洞庭湖湿地范文

洞庭湖湿地范文（精选10篇）

洞庭湖湿地 第1篇

1971年《湿地公约》定义湿地为:湿地系指不论是天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带, 带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者, 包括低潮时水深不超过6m的水域。根据这个概念可以看出湿地是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带。湿地的许多价值源自它的功能。主要作用有:a) 调蓄水量和调节气候, b) 独特的物质循环和能量流动类型, c) 良好的珍稀动物栖息地, d) 净化污水等。

2 洞庭湖与柬埔寨洞里萨湖湿地概况

洞庭湖分为西、南、东洞庭湖, 南洞庭湖和西洞庭湖经济发展以渔、农业为主。1972年, 南洞庭湖和西洞庭湖被《国际重要湿地名录》列入国际重要湿地。本次考察的区域是南洞庭湖湿地。洞里萨湖又称金边湖, 是东南亚最大的天然淡水湖之一, 也是柬埔寨国内除湄公河流域外第2大水域, 被称为“柬埔寨的心脏”再加之洞里萨湖湖区居民都生活在水上, 一切生活都离不开它, 所以该湿地对当地的经济发展及居民生活发挥重要的作用。

2.1 洞庭湖与柬埔寨洞里萨湖目前存在的问题

2.1.1 湖区面积速减

据史料记载, 明朝嘉靖年间, 洞庭湖方圆八九百里, 号称“八百里洞庭”。但始于唐宋的围湖造田洞庭湖开始了萎缩, 到清初, 洞庭湖已减至6 270km2。至1932年, “浩浩荡荡, 横无际涯”的洞庭湖只剩了4 700km2, 但大面积围湖造田等人为破坏等仍在继续。1995年, 洞庭湖面积仅剩2 632km2, 2004年洞庭湖水体面积为1 398km2, 水体面积减少达868km2 (图1) 。

而洞里萨湖与洞庭湖存在着同样的问题, 洞里萨湖是中南半岛上最大的湖泊。但由于多年来湖内淤泥不断上涨, 湖区蓄水能力严重下降, 导致雨季的洞里萨湖湖面向外围迅速扩大, 到了旱季湖水退去之后, 淤上来的泥沙等物质就沉积在湖的周围, 从而导致了湖区面积的减少。湖区面积以每年30km2的速度递减, 另外, 两旁大面积森林被砍伐而导致水尘土流失是洞里萨湖面积减少的另一个直接原因。

2.1.2 湖区水质污染

两处湿地都面临严重污染, 但方式有所不同, 洞庭湖湿地主要是工业污染, 洞里萨湖湿地主要是生活污染。洞庭湖湿地主要污染源是沿湖造纸厂、制药厂、石化工业以及农药厂等排污;据2004年调查, 湖南省境内4大水系沿岸有2 000多个工厂, 主要工业排污口82个, 其中污水直接排入洞庭湖湖体的排污口有27个, 大量的工业废水排入洞庭湖, 严重威胁着湖水质量及湖区生物的生存环境。对于洞里萨湖来说, 由于人口的快速增长, 经济发展的相对落后, 使得洞里萨湖的农村50%的居民生活在贫困线以下, 许多人没有陆地居所, 全部生活在湖中的木房子里, 完全依赖于渔业来生存, 居民的生活用水, 特别是排泄物没有经过处理直接排入湖中, 引起了湖水的严重污染。

2.1.3 过度捕鱼

洞庭湖湿地曾是中国有名的“鱼米之乡”, 鱼类资源非常丰富。随着技术的发展, 人类捕鱼手段不断增多, 除毒、电、捕、钓等之外, 拦江网和迷魂阵已成为一种对鱼类斩尽杀绝的工具, 在整个洞庭湖湿地就有“迷魂阵”约10万个, 凡有湖洲的地方就有。目前在洞庭湖捕鱼的专、副业渔船每年在1.5万艘左右, 渔民达7万人, 其中专业渔民2万多人, 据调查, 现在洞庭湖90%以上的渔民纯粹是靠电捕工具和迷魂阵捕鱼。洞里萨湖湿地, 不仅灌溉着周围成千上万公顷的良田, 而湖里的鱼类资源极其丰富, 年捕捞量达50万t以上, 但近年来洞里萨湖生态环境开始恶化, 蓄水能力下降, 许多鱼类已经绝迹, 年捕鱼仅为10万t。

2.2 洞庭湖与洞里萨湖现状分析

2.2.1 社会作用

作为两个重要的湿地生态系统, 对于当地居民来说都具有十分重要的作用。柬埔寨国土面积小, 洞里萨湖湿地在柬埔寨占的比重相当大, 所以洞里萨湖的水上交通作用尤为明显。洞里萨湖周围居住着120万人, 其中农村人口占84.3%, 而农村人口中大部分在湖区生活, 城市人口仅为15.7%, 湖区的居民完全依靠洞里萨湖的渔业生存。虽然洞庭湖所占全国面积的比例相对要小, 但是对于当地居民及当地经济、整个长江流域的防洪及湖南经济的发展都起着举足轻重的作用。

2.2.2 经济效益

在两个湿地生态系统中, 渔业和农业是当地居民的主要收入来源。柬埔寨洞里萨湖地区经济水平落后, 生产力低下。湖区的矿物主要有金、磷酸盐、宝石, 此外还有铁、锰、铅、银、煤、钨等, 但很少开采, 然而其森林资源却被破坏的相当严重。随着人口的增加, 2个湿地中仅有的鱼类资源也正面临着前所未有的危机, 因而两类湿地生态系统中渔业所创造的价值越来越少。但在柬埔寨, 洞里萨湖湿地已经成为除吴哥窟之外的第2大旅游区, 旅游业的发展给柬埔寨创造了很高的经济效益。

2.2.3 生态保护

柬埔寨洞里萨湖湿地在管理模式上虽然单一, 但其核心保护区则是他们保护的重点, 他们把湖区分为居民区, 捕鱼区、核心保护区3部分, 前2个区可以在捕鱼季节捕鱼, 而核心保护区是任何时间都不可以捕鱼、打鸟, 进入核心保护区的船要持有环境保护部门的通行证, 否则不准入内。也正因为有这样核心保护区, 洞里萨湖湿地的生态保护才取得了喜人的成绩。同时柬埔寨环境部门近年来加大了保护洞里萨湖核心区的的力度, 竭力减少国外公司和机构对森林的采伐, 并且规定采伐1棵必须种植3棵, 以保护洞里萨湖湿地。目前, 中国和柬埔寨两国政府都意识到了保护湖泊的紧迫性, 制定了一系列的保护制度, 但由于湖区人口素质低, 资金投入不到位, 政府安排的工作人员少等诸多原因, 目前两湖的破坏仍在继续增加。

3 洞庭湖湿地保护的建议与对策

3.1 加强自然保护区建设, 特别是核心区的保护

建立自然保护区是保护湿地生态系统和湿地资源的最为有效的措施之一, 洞庭湖区域也不例外。洞庭湖虽然建立了保护区, 但在人力、资金不足的情况下, 这种保护的效果不明显, 在这种情况下, 可以借鉴洞里萨湖的核心保护区的建设, 把有限的资源发挥最大的功用, 在核心保护区取得效果后, 可以把核心保护区的成功经验在洞庭湖区域继续推广和扩大。

3.2 强化流域生态意识, 提高民众保护意识

为了提高全民保护湿地意识, 利用“世界湿地日”、“爱鸟周”、和“野生动物保护月”等时机, 积极组织开展宣传活动, 通过编辑出版宣传保护湿地的书籍、画册、电影以及录象片, 宣传湿地的功能效益和湿地保护的重要意义。另外提高人民关于生态、经济和政治之间相互关系的意识, 也是非常重要的一方面。在中小学教材中, 可以增添湿地保护的有关内容, 培养青少年的生态环境保护意识。在高等院校设置与湿地相关的专业, 高校可开展讨论湿地的价值和资源问题的教育性质的讲座。在湖区, 最有效的方法是让湖区人民参与湿地效益与价值的调查活动, 让他们在意识到湿地的重要价值和保护的紧迫性, 公众场所, 可以有计划的进行海报宣传, 在管理机构中, 政府及有关部门可举办培训班和讲习班, 提高专业技术人员和管理人员对湿地知识的水平和管理技能。

3.3 发展湿地替代产业

洞庭湖湿地保护的问题追其根源, 仍然是湖区的经济现状限制, 只有在快速发展当地经济的同时又不破坏环境的前提下, 在洞庭湖区域, 发展耐渍农业模式体系, 发展避洪农业, 适度退田还湖, 增加蓄洪能力, 加强分蓄洪区的建设, 发展湿地替代产业, 如生态旅游、“农家乐”、“渔家乐”等效益高又有利于湿地的产业。在这方面, WWF在洞庭湖地区西畔山洲垸开展的特色养殖, 使当地人均收入普遍提高, 就是一个很好的实例。

4 结语

洞里萨湖和洞庭湖湿地作为2个大型的水生生态系统, 其问题绝不是某一方面的, 由于湿地生态效益在短时间发挥的作用不明显, 而经济效益又十分突出, 所以势必会造成了保护和开发之间的不平衡, 长期以来保护远远大于破坏, 导致恶性循环。要解决保护与发展湿地生态系统的根本出路在于走可持续发展道路。

(1) 洞庭湖和洞里萨湖两块国际重要湿地都面临着严重的环境保护挑战, 必须采取一系列措施来保护珍贵的湿地资源;两湿地应该受到两国环境保护部门的高度重视, 并加大保护的投入。

(2) 经济水平及社会生产力的发展决定环境破坏的速度和程度。洞庭湖湿地的捕鱼方式带有灭绝性, 严重破坏了该区域的生态平衡, 应坚决取缔。

(3) 两湿地都受到不同程度的污染.但洞庭湖侧重工业污染且相当严重, 而洞里萨湖是生活污染为主, 两湖在治理上的侧重点不同。

摘要：考察了中国洞庭湖湿地和柬埔寨洞里萨湖湿地, 在实地调查的基础上, 对两处湿地面临的问题、社会作用、经济地位、保护措施等方面进行对比, 结果表明:两处湿地面临比较相似的环境问题, 但洞庭湖主要以工业污染为主, 而洞里萨湖则是生活污染比较严重。针对湿地污染问题提出了保护洞庭湖湿地的具体意见。

关键词：洞庭湖,洞里萨湖,湿地,保护,生态系统

参考文献

[1]刘占声.洞庭湖区江湖演化及泥沙淤积[M].长春:吉林大学出版社, 2006.

[2]董明辉, 朱有志, 庄大昌.洞庭湖区湿地资源可持续开发研究[M].长沙:湖南人民出版社, 2001.

[3]黑尔兹.柬埔寨简史[M].福州:福建人民出版社, 1972.

[4]国家林业局《湿地公约》履约办公室.湿地公约履约指南[M].北京:中国林业出版社, 2001.

洞庭湖湿地 第2篇

洞庭湖湿地生态系统服务功能价值评估

摘要：在实地调查和试验的基础上,依据资源经济学和生态经济学的理论和方法,针对洞庭湖湿地资源的`特点,对洞庭湖湿地的生态服务功能价值--直接利用价值和间接利用价值进行了货币化评估,由此得出洞庭湖湿地的生态服务功能价值为80.72亿元;其中调蓄洪水的价值为37.12亿元,占45.99%;研究结果表明,洞庭湖湿地生态服务功能价值主要表现在调蓄洪水、供水和调节气候等方面的价值.因此,只有合理开发洞庭湖湿地资源,保护好洞庭湖区湿地生态环境,才能实现洞庭湖区湿地资源的可持续利用,保证湖区经济的可持续发展.作 者：庄大昌  作者单位：南京大学,城市与资源学系,中国江苏,南京,210093 期 刊：经济地理  ISTICPKUCSSCI  Journal：ECONOMIC GEOGRAPHY 年，卷(期)：, 24(3) 分类号：X24 关键词：洞庭湖    湿地资源    价值评估    可持续发展   

东洞庭湿地棱镜中的鸟影 第3篇

东经110度，北纬30度，是东洞庭湖的主坐标。这一经纬度上的冬天，湖水退去，广袤的湖洲一片苍茫，一坦平洋的湿地齐整裸露。风凌厉地吹刮着，耳畔冒着飒飒的声响。在有据可查的档案记录里，这个湖一年年做着“瘦身”运动。在卫星地图上，这是一片蓝色的大地血液，在巨大的动脉血管中汩汩不息地流动。水所能打开的想象不知不觉消逝，向往的终点是叹息声起处。

自然与人之间的矛盾，在这个物质化“满血”的年代，没有谁一下子就能解开紧紧纠缠的“结”。这个“结”包裹着形形色色的利益，还有各式各样的伤害、遗忘、抛弃。这个湖所承载的往昔与美好，达海通江，气象万千，伴随飞鸟的漂泊、流浪、冒险而变得破碎与脆弱。“南渡北归”，既是生死契阔的相守，又何尝不是一场生死离别的演出。天空书写着一行鸟的语言：

“是迁徙，也是消逝。”

深入七星湖的水鸟调查队

2015年元旦刚过，我就跟着环洞庭湖越冬水鸟调查组进入湿地的腹地，让自己与候鸟约会之梦成真。这是国家林业局和世界自然基金会组织的第四次长江中下游水鸟调查，以巡湖、监测为主要任务。吸引了万千候鸟云集的洞庭湖理所当然地成了调查主战场。9支小分队悄无声息地潜入东、西、南洞庭。我所跟随的小分队是有东洞庭湖国家级自然区的专职工作人员，还有来自高校、媒体和社会环保志愿者。

我们前往的是天鹅最钟情的七星湖，在东洞庭湖西南角。从市区出发，走省道、乡镇公路、通村公路，一百余公里，路从开阔到狭窄，从平坦到颠簸，途中要花近三小时。保护区的车辆有限，但管报销油费，因此有车的工作人员便轮流上路。挤在我身旁的一老一少，都是东洞庭湖保护区的“老将”。年轻的姓余，皮肤黝黑，左脸颊上有一道深色的伤疤，后来一介绍，他竟然是八零后、保护区下设的七星湖管理站站长，那伤疤是他在巡护途中从摩托车上摔倒所致。问他在这条路线上一年要跑多少个来回，鸟的多少，观鸟要领……他皆笑而不答。倒是“元老级”的老张话多，愿意满足我的好奇——护鸟的艰苦、打击毒鸟者的艰辛、湿地环境不为人力所改变的艰难……老张回忆他那些残缺的经历，在狭小的讲述空间里缠绕成一团沉重的思绪，随着车轮的奔跑而发酵、膨胀。

稠浓的灰白笼罩天地，冬天的湖面变得狭窄、遥远，浮着冷恹恹的光。我们途经之地——采桑湖在眼前展开，这块湿地保护的核心区，从十、十一月至次年的三、四月间，随着枯水期的到来，湖底袒露，湿地天成，恰好成为北方候鸟的最佳迁徙越冬地。我多次来到这里，和那些渔民、志愿者、观鸟者擦肩而过，湖岸扭着身体消失在视线之外，运气好的话，肉眼就能看到鸟群飞翔或降落的身影。

鸟影，重峦叠嶂，像棱镜折射湿地与人的暗变。

水天一色的远方，飞鸟并非想象中那般密集。流线形的体廓、飞羽和尾羽组合而成的飞翔利器，鸟十分享受这样的飞行特权，也使得它为人所喜爱。蒙上阴翳的天空，一群豆雁星点般地撒落；头上一撮凤凰般艳丽的毛羽的凤头鷉、长着琵琶形长嘴的白琵鹭偶然在近一点的洲滩边优雅地踱步；几只针尾鸭夹着箭簇般翘起的“拖枪”尾巴，混迹于一群肥大的罗纹鸭中。还有几只麻灰色的苍鹭，在本地人眼中，这是一种懒惰的鸟，可以一动不动地在浅水里站成雕像，弓着颈，等着游过来的鱼虾，因此渔民给它取个绰号，叫“长脖老等。”

留鸟、候鸟和迷鸟

我承认自己不是一个专情的环保主义者，对于鸟这一陆生脊椎动物中分布最广、种类最多的类群，我熟悉它们的途径是科普书籍和朋友的讲述。体表被覆羽毛、有翼、恒温、卵生……鸟的一切生存之道都在这些特征下展开。迁徙之鸟都是有冒险精神的勇士。每年秋季，世界上有几十亿只鸟离开繁殖地，迁往更为适宜的栖息地，而人类的目光很早就追随鸟的迁徙之途。两千多年前，古希腊哲学家、生物学家亚里士多德说过，秋分以后，一些鸟类由寒冷的国家飞向更温暖的地区。而我国秦汉时期也同样有相似的文字记载，《吕氏春秋》曰：“孟春之月鸿雁北，孟秋之月鸿雁来。”

观鸟飞翔是件愉悦的事。我家乡依傍的那条大河，最终流入了洞庭湖，它也吸引过不少飞鸟的停留。曾几何时，我和小伙伴沿着河岸线去偏远的河汊观鸟，尽力把石头掷向河面，与鸟一起噢噢地惊叫。那些快乐，短暂地停留在时光的某个角落，不去翻动就尘垢掩覆。我清楚记得的是，我的那位知识渊博的语文老师，从鸟类学的词典中翻找出三个名词：留鸟、候鸟、迷鸟，并板书在黑板上。这是我第一次从鸟名之外的门径窥探鸟类，那潇洒的粉笔板书，随着下课铃声的响起，变成三只硕大的鸟从眼前飞远。

“候鸟是最具责任感的父母，它们要保证繁殖育雏期在最有利的季节环境里发生。”那时，我对老师释惑的迁徙之因不置可否。后来在读到《荷马史诗》时，我为受天神捉弄的奥德修斯这只独特的“迷鸟”着迷。因天气原因漂离通常的迁徙路径而飞到异地的鸟，是迷鸟的书面释义，一只迷鸟的经历足以写出一部风雨颠沛的长诗。而奥德修斯在海上多灾多难地漂流十年之久，归家途中遭遇不可抗拒的飓风暴雨，生存的本能让他多次流浪他处苟且生存。“迷鸟”奥德修斯最终归到故乡伊萨卡与家人团聚，而一份发生在1937年间的观察记录显示，一场风暴把一群挪威候鸟田鸫赶到了英格兰，令其从此改变迁徙习性，在英格兰南部定居下来，这些移情别恋的迷鸟随遇即安而忘记故乡。

我向老张抖露我的候鸟常识，他那津津有味的表情里，又夹杂着一些心不在焉。仿佛从梦中醒来的小余说，老张能辨识东洞庭湖所有的水鸟，这让我顿时对他肃然起敬。

洞庭湖湿地的外来入侵植物研究 第4篇

洞庭湖是我国第二大淡水湖泊,承担着行洪调蓄,生态保育等重要功能,在湿地生物多样性保护中发挥了极其重要的作用。由于自然和人为等因素的综合影响,大量外来植物侵入洞庭湖湿地,对本土植物种类、湿地植物群落以及湿地生态服务功能均产生了一定的影响。生物入侵已成为洞庭湖湿地生物多样性下降、湿地生境退化的重要原因之一。然而,有关洞庭湖湿地生物入侵现状及其危害尚未见系统性报道。本文以近5年大面积实地踏查为基础,对洞庭湖湿地外来入侵植物的组成、分布、传入途径和危害生境进行了初步研究,以期为洞庭湖湿地生态系统的合理利用、保护和恢复提供理论依据。

1 研究区概况

洞庭湖位于湖南省东北部,长江中游荆江段南岸,经纬度为28°30′-29°31′N,111°40′-113°10′E之间,分为东洞庭湖、横岭湖、南洞庭湖和西洞庭湖,现有湿地面积约1.52104km2。洞庭湖为长江中游地区最为典型的通江湖泊,承担着调蓄长江和湖南“四水”(湘、资、沅、澧)的重要任务,素有“长江之肾”的美誉。洞庭湖区为冲积平原,平均海拔低于40m,面积18780 km2,天然湖泊面积2625 km2。湖区属亚热带季风性气候,春夏冷暖气流交替频繁,夏秋晴热少雨,秋寒偏旱。多年平均气温16.5℃-17.0℃,1月平均气温3.8℃-4.7℃;7月平均气温29℃左右,年平均降水量1250 mm-1450 mm,无霜期260 d-280 d,年平均湿度80%。洞庭湖湿地作为东北亚冬候鸟重要栖息地和湿地生态系统保护地,生物多样性极为丰富,目前已记录有高等植物235种[6],鱼类114种,其他水生生物68种,鸟类158种[7]。

2 研究方法

本研究于2007-2011年间每年4-5月和11月采用样带和随机样方(草本样方面积lm1m,乔木样方面积20m20m)相结合的方法,对洞庭湖湿地进行植被区系和群落调查。调查地点包括西洞庭湖、南洞庭湖、横岭湖和东洞庭湖,即整个洞庭湖。在每个调查区分不同水位梯度、不同植被类型、不同的季节进行调查。所有植物均采集标本,记录种类、数量、生境类型及其生存现状等,对外来植物除记录以上内容外,还根据其生物学特征、现有数量、蔓延面积等评估其对本地生态系统的危害程度[8]。洞庭湖湿地外来入侵植物种筛选主要依据国家环境保护局公布的中国第一批、第二批外来入侵物种名录[9]和李振宇、解焱提供的中国外来人侵种名单[10],然后通过查阅《中国植物志》等文献确定其原产地。

3 结果与分析

3.1 组成和来源

洞庭湖湿地共有外来植物43种(表1),约占该地区植物种类总数的18.3%[6],隶属于19科34属,其中菊科(Compositae)种类最多,有7种,占总入侵种的16.2%;苋科(Amaranthaceae)次之,有6种,占总入侵种的14%;玄参科(Scrophulariaceae)、禾本科(Gramineae)及蝶形花科(Papilionaceae)各3种;其余20种分别归属于大戟科(Euphorbiaceae)、十字花科(Cruciferae)、伞形科(Umbelliferae)、旋花科(Convolvulaceae)、雨久花科(Pontederiaceae)、藜科(Chenopodiaceae)等14科,为1-2种/科。调查发现菊科和苋科的外来入侵植物都具有非常强的繁殖能力和适应能力,他们所产生的种子量大个体小且菊科植物的种子具有特殊的冠毛,这些都有助于种子的传播和扩散,在很大程度上提高了后代的存活机率。最常见的外来植物有一年蓬(Erigeron annuus)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、泽漆(Euphorbia helioscopia)、刺苋(Amaranthus spinosus)、皱果苋(Amaranthus viridis)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)、北美独行菜(Lepidium virginicum)、白车轴草(Trifolium repens)、野胡萝卜(Daucus carota)、积雪草(Centella asiatica)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)、野燕麦(Avena fatua)、日本看麦娘(Alopecurus japonicus)、土荆芥(Chenopodium ambrosioides)、垂序商陆(Phytolacca Americana)、野老鹳草(Geraniumcarolinianum)、五叶地锦(Parthenocissusquinquefolia)、大薸(Pistia stratiotes)、意大利杨(Populus euramevicana)、美洲黑杨(Populus deltoides)等17种,其中危害较大的有杨树、空心莲子草、野胡萝卜、积雪草、凤眼莲、垂序商陆、五叶地锦和大薸等,这些植物都有很强的有性或无性繁殖能力,能迅速产生大量的后代,且适用范围广。

在组成洞庭湖湿地外来植物的19个科中,以世界分布的科占优势,共计9科,占总科数的47%,其次是热带、亚热带分布的科,共计7个,占总科数的36.8%,温带分布的科只有3个。属的地理成分以热带分布为主,有13属,占38%,其次是世界分布,10属,占29%,温带分布的有9属,占26%,同时欧亚和南部非洲分布及东亚和北美洲间断分布属各1个。从原产地来看,起源于美洲的有24种,占55.8%,起源于欧洲的7种,印度的4种,非洲的2种,日本的2种,伊朗和印度的共同起源1种,西亚,大洋洲,太平洋岛屿的各1种(表1)。大部分外来入侵植物来自美洲,这可能与新大陆和旧大陆之间生物区系隔离时间较长有关:两大陆分离时间较长,致使两地间生物种类交流较少,缺乏相互依存、相互制约的生态关系[11]。

3.2 分布

对生境的调查结果显示(表1):有27种外来入侵植物分布于防洪大堤及路边,占总外来入侵植物种的62.8%;洲滩草甸中分布的有杨树、野胡萝卜、裸柱菊、野老灌草、日本看麦娘、婆婆纳、红瓜、薏苡等15种;分布于水体的外来入侵植物只有空心莲子草、凤眼莲、大薸3种。可见,相对洲滩草甸及水体等生境,堤岸等受人为干扰相对频繁的生境更容易被外来物种入侵。其次,外来入侵植物的分布可能和湖泊高程有关,堤岸高程相对较高,每年水淹时间较短,更有利于陆生植物生存。由此可见,外来入侵植物在洞庭湖湿地的入侵生境与人类干扰程度及湖泊高程密切相关。

3.3 生活型

洞庭湖湿地43种外来入侵植物中,草本植物有37种,占86%;藤本植物3种,占7%;乔木2种,占4.7%;灌草1种,占2.3%;且在这些入侵种中一或二年生植物有29种,占总入侵种的67.4%,多年生植物14种,占总入侵种的32.5%(表1)。可见,洞庭湖湿地外来入侵植物以一或二年生草本植物为主,这类草本植物相对于其他生活型植物种子具有易于传播、适应性更强、生长周期短等特点。在传播过程中,除人为因素外,也需要依靠风力、水流等自然媒介来传播种子,相比之下,草本植物更易于借助于这些媒介传播种子。吴晓雯等[12]认为外来入侵植物物种数的决定因子是气候特征及人类的活动强度。根据大陆漂移学说,北美和东亚是在被子植物形成后才分裂开的,隔离后物种分化变异不断形成的新植物对原大陆气候仍具有较强的适应能力,造成北美和东亚植物区系的间断分布非常广泛,而且北美和东亚的纬度相近[13]。因此北美洲植物具有亚洲气候的适应能力,更容易入侵成功。

3.4 传入途径

外来物种入侵的主要方式有人为有意引入、人为无意引入和自然传入三种方式[14]。在洞庭湖湿地43种外来入侵植物中,21种属人为有意引入,占48.8%,如空心莲子草、凤眼莲、大藻、白车轴草、黄花草木樨、南苜蓿等是作为牧草或饲料植物引入;马缨丹、五叶地锦、铜锤草、加拿大一枝黄花、裂叶牵牛、红瓜等作为观赏植物引入;积雪草和垂序商陆是作为药用植物引入;反枝苋等作为蔬菜引入;杨树(意大利杨和美洲黑杨)是作为当地主要经济用材引入。人为无意引入的有16种,占37.2%,如刺苋和土荆芥可能是随粮食进口引入,飞扬草等可能是随苗木引种传入,三叶鬼针草、刺苋等是随进口农作物和蔬菜引入。自然传入的仅6种,占14%,如一年蓬、加拿大蓬等是在周边国家或地区归化后,通过风力、水流、动物活动等自然因素传入。可见,洞庭湖湿地绝大部分外来植物都是人们有意或无意引入的,自然扩散的只占少数。因此,人类活动对外来植物的传播起到了举足轻重的作用。

注:﹡轻微危害;﹡﹡中等危害;﹡﹡﹡严重危害;未标注﹡者表示暂无危害

4 讨论

洞庭湖湿地绝大部分外来植物都是人们有意或无意引入的,并且通过人类有意引入的外来入侵植物对当地湿地生态系统造成的损害最严重。外来入侵植物杨树具有喜湿、生长快、适应性强的特点,它在湖滩湿地大面积种植后很快就能成为绝对优势种群,导致原生植被群落迅速消亡,从而改变洲滩湿地原有植被群落格局。空心莲子草和凤眼莲等外来入侵植物其具有极强的生境适应能力,同时具备有性和无性两种繁殖能力,且繁殖速度极快[15]。它们通过快速克隆繁殖产生庞大而密实的覆盖层,严重排挤了原生植物金鱼藻(Ceratophllum demersum)、苦草(Vallisneria natans)、水鳖(Hydrocharis dubia)、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)、轮叶黑藻(Hydrilaverticillata)、荇菜(Nymphoidespeltatum)、菹草(Potamogeton crispus)和篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)等水生植物的生态位和生存空间,严重破坏了洞庭湖湿地生态系统的结构和功能,抑制原生水生植物的生长发育,导致湖泊湿地物种多样性出现较快的丧失。

外来入侵植物在洞庭湖湿地的扩张和危害与湿地生态环境的变化有着密切的联系。通过对不同年份冬季TM图像的研究发现,受泥沙淤积和近年来平均水位持续下降的影响,洞庭湖湿地面积发生了显著变化,表现为水体和泥滩地总面积不断减少,而湿地面积不断增加[16]。自1989年至2010年洞庭湖湿地面积扩大了19.3%,增加了260 km2。随着湿地面积增加,湖泊水位持续下降,中、低位洲滩出露时间大幅增加,适合外来入侵植物存活的生境也相应增多,为杨树等外来入侵植物在洲滩湿地的快速扩张创造了条件。有调查数据表明:在2004年洞庭湖湿地洲滩杨树和杨树+荻混种的面积就达398.3 km2,占总面积的19.2%[17],近年来随着洲滩出露时间的增加,洲滩种杨面积还在进一步增大。杨树的入侵,一方面通过群落优势种的替代破坏湿地原生种群,改变原生植被的结构、功能,打破特有、濒危物种所需的生境及系统结构。有调查研究表明,杨树入侵导致林下植被组成改变为藤本、一年生草本和耐荫性植物[18],同时种植杨树后湿地鸟类群落结构发生改变,湿地鸟类物种数量减少,林鸟增多,鸟类密度和生物多样性指数下降[19]。另一方面改变土壤结构和湿地水文状况,使土壤板结和酸化[20]。由此可见,湖泊平均水位的持续下降及洲滩出露时间的增加促进了外来入侵植物在洲滩湿地的快速扩张,加剧了外来入侵植物对当地生态环境的破坏。

对洞庭湖湿地外来入侵植物采取有效防控是维护湿地生态安全的重要举措之一,也是一项长期而艰巨的任务。首先,要提高人们对外来入侵植物所造成危害的认识,开展行之有效的宣传教育,防止各种人为活动有意或无意引进外来植物;其次,加强洲滩湿地管理,尽快建立湿地恢复及湿地生态效益补偿制度,对已侵入的杨树幼苗移出洲滩,对已成林的杨树尽早采伐恢复洲滩原有植被;最后,对外来人侵植物及时发现、尽早处理、规范管理,建立外来入侵植物的防控科学体系和对当地生态环境影响的评估体系。

摘要：2007-2011年间通过对洞庭湖湿地大面积实地踏察,对外来植物的种类、分布、来源、生活型、入侵生境、引入途径以及危害程度进行了统计分析。研究表明,该湿地有外来入侵植物19科34属43种,以菊科和苋科植物最常见,分别有7种和6种。危害较大的有美洲杨树(Populus deltoides)、意大利杨(Populus euramevicana)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、野胡萝卜(Daucus carota)、积雪草(Centella asiatica)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)、垂序商陆(Phytolacca Americana)、五叶地锦(PhytolaccaAmericana)和大薸(Pistia stratiotes)等。外来入侵植物以草本植物为主,占总数的86%。入侵种主要分布于防洪大堤及路边,占总数的62.8%。外来入侵种主要来源于美洲,占55.8%。入侵途径主要是通过人类有意(48.8%)或无意引入(37.2%)。

洞庭湖湿地 第5篇

洞庭湖水资源及其对湿地生态环境的影响

本文分析了洞庭湖水资源现状,存在的问题,以及对洞庭湖湿地生态环境的`影响,并提出了对洞庭湖水资源和湿地合理利用及开发的对策与建议.

作 者：王文清 WANG Wen-qing 作者单位：湖南省洞庭湖环境保护监测站,湖南,沅江市,413100刊 名：国土资源科技管理 ISTIC英文刊名：SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL MANAGEMENT OF LAND AND RESOURCES年，卷(期)：17(6)分类号：F323.213关键词：洞庭湖 水资源 湿地环境

洞庭湖湿地 第6篇

洞庭湖湿地概况

湿地内的传统旅游经济发展模式主要是传统农业利用模式, 它包括种植业、畜牧业、林业和渔业4种主要的生产模式。洞庭湖湿地区域种植业、养殖业和捕捞业一直是支柱产业, 耕种、养殖、捕捞和狩猎行为都与湿地资源有着密切的关系。种植业依赖耕地, 畜牧业依赖牧草地, 林业依赖林地, 渔业依赖可利用的水面。水的涨落和携带的泥沙形成了广袤的洲滩提供了土地资源, 为屯垦造田提供了空间。湿地可以提供牧草, 为发展传统的畜牧业如牛、羊、鸭、鹅、鱼的饲养提供了可能。湿地也可以提供草地滩涂, 因而成为人们扩种芦苇、栽种杨树的首选地。湿地最大限度地提供了水域, 因此成为了渔业捕捞的天然场所。但是由于毁林开荒, 围湖造田, 过度开发, 超标排污, 管理不善, 洞庭湖湿地生态系统退化, 生物多样性减少, 生态服务功能降低, 长江流域生态安全面临严重威胁, 区域旅游经济发展受到严重制约。现在狩猎业基本消亡, 种植业侵占湿地, 捕捞业资源萎缩, 畜牧业缺乏空间, 传统的旅游经济发展模式加剧了资源的消耗和破坏, 为了持续有效地利用洞庭湖湿地资源必须向循环旅游经济发展模式转变。

构建洞庭湖湿地旅游循环旅游经济模式

1.湿地景观旅游

洞庭湖湿地是我国最大的湿地生态系统, 也是地球上内陆湿地中最具特色的湿地类型之一。由于洞庭湖属过水性湖泊, 呈现出“水满为湖、水落为洲”的动态水文景观特征, 整个湖区既有明水, 又有泥滩沼泽、苔草沼泽、芦苇以及沙滩等, 是多种湿地旅游资源景观的综合体。但由于旅游经济和历史等原因, 最富有自然生气的水域湿地环境和多样性生物资源的旅游景观价值却没有得到充分发挥, 近几年虽然组织了一年一度的观鸟节, 但由于湿地景观缺乏有效保护、改造和组织, 造成湿地景点凌乱分散, 整体乏善可陈。

为把洞庭湖湿地营造成为“鸟类的天堂, 动物的乐园, 植物的王国”, 我们要顺应“合理、永续、非消耗性利用自然资源”的国际主流观念, 积极发挥湿地的生态效应, 主动保护湿地生态环境, 保护湿地生态系统的生物多样性, 形成和完善湿地景观;积极发挥湿地的社会效应, 通过向公众展示湿地, 使之成为公众的“博物馆”, 达到全社会都来关注、保护湿地的目的;积极发挥湿地的可持续利用效应, 处理好保护核心区与合理利用非核心区之间的关系。

除了自然景观, 洞庭湖湿地还有岳阳楼、君山、鲁肃墓、屈子祠、城陵矶和湖中岛一明山、朗山等人文景观, 同时洞庭湖区域还留传着许多美丽的神话和传说, 如娥皇女英泪洒君山、柳毅传书、毛泽东九下洞庭考察、蒋中正四上岳阳楼等, 这些都赋予了洞庭湖湿地旅游资源集神、奇、新于一身的文化内涵。因此我们应采用投资少、生态效益好、养护成本低、成景与生产结合、野趣浓厚的以植物景观改造为主的方法。具体要遵循“生态优先、最小干预、修旧如旧、注重文化、以人为本、可持续发展”的改造思路, 通过农居搬迁、河道清淤、植物复种、生态驳坎、房屋整修等各种措施, 对湿地的水体、地貌、动植物资源、民俗风物、历史文化等进行科学的挖掘、保护和恢复, 从而打造特有的湿地生态品牌。

2.湿地休闲旅游

在城市化迅速发展的今天, 人们特别希望到郊外农村寻求新的旅游空间, 欣赏田园风光、享受乡村情趣, 实现回归大自然、陶冶情操、休闲健身的愿望。洞庭湖湿地处于南北相对较发达、东部沿海发达区向西部相对落后区的过渡位置, 其铁路众多, 水运网密集, 交通十分便捷。湖泊周围动植物资源丰富、环境优美, 自然风光秀丽, 水体小气候效应使湖区气温趋于温和, 具有夏季凉爽、冬季温暖的特点, 适宜度假休闲。

洞庭湖区平原面积广, 土壤肥, 气候宜人, 雨量充沛, 农田水利设施较为完善, 农业生产自古以来就十分发达, 盛产粮、棉、麻、茶、苇等, 大宗农产品及茶叶、蚕茧、蔗糖等产量在湖南均排前三位, 是国家重点的农副产品商品生产基地, 农产品商品率达50%以上。因此利用高新技术, 建立高效生态农业模式, 强化生产过程的生态性、趣味性、艺术性, 组建多姿多趣的农业观光园, 为游人提供观赏和研究农业生态环境的场所, 利用开放成熟期的果园、菜园、瓜园等, 供游客观景、赏花、采果, 体验那种自摘自食的农耕生活, 享受田园风光。洞庭湖区特殊的湿地环境, 拥有大量的哑河、池塘、小型湖泊, 极适宜水产养殖业的发展, 其特种水产养殖极大地促进了养殖业的发展, 也可为游客开展水上垂钓、观赏特种水产以及享受美味水鲜等开辟了游乐活动的最佳场所;同时低山丘陵区有大量的野生动植物, 且珍稀濒危种类较多, 是开展野生动植物观赏的最佳场所, 可适当划出一定的人工养殖狩猎区, 为游人提供观光、狩猎和参与牧业活动。此外, 洞庭湖区开发历史悠久, 多民族杂居, 形成了丰富多彩的民俗风情, 可利用农村地域文化特色和风俗习惯、民俗活动或民族特色浓厚的村庄, 建立乡村民俗农庄, 开展假日休闲旅游, 让游客寄宿农家, 干农家活、吃农家饭、谈农家事、享农家乐, 充分体味浓郁的乡情民俗文化。

构建洞庭湖湿地产业系统循环旅游经济模式

1.合理利用立体空间循环发展模式

洞庭湖水生资源丰富, 湖内有鱼类上百种, 其中银鱼、鲥鱼、胭脂鱼等在国内市场都具有一定知名度。此外, 在湖区洲滩上还有白枕鹤、白头鹤、白鹳、黑鹳、白尾海雕、中华秋沙鸭、大鸨等珍稀鸟类和绿头鸭、罗纹鸭等狩猎鸟类。鸭 (鹅) 、鱼、鳖、虾分别生活在水体的上、中、下等不同层次, 进行鸭 (鹅) 、鱼、虾混养, 可充分利用各水层的光照、生物饵料和氧气, 提高单位面积资源的利用效率。

洞庭湖湿地还有面积广大的宜林地区, 可充分利用这部分林地的生长空间, 在用材林、果林、涵养林的林地间培育喜荫耐湿的旅游经济效益高的蘑菇、木耳、金针菇、平菇等食用菌类。

洞庭湖湿地旅游经济植物资源丰富, 据现有资料统计, 该区植物资源中可利用的药用植物有360种, 工业用植物218种, 食用植物174种, 农业用植物 (绿肥、饲料等) 80种, 全区野生植物的蕴藏量约为176万吨。区内植物如野芹、菇子杆、芦笋、蓼米是倍受城市居民喜爱的绿色食品。柑属的柑、桔、橙、柚等为本区栽培历史悠久的常绿果木林。药用植物厚朴、杜仲、何首乌是名贵中药材, 资源丰富、蕴藏量大、开发前景广阔的主要有青蒿、益母草、鱼腥草、中华水芹、藜蒿、湘莲、芦苇及水烛等。

2.形成产业系统循环发展模式

以产业为链条, 将种植业、养殖业和农产品加工业连成一体, 使上游产业的产品或废弃物转变成下游产业的投入资源, 通过多层次产业间的物质和能量交换, 在同一个产业系统中, 提高资源和能源的利用率和农业有机物的再利用和再循环, 从而使资源和能源消耗少、转换快, 废弃物利用高, 减轻环境污染。

目前洞庭湖湿地利用的一种综合利用价值极高的维管束植物芦苇, 处在资源旅游经济的原始状态, 只卖原料, 没有深加工, 主要用作造纸原料, 一般以2.2-2.5吨芦苇生产1吨纸。实际上利用草浆造纸废水在盐碱荒地上种植芦苇, 能改善土壤质量, 使退化成盐碱荒地的芦苇湿地得以修复, 所产的芦苇又可作为造纸的原料。芦苇还可以加工成纤维板, 用于建筑业;编制手工业产品, 出口创汇;打成苇帘, 用于各种遮阳帘;提取甲醛和糖醛, 用于化工工业和医学工业;茎叶加工成混合饲料, 喂养家畜和家禽等, 用途非常广泛。

3.立足废弃物循环利用发展模式

以沼气工程技术为纽带, 将废弃物和农副产品变成资源再加以利用, 形成多环节综合效益。沼气池可以将粪便、秸秆等废弃物经过发酵后, 变废物为能源, 用以解决农村因能源短缺而破坏生态的问题。充分利用低矮的丘陵岗地发展大棚养鸡, 以山地散养为主;利用草洲、湖草、湖底蚬类为饲料发展养鸭、养鹅业;利用退水的草山发展牛羊短期育肥, 兼种黑麦草。利用其丰富的地势资源建立采用中温发酵工艺的混合高效沼气池, 以生活污泥、污水, 禽、畜粪便和秸秆为原料, 沼气供疗养院作为能源, 沼液和沼渣中含有生长激素、维生素和抗生素, 还含有大量的有机质、腐殖质和多种氨基酸, 氮、磷、钾元素, 既可用作鱼粮, 又可取代化肥, 用作肥料, 不仅能降低农业生产成本, 还可发挥其杀菌消毒功效, 减少作物生理病害, 避免农药的使用。所产的绿色农副产品则供前来观光、休息的人享用, 从而形成禽、畜、鱼、林、粮、能源互生共存、协调发展的循环旅游经济。

洞庭湖湿地退田还湖的环境审计探析 第7篇

而环境审计是审计学在环境保护领域的一个延伸扩展, 作为专职监督部门的审计机关有必要从科学发展观的角度, 通过加强环境审计监督, 可以维护资源环境安全, 推动生态文明建设, 协调社会、经济、人类以及环境和谐发展。因此, 在洞庭湖湿地退田还湖中开展环境审计, 有利于改善人居环境, 促进洞庭湖湿地退田还湖经济的发展。

一、洞庭湖湿地开展环境审计的必要性

湿地是指生态系统中陆地与水域之间过渡的土地, 是生态系统中最有价值和生产力最高的地区, 具有为人类提供原料、食物和多种资源, 在保护生物多样性、蓄洪防旱、调节气候、休闲游乐、文化科教等方面发挥着十分重要的作用。因此, 洞庭湖区的退田还湖行为是恢复湿地以及长江流域生态功能系统工程中一个重大举措。只有恢复洞庭湖区湿地生态环境, 保护好洞庭湖区湿地资源, 才能实现洞庭湖区湿地资源的可持续利用, 保证湖区经济的可持续发展。

另外, 党的十八大首次将生态文明建设摆在五位一体的高度来论述, 把生态文明建设与实现“美丽中国”的宏伟目标相联系, 凸显了生态文明建设对实现中华民族永续发展的重要性和必要性。洞庭湖湿地退田还湖中环境审计是从长远利益出发来审计洞庭湖湿地问题, 探讨环境审计在洞庭湖区的具体应用, 从而加快推进湖区周围经济快速、持续、健康的发展, 将有利于改善围湖造田的严峻环境形势。

二、洞庭湖湿地退田还湖环境审计的主要内容

政府审计机关在洞庭湖湿地退田还湖过程中开展环境审计时, 可以考虑从以下几个方面进行审计。

(一) 环境政策法规的审计

在洞庭湖湿地退田还湖中开展环境审计时, 主要审查相关政策法规的执行隋况, 执行政策法规的措施是否可行, 政策法规执行措施的实施是否达到目标等。通过加强环境政策法规相关情况的审计, 使岳阳市的环境政策更具规范性、科学性和可操作性, 并推出关于规范环境审计行为的指导文件, 利用管制手段和经济手段等执行手段来督促企业增强环保意识。

(二) 湿地退田还湖的资金审计

洞庭湖湿地退田还湖的资金审计主要是对退田还湖资金筹集的真实性、合法性审计, 退田还湖资金管理的合法性审计, 退田还湖资金支出的真实性、合法性审计, 退田还湖资金的利用, 资金利用的效果性、经济性、节约性等。

(三) 环境管理体系审计

环境管理体系的审计与检查主要包括检查环保部门本身的管理、监督体制的建立以及环境管理措施具体执行情况等。岳阳市环保部门本身体制建设上存在一定缺陷, 管理不到位。因而, 应加强环境管理体系的审计, 完善部门管理及监督机制, 以达到改善和保护洞庭湖区湿地环境的目的。

三、洞庭湖湿地退田还湖环境审计的建议

(一) 强化洞庭湖湿地环境的监测与监管, 建立退田还湖问责制度

政府与环保机关应强化洞庭湖湿地环境监测与监管, 健全监测网络, 实现监测监管信息共享。同时, 建立退田还湖问责制度, 对退田还湖的环保目标进行应用性分解, 加紧建立公众参与的环保督查和评估机制, 强化监督机制, 推动环境审计的深入进行。

(二) 加强审计人员的培训和引进, 培养环境审计的专业队伍

环境审计具有审计范围广泛、审计方法多样、审计结论具有建设性等特征, 环境审计的难度和广度对审计人员的素质是一个极大的挑战。因此一是通过加强对现有人民的培训力度, 使他们掌握相关的环境知识。二是重视吸纳环境学、工程学等相关专业的人才, 引进熟悉环境保护知识、环境保护技术的专门人才。

(三) 加强退田还湖政策法规体系的完善, 建立健全相关机制体制

健全的立法保障是环境审计顺利开展的关键一环。审计部门着力发挥审计的建设性作用, 对审出的违法违规问题, 审计部门从相关政策、法规的层面加以研究, 分析违规问题产生的深层次原因, 为宏观决策层修改、制订和完善环境政策法规提供客观有力的审计事实和数据。

摘要：湿地是具有特殊生态功能和社会经济价值的土地, 洞庭湖湿地退化制约了湖区经济的可持续发展。本文以洞庭湖湿地退田还湖为例, 对在洞庭湖退田还湖中开展环境审计的必要性及其主要内容进行了探讨, 并提出相应建议, 以保证环境审计的质量, 走可持续发展之路。

关键词：洞庭湖,湿地,退田还湖,环境审计

参考文献

[1]谢炳庚, 李晓青, 程伟民.湿地景观生态学理论和方法研究[M], 长沙:中南工大出版社, 1998

[2]唐洋, 谢京华, 陈婷婷.湘江流域重金属污染治理中的环境审计模式构建研究[J], 南华大学学报, 2013 (6)

[3]刘清.湖南省洞庭湖区湿地保护战略[J], 北京农业, 2013 (3)

[4]秦建新, 尹晓科, 洞庭湖区湿地生态环境问题与对策[J], 人民长江, 2009 (19)

洞庭湖湿地 第8篇

1 洞庭湖湿地生态环境现状

目前因畜牧业飞速发展、过度围湖垦殖等多重因素的影响, 使得湖区湿地资源遭到破坏, 从而造成水环境污染严重, 土壤沙化、盐碱化面积不断扩大, 灾害性气候频繁发生, 动植物多样性资源急剧减少, 生态环境恶化等。这些问题的存在, 已成为洞庭湖地区经济社会可持续发展的制约因素。其生态环境现状具体表现为以下五个方面。

1.1 湖面面积剧减, 蓄洪能力降低。

由于入湖泥沙量与日俱增, 洞庭湖湖面面积以平均8.55万亩/年的速度在缩减。当然过度围湖、毁湖垦殖, 是洞庭湖区湖泊数量和面积锐减的主要原因。据统计, 1949年以来, 洞庭湖区共加修堤垸266个, 其中670 h㎡以上的有94个, 围湖造田及堵支并流导致湖泊面积减少了1659 k㎡, 减少调蓄洪水能力8.00109m3, 湖泊水面净减38.1%, 湖容净减40.6%。

1.2 生物资源利用过度, 湿地生物多样性急剧减少。

由于人类不合理的开发利用和过度的捕猎, 使许多野生动物遭到了毁灭性的破坏。渔民掠夺式的捕捞经营, 导致鱼类产量和数量急剧减少, 中华鲟、江豚等珍贵鱼类几乎绝迹;对鸟类的过度捕猎, 导致鸟类种类和数量急剧减少。20世纪50年代, 洞庭湖湖区鸭科种类有31种, 而现在只有25种。

1.3 环境污染严重, 湿地生态功能衰退。

由于大面积开发湿地, 工、农业生产排放的污染物使湿地污染严重, 湿地生态系统逐渐恶化。据湖南省洞庭湖环境保护监测站的调查, 洞庭湖区现有工、农业污染源1 803个, 其中重大污染源141个, 湖区年排废水3.62108t, 这些废水主要以重金属污染湖泊水体动物。湖区农药年施用量近2.00108t, 还有沤制黄红麻废水、投放铬渣和五氯酚钠等血防药物, 均给湿地生态系统造成严重污染, 并使其生态功能严重衰退, 野生动植物种类和数量急剧减少。

1.4 土壤潜育化严重, 土地适宜性下降。

由于泥沙淤积, 湖、河床抬高, 使地下水位升高, 稻田土壤次生潜育化严重。此外, 围湖造田将沼泽性湖和浅水湖改田, 加上湖区洪涝灾害频繁, 农田经常遭淹, 在脱沼泽和半脱沼择过程中, 地下水位受到地表水的经常补给, 致使这些农田继续保持潜育化状态, 并向深层发育, 使土壤的水、肥、气、热矛盾激化, 最终导致土壤结构的恶化与破坏, 土地适宜性降低, 整个湖区农业经济的发展受到严重影响。

1.5 外来物种入侵, 形势日益严峻。

目前, 洞庭湖湿地入侵物种约11种。入侵动物中的克氏原螯虾, 自进入洞庭湖后, 对洞庭湖大堤、沟、渠、田埂、土体造成破坏, 造成河堤滑坡、沟渠淤塞、土壤肥力下降, 同时因其取食水生作物而使农作物受损。外来入侵植物水葫芦和欧美杨也对洞庭湖的生态造成巨大的影响。湖区水网地带疯长的水葫芦使水体富营养化, 同时由于大面积覆盖水面, 还影响了水生动植物的生存, 并堵塞航道, 影响水运。近年来湖区大量引种意大利杨、美国黑杨, 这两种耐水速生的杨树品种已使洞庭湖许多地区出现植被群落结构简单化, 如果不加控制的话, 很容易导致洞庭湖湖泊湿地生态系统向森林生态系统演化, 破坏湖泊的自然演替。

2 畜牧业对洞庭湖湿地生态环境的影响

2.1 洞庭湖区畜牧业污染与排放现状

洞庭湖流域畜禽养殖业是散养与规模养殖并存, 以散养为主。而由于一般畜禽场位于偏远郊区或农村, 其污染问题一直未得到应有的重视。经调查, 散养的畜禽粪便未经任何处理, 大部分直接回归农田、塘湖, 小部分在降雨的冲刷下, 直接进入河流、池塘等水体, 而尿液几乎全部流失于环境。对于规模养殖的畜禽场, 其尿液及冲洗污水处理利用率不高, 普遍流失严重。相对而言, 粪便的处理利用率较高, 约70%左右, 从规模养殖的粪便处理利用方式来看, 除大中型猪场具有沼气工程处理能力外, 流域内绝大多数的畜禽粪便采取以直接还田, 进塘湖等传统方式处置, 畜禽粪便的无害化处理率相当低。畜牧业污染排放现状堪忧。近年的统计资料表明, 全国每年工业废水的COD排放总量约为768.37万吨, 而畜禽行业的废水COD排放为728.6万吨, 接近全国工业废水的COD排放总量。我国各工业行业产生的工业固体废物为6.34亿吨, 畜禽粪便是工业固体废弃物的2.7倍。根据1997年我国规模化猪、鸡和牛场出栏量计算, 全年粪便排放总量已过17.3亿吨, 再加上规模化生产的冲洗水, 实际排出污水总量远远超过该数]据统计, 一个万头猪场每年至少向猪场周围排污3万吨, 其中粪约1.3万吨, 尿约1.7万吨, 。按喂给中等营养水平饲料的排污内容分析, 全年将相当于向周围排放约107吨的氮和31吨的磷。按一般施肥量计算, 至少需要1 334～2 667公顷农田和相应的运输工具及能源才能使之得到自然消化。

2.2 畜牧业对湖区生态环境的影响

洞庭湖区由于有着得天独厚的自然、社会、经济条件, 为发展湖区畜牧业提供了良好的物质基础和支撑条件。自80年代“菜篮子”工程规划和实施以来, 湖区的畜牧业特别是生猪养殖业得到迅速发展, 近几年肉类产量以每年10%的速度增长。畜牧业的生产制度也逐步由农牧结合的混合农作制向城郊生产制过渡, 特别是以集约规模饲养方式的畜牧业得到了高速发展。畜牧业已成为湖区农业中的支柱产业。但是在畜禽养殖过程中, 由于对粪便资源的使用和管理不当, 因粪便污染而带来的生态环境问题也日益突现出来。单就养猪业来看, 全湖区总计养猪177万头 (散养+规模化养殖) , 年产粪尿134万吨, 养殖场的废水排放量为445万吨。湖区内仅对规模化生猪产生粪便的60%经过沼气处理, 而绝大部分畜禽粪便未经妥善处理、处置, 对地表水体、地下水、土壤和大气环境造成污染, 成为一个新兴大污染产业。近几年来环保监测部门对洞庭湖区的环境监测结果表明, 该区主要超标项目是氨氮, 少数地区COD超标, 并有加剧之势。不难推断, 畜禽养殖产生的污染对洞庭湖区水质氨氮超标就是其中一个贡献因子, 除此之外, 反刍动物和畜禽粪便产生的甲烷造成的“温室效应”, 氨的排放对酸雨的贡献等给生态环境也带来潜在的危机。可见, 畜禽养殖已成为巨大污染源, 成为洞庭湖区最为突出的环境问题。大体上畜牧业各个环节引起的环境污染大体分为恶臭污染、水质污染和大气污染等几个方面。

2.2.1 水质污染。

粪便污染水体的方式主要有:粪便中有机质分解污染、富营养化作用及生物病原污染等。畜禽养殖场的污水中含有大量的污染物质, 其生化指标极高, 如猪粪尿混合排出物的COD值达81 000 mg/L, 牛粪尿混合排出物的COD值达36 000 mg/L。据环保部门对大型养殖场排出粪水的检测结果, COD超标50～70倍, BOD超标70～80倍, SS超标12～20倍。按目前我国规模化养殖场的管理状况和正常水冲粪的流失率计算, 一个万头猪场每年有40.7吨和30.3吨的COD和BOD排放到水体中, 相当于具有一定规模的工业企业的污染物排放量;3万羽鸡场的粪便产生量每年为750吨, 百头奶牛场粪便年排放量为1 100吨。如果管理不善将造成严重的污染。高浓度畜禽有机污水排入江河湖泊中, 造成水质不断恶化, 其中高浓度N、P是造成水体富营养化的重要原因;畜禽污水排入河流中, 会使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡, 严重威胁水产业的发展。畜禽粪便污染物不仅污染地表水, 其有毒、有害成分还易渗入到地下水中, 严重污染地下水, 使地下水溶解氧含量减少, 水质中有毒成分增多, 严重时使水体发黑、变臭、失去使用价值。畜禽粪便一旦污染地下水, 极难治理恢复, 将造成较持久性的污染。

2.2.2 空气污染。

粪便对空气的污染主要是粪便有机物分解产生的恶臭以及有害气体和携带病原微生物的粉尘。养殖场产生的恶臭气体, 含有大量有毒有害成分, 污染周围空气、严重时形成酸雨, 不仅直接或间接危害人畜健康和生产力, 还使养殖场周围生态环境恶化。

牛、羊等反当动物所排放的甲烷, 是极为重要的“温室效应”气体。因为甲烷的温室效应是二氧化碳的20～30倍, 甲烷对全球气候变暖的贡献率约为15%～20%。所以, 目前甲烷已被认为是仅次于二氧化碳的引起全球变暖的重要气体。

2.2.3 危害农作物和土壤。

如果粪便进入土壤过多或使用不当, 超过土壤的自净能力, 就会造成土壤污染。而高浓度的污水用于灌溉, 可导致土壤孔隙堵塞, 造成土壤透气、透水性下降及板结, 严重影响土壤质量, 同时会使作物减产, 甚至毒害作物, 出现大面积腐烂。含铜、锌、砷等重金属元素浓度高的猪粪堆肥, 不仅还田困难而且处理也困难, 并且妨碍堆肥作为整体在土壤中的顺利还原, 阻碍可持续农业的发展, 严重时引起人畜中毒。因此, 不少国家对饲料中铜、锌、砷的添加量都作了规定。

总之, 畜牧业产生的污染物对湖区水体、土壤和大气等都产生较大的污染, 如不对其妥善处理, 将对湖区生态环境产生长远的负面影响。

3 控制对策

3.1 管理控制

3.1.1 加强畜禽场的规划和管理, 适度发展畜禽养殖业。

洞庭湖区畜禽养殖呈现以散养为主, 规模化饲养与之并存的局面。散养不利于提高经济效益, 而且污染面广量大。不可能建设污染处理设施进行粪尿处理。因此, 在今后畜牧业的发展中, 要逐步减少散养, 提高规模养殖份额, 但规模也不易太大, 要依据耕地粪便负荷量等因素来确定载畜量, 参考国内外经验, 畜牧生产点的饲养量不应超出:猪500头、鸡7 000羽、奶牛200头。对市郊畜牧场的数量和规模要进行控制, 不宜在市区建立大型养殖场。此外, 对郊区的畜牧场也要进行统一布局并适当压缩和兼并, 严格控制饲养数量, 同时对新建的大中型畜禽场的场址应结合当地城镇建设发展目标制定一个布点合理的规划, 综合考虑水源位置, 选择有一定坡度、排水良好的地方。严禁在洞庭湖区上游及水源区等建立畜禽养殖场。对新建的畜禽场, 严格执行“三同时”原则, 并逐步纳人总量控制、排污许可证和排污申报登记制度之中。

此外, 从洞庭湖区畜产品的供应来看, 基本能满足湖区居民的生活需要。如前分析, 在考虑人粪尿的情况下, 洞庭湖区的畜禽污染已对环境产生风险, 因此, 应适度发展湖区畜禽养殖业, 并要解决畜禽粪便的出路问题。

3.1.2 开展环境调查、监测, 制定洞庭湖区湿地畜禽污染防治法规和排放标准。

我国2001年年底颁布了《畜禽养殖业污染物排放标准》 (GB18596-2001) , 该标准的实施无疑将对洞庭湖区规模畜禽养殖业污染防治起到积极的推动作用。但是, 目前除对规模养殖的数量、分布进行了普查外, 对畜禽养殖业的环境污染还未开展过全面的环境调查和环境监测及评价工作, 对其污染基本情况认识不清, 因而还不能及时制定相应的有效控制对策与措施, 来保证畜禽养殖场的污染物达标排放。此外, 该标准只适合于规模养殖, 而对于大量散养畜禽养殖却无标准可循。因此, 应尽快开展洞庭湖区范围畜禽养殖业环境污染调查, 对典型的大中型畜禽场的排泄废弃物进行常年监测, 依据国家有关环保法规, 制定出与洞庭湖区相适应的“畜禽污染防治管理办法”和“污染物排放标准”, 并将其纳入正常的环境管理工作之中。

3.2 技术控制

3.2.1 注重散养畜禽粪便污染防治。

洞庭湖区畜禽散养比例远高于规模畜禽养殖, 它产生的污染具有面广量大特点, 基本上都不同程度地对周围环境造成污染, 因此对此产生的污染不能低估。对于这些分散的畜禽养殖, 可通过一定的政策和鼓励措施, 鼓励农民修建一些简易的设施, 集中分散污染物, 并经过如氧化塘发酵等简单处理后再排放, 尽可能减少对周围水环境的直接污染。或者几家农户合起来建立以沼气为纽带的生态型庭院经济模式 (猪沼果模式) , 既解决了农村能源问题, 又可以改变农村粪便任意堆放、排放的情况, 达到了消除环境污染目的。

3.2.2 科技下乡, 指导农民合理施肥。

作为农家肥料是洞庭湖区畜禽粪便处理主要形式, 有些中小型养殖场粪便都是施用于自家田地, 这不排除过量施肥的可能性。另外, 对于同一种作物, 不同的农户施肥的随机性很大, 施肥不科学, 即使从总体上控制粪肥的施用量, 在局部地区也可能造成有机肥施用过量等现象, 因此, 政府相关部门应科技下乡, 指导农民科学施肥, 减少因水土流失造成的面源污染。

3.2.3 畜禽粪便的减量化和资源化处理。

对于大中型的畜禽养殖场, 通过技术改造, 将畜禽饮水槽改为乳头状水嘴, 少冲洗舍笼, 堆肥池与排水沟分离等, 实现固液分离, 减少畜禽粪尿的处理量。不同的畜种易采用不同的资源化处理方式。鸡粪含水分较少, 有机质、N、P、K含量高, 可以将鸡粪直接堆沤作肥料, 或作猪、鱼等的饲料。牛粪含丰富草籽, 不宜直接还田, 但经沼气工程处理后, 一方面生成沼气用作农村原料, 另一方面发酵后的粪便可用作有机肥料或掺入饲料喂猪、养鱼。这样既减少了动物粪便的甲烷排放量, 又提高了粪便处理率。猪粪通过微生物发酵, 使粪中的氮素转化为易消化吸收的化合物作为饲料。此外, 还可以在粪便中添加一些化学药剂, 减少氨的挥发, 或将畜禽粪便混于青饲料中青贮发酵产生蛋白饲料等。

综上所述, 利用洞庭湖区湿地生态系统和资源发展畜牧业是可行而有效的, 但也伴随着环境污染的问题。探讨畜牧业对洞庭湖湿地生态环境的影响, 趋利避害, 对利用与保护洞庭湖区湿地资源, 促进洞庭湖区乃至湖南省的农牧业发展, 实现畜牧业发展与湿地生态环境保护和谐发展都有着极为重要的意义。

参考文献

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洞庭湖湿地 第9篇

关键词：重金属,生态危害,污染指数,潜在生态风险,东洞庭湖

洲滩属于水陆交叉带, 具有十分重要的生态调节功能, 洲滩湿地土壤是湿地生态系统中非常重要的组成部分之一,与人类的生活非常密切。然而随着人口数量的增加、 工农业的发展以及城市化进程的加快,人们在开发利用湿地资源的同时,对其环境造成的污染破坏不容小视,大量未经处理的城市垃圾被污染的土壤、工业和生活污水流入江河,加上农药化肥的过度施用,使水体悬浮物和沉积物中的无机、 有机污染物含量急剧升高, 重金属的含量不断累积增加,严重影响了湿地生态系统健康,也直接或间接的对人体健康构成威胁[1,2,3,4,5,6]。 因此,分析洲滩土壤重金属污染特征对于合理开发利用湿地具有重要的现实意义。

重金属是一种持久性有毒的污染物, 进入土壤后不能被生物降解, 土壤中重金属的富集对生物体及生态系统产生较大的生态危害性, 是严重危害生态安全的土壤污染物[7,8,9,10,11,12,13]。 近年来人们越来越重视土壤环境质量的变化, 在全国很多地方都开展了针对环境质量的土壤重金属调查和评价[14,15]。

洞庭湖是我国第二大淡水湖, 是国际上重要湿地生态保护区之一, 具有维系长江中下游防洪安全的功能,也是广大湖区人民赖以生存发展的基础[16,17]。湘江流域是我国重金属污染较为严重的区域之一,由于湘江是洞庭湖水系最大的河流[18,19],导致洞庭湖区水相、滩地、洲垸和耕地土壤重金属潜在污染风险较高[20]。 目前, 对洞庭湖污染方面的研究多集中在水质污染和沉积物污染, 有关洞庭湖区湿地土壤重金属污染状况及其潜在生态风险评价方面的研究较少[21,22]。 另外,土壤是构成环境要素的重要组成因子 , 土壤中的重金属易生物富集和放大从而对生存于其中的动植物体产生较大的生态危害性。因此,本文以东洞庭三个洲滩区域( 小西湖、六门闸和麻塘) 湿地土壤为研究对象, 对其土壤中的重金属Cd、 Cr、Ni、 Pb、Hg、As含量进行测定 、 分析并对洞庭湖湿地土壤重金属的污染现状进行评价, 探讨其潜在生态风险,以期掌握洞庭湖湿地土壤重金属的污染现状,指导土地的合理利用、 重金属污染的治理和保障人群健康提供重要的科学依据。

1材料与方法

1.1研究区域概况

洞庭湖位 于湖南省 北部( 24° 39′ -30° 08′ N, 108°47′-114°15′E) , 区域气候温暖湿润 , 植被丰富且群落类型多样,植被演替模式较为复杂。典型的湿地植被 群落有苔 草 ( Carex spp.) 、 荻( Triarrhena sacchariflora) 、 辣蓼 ( Polygonum hydropiper)、 虉草 ( Phalaris arundinacea) 等。 湿地植被分布受水位梯度变化、洲滩淤积抬升等的影响。

本研究选择位于东洞庭湖的小西湖、 六门闸和麻塘3个典型洲滩区域, 其植物群落呈现由辣蓼群落、苔草群落到芦苇群落的正向演替模式,同时植物群落沿水位梯度呈现明显的带状分布格局。

1.2样品采集与处理

在3个典型洲滩分别设置15个1 m×1 m的样方,样方间隔50 m,在样方中按照“ S”型路线采集0-20 cm土层的样本5-8个点, 混合均匀后用灭菌自封袋带回实验室。 于2010年和2012年在同一地点取样,总共采集土壤样品90个。

土壤样品采集回室内后, 剔除土壤中的动植物残体、石块等杂物,于室内自然风干。 随后用木锤捣碎后过20目尼龙筛, 然后从中取50 g左右, 在玛瑙研钵内进一步磨细, 过100目尼龙筛, 储存于聚乙烯袋中待测。

1.3分析方法

称取约0.500 0 g加工好的样品( 精确到0.000 1 g) 经HNO3-HCl O4-HF消化处理 , 用电感耦合等离子体质谱仪( ICP-MS) 内标法测定土壤中的Cd、Cr、 Ni 、Pb。 同时取土壤样品0.250 0 g( 精确到0.000 1 g) 于25 ml比色管中 , 加入新配( 1+1) 王水10 ml, 于沸水浴中加热2 h,其间要充分振摇两次, 冷却至室温后加入10 ml保存液,用稀释液定容, 摇匀。 该消解液用来测定汞。 取静置后的消解溶液5.00 ml于另一25 ml比色管中, 加入50 g/L的硫脲溶液2.5 ml , 盐酸2.5 ml , 定容至25 ml, 该溶液用来测定砷。 每个土壤样点的重金属含量均以两年的平均值来计算。

1.4污染指数评价方法

采用单向污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤污染状况进行评价。单项污染指数计算方法为:

式中:Pi为i污染物的污染指数;Xi为污染物的实测值;Si为i污染物的评价标准。 土壤重金属参照GB 15618—1995《 土壤环境质量标准》 的二级标准进行评价[22]。 单项污染指数法分级标准:Pi≤1非污染, 1< Pi≤2轻污染,2<Pi≤3中污染,Pi>3重污染。

内梅罗综合污染指数计算方法为:

式中:Ij为监测点的综合污染指标;Ijmax为j监测点所有污染物单项污染指数中的最大值;Ijave为j监测点所有污染物单项污染指数的平均值。 综合污染指数分级标准见表1。

1.5潜在生态危害评价方法

本文采用瑞典科学家提出的潜在生态危害指数法进行评价[6]。 该法是根据重金属性质及环境行为特点, 从沉积学角度提出来的对土壤或沉积物中重金属污染进行评价。不仅考虑土壤重金属含量,而且将重金属的生态效应、 环境效应与毒理学联系在一起, 采用具有可比的、 等价属性指数分级法进行评价。潜在生态危害指数涉及到单项污染系数、重金属毒性响应系数以及潜在生态危害单项系数, 其计算公式为:

式中:RI为土壤中多种重金属复合污染状态下的潜在生态危害指数; Eir为i种重金属的潜在生态危害单项系数;Tir为i一种金属的毒性响应系数; Ci为表层土壤重金属浓度实测值,Cin为计算所需的参比值。 采用Hakanson制定的标准化重金属毒性系数为评价依据, 重金属毒性水平及毒性响应系数为Cr=2<Ni=Pb=5<As=10<Cd=30<Hg=40。 土壤参比值采用的是国家土壤环境质量标准二级标准。 重金属单项污染系数分级标准参照文献[24,25]。 重金属污染生态危害系数和生态危害指数分级标准列于表2。

2结果与分析

2.1东洞庭土壤重金属的含量

东洞庭湿地土壤重金属含量显著高于背景值, 且不同洲滩重金属含量存在显著差异。 东洞庭三个洲滩区域( 小西湖、六门闸和麻塘) 土壤重金属Cd 、 Cr、Pb、Hg、As的含量均以麻塘最高 , 其中Cd的含量是背景值的7倍,是小西湖和六门闸的3.8和4.1倍;Pb为背景值的2倍,是其它两个地方的1.9倍; Hg为背景值的4倍 , 是其它两个地方的2.3倍 ;As为背景值的2倍,是其它两个地方的2.1倍( 表3) 。

以国家《 土壤环境质量标准》( GB 15618—1995) 为参照,麻塘土壤( p H<6.5)Cd含量达到国家II级标准的8倍,Ni超出国家II级限值但低于III级标准阈值, 其余的重金属都在国家II级限值之内;小西湖土壤( p H>6.5) 中Cd超出国家II级限值但低于III级标准阈值, 土壤中Ni超出国家II级限值但低于III级标准阈值,其余4种重金属未超过国家I级标准;六门闸土壤( p H>6.5) 中6种重金属都未超过国家II级标准。

东洞庭三个洲滩区域,麻塘Cd富集非常显著, 形成了以Cd为主的多种重金属复合污染的特征。 麻塘处于湘江航道边缘与湘江航道相连, 一年有6个月的洪水浸泡期,长期有积水,采样时土壤含水量最高。 六门闸、小西湖洪水期较短,一年有4个月的洪水浸泡期,无长期积水,远离湘江航道。另外,麻塘区域采矿冶炼工业并不发达, 表明麻塘重金属污染可能主要受到上游湘江水的影响[26],尹春艳等[27]通过主成分分析也证实湘江河口沉积物中Cd、Pb主要源于湘江水的输入。 这个结果也与朱奇宏等[28]对环洞庭湖区蔬菜基地土壤重金属含量的研究结论相一致。

2.2东洞庭湖土壤重金属现状评价

按照土壤环境质量标准II级标准,对采样点中各元素进行单项污染分级统计。 麻塘以Cd污染最为突出,单向污染指数高达8,达到重度污染。 其次是Ni的单向污染指数为1.34,属于轻度污染;小西湖Cd和Ni的单项污染指数分别为1.05和1.11,为轻度污染; 六门闸所有重金属单向污染指数均小于1,没有达到污染的程度。从综合污染指数来看,麻塘的综合污染指数为2.23,达到中度污染,小西湖和六门闸处于警戒线( 表4) 。 整体而言,研究区重金属污染程度依次为Cd>Ni>Hg>As>Pb>Cr,并且麻塘最严重,小西湖次之,六门闸基本不存在污染。

麻塘因与湘江航道相连受湘江水质影响,Cd富集非常显著, 在麻塘地区形成了以Cd为主的多种重金属复合污染特征。

2.3东洞庭湿地土壤重金属污染评价及潜在的生态危害

根据“ 沉积学毒性系数”,对小西湖、六门闸和麻塘3个采样点典型洲滩湿地土壤重金属元素污染潜在生态危害系数和污染分级分 析 ,Cd、Hg污染严重, 麻塘Cd和Hg的潜在污染系数分别为240.77和188.60,都已经达到强生态危害;小西湖、六门闸Hg的潜在污染系数分别为100.6和101.62,为较强生态危害,其余均为轻度污染。从元素潜在生态危害综合指数来看,小西湖RI= 55.15,六门闸RI=60.12, 达到低度生态危害;麻塘RI=152.91,已经达到中度生态危害( 表5) 。 总体来说,小西湖、六门闸、麻塘三个地方重金属Cd、Hg污染严重, 麻塘Cd已经达到强生态危害,Hg达到较强生态危害。 从综合指数和总的潜在风险程度来看麻塘重金属污染是中度生态危害。 因此东洞庭湖洲滩湿地土壤,土壤中Cd、Hg污染问题值得高度关注,尤其是麻塘地区,以免加重污染。

3结论

洞庭湖湿地 第10篇

植被覆盖度(Vegetation fractional coverage,VFC)是植物群落状况综合指标,是气候、水文、土壤、生态模式的关键参数,更是描述生态系统的一个重要基础数据,它是大区域内很多气候变化模型所需的重要参数。传统的植被覆盖度测量方法有目估法、采样法、仪器法等[13],但是由于外业操作不便、主观判断误差大、仪器成本高而无法在大区域内快速、准确提取植被覆盖度。

遥感技术的迅速发展,为大区域尺度的植被覆盖度快速提取提供了技术支撑。World View-2卫星于2009年10月6日发射升空,能够提供0.5 m全色图像和1.8 m分辨率的多光谱图像。星载多光谱遥感器不仅将具有4个业内标准谱段(红、绿、蓝、近红外),还将包括4个额外波段(海岸、黄、红边和近红外2),平均回访周期为1.1 d。由于WorldView-2卫星八波段中有特点和优势,其在地表植被覆盖度监测领域应用有很重大的意义。采用遥感技术估算地表植被覆盖度归纳为回归模型经验估算法、植被指数法、像元分解模型法三大类。

回归模型经验估算法主要是通过建立地表样点实测植被覆盖度,并使之与遥感参数形成回归模型,并将模型运用整个研究区区域计算植被覆盖度。Eastwood等基于分光辐射度计测得的数据,计算了ARVI、ASVI、GEMI、MSAVI、NDVI5种植被指数与该研究区植被覆盖度线性回归关系[4]。回归模型经验估算法因为采用实测数据为基础,在特定区域有较高精度,但当区域扩大后,精度会迅速降低,无法推广应用于非研究区区域。植被指数法是直接用植被指数(常用归一化植被指数,NDVI)阈值分级统计,来估算近似植被覆盖度。Mohammad,Shi Z计算了SPOT5的NDVI值,通过阈值拉伸和分割,定义了各级植被覆盖程度的NDVI阈值分类范围[5]。像元分解模型法中以像元二分模型在植被覆盖度估算研究最为广泛,基于遥感植被指数分解进行植被部分所贡献的信息和裸土部分所贡献的信息估算植被覆盖度。孙久虎等利用NDVI数据的像元二分模型估算北运河的植被覆盖度[6],其中以最小NDVI值为模型中的NDVIsoil,而最大NDVI值最为ND-VIveg[6]。Gutman等提出像元分解密度模型,建立等密度、非密度和混合密度3中尺度下的NDVI植被覆盖度估算模型,采用NOAA/AVHRR数据,以等密度模型对全球植被覆盖度进行估算[7]。本文将结合Worldview-2新增近红外2波段改良植被指数像元二分模型,估算出东洞庭湖湿地区域植被覆盖度。

1 研究区概况

选取了位于长江中游荆江江段南侧的东洞庭湖湿地区域,介于北纬28°59″至29°38″,东经112°43″至113°15″之间,区域面积达2 500 km2。该区域地处亚热带湿润气候区,日照充足,雨量充沛,有丰富的沉水、浮水和挺水植物。记录到131种水生植物,隶属40科,75属。常见的沉水植物包括苔草、黑藻、浮水植物有莲、芡和浮萍;挺水植物有水烛和芦苇等。湿地周围是稻田和其他农作物。利用Worldview-2卫星数据的优势,进行湿地区域植被覆盖度信息快速提取技术研究,可以为洞庭湖区湿地生态系统功能评价和可持续利用提供可靠的科学数据。

2 数据获取与处理

研究所用的数据是2011年4月30日获取的研究区域的Worldview-2八波段多光谱遥感影像(分辨率为0.5 m),同一区域已精校正的SPOT5影像,以及1∶10 000地形图和研究区矢量边界。

对所获得的Worldview-2八波段多光谱遥感影像进行预处理:首先进行辐射定标,利用ENVI 4.8软件中Worldview卫星数据辐射定标模块进行处理,然后利用FLAASH模型进行Worldview-2数据的大气校正,纠正大气散射、吸收、反射引起的数据误差。然后对影像进行几何精校正,用SPOT5和1∶10 000地形图为基础,进行控制点配准。

3 植被覆盖度估算原理和模型

3.1 植被指数像元二分模型(NDVI-VFC)

像元二分模型是植被覆盖度估算常用的遥感估算模型,它的原理是将遥感影像的每个像元对应的地表情况当作有植被覆盖和无植被覆盖两种形式,该两种形式由遥感影像中植被覆盖和无植被覆盖光谱信息贡献信息,植被覆盖度即为有植被覆盖的权重比率[8]。由于归一化植被指数(NDVI)是根据植被反射敏感波段的特性推算出来反映地表植被覆盖特征、植被种间特征、地表生物量情况等指标值,是表达植被生长状态和植被覆盖度的优良指示因子。根据像元二分模型原理,植被覆盖度计算公式为[9]:

VFC=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)(1)式(1)中:VFC表示植被覆盖度;NDVIsoil代表完全是裸土或无植被覆盖的像元的NDVI值;NDVIveg代表完全由植被覆盖的像元NDVI值,即纯植被像元的NDVI值。

3.2 NDVIsoil&NDVIveg

假设对于在特定研究区域的任何两个像元a1和a2,其植被覆盖度已知为f1和f2,对应的NDVI值为NDVI1和NDVI2,按照公式(1)求解:

求解得:

式(2)、式(3)中,假设像元a1为研究区域具有ND-VI最小值的像元,像元a1为研究区域具有NDVI最大值的像元。推导得出,NDVIsoil和NDVIveg可以通过求算fmin、fmax、NDVImin、NDVImax4个数值来确定。通常情况fmax取值为1,即100%全部为植被覆盖,fmin取值为0,即全部不被植被覆盖,本文中,考虑到遥感影像存在的噪声误差,计算NDVI的极大值和极小值并不是模型参数中需要的NDVImin和NDVImax,通过对NDVI数据的统计分析,取统计数据中给定置信度区间内的最大值与最小值[9]。

3.3 近红外2新增波段(Near-IR2)

Wordlview-2卫星传感器增加了4个特征波段:海岸波段,黄色波段,红色边缘波段,近红外2波段,其中近红外2波段(NearIR2)波段范围为(860nm1 040 nm),这个波段部分重叠在传统近红外波段上(770 nm895 nm),且较少受到大气层的影响,可以为植物分析和单位面积内生物数量的研究提供敏感信息。因为NDVI数据作为关键的基础参数要进入到上述推导的植被指数的像元二分模型,所以NDVI的数值关系将直接影响到植被覆盖度遥感估算结果。传统的NDVI求算是采用的近红外和红光波段比值关系求算,公式为:

式(6)中,NIR代表传统的遥感卫星传感器近红外波段,RED表示红光波段。本文将近红外2波段(NearIR2)替换NIR波段,引入近红外区与红光区反射率差值与和值的比率,增强了植被信息特征比率,拉伸了植被光谱敏感区间,为更加准确估算植被覆盖度奠定了数据基础。

4 植被覆盖度估算模型计算

4.1 模型计算过程

根据上述推导改良的植被指数像元二分法遥感估算模型,对湖南东洞庭湖湿地区域单期Worldview-2影像数据进行NDVI值计算,改良后的NDVI计算公式为:

式(7)中,Nir2对应的是Worldview-2第8波段NearIR2:(8601 040)nm,Red对应的是Worldview-2第5波段Red:(630690)nm.计算获得改良后的归一化植被指数图。

将NDVI*值引入公式(1)可得到植被覆盖度结果,其中NDVIsoil和NDVIveg分别采用NDVI*数据中单元像元积累频率为5%和90%的NDVI*值来代替,该结果通过ENVI4.8中对NDVI*数据进行统计分析得到,在计算过程中,对研究区进行掩膜处理,排除非研究区混入后的NDVI*误差积累,通过统计结果得到NDVIsoil=0.227 515,NDVIveg=0.735 178。另外,对NDVI*>0.735 178的情况VFC取值为1,即100%全部为植被覆盖;NDVI*<0.227 515时,VFC取值为0,即全部不被植被覆盖。

4.2 结果分析

利用Worldview-2影像数据,据植被覆盖度估算模型计算出东洞庭湖湿地研究区域的植被覆盖度为64.3%,对所得结果按照植被覆盖度5级分类方案,即0~20%、20%~40%、40%~60%、60%~80%、80%~100%共5级(图3所示),生成基于改良的NDVI*像元二分模型植被覆盖度估算分级图。

采用的Worldview-2影像数据时相为4月底,属于东洞庭湖湿地研究区域的枯水期,湿地植被类型相对比较丰富,植被覆盖度的较高。植被覆盖度的变化决于所处区域的地形地貌差异。地势较低的紧挨湖泊的浅滩区域,由于露出水面时间较短,植被生长未达到最大程度,植被覆盖度低,只有10%20%;地势稍高且因为枯水期退水露出水面时间较长的区域,湿地植被类型比较丰富,具有丰富的湿地类型如:苔草草滩、芦苇滩地、辣蓼草滩、泥蒿草滩等,长势较好,几乎全部覆盖了该区域,植被覆盖度达到了70%以上;在接近湖堤的小范围区域内,虽然也是在枯水期露出水面时间较长的区域,具有生长丰富植被的自然条件,但由于接近护堤公路,人为活动较为频繁,对植被的干扰程度大,植被覆盖度较低约在10%20%;因此在这部分地区,植被覆盖度的变化主要还是由于洞庭湖水位影响比较大,随着洞庭湖枯水期和丰水期的交替变化,植被覆盖度的变化也具有非常明显的时相性。

4.3 结果验证

该研究区域主要为湖区湿地植被,以草滩地为主,较少的高大乔木和高植株灌木等,为检验结果的准确性,采用现地调查照相法对东洞庭湖湿地研究区主要土地植被类型的植被覆盖度进行外业调查。选取20块样地44像元大小的样方,即10 m10 m,并在样方拍摄多张样点照片。计算照片中样点植被覆盖度,然后推导平均值作为样方的植被覆盖度。每块样地的样点采用差分GPS定位,获取准确的采样点经纬度坐标,误差控制在(2050)cm,然后在Wordlview-2遥感数据中取44像元中心点植被覆盖度作为所对应的遥感估算值,并进行误差比较(见表1所示),计算模型估算精度为87.8%,实测值与估算值之间相关系数为0.87,协方差为0.03。数据结果表明,外业实测数据与遥感估算数据精度较高,按本文所用的估算模型可以在该研究区域得到理想结果。

5 结论

通过上述分析,以新型的Worldview-2卫星数据中特有的近红外2新波段参与归一化植被指数(NDVI)建立,并运用像元二分模型原理,设计并建立植被覆盖度估算模型,可获得较为准确的植被覆盖度结果,并且该模型可操作性强,可以大区域、准确、快速的进行植被覆盖度估算。但在实验过程中模型的应用也发现了一些问题,主要为:

(1)NDVIsoil和NDVIveg的值应该是随着土地覆盖类型的变化而有所变化的,对于两个因子的取值,本文中用的是单元像元积累频率为5%和90%的NDVImin和NDVImax替代取值,最好的方法为实测数据分析确定两个值。

(2)使用本文模型进行估算植被覆盖度的区域最好的实际覆盖度20%<VFC实际<80%,在该区间估算精度准确,超出区间范围估算模型精度大幅度降低。

(3)针对森林的植被覆盖度估算在本文中未提及,快速提取森林区域的植被覆盖度也是非常重要的科学问题。

摘要：利用Worldview-2卫星数据八波段多光谱数据特点,分析与近红外波段重叠并具有更高信息量的近红外2新波段特征构建植被指数(VI)的关系。以湖南东洞庭湖湿地区域为研究区,建立近红外2新波段参与的归一化植被指数(NDVI)植被覆盖度估算模型。通过与实测样点结果比较发现:近红外2波段参与改良后的NDVI法的估算结果与实测值验证结果更加匹配,精度达到87.8%;原始近红外波段参与的NDVI法的估算结果精度最低。研究表明运用Worldview-2数据,并采用改良后的NDVI法可以大区域、准确、快速的进行植被覆盖度估算。

关键词：遥感,Worldview-2卫星,近红外2波段,植被覆盖度估算

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