湖盆總面積在20%以下。洞庭湖水面季節變幅超過85%，洪水期汪洋一片，枯水期幾條“線”（見附圖）。豐水季節，當城陵磯水位在34m以上時，幾乎所有洲土均被淹沒，洞庭湖呈現“浩浩蕩蕩，橫無際涯”的“煙波浩淼”景象；而在枯水季節，城陵磯水位在20m左右，洲土中以蘆葦、楊樹、湖草為主，間有成片的蔬菜、油菜等季節性耕作，洞庭湖則是“一望無垠，牛羊成群”的“江南草原”景觀。2007年1月14日，城陵磯水位21.27m，洞庭湖天然主湖泊水面面積僅510.93km2（東洞庭湖190.10km2、南洞庭湖250.04km2、目平湖69.86km2、七里湖0.93km2）。

目前，洞庭湖生態經濟區地理國情監測工作正在緊鑼密鼓地開展，預計今年10月底可完成各項監測任務，發布監測成果。

劉 俠

原籍江蘇，畢業于北京地質學院。1985年擔任湖南省地質環境監測總站（湖南省遙感中心）首任站長兼總工程師，1987年晉升教授級高級工程師。先后被評為湖南省優秀科學工作者，全國地質系統勞動模范，享受國務院政府特殊津貼專家等。是中國遙感應用協會發起人之一，并曾擔任湖南省經濟技術開發研究中心常務副主任，湖南省科協常委，中國遙感應用協會環境遙感常務副理事長，專家委員會副主任、顧問，湖南省政府洞庭湖防洪系統總設計師等。

劉俠在長期的科研生產實踐工作中，為我國遙感應用的創建和發展作出了重大貢獻。曾在湖南首次提出開展遙感地質的設想，并組織了湖南第一次遙感實驗、組建第一個遙感實驗室，完成我國第一部遙感專著《資源遙感的方法和實踐》，提出和主持了我國首次國土調查多平臺遙感試驗國家“六五”攻關項目等。