魏文豪，唐連松，馬 瑞*

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)調(diào)查研究院，湖北 武漢 430074；2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430078)

濕地是陸地生態(tài)系統(tǒng)與水生生態(tài)系統(tǒng)之間過渡性的生態(tài)系統(tǒng)，具有獨(dú)特的氣候和水文特征，與海洋、森林并稱為全球三大自然生態(tài)系統(tǒng)[1]，并且具有多種生態(tài)功能[2-3]，被譽(yù)為“地球之腎”，對(duì)維持全球生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義[4-5]。

濕地面積的改變是濕地演化的一個(gè)重要特征[6]。現(xiàn)如今，世界上眾多國家都面臨著濕地退化的問題，全球濕地生態(tài)系統(tǒng)遭到威脅[7]。據(jù)《全球濕地展望》報(bào)告顯示，從1970年至2015年間，全球近1/3的濕地已經(jīng)消失，其中70%以上的濕地受到人類活動(dòng)的影響，濕地退化極其嚴(yán)重。據(jù)2013年全國第二次濕地資源調(diào)查數(shù)據(jù)顯示[8]，我國濕地總面積約為53.6萬km2，約占全國國土總面積的5.58%，與全國第一次濕地資源調(diào)查數(shù)據(jù)相比，濕地面積減少了約3.4萬km2，其中自然濕地面積減少超過了3.37萬km2。

從20世紀(jì)80年代開始，國內(nèi)外學(xué)者利用Landsat影像數(shù)據(jù)分別對(duì)泥炭型沼澤濕地、海岸濕地、湖泊濕地的演化過程等進(jìn)行了監(jiān)測研究[9-11]，并能夠利用不同季節(jié)遙感數(shù)據(jù)對(duì)濕地進(jìn)行分類與趨勢預(yù)測[12]，而且在實(shí)踐中不斷糾正分類中會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)分現(xiàn)象，有效地提高了濕地分類的精度[13]。綜合利用遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的方法也廣泛應(yīng)用于濕地的演化過程與特征的研究[14]。

濕地演化是一種較為復(fù)雜的過程，不同位置、不同時(shí)期濕地演化特征的差異是由多種控制因素共同影響的[15]。總體上講，濕地演化的控制因素主要包括自然因素和人為因素兩個(gè)方面[16]。自然因素中氣候因素是控制濕地分布與發(fā)育的主要因素之一，濕地面積的變化往往與氣溫、降水等因素的變化有關(guān)，表現(xiàn)為濕地面積隨氣溫的降低而增加、隨降水量的增多而增加[17]。地表濕地與地下水往往有著復(fù)雜的水力聯(lián)系，地下水補(bǔ)給和地下水流過程的變化對(duì)濕地演化也有重要的影響[18-19]。人為因素可概括為城市發(fā)展、農(nóng)業(yè)開墾對(duì)濕地的破壞，造成水體富營養(yǎng)化、生物入侵以及其他污染[20]。在江漢平原地區(qū)，三峽大壩工程、南水北調(diào)工程以及其他水利工程等的建設(shè)和生活用水導(dǎo)致的地下水開采等人為因素也是造成江漢平原濕地退化的重要原因?？偠灾瑵竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)的演化過程是自然因素和人為因素共同影響疊加的結(jié)果[21]。

江漢平原濕地作為長江中下游濕地的核心地區(qū)，具有重要的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。江漢平原濕地的研究歷史悠久，從20世紀(jì)70年代開始眾多專家學(xué)者就開展了有關(guān)濕地演化問題的研究。前人主要通過解譯遙感影像將江漢平原濕地進(jìn)行分類[3]，分析了江漢平原湖泊濕地的空間分布及動(dòng)態(tài)變化[22]，探究了氣候變化對(duì)江漢平原濕地演化的影響[23]。但是，目前仍缺少連續(xù)的、長時(shí)間序列的、不同年份四季的濕地演化特征及其影響因素研究。因此，本文基于遙感解譯方法對(duì)2000—2018年間每個(gè)季節(jié)江漢平原濕地的演化特征進(jìn)行了研究，一方面探索江漢平原近期濕地面積的變化情況，另一方面由于在此時(shí)間段內(nèi)江漢平原完成了三峽工程、南水北調(diào)工程以及其他生態(tài)修復(fù)工程，還探索大型水利工程對(duì)江漢平原濕地面積變化的影響，并進(jìn)一步結(jié)合降水量、地表水水位和地下水水位的動(dòng)態(tài)變化以及人類活動(dòng)來探討江漢平原濕地演化的控制因素，以為區(qū)內(nèi)濕地保護(hù)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

江漢平原位于湖北省中南部，屬于長江中游地區(qū)，是長江與漢江沖積而成的平原。江漢平原西起宜昌，東至武漢，北抵大洪山麓，南部與洞庭湖平原相連，是長江中下游平原的重要組成部分。江漢平原地理位置介于北緯29°26′～31°37′、東經(jīng)111°14′～114°36′之間，在行政區(qū)劃上主要包括天門市、潛江市、仙桃市、荊州市、監(jiān)利市、洪湖市等，面積約為4.5萬km2。江漢平原地勢總體上由西北向東南逐漸變低，湖泊洼地多集中在江漢平原東南部，見圖1。

圖1 江漢平原地形與水系分布圖Fig.1 Topography and water system of Jianghan Plain

江漢平原處于北亞熱帶向中亞熱帶過渡的地區(qū)，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛。江漢平原年平均氣溫為16℃，其中1月份氣溫最低，月平均氣溫為1～5℃，7月份氣溫最高，月平均氣溫為27～30℃。該地區(qū)降水充沛，年平均降水量約為1 164 mm，降水多集中在6～8月份[24]。

江漢平原河網(wǎng)密布，湖泊星羅棋布，水資源豐富。長江是我國最大的河流，漢江是長江最長的支流，對(duì)于江漢平原地下水的補(bǔ)、徑、排有著重要的作用。該地區(qū)湖泊眾多，多集中在江漢平原東南部，其中較為重要的有洪湖、長湖等湖泊濕地。

研究區(qū)第四紀(jì)地層從上至下分別為全新統(tǒng)郭河組(Qhg)、上更新統(tǒng)沙湖組(Qp3s)、中更新統(tǒng)江漢組(Qp2j)、下更新統(tǒng)東荊河組(Qp1d)，地層主要以沖積物、沖洪積物、湖積物為主，其巖性主要為粉土、黏土、砂礫石，第四紀(jì)孔隙含水巖組的隔水底板主要由下部新近紀(jì)碎屑巖構(gòu)成。江漢平原第四紀(jì)孔隙水可分為淺層孔隙潛水、中層孔隙承壓水和深層孔隙承壓水，地下水水位埋深為1～4 m，由于區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給、排泄與地表水系的聯(lián)系緊密，受地勢的影響，研究區(qū)內(nèi)地下水的總體流向?yàn)橛晌鞅毕驏|南流動(dòng)，在地勢低洼的湖泊和河流處排泄[25]。

江漢平原發(fā)達(dá)的地表水資源為地下水徑流提供了良好的條件，深厚的第四紀(jì)地層構(gòu)成了良好的地下水庫，使得江漢平原擁有著豐富的地下水資源。由于地下水與地表水之間存在著復(fù)雜的水力聯(lián)系，起著互補(bǔ)調(diào)節(jié)的作用，從而促進(jìn)了江漢平原濕地的發(fā)育。

2 遙感數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 遙感數(shù)據(jù)來源與處理

本研究所使用的遙感數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http://www.gscloud.cn/)，其中2000—2011年的遙感影像使用的是Landsat-5 TM衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品， 2012年的遙感影像使用的是Landsat-7 ETM衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品，2013—2018年的遙感影像使用的是Landsat-8 OLI_TIRS衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品。其中，Landsat-5衛(wèi)星工作時(shí)間為1982—2011年，其攜帶的傳感器為Landsat主題成像儀(TM)；Landsat-7衛(wèi)星于1999年4月開始工作，其攜帶的傳感器為增強(qiáng)型主題成像儀(ETM+)，但2003年5月31日Landsat-7 ETM+機(jī)載掃描行校正器(SLC)突然發(fā)生故障，導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)生異常，所獲取的遙感圖像出現(xiàn)數(shù)據(jù)重疊和數(shù)據(jù)丟失，遙感圖像產(chǎn)生白色條帶；Landsat-8衛(wèi)星于2013年2月開始工作，其攜帶的兩個(gè)傳感器分別為陸地成像儀(OLI)和熱紅外傳感器(TIRS)。Landsat-5 TM、Landsat-7 ETM和Landsat-8 OLI_TIRS衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品說明，詳見表1至表3。

表1 Landsat-5 TM衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品說明Table 1 Product description of Landsat-5 TM

表2 Landsat-7 ETM衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品說明Table 2 Product description of Landsat-7 ETM

表3 Landsat-8 OLI_TIRS衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品說明Table 3 Product description of Landsat-8 OLI_TIRS

本文獲取了江漢平原2000—2018年每年3、6、9和12月份的遙感影像，每一期影像一般由4、5景遙感影像數(shù)據(jù)所組成。使用的遙感影像盡可能選擇無云或少于10%云層覆蓋，便于解譯分析。

本文采用ENVI 5.2軟件進(jìn)行遙感影像處理。在地理空間數(shù)據(jù)云上獲取的遙感影像雖然已經(jīng)進(jìn)行了幾何校正，但是仍需要對(duì)遙感影像進(jìn)行進(jìn)一步處理，對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)的預(yù)處理主要包括輻射校正、大氣校正、影像拼接與裁切等操作。

由于2003年5月31日Landsat-7 ETM+ SLC突然發(fā)生故障，導(dǎo)致獲取的遙感圖像出現(xiàn)數(shù)據(jù)重疊和大約25%的數(shù)據(jù)丟失，主要表現(xiàn)為遙感圖像出現(xiàn)白色條帶，如圖2(a)所示。這些白色條帶的產(chǎn)生直接影響了遙感影像數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精細(xì)度，不利于對(duì)遙感圖像的進(jìn)一步處理。因此，本文使用ENVI 5.2軟件中的landsat_gapfill插件對(duì)遙感影像進(jìn)行了修復(fù)。

圖2 去條帶前后的遙感圖像Fig.2 Remote sensing image before and after filling the gap

徐涵秋[26]的研究表明，利用中紅外波段和綠色波段構(gòu)成的改進(jìn)的歸一化水體指數(shù)(MNDWI)可用于快速、準(zhǔn)確地提取水體信息。由于江漢平原面積廣大，地形復(fù)雜，本文采用計(jì)算MNDWI的方法計(jì)算江漢平原的濕地面積，可以消除地形差異、城市建筑等的影響，從而提高提取水體信息的精度。MNDWI的計(jì)算公式如下：

MNDWI=(Green-MIR)/(Green+MIR)

(1)

式中：Green分別對(duì)應(yīng)TM/ETM+影像的波段2(0.52～0.60 μm)和OLI影像的波段3(0.53～0.59 μm)；MIR分別對(duì)應(yīng)TM/ETM+影像的波段5(1.55～1.75 μm)和OLI影像的波段6(1.57～1.65 μm)。

水體的 MNDWI 值通常為正值，非水體地物的 MNDWI 值通常為負(fù)值，統(tǒng)計(jì)MNDWI為正的色塊數(shù)量總和，并乘以色塊的單位面積，所得的結(jié)果即為濕地面積。

本研究所使用的氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn)，主要使用的數(shù)據(jù)為中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集，其中包含了江漢平原多個(gè)基準(zhǔn)、基本氣象站1951年1月以來氣溫、降水量、蒸發(fā)量、氣壓、濕度等要素的日值數(shù)據(jù)。本次研究所使用的數(shù)據(jù)為江漢平原2000—2018年每日20時(shí)累計(jì)降水量數(shù)據(jù)。

本研究所使用的地表水?dāng)?shù)據(jù)來源于湖北省水文水資源中心(http://sw.hubeiwater.gov.cn/)，該網(wǎng)站提供的湖北省常用水情報(bào)表包括湖北省全部湖泊、河流、水庫等地表水每日0～8時(shí)水位、流量、水勢等信息。本次研究所使用的數(shù)據(jù)為江漢平原2000—2018年每日8時(shí)的水位和流量數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

本研究中關(guān)于濕地面積、降水量、水位等變化趨勢分析采用的方法為季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)法。季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)法[27]是通過將相同月份的數(shù)據(jù)按時(shí)間順序排列，并前后兩兩比較來分析其變化趨勢。該方法適用于存在季節(jié)性變化的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，能夠降低數(shù)據(jù)資料中“漏測值”和周期性特征造成的影響，可提高趨勢分析的準(zhǔn)確性。在本研究中，江漢平原濕地面積數(shù)據(jù)為2000—2018年每季度數(shù)據(jù)，降水量、水位等數(shù)據(jù)為日數(shù)據(jù)，由于這些數(shù)據(jù)都存在明顯的季節(jié)性周期變化，因此采用季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)法對(duì)江漢平原不同季節(jié)濕地的演化特征進(jìn)行分析。

3 江漢平原濕地演化特征分析

圖3為2000—2018年間江漢平原不同季節(jié)濕地遙感解譯較好的圖幅,圖中白色部分為濕地，黑色部分為非濕地。

由圖3可見，在空間上江漢平原東南部的濕地面積明顯要大于西北部，這可能是由于東南部地勢相對(duì)較低、平坦，一方面容易收集降水和地表徑流補(bǔ)給，另一方面東南部地區(qū)為江漢平原地下水主要的排泄區(qū)，濕地也有可能得到地下水的補(bǔ)給。

圖3 2000—2018年基于遙感解譯的江漢平原濕地隨時(shí)間的演化分布圖Fig.3 Area of the wetland evolution over time in Jianghan Plain based on remote sensing interpretation from 2000 to 2018注：由于2005年9月的遙感影像質(zhì)量較差，參考價(jià)值不大，因此選擇距離2005年9月時(shí)間最近的2005年6月的遙感影像。

此外，長湖濕地和洪湖濕地是江漢平原上分布較大的兩個(gè)湖泊濕地，而且分別位于江漢平原的西北部與東南部，具有很好的代表性，因此本文將選擇江漢平原濕地以及江漢平原的典型濕地(洪湖濕地、長湖濕地)來全面分析江漢平原濕地的演化特征及其控制因素。

根據(jù)2000—2018年間江漢平原濕地多期遙感數(shù)據(jù)，可計(jì)算得出江漢平原濕地的面積。由于三峽水電站于2009年全部完工，引江濟(jì)漢工程于2014年9月26日正式通水，因此本文以2009年和2014年為節(jié)點(diǎn)，分別研究2000—2008年、2009—2013年、2014—2018年各時(shí)間段內(nèi)江漢平原濕地面積的變化趨勢，其結(jié)果見表4和圖4。

表4 2000—2018年江漢平原濕地面積數(shù)據(jù)的季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of seasonal Kendall test for the wetland area of Jianghan Plain wetland

圖4 2000—2018年江漢平原濕地面積的變化圖Fig.4 Changes in water surface area of Jianghan Plain wetland from 2000 to 2018

由表4和圖4可知，江漢平原濕地在2000—2008年間總體上呈現(xiàn)出面積減小的趨勢，在2009—2013年間總體上呈現(xiàn)出面積增加的趨勢，在2014—2018年間總體上仍呈現(xiàn)出面積增加的趨勢。其中，江漢平原濕地在2011年秋季面積最大，為8 389 km2，約占研究區(qū)面積的18.6%；江漢平原濕地在2005年春季面積最小，為1 599 km2，僅占研究區(qū)面積的3.6%。

由于江漢平原面積較大，濕地分布較多，不同地區(qū)的濕地演化特征也有差異。洪湖濕地位于江漢平原東南部，主要是地下水的排泄區(qū)；長湖濕地位于江漢平原西北部，主要是地下水的徑流區(qū)。根據(jù)2000—2018年間江漢平原洪湖濕地、長湖濕地多期遙感影像數(shù)據(jù)，可計(jì)算得出洪湖濕地、長湖濕地的面積，用來研究2000—2008年、2009—2013年、2014—2018年各時(shí)間段內(nèi)江漢平原洪湖濕地、長湖濕地面積的變化趨勢，其結(jié)果見表5和圖5。

表5 2000—2018年江漢平原洪湖濕地和長湖濕地面積數(shù)據(jù)的季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of seasonal Kendall test for the wetland area of Honghu Lake wetland and Changhu Lake wetland from 2000 to 2018

圖5 2000—2018年江漢平原洪湖濕地和長湖濕地 面積的變化圖Fig.5 Changes in water surface area of Honghu Lake wetland and Changhu Lake wetland in Jianghan Plain from 2000 to 2018

由表5和圖5可知，洪湖濕地在2000—2008年間總體上呈現(xiàn)出面積增加的趨勢，在2009—2013年間總體上呈現(xiàn)出面積減小的趨勢，在2014—2018年間總體上仍呈現(xiàn)出面積增加的趨勢；長湖濕地在2000—2008年間總體上呈現(xiàn)出面積減小的趨勢，在2009—2013年間總體上呈現(xiàn)出面積減小的趨勢，在2014—2018年間總體上呈現(xiàn)出面積增加的趨勢。其中，洪湖濕地在2018年冬季面積最大，為807 km2，在2006年春季面積最小，為314 km2；長湖濕地在2006年冬季面積最大，為516 km2，在2006年夏季面積最小，為118 km2。但是長湖濕地面積變化與洪湖濕地面積變化略有不同，其變化趨勢較不明顯。

由上述研究結(jié)果可知，在2014—2018年間江漢平原濕地面積的變化規(guī)律與江漢平原典型濕地面積的變化規(guī)律基本相似，但在2000—2008年、2009—2013年時(shí)間段內(nèi)其濕地面積的變化規(guī)律略有不同，說明大型水利工程對(duì)江漢平原濕地的演化具有一定的影響。

4 江漢平原濕地演化的控制因素分析

本文將以江漢平原典型濕地(洪湖濕地、長湖濕地)為重點(diǎn)，對(duì)江漢平原濕地演化的控制因素進(jìn)行詳細(xì)分析。

4.1 降水量的影響

江漢平原處于中亞熱帶向北亞熱帶過渡地帶，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，大氣降水可能為濕地的補(bǔ)給水源，降水量的大小可能對(duì)濕地的面積產(chǎn)生影響。當(dāng)降水量增加時(shí)，河流湖泊蓄水量增加，水位上升，濕地面積也會(huì)隨之增加；當(dāng)降水量減小時(shí)，河流湖泊蓄水量減少，水位下降，濕地面積也會(huì)隨之減少。

2000—2018年江漢平原洪湖濕地和長湖濕地降水量數(shù)據(jù)的季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)結(jié)果見表6，其降水量和濕地面積的變化情況見圖6。

表6 2000—2018年江漢平原洪湖濕地和長湖濕地降水量數(shù)據(jù)的季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of seasonal Kendall test for precipitationdata in Honghu Lake wetland and Changhu Lakewetland in Jianghan Plain from 2000 to 2018

圖6 2000—2018年江漢平原洪湖濕地和長湖濕地月 降水量與濕地面積變化圖Fig.6 Changes of monthly precipitation and wetland area in Honghu Lake wetland and Changhu Lake wetland in Jianghan Plain from 2000 to 2018

由表6和圖6可知，洪湖濕地的降水量在2000—2008年間和2009—2013年間無明顯升降趨勢，而在2014—2018年間呈下降趨勢，與洪湖濕地面積的變化趨勢相反；長湖濕地的降水量在2000—2008年間和2014—2018年間無明顯的升降趨勢，而在2009—2013年間呈上升趨勢，說明降水并不是洪湖濕地和長湖濕地的主要控制因素。

4.2 大型地表水體的影響

在江漢平原地區(qū)，地表水也是影響濕地演化的控制因素之一。洪湖濕地和長湖濕地分別位于內(nèi)荊河的下游和上游，據(jù)實(shí)際調(diào)查，長湖濕地上游內(nèi)荊河流域是江漢平原湖區(qū)水利建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)，1950—1985年間共建了6條干渠、138條支渠，興修了14處一級(jí)電力排泵站、571處二級(jí)電力排水站，可以有效地改善長湖濕地現(xiàn)狀，使得長湖濕地面積的年內(nèi)和年際變化都相對(duì)穩(wěn)定(見圖5)；2014年后，三峽大壩使得長江在宜昌水文觀測點(diǎn)的水位值呈現(xiàn)上升趨勢，引江濟(jì)漢工程使得漢江水位和東荊河水位呈現(xiàn)上升趨勢，這可能會(huì)造成江漢平原河流面積增加，進(jìn)而導(dǎo)致江漢平原濕地面積增加；而洪湖濕地與東荊河具有密切的水力聯(lián)系，長湖濕地與長江具有密切的水力聯(lián)系，這些大型地表河流水位的變化也會(huì)控制濕地的演化，影響濕地水位，進(jìn)而表現(xiàn)為濕地面積發(fā)生變化。如在2009—2018年間洪湖濕地面積與東荊河水位呈現(xiàn)出同樣的變化趨勢，如在2000—2018年間長湖濕地面積與長江水位(宜昌站)、漢江水位呈現(xiàn)出同樣的變化趨勢，但是在2000—2018年間洪湖濕地面積與長江水位(監(jiān)利站)出現(xiàn)了不一致的變化趨勢(見表7和圖7)，因此洪湖濕地演化可能還受其他因素的控制。

表7 2000—2018年江漢平原大型地表河流水位數(shù)據(jù)的季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)結(jié)果Table 7 Results of seasonal Kendall test for water levelof surface water from large-scale rivers inJianghan Plain from 2000 to 2018

圖7 2000—2018年江漢平原大型地表河流水位與湖泊 水位的變化圖Fig.7 Change of water level of surface water from large- scale rivers and lakes in Jianghan Plain

4.3 地下水水位的影響

江漢平原地下水水位高值區(qū)位于區(qū)內(nèi)西、西北和正北方向，地下水水位低值區(qū)位于江漢平原腹地，地下水總體流向由西北流向東南[28]。長湖濕地在江漢平原位于地下水的補(bǔ)給徑流區(qū)，受地下水排泄補(bǔ)給的可能性很低，所以地下水水位的變化對(duì)其影響可能較弱；而洪湖濕地位于地下水的排泄區(qū)，該湖泊濕地很有可能接受地下水排泄補(bǔ)給，從而地下水水位的變化會(huì)影響到洪湖濕地面積的變化。如圖8所示，由前人研究得出的2000—2013年洪湖濕地Ⅱ 1-1孔地下水水位年平均數(shù)據(jù)[29]可以看出，洪湖濕地地下水水位總體上呈現(xiàn)下降的趨勢，這可能會(huì)造成地下水向濕地排泄水量的減少，這可能也是導(dǎo)致洪湖濕地在2009—2013年呈現(xiàn)面積下降趨勢的原因。由于本研究遙感解譯手段的精度有限，解譯出的濕地面積為自然濕地面積和人工濕地面積的總和，而地下水水位對(duì)自然濕地面積的影響較大，導(dǎo)致大部分年份濕地面積與地下水水位的變化規(guī)律不符。此外，人為因素是控制洪湖濕地面積變化的重要因素，這將在下面進(jìn)行闡述。

圖8 2000—2013年洪湖濕地Ⅱ 1-1孔地下水水位年 平均值[29]Fig.8 Annual meun groundwater level change in Honghu Lake wetland Ⅱ 1-1 location from 2000 to 2013[29]

4.4 人類活動(dòng)的影響

除了個(gè)別年份外，長湖濕地面積的年內(nèi)和年際變化均較小，證明長湖濕地水的補(bǔ)給來源比較穩(wěn)定。第4.2節(jié)討論也表明，長湖濕地上游水電站的興建對(duì)濕地的來水量有重要的調(diào)蓄作用，從而使得長湖濕地面積和水位的變化都較小。人類活動(dòng)對(duì)江漢平原濕地面積動(dòng)態(tài)變化具有重要的影響。鄭望春[30]的研究表明，江漢平原早在南宋時(shí)期已經(jīng)開始開墾圍田，形成最早期的“垸田”。到了20世紀(jì)50年代，江漢平原大規(guī)模的“圍湖造田”、“圍網(wǎng)養(yǎng)魚”等活動(dòng)使得江漢平原自然濕地面積顯著減少，人工濕地面積顯著增加。然而在1998年長江特大洪水災(zāi)害后，我國開始實(shí)施“平垸行洪、退田還湖”政策，使得江漢平原濕地退化狀況得以改善。洪湖濕地在2014—2018年間呈現(xiàn)面積上升的趨勢可能是由于2015—2017年間洪湖地區(qū)實(shí)施了拆除洪湖圍欄圍網(wǎng)的工作，2017年12月驗(yàn)收工作顯示，拆圍面積約125 km2[31]。長湖濕地在2014—2018年間同樣呈現(xiàn)面積上升趨勢，一方面可能是由于2015年7月長湖地區(qū)啟動(dòng)了湖泊生態(tài)恢復(fù)工程[32]，另一方面可能是由于引江濟(jì)漢工程同樣為長湖濕地提供了補(bǔ)給水源。

5 結(jié) 論

本文以江漢平原濕地、洪湖濕地和長湖濕地2000—2018年多期遙感影像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，結(jié)合江漢平原氣象數(shù)據(jù)、地表水水位和地下水水位數(shù)據(jù)，分析江漢平原濕地演化特征及其控制因素，得到如下結(jié)論：

(1) 通過江漢平原濕地的遙感影像，可以直觀展現(xiàn)出江漢平原濕地在空間上的分布特點(diǎn)?？赡苁莾煞矫嬖蛟斐傻模航瓭h平原地勢西北高、東南低，東南部地區(qū)濕地容易受到降水和地表徑流的補(bǔ)給；江漢平原東南部為整個(gè)江漢平原的地下水排泄區(qū)，濕地可能得到地下水的補(bǔ)給。

(2) 通過對(duì)江漢平原濕地面積的計(jì)算以及濕地面積數(shù)據(jù)的季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)，分析了江漢平原濕地的演化特征，結(jié)果顯示：江漢平原濕地在2000—2008年間呈現(xiàn)面積減小的趨勢，而在2009—2013年間和2014—2018年間呈現(xiàn)面積增大的趨勢。為了解江漢平原典型濕地的演化特征，本次研究又分別計(jì)算了洪湖濕地和長湖濕地的面積，結(jié)果顯示：2000—2008年間洪湖濕地與長湖濕地面積的變化規(guī)律相反，而2009—2018年間洪湖濕地與長湖濕地面積的變化規(guī)律相似。

(3) 結(jié)合洪湖、長湖地區(qū)多年氣象數(shù)據(jù)以及地表水水位數(shù)據(jù)和地下水水位數(shù)據(jù)，綜合分析了江漢平原濕地演化的控制因素，結(jié)果表明：對(duì)于洪湖濕地而言，降水不是最主要的控制因素，地表水和地下水對(duì)洪湖濕地的演化有重要影響，而退垸還湖等人類活動(dòng)也是一個(gè)重要的控制因素；對(duì)于長湖濕地而言，長期穩(wěn)定的降水是維持濕地面積穩(wěn)定增長的一個(gè)重要因素，同樣引江濟(jì)漢工程和湖泊生態(tài)恢復(fù)工程等人類活動(dòng)也是影響長湖濕地演化的重要控制因素之一。