付麗華 董雙發(fā) 揭文輝 張策 魏本贊

（核工業(yè)航測(cè)遙感中心，石家莊，050002）

艾比湖地區(qū)自然資源與生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及變化特征

付麗華 董雙發(fā) 揭文輝 張策 魏本贊

（核工業(yè)航測(cè)遙感中心，石家莊，050002）

以艾比湖及其西南部為研究區(qū)，采用資源3號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，利用遙感解譯與野外調(diào)查相結(jié)合的方法獲取自然資源與生態(tài)環(huán)境5因子（林地、草地、地表水、荒漠化、濕地）分布現(xiàn)狀。艾比湖地區(qū)荒漠化最為發(fā)育，以鹽堿質(zhì)荒漠化為主，濕地主要位于艾比湖、精河、博爾塔拉河及三者交匯區(qū)，林地以防風(fēng)固沙的灌木林地為主，草地稀疏，地表退化嚴(yán)重。通過與前期工作的對(duì)比，得出艾比湖地區(qū)自然資源因子林地、草地、地表水均減少，以草地變化最大；生態(tài)環(huán)境因子荒漠化和濕地均增加。生態(tài)環(huán)境總體表現(xiàn)為林地、草地面積減少，湖泊萎縮，荒漠化擴(kuò)張。

艾比湖自然資源生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀變化

一、引言

新疆艾比湖位于天山北坡西段，準(zhǔn)噶爾盆地西南隅，西、南、北三面環(huán)山，西為阿拉山口，東與古爾班通古特沙漠相連，湖面海拔190m左右，是整個(gè)盆地海拔最低處，也是準(zhǔn)噶爾盆地西南緣的匯水中心[1][2]。該區(qū)氣候干旱，生態(tài)環(huán)境十分脆弱[3]，湖水面積漲消己經(jīng)成為艾比湖流域生態(tài)環(huán)境改善與惡化的晴雨表[4]。多年來隨著艾比湖大面積萎縮和荒地的大面積開墾，南岸和西南岸原精河和博爾塔拉河入湖口處沉積于湖面之下的沙丘呈裸露狀態(tài)[5]，荒漠化急速擴(kuò)展，濕地生物多樣性受到嚴(yán)重威脅[6]，生態(tài)環(huán)境不斷惡化。調(diào)查監(jiān)測(cè)艾比湖自然資源和生態(tài)環(huán)境，保護(hù)艾比湖對(duì)新疆生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要意義[3]。

研究區(qū)位于艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)(國(guó)家級(jí))西南部，包括艾比湖及其西南部，面積1900km2，行政區(qū)劃上地跨博州精河縣和博樂市。本文以資源3號(hào)衛(wèi)星影像為基礎(chǔ)，結(jié)合外業(yè)調(diào)查查明了自然資源因子（林地、草地、地表水）與生態(tài)環(huán)境因子（荒漠化、濕地）2014年現(xiàn)狀；系統(tǒng)整理前人資料，對(duì)比分析了各因子的變化特征。

二、工作方法

2.1 數(shù)據(jù)源

“資源3號(hào)"(ZY-3)衛(wèi)星是我國(guó)自行研制的民用高分辨率光學(xué)傳輸型立體測(cè)繪衛(wèi)星，于2012年1月9日成功發(fā)射，衛(wèi)星集測(cè)繪和資源調(diào)查功能于一體，用于開展國(guó)土資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)[7]，最高分辨率達(dá)到2.1m，定位精度滿足1∶50000比例尺地形圖要求。

工作中采用2014年資源3號(hào)衛(wèi)星影像，為2014年度土地變更調(diào)查遙感數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，圖像清晰，層次分明，滿足艾比湖地區(qū)遙感解譯精度（1∶50000）的要求。

2.2 分類標(biāo)準(zhǔn)體系

根據(jù)《全國(guó)國(guó)土遙感綜合調(diào)查》分類、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，艾比湖地區(qū)自然資源調(diào)查包括林地、草地和地表水3個(gè)因子，生態(tài)環(huán)境調(diào)查有荒漠化和濕地2個(gè)因子。其中林地分為有林地和灌木林地，草地分為天然草地和其它草地，地表水分為湖泊水面、河流水面和坑塘水面；荒漠化分為沙質(zhì)荒漠化、鹽堿質(zhì)荒漠化和礫漠；濕地分為自然濕地和人工濕地。

2.3 工作方法

首先在充分了解及掌握以往相關(guān)內(nèi)容成果的基礎(chǔ)上，開展研究區(qū)相關(guān)調(diào)查專題的信息提取，進(jìn)行遙感初步解譯工作，掌握遙感影像特征，針對(duì)不同的解譯內(nèi)容建立遙感解譯標(biāo)志。利用arcgis軟件進(jìn)行圖斑圈定和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，特征明顯或現(xiàn)有的條件無法到達(dá)的區(qū)域從資源3號(hào)衛(wèi)星影像上直接判讀。無法識(shí)別的或可疑圖斑進(jìn)行野外調(diào)查[1]。野外線路調(diào)查151km，觀察點(diǎn)53個(gè)，驗(yàn)證圖斑30個(gè)（圖1）

三、艾比湖地區(qū)自然資源與生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

3.1 自然資源現(xiàn)狀

艾比湖地區(qū)自然資源因子有林地、草地、地表水3個(gè)二級(jí)類，有林地、灌木林地、天然草地、其它草地、河流水面、湖泊水面和坑塘水面7個(gè)三級(jí)類。三級(jí)類中以湖泊水面最發(fā)育，面積402.05km2，占研究區(qū)總面積的21.41%（表1）。

艾比湖地區(qū)林地較發(fā)育，有林地主要分布于艾比湖的東北部，面積28.47km2；灌木林地主要分布在博爾塔拉河、精河的河流沿岸、精河鹽場(chǎng)的西側(cè)，面積128.69km2，占研究區(qū)總面積的22.96%。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)精河鹽場(chǎng)西側(cè)的灌木林地為人工種植的防風(fēng)固沙林地。

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艾比湖地區(qū)草地面積149.95km2，占研究區(qū)總面積的7.89%。草地類型有天然草地和其它草地。其它草地主要分布在博爾塔拉河、精河的河流沿岸及河流與艾比湖的交匯區(qū)（沼澤），面積78.62km2，為該區(qū)草地的52.43%；天然草地主要位于西北部博樂市境內(nèi)，面積71.33km2，為該區(qū)草地面積的47.57%。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)河流與艾比湖的交匯區(qū)（沼澤）草地為茂密的蘆葦，河流兩岸及道路兩側(cè)多為雜草地。

艾比湖地區(qū)地表水面積406.72km2，占研究區(qū)面積的21.41%。包括河流水面、湖泊水面和坑塘水面，以湖泊水面為主，為艾比湖水面，面積402.05km2，占該區(qū)地表水面的98.85%，坑塘水面4.45km2，主要分布于河流湖泊交匯區(qū)，河流水面面積只有0.04km2，為精河局部水面變寬處。野外見地表有積水，東部精河流水量較大，蘆葦長(zhǎng)勢(shì)茂盛

3.2 生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

艾比湖地區(qū)生態(tài)環(huán)境因子有荒漠化和濕地2類?；哪l(fā)育沙質(zhì)荒漠化、鹽堿質(zhì)荒漠化和礫漠3個(gè)一級(jí)類，沙質(zhì)荒漠化和鹽堿質(zhì)荒漠化又分為輕中重度三種程度。濕地發(fā)育有自然濕地和人工濕地2個(gè)一級(jí)類，自然濕地包括河流濕地、湖泊濕地和沼澤濕地2個(gè)二級(jí)類，季節(jié)性河流、洪泛濕地、永久性咸水湖、草本沼澤、內(nèi)陸鹽沼5個(gè)三級(jí)類；人工濕地有鹽田、淡水養(yǎng)殖場(chǎng)和農(nóng)用池塘3個(gè)三級(jí)類）。

1.荒漠化遙感調(diào)查現(xiàn)狀

艾比湖地區(qū)荒漠化發(fā)育，遍布全區(qū)，面積920.46km2，占該區(qū)總面積的48.45%。分為沙質(zhì)荒漠化、鹽堿質(zhì)荒漠化和礫漠，以鹽堿質(zhì)荒漠化最發(fā)育（表2）。

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沙質(zhì)荒漠化面積276.3km2，占該區(qū)荒漠化面積的30.02%。劃分為輕度、中度、重度三個(gè)級(jí)別，以輕度沙質(zhì)荒漠化最發(fā)育，面積167.4km2，占沙質(zhì)荒漠化的60.59%，主要位于該區(qū)東南部；其次是中度沙質(zhì)荒漠化，面積99.48km2，占沙質(zhì)荒漠化的36.00%，主要位于博爾塔拉河、精河河口附近；重度沙質(zhì)荒漠化面積僅有9.42km2，占沙質(zhì)荒漠化的3.41%，僅分布于十二鹽場(chǎng)西側(cè)。

鹽堿質(zhì)荒漠化最發(fā)育，遍布全區(qū)，面積625.68km2，占該區(qū)荒漠化面積的67.97%，占重點(diǎn)區(qū)面積的32.93%，劃分為輕度、中度、重度三個(gè)級(jí)別，以重度鹽堿質(zhì)荒漠化最發(fā)育，面積240.03km2，占鹽堿質(zhì)荒漠化的38.36%；其次是輕度鹽堿質(zhì)荒漠化，面積229.71km2，占鹽堿質(zhì)荒漠化的36.71%；中度鹽堿質(zhì)荒漠化面積155.94km2。分布上有向艾比湖程度加重的趨勢(shì)。

研究區(qū)礫漠不發(fā)育，面積僅有18.48km2，占該區(qū)荒漠化面積的2.01%，占該區(qū)面積的0.97%，分布于西北部邊緣。

2.濕地遙感調(diào)查現(xiàn)狀

濕地主要圍繞艾比湖、博爾塔拉河和精河分布，濕地面積462.44km2，占研究區(qū)總面積的24.34%。該區(qū)濕地有自然濕地和人工濕地，以自然濕地最發(fā)育，占濕地面積的97.73%（表3）。自然濕地又分為河流濕地、湖泊濕地和沼澤濕地，不同濕地類型分布區(qū)域不同，河流濕地主要沿河展布，沼澤濕地主要分布于精河和博爾塔拉河與艾比湖的交匯區(qū)。

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河流濕地不發(fā)育，面積11.32km2，占該區(qū)濕地面積的2.45%，分布于博爾塔拉河和精河沿岸。三級(jí)分類有季節(jié)性河流和洪泛濕地，以洪泛濕地最發(fā)育，面積9.11km2，占河流濕地80.42%；季節(jié)性河流，面積2.21km2，主要沿精河分布。

湖泊濕地最發(fā)育，面積402.05km2，占該區(qū)濕地面積的86.94%，為艾比湖濕地，三級(jí)分類為永久性咸水湖。

沼澤濕地較發(fā)育，面積38.59km2，占該區(qū)濕地面積的8.34%，分布于博爾塔拉河、精河與艾比湖交匯區(qū)。三級(jí)分類有草本沼澤和內(nèi)陸鹽沼，以草本沼澤最發(fā)育，面積27.94km2，占沼澤濕地72.40%；內(nèi)陸鹽沼，面積10.65km2，占沼澤濕地的27.80%。

人工濕地不發(fā)育，面積10.48km2，占該區(qū)濕地面積的2.27%，三級(jí)分類有鹽田、淡水養(yǎng)殖場(chǎng)和農(nóng)用池塘，以鹽田為主，占人工濕地的96.28%分布于重點(diǎn)區(qū)中北部精河與艾比湖交匯區(qū)。

四、艾比湖地區(qū)自然資源與生態(tài)環(huán)境變化

4.1 自然資源因子變化特征

對(duì)比2009年“二調(diào)”數(shù)據(jù)，艾比湖地區(qū)自然資源因子的分布面積均呈不同程度的減少趨勢(shì)，林地、草地及地表水3因子的變化程度、變化區(qū)域各不相同（表4）。

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1.林地變化特征

艾比湖地區(qū)2009年林地面積194.44km2，2014年林地面積157.16km2，2009年～2014年5年間林地減少37.28km2，是2009年的19.17%，平均每年減少3.83%。不同類型林地變化不一致，其中有林地增加，位于該區(qū)的東北角艾比湖的東北側(cè)；灌木林地整體減少，主要位于該區(qū)的西南部，但是在艾比湖南岸沼澤區(qū)時(shí)增加的，林地分布變化的區(qū)域主要位于艾比湖南岸，如野外點(diǎn)D269處2009年數(shù)據(jù)為草地，經(jīng)解譯驗(yàn)證為灌木林地（圖2）；野外點(diǎn)D265處2009年數(shù)據(jù)為灌木林地，經(jīng)本次遙感調(diào)查為荒漠化土地，周圍為草地（圖3）

2.草地變化特征

艾比湖地區(qū)2009年草地面積336.34km2，2014年草地面積149.95km2，2009年～2014年5年間草地面積減少186.39km2，是2009年的55.42%，平均每年減少11.08%。不同類型草地變化不一致，其中其它草地增加，天然草地、人工草地大幅度減少，變化的區(qū)域主要位于該區(qū)西南部。其它草地增加的區(qū)域主要位于艾比湖南側(cè)的沼澤，如野外點(diǎn)237處2009年數(shù)據(jù)為荒漠化土地，經(jīng)本次解譯及野外驗(yàn)證為其它草地（蘆葦）（圖4）；天然草地及人工草地減少的區(qū)域主要位于艾比湖西南部，是人類活動(dòng)較密集區(qū)，多為耕地。如野外點(diǎn)227處2009年的數(shù)據(jù)為人工草地，經(jīng)本次解譯及野外驗(yàn)證為耕地（棉花）（圖5）。

3.地表水變化特征

艾比湖地區(qū)2009年地表水面積529.36km2，2014年地表水面積406.72km2，2009年～2014年5年間地表水減少122.64km2，是2009年的23.17%，平均每年減少4.63%。變化的區(qū)域主要位于艾比湖的周緣，表現(xiàn)為艾比湖湖面范圍縮小。

4.2 生態(tài)環(huán)境因子變化特征

對(duì)比2007年《全國(guó)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)成果集成與綜合研究》矢量數(shù)據(jù)，艾比湖地區(qū)生態(tài)環(huán)境因子的分布面積均呈不同程度的增加趨勢(shì)，荒漠化和濕地2因子的變化程度、變化區(qū)域各不相同。

1.荒漠化變化特征

艾比湖地區(qū)2007年荒漠化面積810.58km2，2014年荒漠化面積920.46km2，2007年～2014年7年間荒漠化減少109.88km2，是2007年荒漠化的13.56%，平均每年減少1.94%（表5）。具體變化特征如下：

1）不同類型荒漠化變化不一致，其中沙質(zhì)荒漠化增加36.35km2，是2007年沙質(zhì)荒漠化面積的15.15%；輕中重度沙質(zhì)荒漠化變化不一致，輕度和重度沙質(zhì)荒漠化面積減少，中度沙質(zhì)荒漠化增加。鹽堿質(zhì)荒漠化面積增加86.22km2，是2007年面積的15.98%；輕度和中度鹽堿質(zhì)荒漠化增加，重度鹽堿質(zhì)荒漠化面積減少。礫漠面積減少12.69km2，是2007年礫漠面積的40.71%。

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2）不同區(qū)域荒漠化變化不一致

該區(qū)西南部，荒漠化面積減少，中部艾比湖南岸地區(qū)（重點(diǎn)區(qū)）及艾比湖周緣荒漠化增加，且有向艾比湖強(qiáng)度增加的趨勢(shì)。如野外點(diǎn)269處2009年數(shù)據(jù)天然草地，經(jīng)本次解譯及野外驗(yàn)證該處為灌木林地且已經(jīng)發(fā)生輕度鹽堿質(zhì)荒漠化（圖6）；野外點(diǎn)243處2009年的數(shù)據(jù)為輕度鹽堿質(zhì)荒漠化，經(jīng)本次解譯及野外驗(yàn)證為沼澤草地（圖7）。

2.濕地變化特征

艾比湖地區(qū)2007年濕地面積444.88km2，2014年濕地面積462.44km2，2007年～2014年7年間濕地面積增加122.64km2，是2007年的3.95%，平均每年減少0.56%。不同類型、不同區(qū)域濕地變化不一致（表6）。

1）不同類型濕地變化不一致。自然濕地面積2014年總體增加7.08km2，是2007自然濕地面積的1.5%年，其中河流濕地為本次調(diào)查解譯增加的濕地，面積11.32lm2；湖泊濕地面積減少16.23km2，是2007年湖泊濕地的3.88%；沼澤濕地面積增加11.99km2，是2007年沼澤濕地的45.08%，其中草本沼澤增加27.94km2，內(nèi)陸鹽沼減少15.95km2。人工濕地為2014年解譯增加的濕地，面積10.48km2，類型有鹽田、淡水養(yǎng)殖場(chǎng)和農(nóng)用池塘，其中以鹽田為主，面積10.09km2。

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2）不同區(qū)域濕地變化不一致，變化的區(qū)域主要位于艾比湖的周緣和博爾塔拉河、精河沿岸。艾比湖周緣主要為湖泊濕地的減少，表現(xiàn)為艾比湖湖面范圍縮小。博爾塔拉河、精河沿岸主要為河流濕地的增加，艾比湖南岸河流與湖泊交匯區(qū)域主要為沼澤濕地的變化，表現(xiàn)為草本沼澤的增加（圖7）和內(nèi)陸鹽沼的減少（圖8）。

引起上述現(xiàn)象的原因除了氣候變暖、數(shù)據(jù)時(shí)相等因素以外，人類的活動(dòng)對(duì)該區(qū)的生態(tài)環(huán)境有著較大的影響，艾比湖西南側(cè)大面積的耕地及建筑設(shè)施，使得地表水過量開采（圖9），水位下降、濕地減少，加劇了土地荒漠化的擴(kuò)展。

五、結(jié)論

1.自然資源與生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀特征：艾比湖地區(qū)荒漠化最為發(fā)育，以鹽堿質(zhì)荒漠化為主，近湖處多見鹽堿質(zhì)荒漠化，遠(yuǎn)離艾比湖多為沙質(zhì)荒漠化。其次是濕地，主要位于艾比湖、精河、博爾塔拉河及三者交匯區(qū)。地表水主要為艾比湖湖面，林地以防風(fēng)固沙的灌木林地為主，草地稀疏，地表退化嚴(yán)重，以天然草地和其它草地為主。

2.自然資源和生態(tài)環(huán)境變化特征：通過與前期工作（2007年或2009年）的對(duì)比，艾比湖地區(qū)自然資源因子林地、草地和地表水分布均呈減少的趨勢(shì)，生態(tài)環(huán)境因子荒漠化、濕地分布面積均呈增加的趨勢(shì)；濕地總體面積增加，主要是人工鹽田及解譯精度提高河流濕地增加，湖泊濕地減少。

3.艾比湖地區(qū)的生態(tài)環(huán)境總體是惡化的發(fā)展趨勢(shì)，表現(xiàn)為林地、草地面積減少，湖泊萎縮，荒漠化擴(kuò)張。

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