1990—2021年西藏“一江兩河”流域濕地時空變化分析研究

郝文淵，郭 濤，王忠斌，楊 紅，楊 爽，張紅鋒

（1.西藏農牧學院資源與環境學院，西藏 林芝 860000；2.四川省農業科學院遙感與數字農業研究所，四川 成都 610066）

濕地是地球陸生生態系統最為重要的組成部分之一，是水體與陸地相互共同作用形成的復雜而獨特的生態系統，對于調節氣候、穩定生態系統和保護生物多樣性具有重要的意義。在全球氣候變暖加劇的背景下，隨著區域社會經濟發展與城鎮化加速，“一江兩河”流域作為西藏區域開發強度最大、經濟活動最為活躍的區域，濕地生態問題日益顯現。濕地生物多樣性降低，景觀破碎化日益嚴重，“一江兩河”流域濕地生態功能面臨重大威脅。因此，加強濕地時空變化與驅動機制研究，對于保護高原濕地具有重要意義。

西藏作為全球氣候變化最為敏感的區域，由于獨特的區域自然地理條件，分布有大量的濕地，作為高原生態系統的重要組成部分，濕地在生態系統方面起到了獨到的生態作用。國內外相關學者對西藏濕地展開了相關研究，馮文卿等提出采用模糊綜合評價面向對象的遙感變化檢測方式，白軍紅等對四川若爾蓋濕地景觀格局與人類活動響應機制進行了相關研究。但從大尺度多層面分析濕地變化的研究相對較少，尤其是針對西藏高原濕地相關研究更少，本研究擬從大尺度多層面分析濕地人地關系，更加深入系統地揭示高原濕地的生態特征。

1 研究區與研究方法

1.1 研究區概況

西藏“一江兩河”流域區域范圍包括雅魯藏布江中游河段及其2條支游年楚河和拉薩河流域區，東起山南市桑日縣，西至日喀則市拉孜縣，南抵高原湖盆區，北至念青唐古拉山（岡底斯山南麓），南北寬度為233 km，東西長度為527 km，屬于狹長型高原河谷區，位于87～93°E，28～31°N。考慮到行政區劃完整性包括山南市（桑日、瓊結、扎囊、乃東、貢嘎）、拉薩市（墨竹公卡、達孜、林周、城關區、堆龍德慶、尼木、曲水）、日喀則市（拉孜、桑珠孜區、南木林、謝通門、江孜、白朗），面積24.755 7×10km（圖1）。區內河谷較為寬闊平坦，自然地理條件和交通條件較好，農業發達，城鎮相對密集，是西藏自治區重點開發地區，流域內濕地面積較大，目前，三地均為設市城市。

圖1 研究區位置與調查路線

1.2 數據來源

本研究采用的數據時間跨度為31年（1990—2021年），按照每10年的時間間隔來提取遙感影像。1990年西藏地區遙感影像采用Landsat5（圖2-A，影像生產時間：1990年7月25日），2000年Landsat5影像在西藏地區有缺失，故采用Landsat7影像代替（圖2-B，影像生產時間：2000年6月11日），2010年采用Landsat5影像（圖2-C，影像生產時間：2010年8月27日），2021年采用Landsat8影像（圖2-D，影像生產時間：2021年5月9日）。由于天氣和云層的影響，1990—2021年選擇的影像數據時間在5—9月之間，基本處于西藏雨季和豐水期，數據的精度能夠得到保證。根據國內外學者對青藏高原濕地研究的分類方法，將“一江兩河”流域濕地分類為河流濕地（永久性河流、季節性或間歇性河流、洪泛平原濕地）、湖泊濕地（永久性淡水湖、季節性淡水湖、永久性咸水湖、季節性咸水湖）、沼澤草甸濕地（蘚類沼澤、草本沼澤、沼澤化草甸、灌叢沼澤、森林沼澤、內陸鹽沼、地熱濕地和淡水泉及綠洲）和人工濕地（庫塘和人工養殖），共計4個一級分類和17個二級分類，一級分類的分類精度大于85%，符合制圖標準。

圖2 1990—2021年濕地遙感影像

1.3 研究方法

研究采用閾值分割和歸一化差異的水域指數方法來提取西藏“一江兩河”流域的濕地分布數據，由于研究區存在少量云和陰影等因素的影響，因此對遙感影像的提取數據進行了目視解譯修正與完善。單一動態度模型用來表征研究區濕地面積及數量的擴張或縮減速度。當濕地面積及數量呈增加態勢時數值為正；當濕地面積及數量呈縮減態勢時數值為負。空間疊置分析將濕地在一定時間段內分為擴張型、收縮型和穩定型。擴張型表征為在30年內4個樣本特征表現為凈增加區域，收縮型表征為在30年內4個樣本特征表現為凈減少區域，穩定型表征為在30年內4個樣本特征表現為穩定不變的區域。

2 結果與分析

2.1 濕地面積變化分析

1990—2021年“一江兩河”流域濕地構成比例與面積都發生了比較明顯的變化。由表1可知，31年期間研究區內濕地面積明顯增加，濕地面積由1990年的35 005.04 km增加到80 426.97 km，年平均值加1 465.223 km，2021年相較于1990年增加了129.76%。研究區濕地面積在1990—2021年間呈現出波動狀態，其中，1990—2000年間減少2 834.87 km，2000—2010年 間 增 加6 727.56 km，2010—2021年間急劇增加41 529.23 km。這表明前20年濕地面積變化不明顯，之后11年濕地面積呈現出急劇增加狀態。

由表1可知，1990—2021年，31年期間沼澤占據“一江兩河”流域濕地總面積的73.44%～56.24%，是研究區濕地的構成主體，其占比呈現出先期緩慢上升，近10年快速下降的狀態，但是其總面積卻呈現出先緩慢增加后快速增加的趨勢；湖泊占據研究區濕地總面積的6.02%～24.46%，相較于1990年，2021年湖泊面積增加264.11%，占比增加9.03%，其變化呈現出先持續減少后快速增加的趨勢，近10年增加了739.92%；灘涂占據研究區濕地總面積的1.98%～17.36%，在1990—2000年呈現出穩定狀態，2000—2010年明顯下降，2010—2021年快速增加，面積在近11年內增加了1 711.41%，年均增加155.58%；河流占據研究區濕地總面積的7.56%～1.94%，在1990—2000年河流面積減少幅度最大，減少了1 082.46 km，之后的21年基本呈現出穩定的狀態。

表1 1990—2021年濕地面積變化及比例

2.2 濕地空間變化分析

2.2.1 河流濕地空間變化 西藏“一江兩河”流域的河流處于相對海拔較低的河谷區域，由圖2—3可見，1990年河流流域水域形態基本比較完整，到2021年時河流流域水域形態明顯收縮。主要表征為1990—2000年期間，水域濕地面積減少了1 082.46 km，比例從7.56%減少到4.86%；2000—2010年期間面積增加了86.15 km，比例卻減少了0.62%，這與“一江兩河”流域濕地面積急劇增加有較大的關系；2010—2021年期間，河流面積減少89.08 km，面積占比減少2.3%，這與流域濕地面積增加有關。這表明前10年河流面積減少劇烈，之后20年基本處于穩定狀況，變化較為穩定。對比遙感影像筆者發現，細小的河流有干枯化現象，同時主河道水域面積不斷細化，尤其在雅魯藏布江、年楚河和拉薩河這種現象更為明顯，雅魯藏布江流經的日喀則市和山南市利用河流周邊河床開發為耕地。

2.2.2 湖泊濕地空間變化 西藏“一江兩河”流域的湖泊處于相對海拔較低的山間谷地區域，由圖2—3可見，1990年湖泊形態基本比較完整，主要表征為1990—2000年期間，湖泊濕地明顯減少，面積減少了1 713.38 km，比例從15.44%減少到11.47%；2000—2010年期間，面積繼續減少了1 347.53 km，比例卻僅僅減少了0.62%，這與“一江兩河”流域濕地面積急劇增加有較大的關系；2010—2021年期間，湖泊面積急劇增加17 331.53 km，面積占比增加18.44%，這與流域濕地面積增加有關，同時也與全球變暖加劇導致更多的高山冰川融化和水量大增有關。這表明前20年湖泊面積劇烈減少，之后10年基本處于快速擴張的狀態，變化較為劇烈。對比遙感影像筆者發現，過去的小湖泊有加速擴張的態勢，在“一江兩河”流域四周高山地區這種現象更為明顯，在流域北部地區和東部地區這一現象尤其顯著。

2.2.3 灘涂濕地空間變化 西藏“一江兩河”流域的灘涂處于河流及高山湖泊周邊，從圖2—3可見，1990年灘涂形態基本比較完整，主要表征為1990—2000年期間，灘涂濕地增加了83.27 km，比例從3.56%增加到4.14%；2000—2010年期間面積減少了560.26 km，比例減少了2.16%，這與“一江兩河”流域將部分灘涂轉化為耕地有較大關系；2010—2021年期間，灘涂面積急劇增加了13 190.58 km，面積占比增加15.38%，這與流域濕地面積增加有關，同時也與季節性的異常天氣關系密切，異常天氣導致夏秋季河流水位異常暴增，淹沒河流周邊土地，使得灘涂面積增加。這表明前10年灘涂面積微增，之后10年基本處于快速減少的狀態，變化較為劇烈。對比遙感影像筆者發現，過去的流域耕地有加速擴張的態勢，使得一部分灘涂轉化為耕地，近10年來，季節性的異常天氣增加，夏秋季河流水位異常暴增，淹沒河流周邊土地，使得灘涂面積增加，同時大量的耕地在逐步退出濕地。

2.2.4 沼澤濕地空間變化 西藏“一江兩河”流域的沼澤處于河流平緩地帶及高山湖盆周邊，從圖2—3可見，1990年沼澤形態基本比較完整，主要表征為1990—2000年期間，沼澤濕地減少了122.27 km，比例從73.44%增加到79.53%；2000—2010年期間面積增加了8 549.18 km，比例增加了8.22%；2010—2021年期間，沼澤面積急劇增加了11 096.2 km，比例從87.75%減少到56.24%。這表明前10年沼澤面積微增，基本處于穩定狀態，近20年以來，基本處于快速擴張狀況，變化較為劇烈。對比遙感影像筆者發現，流域草地有加速擴張的態勢，全球變暖導致區域暖濕化現象加劇，高山冰川不斷融化，使得流域內濕地狀態持續轉變，沼澤大面積增加。

圖3 1990—2021年濕地空間變化分布

3 結論與討論

濕地的時間空間變化受到人類活動與自然因素的雙重制約，高原濕地尤其容易受到人類活動的擾動，隨著人類區域經濟開發活動強度的不斷加深，高原濕地也發生了較大的變化。研究區是西藏自然資源條件最優越的地區，區內人口眾多，農業發展程度最好，區域開發強度最高，城鎮密度最高。西藏“一江兩河”流域近幾十年來降水量和溫度呈現出整體增加的趨勢，在一些區域尤其明顯，降水年際波動變化顯著，導致濕地呈現出波動增加的趨勢。但是，濕地形態變化明顯，河流所占比例不斷減少，湖泊和灘涂比例不斷上升，沼澤所占比例下降最為明顯。近年來，政府逐步轉變發展思路，將控制牲畜數量作為恢復濕地生態重要的手段。

“一江兩河”流域地區濕地面積在近30年里波動上升，濕地面積由1990年的35 005.00 km增加到80 426.97 km，年平均值增加1 465.23 km。特別是近10年來面積增加顯著，總面積增加41 529.27 km，增加率達到106.77%；1990—2000年間面積減少2 834.84 km，2000—2010年期間，面積增加6 727.54 km；2010—2021年期間，面積增加41 529.27 km。這表明前20年濕地面積變化不明顯，之后11年濕地面積呈現出急劇增加的趨勢。

研究區濕地的空間變化以穩定型和增加型為主，其主要分布于流域河谷周邊，這里人類活動相對較少，且東部地區大于中西部地區。減少型主要分布于“一江兩河”流域的河谷區域，這里往往是人類活動的中心區域，表明濕地總面積雖然增加，但是人類活動對濕地局域擾動效應依然存在。