國產衛星數據在黑龍江省濕地調查中的應用

丁宇雪,薛廣垠,王少華

(黑龍江省地質調查研究總院，黑龍江 哈爾濱 150036)

國產衛星數據在黑龍江省濕地調查中的應用

丁宇雪,薛廣垠,王少華

(黑龍江省地質調查研究總院，黑龍江 哈爾濱 150036)

基于2015年度國產衛星數據(高分一號、高分二號、資源一號、02C衛星、資源三號、天繪一號等系列衛星)，通過全分辨率遙感解譯方式，獲取黑龍江省各區域、各類型濕地資源具體分布面積，同時依據其分布情況，采用定性分析和定量分析相結合的方法，對大興安嶺區域、小興安嶺區域、松嫩平原西部區域、松嫩平原東部區域、東南部山區區域、三江平原區域等6大區域濕地的生態等級進行評價分析，得出黑龍江省濕地實際生態效果評價為“良好”。草本沼澤濕地、森林和灌叢濕地在濕地生態系統中發揮重要作用。

國產衛星;濕地;監測

黑龍江省是濕地資源大省，是我國內陸濕地面積較大、分布廣泛的省份之一。復雜的自然地理環境，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系統及其豐富的生物多樣性資源。近年來隨著國產高分衛星的數據獲取能力大幅提高，對濕地資源進行高精度調查成為可能。本次調查使用2015年的國產衛星數據，空間分辨率均優于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據支撐。

1 濕地調查與評價方法

結合黑龍江省濕地資源具體情況，首先考慮衛星圖像的成像季節，對圖像作必要的分析，建立不同衛星數據不同濕地類型的遙感解譯標志。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、農用池塘、灌溉用溝渠等共8個三級類因子。

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

濕地評價方法采用定性分析和定量分析相結合的方法。定性分析主要從濕地植被特征和濕地功能大小進行論述。定量分析以濕地功能和價值大小在濕地類別上分成三個等級，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。根據各地區濕地面積大小、濕地覆蓋率、濕地集中程度、區域濕地植物生產力、各地區濕地土壤持水量、各類濕地功能價值等因素進行加權分析與評價。

濕地某地理單元特征區域評價計算式：

L.

式中：Q為某區域濕地評價值；W為數值歸一化系數；L為區域轉換系數(包括濕地植物生產力系數、濕地土壤持水量系數、濕地集中程度系數)；f為某區域濕地、覆蓋率等級與質量變化系數，h為某區域濕地類型系數，S為某區域當量濕地面積。濕地不同地理單元特征區域的綜合評價，通過加權系數求得。主要有緯度轉換系數、各區域轉換系數等，求得綜合等級評價值。

本次調查的各項參數數值主要依據Costanza等人給出的全球生態系統價值而定。黑龍江屬于寒溫帶分布區，根據太陽輻射通量和植物光合效率估算，其緯度轉換系數大約為0.6～0.7，取0.7。區域轉換系數的確定，首先選定濕地質量最高的地區系數為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區濕地作為基準，依土壤持水量和濕地植物生長量及濕地集中程度折算，三江平原平均區域轉換系數為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，東南部山區為0.355。

2 黑龍江濕地資源調查

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

2.1 大興安嶺區域濕地

大興安嶺地區緯度較高，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沼澤有明顯不同，具有其地域特有的沼澤。區域濕地總面積為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 小興安嶺區域濕地

小興安嶺區域沼澤主要分布在伊春以北地區，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。小興安嶺區域連續多年凍土層很少，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 松嫩平原西部區域濕地

松嫩平原西部大部分濕地為集中連片區域，濕地集中程度系數很高。本區氣候干旱，土壤有一定的積鹽過程，故本區屬鹽堿沼澤，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，濕地植物生產能力不大，濕地質量等級較差，區域生物多樣性不豐富，受保護的濕地植物較少。區域濕地總面積為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 東南部山區區域濕地

東部山區區域濕地是全省六大區域面積最小的區域，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 三江平原區域濕地

三江平原區屬于溫帶濕潤、半濕潤季風氣候，地勢低平，地表組成物質粘性重，使降水徑流不能很好地排泄，大量水分長期匯集于各種負向地形中，積水成沼。由于水分不穩定，早年有時沼澤干枯，植物死亡后形成的有機殘體進行好氧分解，故沼澤中多無泥炭積累，是主要沼澤分布區之一。區域濕地總面積為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 黑龍江濕地分區等級評價

各區域各類等級濕地面積統計表，見表1。

按不同區域、不同等級濕地選取計算參數，根據評價公式求得各區域濕地生態等級評價值。地區濕地生態評價值，根據分類等級濕地鳥的棲息密度值和分類面積、濕地植物生產力、濕地土壤最大持水量、各區域轉換系數等，其結果見表2。

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

表1 全省各區域各類等級濕地面積統計表

黑龍江省是濕地大省，也是全國著名的濕地分布區，生物多樣性極為豐富，濕地綜合評價效果達到良好水平。本次濕地評價成果的評價值，是依據三江平原腐泥沼澤集中分布區七星河濕地為基準(濕地植物生產力、土壤持水量、區域生物多樣性等)，其它地區濕地評價值是經過系統換算而來，并且可與國際濕地生態價值功能研究成果接軌，具有廣泛的可比性，以及不同區域間的相互轉換性。松嫩平原西部、三江平原、大興安嶺濕地生態效果良好，是黑龍江省重要的生態調節庫和預防荒漠化的重要的生態屏障。

4 結論與建議

1)黑龍江省濕地生態效果較好的區域為松嫩平原西部區域、大興安嶺區域、三江平原區域。黑龍江省濕地實際生態效果評價結論為“良好”，濕地生態系統發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建設與保護需進一步落實，全省平均濕地生態價值可進一步增強。

3)近幾年三江平原濕地的喪失量較大。根據黑龍江省生態調查結果顯示：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%，山區減少約20～30%，平原區減少約40%～50%，導致水災現象頻發。因此，黑龍江省濕地生態恢復工程必需抓緊進行，各項水利工程、防洪工程、江河水污染治理工程、濕地修復工程同時并舉，達到真正意義的生態防災減災。

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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

中國地質調查局專項資助項目(121201003000150010;121201203000160009;121201003000150000)

丁宇雪(1977-)，女，高級工程師.

著錄：丁宇雪,薛廣垠,王少華.國產衛星數據在黑龍江省濕地調查中的應用[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]