全 文 ：　 　 倡 中国科学院重大知识创新项目（KZCX２唱SW唱４１５）资助
收稿日期 ：２００６唱０４唱２９ 　 改回日期 ：２００６唱０７唱２８
洞庭湖区湿地景观变化分析 倡
梁守真１ 　李仁东２ 　许国鹏２
（１畅 辽宁工程技术大学 　 阜新 　 １２３０００ ；２畅 中国科学院测量与地球物理研究所 　 武汉 　 ４３００７７）
摘 　 要 　 洞庭湖湿地是我国最重要湿地系统之一 ，具有多方面功能和价值 ，主要由河流 、湖泊 、水田 、沼泽 、滩地 、库
塘等几种类型组成 。 本文利用 １９８０年 、１９９０年 、２０００ 年 ３ 个时段的 Landsat MSS和 TM 影像及 GIS 技术对洞庭湖
区湿地景观变化进行研究 。 结果表明 ，洞庭湖区湿地总面积呈减少趋势 ，人工湿地面积有所增加 ，自然湿地面积减
少 ，其中湖泊面积减少最多 。 这是人类和自然共同作用的结果 ，其中人类对湿地的改造是导致变化的主要原因 ，但
洞庭湖的泥沙淤积是湖泊面积减少的根本原因 。 湿地景观的改变导致该区生态环境质量下降 ，生态功能退化 。
关键词 　 湿地 　 洞庭湖区 　 景观变化 　 生态功能
Changes in wetland landscape in Dongting Lake area ．LIANG Shou唱Zhen１ ，LI Ren唱Dong２ ，XU Guo唱Peng２ （１ ．Liaoning
Technical University ，Fuxin １２３０００ ，China ；２ ．Institu te of Geodesy and Geophysics ，Chinese Academ y of Sciences ，Wuhan
４３００７７ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（６） ：１７１ ～ １７４
Abstract 　 Dongting Lake wetland is one of the most important wetland systems in China ，consisting of rivers ，lakes ，paddy
fields ，bottomlands ，swamps ，reservoirs and ponds w ith high levels of complexity and diversity in function and value ．Based
on GIS technique and Landsat images for three distinct periods ，１９８０ ，１９９０ and ２０００ ，the wetland landscape changes in
Dongting Lake area were analyzed ．Results show that overall decrease in the wetland area ，with specific increases in artifi唱
cial wetlands and decreases in natural wetlands ．Lake area decrease is the highest in all natural wetlands ，and mutual con唱
versions among the wetland systems exist ．The change reveals the outcome of man摧s interactions with nature ，the effect of
man on wetlands being the most important facto r of change ．Degradation of environmental quality and ecological function
in Dongting Lake area is at tributed to changes in the wetland landscapes ．
Key words 　 Wetland ，Dongting Lake area ，Landscape change ，Ecological function
（Received April ２９ ，２００６ ；revised July ２８ ，２００６）
湿地是指不问其为天然或人工 、长久或暂时之沼泽地 、湿原 、泥炭地或水域地带 ，带有或静止或流动 、或
为淡水 、半咸水或咸水水体者 ，包括低潮时水深不超过 ６m的水域［１］ 。 湿地生态系统是全球价值最高的生态
系统 ，它与森林 、海洋并称为全球三大生态系统 ，兼有水域和陆地生态系统的特点 ，具有维持生物多样性 、蓄
洪防旱 、降解污染 、调节气候 、防止自然灾害的功能 。 它对一个地区 、一个国家乃至全球经济发展和人类生
态环境都有重要意义 。 洞庭湖区是一个典型的湖泊湿地生态系统 ，由于受自然环境和人类的影响 ，该区湿
地景观发生了很大变化 。 景观的变化是景观内部各种矛盾与外部作用力相互作用的结果与表现 ，是景观从
一种状态到另一种状态的转变过程 。 研究景观变化就是要研究景观在时间和空间上的结构与量的变化以
及景观变化的趋势［２］ 。 本文利用 １９８０ 年 、１９９０ 年 、２０００ 年 ３ 个时段的 Landsat MSS 和 TM 影像 ，对洞庭湖
区湿地景观变化进行研究 ，以探讨其变化的原因和趋势 ，为更好地开发 、保护和利用洞庭湖湿地资源提供
参考 。
1 　 研究区概况与研究方法
洞庭湖区位于长江中游荆江南岸 ，跨湘 、鄂两省 ，介于北纬 ２８°１０′ ～ ３０°２３′ ，东经 １１０°４０′ ～ １１３°４５′ 。 洞
庭湖是我国第二大淡水湖泊 ，其北连长江 ，南接湘 、资 、沅 、 ４ 水 ，有“容纳四水”之称 ，是一座巨大的天然蓄
水库 。 本研究选取的洞庭湖区范围包括湖南省的岳阳市 、岳阳县 、华容县 、沅江市 、南县 、湘阴县 、汨罗市 、益
阳县 、益阳市 、安乡县 、汉寿县 、 县 、常德市 、津市市及湖北省的石首市 、公安县和松滋县等 １７ 个县市 ，总面
第 １５卷第 ６ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．６
２ ０ ０ ７年 １ １月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Nov ．，　 ２００７
积 ２８７３７km２ ，其中湖南省 ２２８７５km２ ，湖北省 ５８６２km２ 。 该区地势低平 ，以平原为主 ，西 、南 、东三面高 ，中部
和北部低 ，呈碟形盆地圈带状立体景观结构的特征 ；洞庭湖区气候温和湿润 ，光热充足 。 其独特的地理环境
和气候条件适于大量不同种类的野生动植物生长 、繁殖 ，生物呈现多样性特征［３］ 。 该区湿地面积大 ，遍布湖
区各个县市 ，大致可分为 ３ 大类型 ：一是湖盆中心敞水带 ，即低水位时小于 ２m 的浅水域 ，包括湖泊 、水库坑
塘 、河沟渠等 ；二是滨湖季节性淹没带 ，主要以洪水期被淹没 、枯水季节出露的河湖洲滩为主 ；三是湖区外环
渍水低地带 ，以渍害低田为主 ，外加部分沼泽地［４］ 。 洞庭湖区湿地是亚热带内陆湿地的典型代表 ，是全球
２００ 个重要生态区域之一 ，是中国自 １９９２ 年正式加入枟国际湿地公约枠以来被列入“国际重要湿地名录”的 ７
处湿地之一 。 洞庭湖湿地对长江有极其重要的洪水调蓄作用 ，是调蓄长江中游洪水径流 、维系长江中游地
区江湖水量交换和泥沙淤积平衡的重要地区 。
本研究的空间数据基础是中国资源与环境数据库 ，利用 １９８０ 年 Landsat MSS 、１９９０ 年和 ２０００ 年的
Landsat T M ３ 个时期的图像数据进行分析 。 利用 ENVI 软件对 TM 和 MSS 影像进行图像预处理 ，完成大
气辐射校正 、几何精校正 、图像增强等工作 ，为影像加载 Albers Conical Equal Area投影 ，采用 Krasovsky 椭球
体和基准面 。
图 1 　 工作流程图
Fig ．１ 　 The flow chart of study
根据洞庭湖区湿地特点 ，综合考虑湿地的水文 、生态及植
物群落等要素 ，将湿地分为湖泊 、河流 、滩地（包括芦苇） 、沼泽
地 、水田 、水库坑塘 ６ 类 ，此外 ，为研究湿地的转移情况 ，还划
分出旱地 、林地 、草地 、建设用地等几种土地类型 。 在分类过
程中 ，参考了地形图 、区域专题研究资料与图件等其他资料 ，
采用人机交互分类 ，经过考察验证 ，分类结果精度达到 ９０ ％ 以
上 ，满足本分析研究的要求 。 在 ArcGIS ８畅３ 平台上 ，利用其强
大的分析功能 ，统计各时期湿地斑块属性数据 ，然后将 ３ 个时
期的图形相互叠加 ，获取相应的变化数据 ，进行转移变化分
析 。 其工作流程见图 １ 。
2 　 结果与分析
2畅1 　湿地景观变化
景观变化首先体现在景观结构的变化 ，经统计表明 ，２０ 年
中湖区湿地景观在整体构成上变化很小 ，仍以水田和湖泊为主
（８０ ％ 以上） ，人工湿地（水田 、水库坑塘）所占比重明显高于自然
湿地 ；水田在前 １０ 年有所增加 ，但后 １０ 年有所减少 ；水库坑塘
在面积和比重上都在逐渐增加 。 而自然湿地比重在逐渐减小 ，其中湖泊面积减少最为明显 。 这充分表明人
类活动对湿地的影响逐渐增强（表 １） 。
表 1 　 1980 年 ～ 2000 年洞庭湖区湿地面积净变化
Tab ．１ 　 Net area changes of wetland from １９８０ to ２０００ in Dongting Lake area
年份
Year
项 　 目
I tem
水田
Paddy field
河流
River
湖泊
Lake
库塘
Reserv oir and pond
滩地
Bo tt omland
沼泽地
Sw am p
总计
To tal
１９８０ ～ １９９０ 面积／hm ２ １３８１２畅５０ － ２４９畅３０ － ２６０６５畅２０ ８４６０畅７０ － １６５畅９０ ４５１７畅８０ ３１０畅６０
变化率 倡 ／ ％ １畅０７ － ０畅２７ － １１畅３６ ８畅６９ － ０畅１８ ５畅７８ ０畅０１７
１９９０ ～ ２０００ 面积／hm ２ － ２０４４畅９０ － ８６８畅５０ － ３２３０畅７０ ４４３畅４０ ２９２９畅７０ ８６６畅２０ － １９０４畅８０
变化率／ ％ － ０畅１６ － ０畅９５ － １畅４１ ０畅４６ ３畅２６ ０畅１１ ０畅１０
　 　 倡 变化率 ＝ 变化面积 ／开始时间某景观类型面积 × １００ ％ 。
　 　 从面积变化而言 ，研究区湿地景观面积在前 １０ 年有所增加 ，但 ２０ 年来湖区湿地面积减少 １５９４畅２hm２ 。
１９８０ 年 ～ １９９０ 年这一时期内 ，水田 、水库坑塘以及沼泽地面积增加 ，水田增加最多 ，达 １３８１２畅５hm２ ，湖泊 、河
流 、滩地呈减少趋势 ，其中湖泊减少量达 ２６０６５畅２hm２ 。 湖泊面积的减少一方面是由于围湖造田所致 ，同时也
造就了水田面积的增加 ，另一方面是由泥沙淤积造成 。 据统计 ，１９８１ 年 ～ １９９０ 年洞庭湖平均每年泥沙淤积
量达 ７６４７ 万 m３ ［５］ 。 正是因为泥沙的淤积才导致了湖泊的围垦 ，洞庭湖的兴衰应该说是取决于泥沙淤积及
其构造变动 。 但人类的改造使湿地类型发生了改变 ，自然湿地转为人工湿地 。 人工湿地大量增加而自然湿
地大量减少是本时期湿地景观变化的总体特征 。 １９９０ 年 ～ ２０００ 年间 ，湖泊 、水田和河流面积减少 ，其他湿
１７２　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
地类型面积都有所增加 ，但湿地景观总面积仍在减少 。 相对前 １０ 年洞庭湖区湖泊面积减少程度要小 ，这和
１９９８ 年大洪水过后 ，国家积极推行“退田还湖”政策有关 ，河流面积减少与泥沙淤积有关 ，说明泥沙淤积是洞
庭湖区自然湿地面积萎缩的根本原因 。 作为人工湿地的水库 、坑塘面积仍在不断增加 ，这主要是受经济利
益的驱动所致 ，挖田养鱼现象极为普遍 。 “退田还湖”政策也促进了库塘面积的增加 ，据实地考查发现 ，许多
地方为完成国家“退田还湖”指标 ，仅仅将农田开挖为鱼塘 ，而实际上围湖的情况仍然存在 ，再加上泥沙的持
续淤积 ，因此本时期湖泊面积仍在减少 。
2畅2 　 湿地景观转移分析
表 2 　 湿地景观与其他土地类型的转换
Tab ．２ 　 The conversion between wetland landscape and other land types
１９８０ 图斑号
Pa tch code
in １９８０
１９９０ 图斑号
Patch code
in １９９０
变化面积 ／hm ２
Change area
注
Annota tion
１９９０ 图斑号
Patch code
in １９９０
２０００ 图斑号
Patch code
in ２０００
变化面积 ／hm ２
Change area
注
Annota tion
１２ １１ １１畅３ 旱地变水田 １１ ４１ １７畅７ 水田变河流
４２ １１ ２３０２０畅３ 湖泊变水田 １１ ４２ １０２３畅７ 水田变湖泊
４３ １１ ５４３８畅５ 库塘变水田 １１ ４３ １９６８畅２ 水田变坑塘
４４ １１ ５３４畅９ 滩地变水田 １１ ４４ １６畅５ 水田变滩地
６０ １１ ５８畅５ 沼泽地变水田 １１ ５０ １３９７畅３ 水田变建设地
４１ １２ ２０１畅４ 河流变旱地 １２ ４３ ５７５畅３ 旱地变坑塘
４２ １２ １５畅６ 湖泊变旱地 ２０ １１ ８７畅６ 林地变水田
４３ １２ １１０６畅７ 坑塘变旱地 ２０ ４２ ５畅１ 林地变湖泊
１１ ２０ １０６畅８ 水田变林地 ２０ ４３ ３１畅９ 林地变坑塘
４３ ２０ ２４畅６ 库塘变林地 ３０ １１ ８畅６ 草地变水田
３０ ４１ ２４４畅５ 草地变河流 ３０ ４２ ６２畅８ 草地变湖泊
１１ ４２ ６５２９畅０ 水田变湖泊 ３０ ４３ ５９畅０ 草地变坑塘
１２ ４２ ２３畅９ 旱地变湖泊 ４１ １２ １３畅１ 河流变旱地
４４ ４２ ３５６畅６ 滩地变湖泊 ４１ ４４ ８４８畅３ 河流变滩地
４２ ５０ ５５畅２ 湖泊变建设地 ４１ ５０ ３９畅４ 河流变建设地
６０ ４２ ５６畅４ 沼泽地变湖泊 ４２ １１ ７８５畅１ 湖泊变水田
１１ ４３ ８４６２畅０ 水田变坑塘 ４２ １２ １２３畅１ 湖泊变旱地
１２ ４３ ４９１畅２ 旱地变坑塘 ４２ ２０ １０畅４ 湖泊变林地
２０ ４３ １３畅３ 林地变坑塘 ４２ ３０ ４４０畅９ 湖泊变草地
４４ ４３ ４１０４畅５ 滩地变坑塘 ４２ ４４ ２８６３畅３ 湖泊变滩地
４３ ５０ １３１畅５ 库塘变建设地 ４２ ６０ ７６７畅２ 湖泊变沼泽地
６０ ４３ ６３畅９ 沼泽地变坑塘 ４３ １１ １０８４畅８ 坑塘变水田
１１ ４４ １５３畅２ 水田变滩地 ４３ １２ ９７畅８ 坑塘变旱地
１２ ４４ １１畅４ 滩地变旱地 ４３ ２０ ３４畅６ 坑塘变林地
２０ ４４ ３１畅３ 林地变滩地 ４３ ３０ ５６５畅６ 坑塘变草地
４１ ４４ ２９２畅４ 河流变滩地 ４３ ４４ １２４７畅７ 坑塘变滩地
４２ ４４ ５２９２畅６ 湖泊变滩地 ４３ ５０ １２畅９ 坑塘变建设地
４４ ４３ ９５０畅８ 滩地变库塘 ４３ ６０ １５０畅１ 坑塘变沼泽地
４２ ６０ ４６４７畅４ 湖泊变沼泽 ４４ １１ ４１２畅４ 滩地变水田
４３ ６０ ３０畅４ 沼泽地变库塘 ４４ ４１ １４畅６ 滩地变河流
２０ ６０ ３８畅５ 林地变沼泽 ４４ ４２ ６６７畅７ 滩地变湖泊
６０ ５０ １９畅７ 沼泽变建设地 ４４ ４３ ９５１畅４ 滩地变坑塘
６０ ４３ ５１畅１ 沼泽地变滩地
　 　 景观类型的转移变化是双向的 ，既发生由该类转变为其他类别的转出 ，又有从其他类别转变为该类的
转入 。 将 ３ 个时期的土地利用分布图进行叠加 ，得到洞庭湖区的湿地转移变化层（１９８０ 年 ～ １９９０ 年 、１９９０
年 ～ ２０００ 年） 。 通过对其属性数据进行分析 ，判定湿地景观的变化转移情况（表 ２） 。
根据统计 ，各种湿地类型之间的相互转移程度前 １０ 年大于后 １０ 年 。 前 １０ 年最明显的是湖泊的转移 ，
有 ２３０２０畅３hm２ 湖泊转为水田 ，６５２９畅０hm２ 水田退回湖泊 ，相互转移量较大 ，一定程度上说明该时期围湖造
田是湖泊面积减少的主要原因 ；库塘面积增加显著 ，其中水田和滩地贡献最大 ，但库塘转为水田的面积也相
当大 ，可能与湖区各地区的自然条件变化有关 ；河流的变化相对较小 ，它的减少 ，一方面由于长期的泥沙淤
积造成河床抬高变为草地或滩地 ，另外就是抬高的河床被垦为农田 ，但幅度不大 。 后 １０ 年湿地变化相对较
平稳 ，湖泊和水田的转移与前 １０ 年相反 ，水田转为湖泊的量大于湖泊变为水田的量 ，但转移量不是特别大 ；
第 ６ 期 梁守真等 ：洞庭湖区湿地景观变化分析 １７３　
该时期的建设用地占用湿地的面积急剧增加 ，远高于前 １０ 年 ，达 １４５０hm２ ，这也从一个方面反映了经济发展
和人口增加促进了城镇扩张 。 两个时段湖泊 、滩地和沼泽地之间的转移面积都较大 ，这主要是受河湖水位
变化的影响 ，在河湖水位变化较大的情况下 ，沼泽地 、滩地和湖泊三者之间发生转移 ，且图像特征明显 。
总体而言 ，２０ 年湖区湿地总变化趋势为湿地面积减少 ，自然湿地向人工湿地转移 。 其原因一是自然因
素 ，主要是泥沙淤积使湖盆不断抬高 ，湿地向陆地演化 ；三峡工程建成后 ，蓄浑排清 ，进入洞庭湖的泥沙将会
减少 ，但被减少的部分将搬运至洞庭湖湖口城陵矶以下河段 ，会加大武汉段河道的淤积 ，导致该段防洪压力
加大 。 二是围湖造田 ，泥沙淤积是围湖造田的一个诱因 ，当泥沙淤积成洲滩后 ，造田可能是一种最好的选
择 ，人类文明史的诞生和发展就是建立在江 、湖泥沙淤积 ，进而造田的基础上的 ，因此不加分析地否定泥沙
淤积和围湖造田是不科学的 。 三是经济发展 、利益驱动以及人口增加 ，导致水田 、滩地开挖为库塘 ，城镇迅
速扩张 ，尤其是 １９９０ 年以后 ，建设用地不断蚕食湿地 ，导致湿地面积减少 ，且这种转移一般是单向的 ，建设用
地很难再转为湿地 。 虽然洞庭湖的兴衰取决于自然的演化［５］ ，但 １９８０ 年 ～ ２０００ 年间人类活动是导致洞庭
湖湿地变化的主要因素 ，使自然湿地向人工湿地转移 。 人类的干预改变了洞庭湖湿地的自然演替 ，增加了
处于生态环境脆弱带的洞庭湖湿地系统的不稳定性 ，生态系统变得更加脆弱 。
2畅3 　 湿地景观变化的环境响应
湿地具有特殊的生态意义 ，湿地类型及其面积的变化必将对当地的生态环境产生一定影响 。 不同类型
湿地系统其生态意义不同 。 人工湿地的价值主要体现在其经济意义上 ，反映了人类的价值观 ，其生态意义
远不能和自然湿地相提并论 ，故自然湿地向人工湿地的转变必将降低湖区湿地系统的生态功能 。 一是湖泊
湿地面积大幅减少 ，湖区调蓄能力减弱 ，洪涝灾害频繁且愈加严重 。 泥沙淤积和围湖造田导致湖深和水面
面积大幅减少 ，尤其是湖泊围垦 ，不仅直接减少了湿地面积 ，且人工筑堤后改变了原有水系格局 ，使局部地
段的水情改变 ，引起行洪不畅 ，造成洪涝频繁 、泥沙淤积加重 。 据统计 ，湖区发生较大洪灾的重现期在 １８６０
年藕池口溃口之前为 ８０ ～ ９０ 年 ，在 １８６０ 年 ～ １９４９ 年为 ２０ ～ ３０ 年 ，在 １９５０ 年 ～ １９８９ 年为 １０ 年左右 ，而进
入 １９９０ 年代以来为 １畅５ 年左右［６］ ，并且损失愈来愈严重 。 二是生境破坏致使生物多样性下降 ，珍稀物种濒
危 。 因洼地淤填 、滩地围垦和湖泊面积缩小 ，不仅使湿地生物的生存空间减少 ，而且改变了湖区湿地生态和
水禽栖息环境 ，导致洞庭湖生物种群组成发生变化 ，数量迅速减少 ，结构恶化 ，珍稀物种濒危 ，生物多样性下
降 。 同时 ，人工的干预还降低了景观的异质性 ，导致景观稳定性降低 。 三是湿地净化功能减弱 ，水质污染严
重 。人工湿地尤其是水田 ，化肥和农药的大量使用 ，加上工业污染物的排放 ，远超出湿地的净化能力 ，导致
湿地大面积污染 ，湖泊富营养化加重 ；同时湖泊面积的减少 ，不仅加大了水体污染的负荷 ，而且其自我净化
功能也被减弱 。 四是血吸虫病疫区扩展 ，危害加重 。 由于泥沙淤泥 ，导致洲土淤涨而洞庭湖水面缩小 ，使钉
螺孳生地不断扩展 ；频繁的洪溃灾害使钉螺向垸内大面积扩展 ，疫区血吸虫病死灰复燃 ，且呈不断上升趋
势 ，严重干扰了湖区人民正常的生产和生活 。
3 　 小结与讨论
洞庭湖区湿地系统 ２０ 年间表现为湿地总面积减少和自然湿地向人工湿地转移 ，人类的强力干扰是湖区
湿地系统发生变化的主要原因 。 湖区湿地系统的改变致使湖区生态环境和湿地功能随之发生变化 ，主要表
现为洪涝灾害加重 ，生物多样性降低及水质污染加重等 。 必须积极响应并落实国家“退田还湖”的方针政
策 ，因地制宜采取切实有效措施 ，恢复退化的湿地生态系统 ，保护湿地生态环境 ，以实现湖区湿地资源的可
持续利用［７］ 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 谢炳庚 ，李晓青 ，程伟民 ．湿地景观生态学理论和方法研究 ．长沙 ：中南工业大学出版社 ，１９９８ ．２１ ～ ２７
２ 　 王宪礼 ，胡远满 ，布仁仓 ．辽河三角洲湿地的景观变化分析 ．地理科学进展 ，１９９６ ，１６（３） ：２６０ ～ ２６５
３ 　 齐 　 恒 ．洞庭湖湿地生物利用与农业开发模式研究 ．中国生态农业学报 ，２００５ ，１３（３） ：２０２ ～ ２０４
４ 　 庄大昌 ．洞庭湖湿地生态系统服务功能价值评估 ．经济地理 ，２００４ ，２４（３） ：３９１ ～ ３９４
５ 　 童潜明 ．洞庭湖近现代的演化与湿地生态系统演替 ．国土资源导刊 ，２００４ ，１（１） ：３８ ～ ４４
６ 　 李景保 ，杨 　 燕 ，许树辉 ．洞庭湖区 １９９１ ～ ２０００ 年大洪涝灾害特点与成因分析 ．湖南师范大学自然科学学报 ，２００１ ，２４（４） ：９０ ～ ９４
７ 　 张建新 ，刘长明 ．洞庭湖生态环境治理的战略思考 ．国土资源导刊 ，２００４ ，１（１） ：４４ ～ ４７
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