洪泛区湿地水面积遥感监测新方法研究——以向海自然保护区为例

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第38卷第1期东北师大学报(自然科学版)Vo1．38No．12006年3月JoumNofNortheakstNormalUniversity(NaturalScienceEdition)March2OO6[文章编号】1000—183212006)01—010806洪泛区湿地水面积遥感监测新方法研究以向海自然保护区为例何春光，崔丽娟2，石川忠晴3，盛连喜(1．东北师范大学湿地生态与植被恢复重点实验室，吉林长春130024；2．中国林业科学院湿地研究中心，北京100091；3．东京工业大

2、学大学院综合理工学研究科，东京226—8502)[摘要]洪泛区湿地不仅具有区域洪水调蓄的生态功能，而且为各类珍稀濒危水禽提供重要的栖息生境．因此，如何能够突破传统的观测手段，运用更新、更快、更准确的手段，对洪泛区湿地水面积进行测算，从而为决策者制定相应的政策提供科学的依据成为当前湿地监测方法研究的一个重点．利用美国陆地卫星影像(Landsat—TM)数据，通过建立一种简单有效的湿地水面积信息提取指数，提取了霍林河下游洪泛区湿地的水面分布信息．结合地面常规观测获取的向海水库的水面积，验证了该指数的可靠性．结果显示了该指数在湿地水面积

3、定量测算中的技术优势，为洪泛区湿地水资源的监测评价与可持续利用，以及湿地水禽生境的管理和保护，提供了更可靠的技术保证．[关键词]洪泛区湿地；水面积；遥感监测；新方法；向海自然保护区[中图分类号]x87[学科代码】610·3040[文献标识码]AO引言运用卫星遥感技术进行湿地水面积动态监测，有着快速、同步对比和实时性等优势．特别是在洪水发生期，利用遥感手段能够非常迅速地对水量、水位进行风险评估，以做出果断准确的决策【卜21．利用资源卫星图像研究湿地水动态是湿地水资源信息研究的新途径，也是对湿地本身动态演化过程监测的新方法．卫星遥感影

4、像数据，与有关地面实测数据结合，可以定量反演出湿地水资源量等信息_3_．．洪泛区湿地受洪水的影响非常显著，是一个不断变化的动态系统，常因洪水的作用改变微地形，进而改变湿地的结构，影响湿地生存的水禽[6-7J．卫星遥感图像能适时地将洪水淹没区及其周围生态环境的变化信息反映出来，为相关部门制定政策和图1研究区的地理位置措施提供依据．[收稿日期】200511．25[基金项目】国家自然科学基金资助项目(50139020，30270275)．【作者筒介】何春光(1972一)，男，博士研究生，讲师，主要从事湿她生态学、保护生物学研究；盛连喜(

5、1952一)，男，博士，教授。博士研究生导师，主要从事环境生态学研究，维普资讯http://www.cqvip.com第l期何春光，等：洪泛区湿地水面积遥感监测新方法研究1091研究区及遥感数据研究区位于中国东北吉林省与内蒙古自治区交界处的向海国家级自然保护区的南部(见图1)．向海自然保护区总面积为105477hm2，地理位置为：北纬44。50’-45。19’，东经122。05’～12235’．保护区建立于1981年，主要目的是为了保护珍稀濒危物种丹顶鹤及其他水禽的栖息地．1992年，它被列人《国际重要湿地名录》，同年被世界野生生

6、物基金会(wwF)~tt准为具有国际重要意义的A级自然保护区，1993年，被中国人与生物圈委员会列入“生物圈保护区网络”L8J．向海湿地的水源主要来自于霍林河．霍林河发源于大兴安岭的南坡，流经内蒙古自治区进入吉林省的西部，全长约590km，流域面积约32800km2．当它流入向海自然保护区时，由于地势平坦，发生漫流，形成“无尾河”．周期性泛滥的洪水滋养了大面积的湿地，积水较浅，适于芦苇等水生植物的生存，为丹顶鹤等水禽提供了非常适宜的繁殖生境l9]．本研究主要选择保护区南部丹顶鹤核心区为主要研究区，总面积为384．图2显示了霍林河月

7、平均流量的变化情况(吐列毛都水文站)，同时该图也显示了研究区的月平均降雨量及月平均气温的动态变化．30从图2可以看出：随着7月份降雨量出现峰值甚之后，霍林河的月平均流量在8月份出现一个o懿＼大的峰值，另一个峰值出现在4月份，主要是一30由春季霍林河上游大兴安岭地区的溶雪水造成的．降雨量的季节分配明显，主要集中在夏60季．该区的年平均气温为5．4℃，年平均降雨量为370．6miYl，为中国的半干旱地区．为了能够从时相的纵向进行全面综合的对比分析，本研究选择了11景无明显云量的图2研究区的水文与气象数据影像．表1为数据列表，其中7景为

8、1998-1999年问的，因为1998年8月，霍林河流域发生了百年未遇的大洪水，湿地水面积变化较大．表1陆地卫星影像数据列表2数据处理方法为了在研究分析中对图像数据进行纵向比较，对以上数据进行了标准化处理．主要方法为：利用Fortran语言编写的数