1990—2021年西藏“一江两河”流域湿地时空变化分析研究

郝文渊，郭 涛，王忠斌，杨 红，杨 爽，张红锋

（1.西藏农牧学院资源与环境学院，西藏 林芝 860000；2.四川省农业科学院遥感与数字农业研究所，四川 成都 610066）

湿地是地球陆生生态系统最为重要的组成部分之一，是水体与陆地相互共同作用形成的复杂而独特的生态系统，对于调节气候、稳定生态系统和保护生物多样性具有重要的意义。在全球气候变暖加剧的背景下，随着区域社会经济发展与城镇化加速，“一江两河”流域作为西藏区域开发强度最大、经济活动最为活跃的区域，湿地生态问题日益显现。湿地生物多样性降低，景观破碎化日益严重，“一江两河”流域湿地生态功能面临重大威胁。因此，加强湿地时空变化与驱动机制研究，对于保护高原湿地具有重要意义。

西藏作为全球气候变化最为敏感的区域，由于独特的区域自然地理条件，分布有大量的湿地，作为高原生态系统的重要组成部分，湿地在生态系统方面起到了独到的生态作用。国内外相关学者对西藏湿地展开了相关研究，冯文卿等提出采用模糊综合评价面向对象的遥感变化检测方式，白军红等对四川若尔盖湿地景观格局与人类活动响应机制进行了相关研究。但从大尺度多层面分析湿地变化的研究相对较少，尤其是针对西藏高原湿地相关研究更少，本研究拟从大尺度多层面分析湿地人地关系，更加深入系统地揭示高原湿地的生态特征。

1 研究区与研究方法

1.1 研究区概况

西藏“一江两河”流域区域范围包括雅鲁藏布江中游河段及其2条支游年楚河和拉萨河流域区，东起山南市桑日县，西至日喀则市拉孜县，南抵高原湖盆区，北至念青唐古拉山（冈底斯山南麓），南北宽度为233 km，东西长度为527 km，属于狭长型高原河谷区，位于87～93°E，28～31°N。考虑到行政区划完整性包括山南市（桑日、琼结、扎囊、乃东、贡嘎）、拉萨市（墨竹公卡、达孜、林周、城关区、堆龙德庆、尼木、曲水）、日喀则市（拉孜、桑珠孜区、南木林、谢通门、江孜、白朗），面积24.755 7×10km（图1）。区内河谷较为宽阔平坦，自然地理条件和交通条件较好，农业发达，城镇相对密集，是西藏自治区重点开发地区，流域内湿地面积较大，目前，三地均为设市城市。

图1 研究区位置与调查路线

1.2 数据来源

本研究采用的数据时间跨度为31年（1990—2021年），按照每10年的时间间隔来提取遥感影像。1990年西藏地区遥感影像采用Landsat5（图2-A，影像生产时间：1990年7月25日），2000年Landsat5影像在西藏地区有缺失，故采用Landsat7影像代替（图2-B，影像生产时间：2000年6月11日），2010年采用Landsat5影像（图2-C，影像生产时间：2010年8月27日），2021年采用Landsat8影像（图2-D，影像生产时间：2021年5月9日）。由于天气和云层的影响，1990—2021年选择的影像数据时间在5—9月之间，基本处于西藏雨季和丰水期，数据的精度能够得到保证。根据国内外学者对青藏高原湿地研究的分类方法，将“一江两河”流域湿地分类为河流湿地（永久性河流、季节性或间歇性河流、洪泛平原湿地）、湖泊湿地（永久性淡水湖、季节性淡水湖、永久性咸水湖、季节性咸水湖）、沼泽草甸湿地（藓类沼泽、草本沼泽、沼泽化草甸、灌丛沼泽、森林沼泽、内陆盐沼、地热湿地和淡水泉及绿洲）和人工湿地（库塘和人工养殖），共计4个一级分类和17个二级分类，一级分类的分类精度大于85%，符合制图标准。

图2 1990—2021年湿地遥感影像

1.3 研究方法

研究采用阈值分割和归一化差异的水域指数方法来提取西藏“一江两河”流域的湿地分布数据，由于研究区存在少量云和阴影等因素的影响，因此对遥感影像的提取数据进行了目视解译修正与完善。单一动态度模型用来表征研究区湿地面积及数量的扩张或缩减速度。当湿地面积及数量呈增加态势时数值为正；当湿地面积及数量呈缩减态势时数值为负。空间叠置分析将湿地在一定时间段内分为扩张型、收缩型和稳定型。扩张型表征为在30年内4个样本特征表现为净增加区域，收缩型表征为在30年内4个样本特征表现为净减少区域，稳定型表征为在30年内4个样本特征表现为稳定不变的区域。

2 结果与分析

2.1 湿地面积变化分析

1990—2021年“一江两河”流域湿地构成比例与面积都发生了比较明显的变化。由表1可知，31年期间研究区内湿地面积明显增加，湿地面积由1990年的35 005.04 km增加到80 426.97 km，年平均值加1 465.223 km，2021年相较于1990年增加了129.76%。研究区湿地面积在1990—2021年间呈现出波动状态，其中，1990—2000年间减少2 834.87 km，2000—2010年 间 增 加6 727.56 km，2010—2021年间急剧增加41 529.23 km。这表明前20年湿地面积变化不明显，之后11年湿地面积呈现出急剧增加状态。

由表1可知，1990—2021年，31年期间沼泽占据“一江两河”流域湿地总面积的73.44%～56.24%，是研究区湿地的构成主体，其占比呈现出先期缓慢上升，近10年快速下降的状态，但是其总面积却呈现出先缓慢增加后快速增加的趋势；湖泊占据研究区湿地总面积的6.02%～24.46%，相较于1990年，2021年湖泊面积增加264.11%，占比增加9.03%，其变化呈现出先持续减少后快速增加的趋势，近10年增加了739.92%；滩涂占据研究区湿地总面积的1.98%～17.36%，在1990—2000年呈现出稳定状态，2000—2010年明显下降，2010—2021年快速增加，面积在近11年内增加了1 711.41%，年均增加155.58%；河流占据研究区湿地总面积的7.56%～1.94%，在1990—2000年河流面积减少幅度最大，减少了1 082.46 km，之后的21年基本呈现出稳定的状态。

表1 1990—2021年湿地面积变化及比例

2.2 湿地空间变化分析

2.2.1 河流湿地空间变化 西藏“一江两河”流域的河流处于相对海拔较低的河谷区域，由图2—3可见，1990年河流流域水域形态基本比较完整，到2021年时河流流域水域形态明显收缩。主要表征为1990—2000年期间，水域湿地面积减少了1 082.46 km，比例从7.56%减少到4.86%；2000—2010年期间面积增加了86.15 km，比例却减少了0.62%，这与“一江两河”流域湿地面积急剧增加有较大的关系；2010—2021年期间，河流面积减少89.08 km，面积占比减少2.3%，这与流域湿地面积增加有关。这表明前10年河流面积减少剧烈，之后20年基本处于稳定状况，变化较为稳定。对比遥感影像笔者发现，细小的河流有干枯化现象，同时主河道水域面积不断细化，尤其在雅鲁藏布江、年楚河和拉萨河这种现象更为明显，雅鲁藏布江流经的日喀则市和山南市利用河流周边河床开发为耕地。

2.2.2 湖泊湿地空间变化 西藏“一江两河”流域的湖泊处于相对海拔较低的山间谷地区域，由图2—3可见，1990年湖泊形态基本比较完整，主要表征为1990—2000年期间，湖泊湿地明显减少，面积减少了1 713.38 km，比例从15.44%减少到11.47%；2000—2010年期间，面积继续减少了1 347.53 km，比例却仅仅减少了0.62%，这与“一江两河”流域湿地面积急剧增加有较大的关系；2010—2021年期间，湖泊面积急剧增加17 331.53 km，面积占比增加18.44%，这与流域湿地面积增加有关，同时也与全球变暖加剧导致更多的高山冰川融化和水量大增有关。这表明前20年湖泊面积剧烈减少，之后10年基本处于快速扩张的状态，变化较为剧烈。对比遥感影像笔者发现，过去的小湖泊有加速扩张的态势，在“一江两河”流域四周高山地区这种现象更为明显，在流域北部地区和东部地区这一现象尤其显著。

2.2.3 滩涂湿地空间变化 西藏“一江两河”流域的滩涂处于河流及高山湖泊周边，从图2—3可见，1990年滩涂形态基本比较完整，主要表征为1990—2000年期间，滩涂湿地增加了83.27 km，比例从3.56%增加到4.14%；2000—2010年期间面积减少了560.26 km，比例减少了2.16%，这与“一江两河”流域将部分滩涂转化为耕地有较大关系；2010—2021年期间，滩涂面积急剧增加了13 190.58 km，面积占比增加15.38%，这与流域湿地面积增加有关，同时也与季节性的异常天气关系密切，异常天气导致夏秋季河流水位异常暴增，淹没河流周边土地，使得滩涂面积增加。这表明前10年滩涂面积微增，之后10年基本处于快速减少的状态，变化较为剧烈。对比遥感影像笔者发现，过去的流域耕地有加速扩张的态势，使得一部分滩涂转化为耕地，近10年来，季节性的异常天气增加，夏秋季河流水位异常暴增，淹没河流周边土地，使得滩涂面积增加，同时大量的耕地在逐步退出湿地。

2.2.4 沼泽湿地空间变化 西藏“一江两河”流域的沼泽处于河流平缓地带及高山湖盆周边，从图2—3可见，1990年沼泽形态基本比较完整，主要表征为1990—2000年期间，沼泽湿地减少了122.27 km，比例从73.44%增加到79.53%；2000—2010年期间面积增加了8 549.18 km，比例增加了8.22%；2010—2021年期间，沼泽面积急剧增加了11 096.2 km，比例从87.75%减少到56.24%。这表明前10年沼泽面积微增，基本处于稳定状态，近20年以来，基本处于快速扩张状况，变化较为剧烈。对比遥感影像笔者发现，流域草地有加速扩张的态势，全球变暖导致区域暖湿化现象加剧，高山冰川不断融化，使得流域内湿地状态持续转变，沼泽大面积增加。

图3 1990—2021年湿地空间变化分布

3 结论与讨论

湿地的时间空间变化受到人类活动与自然因素的双重制约，高原湿地尤其容易受到人类活动的扰动，随着人类区域经济开发活动强度的不断加深，高原湿地也发生了较大的变化。研究区是西藏自然资源条件最优越的地区，区内人口众多，农业发展程度最好，区域开发强度最高，城镇密度最高。西藏“一江两河”流域近几十年来降水量和温度呈现出整体增加的趋势，在一些区域尤其明显，降水年际波动变化显著，导致湿地呈现出波动增加的趋势。但是，湿地形态变化明显，河流所占比例不断减少，湖泊和滩涂比例不断上升，沼泽所占比例下降最为明显。近年来，政府逐步转变发展思路，将控制牲畜数量作为恢复湿地生态重要的手段。

“一江两河”流域地区湿地面积在近30年里波动上升，湿地面积由1990年的35 005.00 km增加到80 426.97 km，年平均值增加1 465.23 km。特别是近10年来面积增加显著，总面积增加41 529.27 km，增加率达到106.77%；1990—2000年间面积减少2 834.84 km，2000—2010年期间，面积增加6 727.54 km；2010—2021年期间，面积增加41 529.27 km。这表明前20年湿地面积变化不明显，之后11年湿地面积呈现出急剧增加的趋势。

研究区湿地的空间变化以稳定型和增加型为主，其主要分布于流域河谷周边，这里人类活动相对较少，且东部地区大于中西部地区。减少型主要分布于“一江两河”流域的河谷区域，这里往往是人类活动的中心区域，表明湿地总面积虽然增加，但是人类活动对湿地局域扰动效应依然存在。