青海省祁连山地区湿地分布特征分析.doc

青海师范大学生命与地理科学学院本科生毕业论文 目 录摘要1Abstract 21. 概述32.湿地研究进展32.1国内湿地研究进展32.2国外湿地研究进展43.研究区域概况 44. 数据来源和处理分析54.1数据来源54.2数据处理与分析54.2.1研究区域湿地类型54.2.2数据处理54.2.2研究区域湿地分布特征湖泊湿地分布特征河流湿地分布特征沼泽化草甸湿地分布特征75影响湿地分布特征的因素85.1气候因素85.1.1气温因素85.1.2降水因素85.2水文因素95.3地形因素96结论10参考文献11 摘 要 湿地系指天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过 6 m的水域。青海祁连山湿地主要有三种类型：湖泊湿地、沼泽湿地和河流湿地。本文选取2010年8月份青海省祁连山地区遥感影像。以ERDAS和ARCGIS为技术处理平台，为了突出湿地特点，方便目视解译，对所有遥感影像采用5、4、3波段假彩色合成，并将所有假彩色影像镶嵌。通过目视解译，提取青海省祁连山地区湖泊、河流、沼泽化草甸要素绘制成图。对图像分析得出，青海省祁连山地区湖泊湿地主要是以青海湖和哈拉湖为中心的湖群。青海省祁连山地区河流呈辐射格状分布，辐射中心位于托来河和布哈河源头。青海省祁连山地区沼泽化湿地有明显的带状、团状、环状，且集中分布在“五河源头”以及哈拉湖、青海湖周边。根据研究区域湿地分布集中地区与周边地区的气候、水文、地形等要素对比分析各要素对湿地的影响。关键词：祁连山湿地 分布特征 影响因素AbstractWetland refers to wetlands, peatlands, and other water covered areas that the low tide water depth does not exceed 6 meters natural or artificial, permanent or temporary, static or flow, brackish or salty. There are three main types of Qinghai Qilian wetlands: lakes, wetlands, wetlands and rivers, wetlands. This paper extracted some elements and figures about the lakes, rivers, swampy meadow plotted in Qilian Mountains of Qinghai Province. In order to highlight the wetland characteristics and facilitate visual interpretation, this text made use of ERDAS and GIS technology to process of all remote sensing images especially using 5,4,3-band false color to composite and to mosaic false color images. According to the images obtained ，lakes and wetlands distributing in Qinghai Qilian Mountain mainly take Qinghai Lake and the Sahara Lake as the center. As for the rivers, Rivers in Qilian Mountains of Qinghai Province take a radiate - Grid distribution shape around the origin of the Tuolai and Buha River. Swamp in Qilian Mountains of Qinghai Province concentrated around headwater of five rivers and Sahara Lake, as well as Qinghai Lake, take shapes like ribbons, lumps or rings. According to the regional wetland concentrated area and its surrounding areas of climate, hydrology, comparison and analysis of the terrain climate, hydrology, the influence of the wetland terrain.Keywords: wetlands of QilianMountain , distribution characteristics ,influencing factor1. 概述湿地是分布于陆地生态系统和水生生态系统之间，具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统。湿地生态系统是地球表面三大生态系统之一，位于陆地个水体之间，兼具水体、陆地两者的生态功能。能够为人类提供丰富的水资源、生物资源以及旅游资源。同时湿地在涵养水源、净化水质、保护生物多样性、调节气候以及防旱蓄洪方面具有独特的环境功能和生态效益，因此湿地又被称为“地球之肾”。目前对于湿地的定义有很多种，本文采用拉姆萨尔公约中对湿地的定义，即：天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6m的水域l 。目前，湿地的分类国内外有很多中。王飞等(1990) 把我国湿地分为四种类型 ,即沼泽、浅水湖和湖滩,浅水河和河滩、滩涂等2。陆健健曾在 中国湿地 (1990)中按照拉姆萨尔公约确定的湿地定义,将中国湿地分为如下类型: (1)浅海湾及海峡(低潮时水深不超过6 m)；(2)河口、三角洲； (3)小型岛屿；(4)岩石海滩；(5)沙质海滩；(6)潮滩、 泥滩；(7)红树林沼泽海滨；(8)海滨微咸及咸水湖泊和沼泽；(9)盐场; (10)鱼塘、 虾池；(11)河、 溪(流速慢的)；(12河、 溪(流速快的)；(13)河滩沼泽地；(14)淡水湖泊及相邻的沼泽地；(15沼泽地及小型淡水池塘(8ha 以内)；(16)内陆水系盐水湖及相邻的咸水沼泽；(17)水库(人工湖)；(18)季节性淹水草甸、草地；(19)稻田；(20)水浇田、 灌溉田； (21)沼泽树林 ,暂时性淹水林；(22)泥炭沼泽地3,4。青海祁连山地的湿地资源是青藏高原东北部最重要的水汽源。这些水汽汇集地不仅给本地域内的降水系统提供水汽,而且也对周边地区的降水产生重要影响。依据陆健健曾在 中国湿地 (1990)中按照拉姆萨尔公约确定的湿地定义,青海祁连山地的湿地主要包括河流湿地、湖泊湿地和高寒沼泽化草甸。经统计,不包括祁连山西部地区德令哈市和大柴旦行委的湿地,区域内湿地总面积115.10104hm2,占区域内土地总面积的14.32%。2. 湿地研究进展2.1国内湿地研究进展由于湿地在我国研究起步晚,早期的研究主要侧重于沼泽和沿海滩涂,但长期没有将湿地作为一个整体加以综合研究5。我国湿地的研究在许多方面都落后于西欧和北美等发达国家6。近年来，我国湿地开发研究的重点主要集中在湿地功能和效益开发。而在湿地分布的研究上相对较少。目前，马龙、刘闯等人利用MODIS提取湿地数据对三江平原湿地的分布做了研究。李国庆、阚瑷珂利用MODIS卫星的MOD09A1和MOD13Q1数据集的相关数据7，对朗玛峰国家级自然保护区湿地分布做了研究。从整体上看，我国对湿地的研究主要集中在东部沿海地区，对于西部内陆地区的研究较为欠缺。青藏高原湿地研究与湿地生态保护目前刚处与初步探索阶段，位于青藏高原东北部的祁连山地区的湿地研究在国内外鲜有人问津。2.2国外湿地研究进展当前北美湿地研究成果很多，范围也很广，涉及生境特点和效率、生产力、湿地植被的因子分析、湿地损失原因分、湿地生物多样性、湿地开发利用、湿地自然资源保护和管理等方面 ,这些大都是在滨海湿地进行的。欧洲湿地研究所涉及的方面也很广，包括湿地生态系统、湿地在全球变化中的作用、湿地的环境净化功能等方面。总之 ,湿地研究已成为当前国际上生态学、环境科学、地学等的一个新的研究热点 ,人们正试图通过不同的角度对湿地结构、功能、过程、动态等各个方面进行更深入的了解和认识 ,从而找出使湿地的开发和保护相协调的方式。3.研究区域概况祁连山脉位于中国青海省东北部与甘肃省西部边境，由多条西北东南走向的平行山脉和宽谷组成。因位于河西走廊南侧，又名为南山。西端在当金山口与阿尔金山相接；东端至黄河谷地，与秦岭、六盘山相连。长近1000千米。属褶皱断块山。最宽处在酒泉市与柴达木盆地之间，达300千米。自北而南，包括大雪山、托来山、托来南山、野马南山、疏勒南山、党河南山、土尔根达坂山、柴达木山和宗务隆山。山峰多海拔40005000米，最高峰疏勒南山的团结峰海拔5808米。海拔4000米以上的山峰终年积雪，山间谷地也在海拔30003500米之间。本文研究的区域是祁连山在青海境内的部分。（见图1）图1 青海省祁连山地区概况图4.数据来源和处理分析4.1数据来源 本文所选11景云量均低于10%的遥感影像数据为2010年8月Landsat 5 TM卫星遥感数据，均下载自国际科学数据服务平台（/index.htm），卫星遥感数据以及轨道编号详见表1和表2。表1卫星参数介绍卫星成像仪空间分辨率光谱范围 视场宽度波段3: 0.63-0.69Landsat5TM30m波段4: 0.76-0.90185m波段5: 1.55-1.75表2青海省祁连山地区影像轨道号条代号行编号条代号行编号13134132331323413333133341343313434135331333213432135324.2数据处理与分析4.2.1研究区域湿地类型根据全国湿地资源调查与检测技术规程对湿地分类的标准可将青海祁连山地区湿地分为河流、湖泊、沼泽三大类型。按照国家林业局有关湿地资源调查技术问题的说明第四条的规定9，河流湿地不再划分为重点湿地。因此，青海祁连山湿地又分为重点湿地（湖泊湿地和沼泽草甸化湿地）和非重点湿地（河流湿地）。4.2.2数据处理 本文根据研究区域湿地类型，将获取遥感数据以ERDAS和ARCGIS为做技术处理平台，为了突出湖泊、河流、沼泽等水体特征，方便目视解译，对所有遥感数据采用5、4、3波段假彩色合成，并将所有假彩色影像镶嵌。为了突出研究区域，利用GIS在遥感影像上加载研究区域边界，最后裁剪出研究区域遥感图。对镶嵌完成的影像进行人工解译。遥感图像的解译是从遥感影像特征分辨的。影像特征包括色和形两方面，色是指影像的色调、颜色、阴影等，形是指影像的图形特征，如大小、形状、纹理结构、位置、组合等。青海省祁连山地区湿地判读标志见表3。表3青海省祁连山地区湿地解译标志湿地类型 解译标志TM影像湖泊形状不规则，面状黑 色到蓝色不一，一般内部颜色深边缘颜色浅河流河流呈带状分布多为蓝色，几何特征明显沼泽、沼泽化草甸形状不规则，面状分布在湖泊边缘、河流附近颜色呈深绿色、墨绿色、褐色不一。根据以上解译标志，用GIS建立线状、面状图层，提取湖泊、河流、沼泽化草甸湿地要素，绘制成图。（见图2）图2 青海省祁连山区湿地分布图4.2.3研究区域湿地分布特征湖泊湿地分布特征青海祁连山地区面积大于0.02km2 的湖泊有32个，总面积达5077.94km2，其中青海湖面积达4308.40km2占青海祁连山湖泊总面积的84.85%，哈拉湖是青海祁连山第二大湖，面积602.20km2占总面积的11.86%，其他湖泊总面积只占总面积的3.29%并且大多为高原咸水湖。以青海湖为中心的青海湖湖群，分布在青海祁连山东部，属于独立的青海湖水系；以哈拉湖为中心的哈拉湖湖群分布在青海祁连山中西部同属独立的哈拉湖水系。另外，在刚察、天俊、大通河河源、疏勒河河源以及托勒河河源有零星分布。多处于河流谷地，山间小盆地。湖泊水量的补给主要来自河流。河流湿地分布特征据2010年遥感数据显示，研究区域内，长度大于20km的河流有25条，分属青海湖水系、哈拉湖水系、黄河水系、河西走廊内陆水系以及柴达木内陆水系。河流总长度达3338.09km。青海祁连山水系呈辐射格状分布。辐射中心位于北纬38东经99附近的所谓“五河之源”，即托来河（北大河）和布哈河源头。由此沿至毛毛山一线，再沿大通山至青海南山东段一线为内外流域分界线，此线东南侧的黄河支流有大通河，属外流水系；西北侧的黑河、托来河、疏勒河、党河，属河西走廊内陆水系；哈尔腾河、鱼卡河、塔塔棱河、阿让郭勒河，属柴达木的内陆水系；还有青海湖、哈拉湖两个独立的内陆水系。上述各河多发源于高山冰川，冰川融水补给为主，冰川补给比重西部远大于东部。河流水量受冰川融水的补给，表现出年际变化小，而季节变化大。河流丰水期主要集中在冰川消融的季节，每年春夏季河流水量量上涨，冬季水量下降。沼泽化草甸湿地分布特征青海祁连山地区的沼泽化草甸是在寒冷期潮湿的气候条件下形成的, 多分布于湖滨、地下水溢出的冲积、洪积扇的边缘地带、沟谷尾端、河流入湖的三角洲地段;在主支沟汇合处由于开阔平坦,水流成漫散状态, 多为积水地,沟谷源头的谷底,也由于平缓形成坡地径流汇水区与河流两旁的低洼地带均分布有沼泽化草甸10。据2010年遥感数据显示，研究区域内沼泽化草甸湿地面积达1135.19km2.跟据图二分析，青海省祁连山地区的沼泽化湿地有三种分布类型：（1）线状分布，这种类型的沼泽化草甸湿地面积达557.21km2，占研究区域沼泽湿地面积的49.08%。主要沿黑河、大通河、布哈河、疏勒河、托来河分布，大多都分布在河流上游，受地形影响呈线性分布的沼泽化湿地面积较小。（2）团状分布，团状分布的沼泽化草甸湿地集中在“五河之源”即布哈河、大通河、疏勒河、托来河（北大河）以及阳康曲的源头。沼泽化草甸湿地密集，面积496.20km2，占研究区域沼泽化草甸湿地的总面积的43.71%。（3）环状分布，青海省祁连山地区的沼泽化草甸一部分环绕青海湖、哈拉湖，沿湖岸呈环状分布81.78km2。环绕湖泊的沼泽化草甸湿地主要是湖滨呈条带状环绕，还有部分环绕湖泊沼泽化草甸则是由注入湖泊的河流入口的冲积扇形成不连续环湖的湿地。5.影响湿地分布特征的因素沼泽湿地的空间分布格局受气候、水文、地貌等条件的制约,其中相对湿度和年平均降雨量有利于沼泽湿地的形成,而坡度和气温不利于沼泽湿地的形成。青海省祁连山地区湿地的分布受气候、水文、地形因素的影响比较大，在此背景下有独特的分布特征。5.1气候因素5.1.1气温因素 表4 祁连山年、季平均气温距平年代变化 （单位：） 东部 中部 西部 春 夏 秋 冬全年 春 夏 秋 冬全年 春 夏 秋 冬全年20世纪80年代-0.48-0.29-0.06-0.21-0.26-0.43-0.310.080.01-0.17-0.64-0.43-0.02-0.03-0.2720002005年0.670.830.671.040.810.600.970.711.140.840.381.140.810.990.82（数据来源：丁永建，叶伯生，周文娟 .黑河流域过去40a来降水时空分布特征,冰川冻土，1999,21(1),42-48.） 气温是影响高原湿地分布的一个重要的因素。青海省祁连山地区属于青藏高原，地势高，日照时数长气温的昼夜、季节变化大。分布于青海省祁连山地区的湿地，尤其是高寒沼泽化草甸湿地对气温变化的响应是比较明显的。结合表一统计数据及图二分析，在全球变暖的大背景下，祁连山平均气温年际变化总体呈上升趋势11。90年代后夏季东、中、西部气温变化由东到西呈现递增状态；秋季东部和西部变化较中部高；冬季祁连山气温升高最为明显，尤其是中部和西部气温升高变化较大。而湿地，尤其是沼泽化草甸湿地也集中分布在祁连山中部。由此可见，湿地对气温的响应对比较明显的，气温越高的地区湿地越少。5.1.2降水因素 青海祁连山年降水量的分布基本上是有东南方向西北方呈逐渐递减的趋势。受印度洋西南季风的影响青海祁连山水汽主要来源于孟加拉湾9。研究区内干、湿季分明，降水高度集中，5-9月降水量占年降水量的83%92%其余各月降水量只占8%17%，所占比例极少。 表5 雨季起始时间及雨量占年降水量百分率 %站名雨季开始雨季结束百分率托勒5月下旬9月下旬86.3野牛沟5月中旬9月下旬85.4祁连5月中旬9月下旬87.0门源5月中旬10月上旬84.0（数据来源：青海祁连山自然保护区科学考察集） 由于祁连山地处内陆腹地，不但受东南季风输送来的暖湿气流影响，而且还受西风环流带来的大西洋冷湿气流的影响，在盛夏期间一定程度上还受到翻越青藏高原的印度洋暖湿气团的影响，水汽来源较为复杂，加上山区夏季对流性降水的影响，使得祁连山降水的年际变化较大11-12。高原降水的特征决定了青海祁连山湿地的季节性变化明显，夏季湿地水量补充多，绿草茵茵，冬季百草枯黄。春夏秋三季冰雪消融，水草颇丰，冬季一片冰封。湿地的面积也随季节的更替而变化。春季开始扩张夏季达到最大值，秋季开始萎缩冬季则达到最小值。5.2水文因素从图二中可以看出研究区域内，河流湿地是沿河流的走向呈带状分布，主要分布在黑河、大通河、疏勒河以及布哈河等河流两岸，水分补给也靠河水补充。沼泽化草甸湿地则呈带状、团状、环状分布。带状沼泽化草甸是沿河流分布；团状沼泽化草地主要分布在黑河、大通河、疏勒河以及布哈河等河流河源地。水分补给主要来源于冰川融水和地下水；环状沼泽化草地主要分布在青海湖、哈拉湖周围。由于研究区域内的水分来源（降水和冰雪融水）有明显的季节性，因此影响研究区域内湿地的水文因素也有明显的季节性变化。湿地面积也有萎缩期和扩张期，即：春季冰雪消融，补给河流、湖泊和沼泽水分，湿地面积开始扩张；夏季印度洋暖气团携带的水分抵达研究区域，降水增多，冰川融水和降水同时补给湿地水量。9月份之后，降水逐渐减少，湿地，尤其是沼泽湿地面积开始萎缩冬季末萎缩面积达到最大值。5.3地形因素 青海省祁连山地区包括了不同的地貌单元，自南向北依次是：柴达木盆地、祁连山地。祁连山地有一系列山地、盆地、谷地组成。如疏勒党河谷地、哈拉湖谷地、布哈河谷地、柴达木北部盆地、青海湖盆地、祁连山地等。黑河、大通河、疏勒河、布哈河等几条大河都呈西北东南走向。结合图2 和图3分析，青海省祁连山地区山峰耸立，沟壑密布，地形起伏大，支离破碎。湿地都集中分布在地势地坪的山间盆地、河流谷地以及河流冲积扇。由此可见，地形的起伏、坡度、高程等都会对湿地的分布产生影响。图3 青海省祁连山地区地貌图6. 结论青海省祁连山地区湿地主要有湖泊湿地、河流湿地和沼泽化草甸湿地。