童立强，李 丽

三峡库区水蚀荒漠化遥感调查与监测

童立强，李 丽

(中国国土资源航空物探遥感中心，北京 100083)

利用遥感技术对三峡库区内水蚀荒漠化进行了监测。通过对2003年三峡库区蓄水前和2009年蓄水至175 m后两期航空遥感正射影像的解译，提取出了工作区水蚀荒漠化信息，总结出期间三峡库区蓄水后水蚀荒漠化的变化情况。监测结果表明，三峡库区蓄水至175 m后，区内水蚀荒漠化整体上呈现明显改善的趋势。不同程度的水蚀荒漠化土地面积都在减少，其中，中度水蚀荒漠化土地面积减少最多，从改善程度来看，以轻度水蚀荒漠化的改善程度最高。

水蚀荒漠化;三峡库区;遥感;动态监测

0 引言

根据联合国《防治荒漠化公约》中对荒漠化的定义，水蚀荒漠化是指流水(以水蚀为主)作用下的荒漠化土地，由于人为活动、气候等因素造成地表植被破坏从而导致严重的流水侵蚀，使土地生产力严重下降直至丧失，出现以劣地或石质(碎石质等)坡地为标志的土地严重退化。水蚀是指土壤因降雨而松弛，或者被水流剥离，土壤粒子被冲刷至山坡斜面下方，积存到水道或下游流域。水蚀作用不仅使表土层受到影响，还会使土壤失去蓄水和养分保持的能力。

在我国，水蚀荒漠化主要发生在南方地区，一般以片蚀和沟蚀为主。在花岗岩分布地区兼受重力作用影响，常伴随有崩塌发生;在碳酸盐岩类分布地区则以溶蚀作用为主。这些营力作用的结果一般是出现劣地或石质坡地，例如浙江常山大塘溪，坡地开垦和植被破坏成为水蚀作用发展的突破口，使该地区有44.5%的土地成为劣地，其中有26.8%的地区变成全部丧失利用价值的严重荒漠化土地。在我国西南诸省的山区河谷中也常见以泥石流方式呈现的土地砂石化景观，如滇东北的东川市小江流域等地;或以石山荒漠化景观分布在岩溶山区，如广西西部及云南东部等地。

三峡库区的水蚀荒漠化现象历来比较严重，开展三峡库区水蚀荒漠化遥感调查与监测，摸清三峡库区水蚀荒漠化的分布现状及变化趋势，对实施三峡库区生态环境保护、国土规划与整治，促进该区的社会经济可持续发展具有重要意义。本文利用遥感影像，对三峡库区2003年及2009年的水蚀荒漠化状况进行了调查与监测，并对该区的生态环境状况进行了分析。

1 水蚀荒漠化分级

根据水蚀劣地或石质坡地占该地区面积的比例、现代沟谷(细沟、切沟、冲沟)占该地区面积的比例、植被覆盖度、土地生物生产量较荒漠化前下降比例及地表景观综合特征等指标可将水蚀荒漠化程度划分为4级。水蚀荒漠化的分级标准见表1。

表1 水蚀荒漠化分级Tab.1 Water erosion desertification classification

2 研究区概况及遥感数据源

研究区包括湖北省宜昌至重庆市江津三峡库区的两岸各20 km范围，涉及重庆市主城区与巫山、巫溪、奉节、云阳、开县、万州、忠县、石柱、丰都、涪陵、长寿以及湖北省宜昌、兴山、秭归等县市，调查总面积达43 430.88 km2。研究区范围如图1所示。

图1 研究区范围Fig.1 Research area

本次研究选用2003年及2009年3—7月间获取的2期航空遥感正射影像。其中2003年正射影像的空间分辨率为5 m，2009年正射影像的空间分辨率为0.5 m。

3 水蚀荒漠化现状及变化分析

在对2003年、2009年三峡库区航空遥感影像进行几何纠正的基础上，对水蚀荒漠化遥感信息进行增强和解译，提取了三峡库区水蚀荒漠化信息，并以2003年的水蚀荒漠化面积基数为参照，对两时相内的水蚀荒漠化动态变化进行了分析。

2003年三峡库区水蚀荒漠化主要分布在万州到秭归县之间的区域，面积为16 093.99 km2，占调查区总面积的37.06%。其中轻度荒漠化区面积为11 910.49 km2，中度荒漠化区面积为3 347.67 km2，重度荒漠化区面积为835.83 km2。重度荒漠化区土地主要分布在巫溪县、巫山县、巴东及兴山县。

2009年三峡库区水蚀荒漠化主要分布在万州到秭归县之间的区域，面积为15 543.41 km2，占调查区总面积的35.79%。其中轻度荒漠化区面积为11 727.48 km2，中度荒漠化区面积为3 129.74 km2，重度荒漠化区面积为686.19 km2。重度荒漠化区主要分布在巫溪县、巫山县、巴东及兴山县。

分析表明，2009年和2003年三峡库区水蚀荒漠化分布规律相同，2003—2009年间，三峡库区水蚀荒漠化区的面积减少了550.58 km2，水蚀荒漠化呈现零星变化特点，恶化的地区主要分布在巫溪县及兴山县。其中，中度水蚀荒漠化区减少的面积最多;而重度水蚀荒漠化区的面积变化比率最大，其次为中度和轻度水蚀荒漠化区(图2)。

图2 2003—2009年水蚀荒漠化面积对比Fig.2 Water erosion desertification comparison in 2003 and 2009

对各种水蚀荒漠化类型间的相互转变进行统计分析，结果见表2。

表2 三峡库区2003—2009年水蚀荒漠化区转化矩阵Tab.2 Water erosion desertification transformation matrixes in three gorges reservoir area from 2003 to 2009 (km2)

由表2可以看出:

1)2009年无水蚀荒漠化区主要从2003年的轻度荒漠化区以及中度荒漠化区域转变过来，其中仅有1.65 km2的重度水蚀荒漠化区转变为无水蚀荒漠化区。在这几年间，三峡库区无水蚀荒漠化区面积呈上升趋势，表明区内水蚀荒漠化程度有一定的改善。

2)轻度水蚀荒漠化区是最具敏感性的一类区域，如果稍加保护和治理就能得到很好的恢复和改善，但如果稍不经意则会继续恶化，轻度水蚀荒漠化区的变化情况也很好地反映了这一点。在2009年的轻度水蚀荒漠化区中，74.82%由2003年的中度水蚀荒漠化区转变而来，而同时却有21.71%是从2003年的无水蚀荒漠化区转变而来的(图3)。

图3 2009年轻度水蚀荒漠化区不同来源比率Fig.3 The source of mild water erosion desertification in 2009

3)中度水蚀荒漠化区的变化表明，区内生态环境正在往好的方向发展。2003—2009年间，中度水蚀荒漠化区减少的面积最大，达169.77 km2。从2009年中度荒漠化区的转化来源看，2003年有86.95 km2的重度水蚀荒漠化区转化为中度荒漠化区，有 47.29 km2的轻度水蚀荒漠化区和20.34 km2的无水蚀荒漠化区转化为中度荒漠化区。中度水蚀荒漠化区的这种变化更进一步说明区内区域生态环境的不稳定性及脆弱性。虽然区域内仍有部分地区的荒漠化程度在加剧，但从其总体上减少趋势来看，整体生态环境的恶化趋势有所缓解。

4)2003—2009年间，重度水蚀荒漠化区的面积减少了77.72 km2，减少幅度明显。同时也有20.13 km2从原来的中度和轻度水蚀荒漠化区转变为重度水蚀荒漠化区。从2003年重度水蚀荒漠化区的转化去向来看，除去被库区水域淹没的范围，有86.95 km2转变为中度水蚀荒漠化区，同时也有少部分，即11.25 km2转为轻度水蚀荒漠化区，1.65 km2转为无水蚀荒漠化区，进一步证明三峡库区整体的水蚀荒漠化改善情况良好(图4)。

图4 2003—2009年重度水蚀荒漠化区面积变化柱状图Fig.4 Severe water erosion desertification variation from 2003 to 2009

通过以上数据分析可以看出，2003—2009年间，三峡库区的水蚀荒漠化得到一定的缓解，这种缓解不仅体现在水蚀荒漠化面积的减少上，从水蚀荒漠化严重程度上也是逐渐地向更轻级别转化的。造成三峡库区水蚀荒漠化改善的原因很多，大致有以下几个方面:

1)生态移民工程。这是水蚀荒漠化得到改善的重要因素之一，为了保护三峡库区某个地区特殊的生态或生态修复而进行的移民，从客观上减少了人为扰动对土地的影响，这在一定程度上改善了水蚀荒漠化的程度。

相关资料表明，在三峡工程库区超过5 000 km的库周带上，三峡库区的移民范围是在库周坝前蓄水175 m，外加2 m的风浪线后，从连接20 a一遇的回水线至第一道分水岭脊线之间所涵盖的地区。所以，三峡库区有20个县区都是生态移民的范围。通过计算，三峡库区生态移民规划安置的人口约为20万人。由于库区贫困县较多，生活在生态环境恶劣地区的部分农村贫困人口也是移民的重要对象。在这些地区，人多地少、资源贫瘠、经济落后、水土流失严重等因素是导致偏远山区生态环境恶化的重要原因。而这些人员的迁出有利于当地生态环境的自我修复和完善，从而减少水蚀荒漠化的发生。

2)生态环境保护措施的实施。三峡库区地方政府制定了一系列相应的库区生态环境保护措施，比如重庆市政府专门针对三峡库区生态保护实施了涉及三峡库区生态区划与区域生态功能定位、森林和水生生态系统平衡与系统功能、三峡库区生态环境信息共享与生态监测网络建设、三峡库区生态环境的重建与修复等方面的措施;拟定了“十一五”、“十二五”重点研究专项，其中就包括已经实施的三峡库区生态环境演变与退化生态系统修复工作;宜昌等地区实施了天然林保护、退耕还林、农村沼气池等工程。这些都在一定程度上修复改善了水蚀荒漠化环境。

3)气候条件的影响。三峡库区气候常年雨量充沛，三峡库区蓄水量增加使库区沿线更加湿润，降水量也有所增加，年均降水量在1 000～1 300 mm之间。尤其在2009年，仅万州的年降水量就达到了1 476.1 mm。库区内年均气温15～18℃。年无霜期长达223～344 d，是我国中纬度地区热量资源最丰富的地区之一。温暖的气候、丰沛的降水，非常适宜水蚀荒漠化地区植被的自我修复和生态环境的全面改善。

4 结论

1)由于特殊的地理和气候条件，三峡库区的水蚀荒漠化比较严重。2009年三峡库区水蚀荒漠化区面积占调查区域总面积的35.79%，主要表现为轻度荒漠化(库区轻度水蚀荒漠化区占全区水蚀荒漠化区总面积的75%以上)，其次为中度水蚀荒漠化区;重度水蚀荒漠化区仍有一定程度的出现，但所占比例最小。

2)三峡库区的水蚀荒漠化整体上呈现明显改善的趋势。不同荒漠化程度的水蚀荒漠化面积都在减少，其中中度水蚀荒漠化面积减少最多;在水蚀荒漠化改善程度上，轻度水蚀荒漠化改善程度最高。

3)不同程度水蚀荒漠化之间的转变或演化主要发生在邻近级别的水蚀荒漠化类型上，如重度水蚀荒漠化多改善为中度水蚀荒漠化，中度水蚀荒漠化多改善为轻度水蚀荒漠化，而从重度水蚀荒漠化改善为轻度的就很少，表明水蚀荒漠化地区生态环境的整体改善是一个缓变的过程，三峡库区对水蚀荒漠化环境的治理仍需要采取更加科学、合理的措施。

志谢:本文很多资料数据由重庆市土地勘察规划院和湖北吉思地理信息技术有限公司提供，在此表示衷心感谢!

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Remote Sensing Monitoring of Water Erosion Desertification in the Three Gorges Area

TONG Li－qiang，LI Li
(China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources，Beijing 100083，China)

Dynamic monitoring of water erosion desertification in the Three Gorges Area was carried out by using remote sensing technology so as to find out the dynamic changes of water erosion desertification.The water erosion desertification information was extracted through the interpretation of two phase aviation orthoprojective images taken separately in 2003 and 2009，and then the changes of water erosion desertification in those years were summarized.The monitoring results show that the condition of water erosion desertification in the Three Gorges Area was improved obviously.The Three Gorges Area began storing water in 2003，and the water reached its highest level of 175 m in 2009.All kinds of water erosion desertification was reduced obviously，especially the moderate desertification.As for the improving degree，the mild water erosion desertification has been improved most evidently.

water erosion desertification;the three gorges;remote sensing;dynamic monitoring

TP 79:X 83

A

1001－070X(2012)01－0100－04

10.6046/gtzyyg.2012.01.18

2011－04－27;

2011－06－17

国土资源大调查项目(编号:1212010510706)资助。

童立强(1965－)，男，研究员，主要从事环境遥感及遥感地质方面的研究。E－mail:tongliqiang@agrs.cn。

(责任编辑:李 瑜)