论文总字数：6762字

摘 要

洪泽湖湿地物种丰富，具有改善水质、调节径流、调节小气候、保护生物多样性的功能。但由于受到人类活动的影响，近年来洪泽湖湿地的天然湿地功能在减弱。本文利用GIS技术，对两个年份的湿地结构进行对比研究。结果表明：洪泽湖湿地的结构组成和生态功能受到了人类活动的很大影响，沼泽及敞水区减少，养殖场及耕地面积增加，湿地景观破碎程度增加。基于这一研究发现，继而探索洪泽湖湿地存在的生态环境问题以及相应的对策和建议。

关键词：洪泽湖湿地，地理信息系统，结构变化，湿地生态问题，对策

Abstract：Hongze Lake wetland is rich in species, and has the functions of improving water quality, regulating runoff, regulating microclimate and protecting biodiversity. However, due to the influence of human activities, the natural wetland function of Hongze Lake wetland has been weakened in recent years. In this paper, we use GIS technology to compare the wetland structure in two years. The results show that the structure and ecological function of Hongze Lake wetland have been greatly influenced by human activities, the swamps and open water areas are reduced, the area of farm and cultivated land is increased, and the fragmentation of wetland landscape is increased. Based on this study, we can find out the ecological environment problems of Hongze Lake Wetland and the corresponding countermeasures and suggestions.

Keywords：Hongze Lake Wetland, GIS, structural changes, ecological problems of wetland, countermeasure

目录

1 前言 4

2 洪泽湖湿地结构变化研究 4

2.1 洪泽湖湿地概况 4

2.2 数据获取及处理 4

2.3 数据分析 5

3 洪泽湖湿地结构变化背后的原因 6

4 洪泽湖湿地存在的生态环境问题 6

4.1 湖水面积减少，湿地面积萎缩 6

4.2 湖水水质恶化 7

4.3 生物多样性降低 7

4.4 外来物种入侵 7

4.5 自然湿地退化 8

5 对策和建议 8

5.1 退耕还湖 8

5.2 加强管理 8

5.3 完善湿地保护法律法规 8

5.4 技术跟进 9

5.5 加强宣传教育 9

结语 10

参考文献 11

致谢 12

1 前言

湿地是指地表过湿或经常积水，生长湿地生物的地区，是陆地和水体之间的过渡地带。湿地具有改善水质、调节径流、调节小气候、保护生物多样性的功能，对全球气候变化、国民经济建设、可持续发展、生态环境保护等有重要意义，具有极高的科研价值[^[1]]。虽然湿地面积只有地球表面面积的6%，却养育着全球20%的物种，有着“地球之肾”的美誉。湿地生态系统是由湿地植物、栖息于湿地的动物和微生物以及其环境组成的统一整体。湿地生态系统与海洋生态系统、森林生态系统并称为地球三大生态系统[^[2]]。除此之外，湿地生态系统还具有敏感性和脆弱性，极易受到自然灾害和人类活动的影响。洪泽湖湿地作为我国重要湿地之一，具有保护生物多样性、调节径流量、讲解水体污染等功能，集生态与科研价值于一体[^[3]]。研究洪泽湖湿地存在的问题和对策，对洪泽湖湿地生态环境改善具有重要意义。本文在前人研究的基础上结合GIS技术以及景观生态学原理对洪泽湖湿地的景观变化以及存在的问题和解决措施进行了进一步探索。

2 洪泽湖湿地结构变化研究

湿地结构的变化受到自然环境和社会活动的双重影响，它能够反映一个地区的生态系统构成及发展路线。湿地结构变化能够从湿地各组成部分在分布和面积上的变化探索出来。本文利用GIS技术，对洪泽湖湿地敞水区、养殖场和植被三个组成部分在2005年和2010年的分布以及面积变化进行对比研究。

2.1 洪泽湖湿地概况

洪泽湖地处北纬33°6′~33°40′，东经118°10′~118°52′之间，面积1597㎞²，周边高，中部低，形状非常不规则，平均水深在1.9m左右。湿地分布广泛，连接成片[^[4]]。水域部分由成子湖湾、溧河湖湾和淮河湖湾组成，属于黄淮平原内陆淡水湿地类型。洪泽湖地区的气候为季风性气候，降水丰富。洪泽湖湿地动植物种类丰富，很好地调节了周边的水环境质量。近年来，由于人类活动的干扰强度增加，加之不合理的围垦及养殖围捕，使得洪泽湖湿地面积减少，自然湿地功能下降。

2.2 数据获取及处理

（1）本次研究所采用的数据为2010年、2015年两个年份的洪泽湖湿地Landsat8影像。

（2）数据校正。采用高斯克吕格投影和控制点校正方法，进行影像几何校正。坐标转换时精度控制在0.4个像元[^[5]]。

（3）影像增强。对研究区各类影像进行适当的增强，如图像光谱、对比拉伸和主成分变换等。

（4）解译和分类。本文选取洪泽湖湿地景观中的三个主要景观（敞水区、植被和养殖场）为主要研究对象。利用Envi软件对校正和增强过后的TM3、TM4和TM6影像进行假彩色合成处理，结合实地地物采样对比和查阅相关规划图、地貌分区图等，使用遥感图像地物分类理论实现各类地物的解译和分析[^[6]]。

（6）成图如图1所示。

图 1 洪泽湖湿地分类图

1. 经提取后的敞水区、植被和养殖场信息如表1所示

表 1 洪泽湖湿地类型的面积变化

景观类型	面积/㎞²		面积变化/㎞²
	2010年	2015年
敞水区	964.85	895.64	-69.31
养殖场	312.41	368.21	55.80
植被	96.36	77.52	-18.84

2.3 数据分析

（1）2010年至2015年间，养殖场的面积、景观碎片数量和密度大大增加，这是因为洪泽湖沿岸的滩涂受到人为的围垦，一部分原本的水域和沼泽地区被开垦为养殖场。由于这种围垦活动的加剧，洪泽湖湿地的自然湿地面积大大的减少，加速了自然湿地向人工湿地转化的过程，生态系统受到破坏，呈退化趋势。自然湿地面积减少、生态系统退化也导致洪泽湖湿地地区物种多样性的减少。生态系统的抗干扰能力受到削弱。

1. 敞水区面积减少，且被隔离出许多碎片状区域。这与围湖养殖、道路和水库建设有关。
2. 植被面积减少，范围由周边向内萎缩。

3 洪泽湖湿地结构变化背后的原因

洪泽湖湿地结构变化背后的原因很多。其中的主要原因有：

1. 沿岸居民的人类活动的干扰。由于沿岸居民在洪泽湖湿地大规模的围网、围栏养殖以及过度捕捞，导致水草量减少。大面积的水生物受到破坏，影响了野生动植物生长和栖息繁殖[^[7]]。大面积的天然湿地由于人类活动的影响，在向人工湿地转化，洪泽湖湿地的天然湿地功能在慢慢丧失。
2. 另外，由于人为对洪泽湖水位的干预，导致洪泽湖的水位变化很不稳定。这种不稳定破坏了湿地原有的动植物结构，湿地的生物多样性降低，也会导致外来物种的入侵。例如水花生的入侵[^[8]]，导致大量本土物种消失，水质恶化，滋生病原体，影响人类健康。

4 洪泽湖湿地存在的生态环境问题

研究洪泽湖湿地在2010年至2015年间的结构组成变化，我们可以发现，洪泽湖湿地系统存在许许多多的生态环境问题，透过结构变化发现洪泽湖湿地的生态环境问题，是本次研究的重要目的之一。

4.1 湖水面积减少，湿地面积萎缩

水位相同的情况下，2015比2010年的敞水区面积减少了-69.31㎞²，面积减少的幅度非常之大。曾经的洪泽湖有“四岗三洼”组成，有着“天鹅形”湿地的美誉。如今由于过度的围网、围栏养殖，恳湖养殖，安河洼消亡，在图中已经很难发现。洪泽湖湿地的形态也变为了“老鹰形”，出现了“大瘦身”的现象。湿地是水区到陆面的过度地带，具有改善水质、调节径流、调节小气候、保护生物多样性的功能，对全球气候变化、国民经济建设、可持续发展、生态环境保护等有重要意义，具有极高的科研价值[^[9]]。湖水面积减少，湿地面积面积萎缩，使得洪泽湖的湿地生态功能减弱，生态系统更加脆弱。近年来，国家颁发了“退耕还林，退田还湖”的政策，洪泽湖地区也积极的在响应国家的湿地治理政策，但长期以来造成的影响在短时间内依然存在，较难彻底解决。

4.2 湖水水质恶化

围湖养殖和附近的农业活动，使得大面积的湿地植被受到破坏，如芦苇、菹草等原声原生湿地植物的种类和数量在不断减少。这造成了洪泽湖的湖水抗污染能力下降。同时，淮河水系沿岸的淮南和蚌埠以及洪泽湖附近的盱眙和洪泽的生活和工业用水没有经过适当的处理排入湖中，造成了洪泽湖湖水污染源的加剧。自净能力的下降和污染源的加剧，使得水体富营养化，渐渐从“草型湖”转变为“藻型湖”，经常出现突发性水污染事件，如蓝藻灾害发生频率增加。城区供水系统也因此受到影响。

4.3 生物多样性降低

水质污染及水草破坏，导致水生生物以及鸟类和野生鱼类的生长繁殖遭到威胁，湿地生态系统受到破坏，湿地资源退化，生物多样性降低。近年来，周边人口增加的同时，生活及经济需求增加，这使得洪泽湖地区的捕捞强度渐渐脱离控制。电鱼、拦河捕鱼、毒鱼、炸河捕鱼等极具破坏性的捕捞行为越来越多[^[10]]。这严重破坏了湿地生物的生长繁殖，违背了生态捕捞的原则。据统计，现今同样面积的生物数量仅为1980年的三分之一，鱼类结构也逐渐单一，定居以及常年生鱼类数量减少，敞水鱼和短周期生鱼类增多。生物多样性以及生态环境岌岌可危。

4.4 外来物种入侵

由于季风气候加之人工调控的影响，洪泽湖的水位变化不稳定，从而影响了湿地水生植物的发育以及湿地生态系统内部优势植物的生长分布。多年生物种向生长周期短的物种演替，陆地生态系统中的物种向湿地生态系统中蔓延。同时湿地面积退化、湖水水质恶化以及生物多样性的降低也为生物物种入侵创造了有利条件。例如，在洪泽湖蔓延的水花生就是生物入侵的案例之一[^[11]]，水花生的暴力生长限制了土著生物的生长繁殖，生物群落的多样性低。同时水质也会因为因为水花生的腐烂受到影响，造成生活用水中病原体增多。

4.5 自然湿地退化

从图1中我们可以看出，景观的破碎程度在增加，这主要是因为人类活动的影响，如修建水库和公路、围湖养殖、耕地开发等。这造成了大量自然湿地向人工湿地转化，湿地形态由块状转变为碎片状。人工湿地虽然也具有一定的湿地功能，但是和自然湿地相比，生态功能相差很大。这在一定程度上造自然湿地功能的退化。

5 对策和建议

通过GIS图像分析与湿地组成部分的前后面积对比，发现了洪泽湖存在的生态环境问题，洪泽湖湿地作为我国重要湿地之一，具有保护生物多样性、调节径流量、降解水体污染等功能，集生态与科研价值于一体，为了更好地保护湿地，我提出以下几点建议。

5.1 退耕还湖

（1）退耕还湖。通过科学的分析与评价，规划好洪泽湖湿地的开发利用程度，对不合理的开发采取退耕还湖的方法，增强洪泽湖湿地的蓄水能力。在国家“退耕还湖”的政策指导下，制定可行的、科学的湿地修复计划。

5.2 加强管理

严格控制流入洪泽湖的水流质量，对上游以及周边的工厂和生活排污加强监督管理，建设水质监测系统，从污染源解决水质污染问题，渐渐恢复洪泽湖湿地的良好生态环境。江苏与湿地保护有关的政府部门在数量和体系上依然不足，部分县乡级政府缺少湿地保护的对口部门。湿地保护的相关性人才数量不足，部分湿地保护部门专业性工作人员缺乏。因此健全湿地保护的政府部门体系，加大湿地保护相关人才培养和引进力度，是加强洪泽湖湿地管理的基础。

5.3 完善湿地保护法律法规

有关湿地保护的法律法规尚不健全，国家现有的环保法、土地法等缺乏针对性与系统性。因此，湿地保护相关的问题和案件经常出现无法可依、法条交叉冲突的现象。因此提高湿地保护的法律地位，制定系统的、针对性的湿地保护法律法规，是湿地保护的重要保障。

5.4 技术跟进

建立洪泽湖生物多样性信息监测系统，在信息技术的支持下，对生物多样性数据进行监测与管理，以便管理者对洪泽湖生态多样性保护及可持续发展做出科学合理的决策。技术的研发与跟进，也需要政府资金投入的大力支持，以此来保证人才的培养和技术项目的研究和湿地保护技术的提高。在人才培养和技术研发的同时，也要加强与国际湿地保护的组织或政府的沟通交流，向湿地保护起步较早的国家学习湿地保护的先进技术。

5.5 加强宣传教育

提高群众对湿地价值和功能的认识，使人们懂得保护湿地就是在保护自己的利益，是有利于生态环境和子孙后代的好事，从而增强人们保护湿地的意识。加强普法宣传和教育，有法可依的同时也使人们知法懂法，提高大家保护湿地的法律意识。

结语

利用GIS技术，对洪泽湖在两个不同时期的敞水区、植被、养殖场分布和面积进行制图和信息提取，结合实际考察，探索出了洪泽湖湿地存在湖水面积缩减、湖水水质恶化、生物多样性降低和外来物质入侵等种种问题，基于这些问题，完善相应法律法规、提高技术水平、加强管理和科学退耕等解决方案可以较好地解决。本次研究将实地考察与GIS技术进行了很好地结合，这也是将来探索各类地理问题的基础方法之一。

参考文献

[1] 李建平,张柏,张冷,等.湿地遥感监测研究现状与展望[J].地理科学进展,2007,26(1):33-43.

[2]崔延松.浅议洪泽湖研究的方法和方向[J].江苏水力,2007,11(1):46-47.

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