“吸回日月过千顷,铺尽星河剩一重”。冬日的洞庭湖边,白色芦苇迎风摆动,湖水和天际线连成一线,水天一色,辽阔无垠。“洞庭湖又变美了!”一直在湖南省自然资源事务中心从事遥感工作的贺秋华感叹道。
历史与担当
洞庭湖变美,水质变好,生态得到改善,有一份成绩得益于湖南省自然资源事务中心的遥感工作。
“洞庭湖位于长江重点生态功能区,是唯一与长江干流并联的吞吐型湖泊,具有调节江河径流、净化水质、维护生物多样性和改善生态环境等多种生态服务功能,对洞庭湖实行资源与环境遥感监测十分重要。湖南省自然资源事务中心(由湖南省遥感中心等单位组建而成)的遥感监测工作对洞庭湖生态环境保护和治理起到十分重要的作用。”洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室主任余德清,也是洞庭湖博物馆的专家,从事洞庭湖区资源环境遥感监测与研究近30年,谈起洞庭湖的遥感历史娓娓道来。
据他介绍,湖南省从上世纪70年代开始利用遥感技术开展洞庭湖资源环境监测,这些年来发生了很大变化。从遥感数据获取来看,当时只有美国陆地资源卫星数据可供使用,现在国内外可用的遥感数据十余种。从遥感数据的分辨率来看,从最初的70多米发展到现在的亚米级。从遥感数据覆盖的频次来看,从18天的时间间隔发展到可自主编程在几小时内完成一次覆盖。从遥感数据的处理来看,由最原始的计算机处理发展到轻便易携带可随时进行处理的移动图形工作站。从处理时间来看,从几天甚至上月的处理时间发展到在1小时内可完成几十平方千米遥感数据的处理。
余德清还记得,过去从事遥感工作的人少,历史资料也很欠缺。为掌握更多关于洞庭湖的情况,他和同事到湖南省图书馆找到了馆内珍藏的1896年由德国传教士带队测绘的洞庭湖全图。这是迄今为止能收集到的洞庭湖地区最古老的地图。此外,他还收集了1954年苏联获取的航空像片和1967年以来获取的各类卫星遥感影像。
图为洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室科研人员在南洞庭湖进行水样采集和水体光谱测量
“国家一直对洞庭湖十分关注。2014年,国务院批复我省呈报的《洞庭湖生态经济区规划》,将洞庭湖生态经济区建设提升为国家战略。与此同时,湖南省同步启动洞庭湖生态经济区地理国情监测专项。2016年,国家测绘地理信息局将洞庭湖生态经济区地理国情监测列入国家级地理国情监测试点项目,一直延续至今。2019年,在湖南省自然资源事务中心成立洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室。专班10人,固定人员55人。多年来,洞庭湖遥感工作一直没有间断,而且机构越来越大、人员增多、设备更先进。”余德清说。
成果与应用
2018年,位于南洞庭湖与东洞庭湖水系连接咽喉部位的夏氏矮围被全部拆除并恢复原貌;2019年,洞庭湖边的岳阳华龙砂石码头被拆除、复绿;2020年,洞庭湖内湖畜禽养殖场、建筑物被全部拆除或变更用途;同年,影响洞庭湖湿地生态的欧美黑杨被全部处理。
这些整治行动能够顺利开展,无一例外都离不开遥感技术与成果的支撑。“通过遥感监测,我们对洞庭湖的情况一目了然。”余德清说。
洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室成立后,面向国家生态环境保护与自然资源监管需求,针对湖泊遥感与生态环境遥感重大问题,设立了四个主要研究方向,涉及地表覆盖多光谱遥感监测、地表形变干涉雷达监测、水环境高光谱遥感监测和湖泊演变与江湖关系大数据分析。
据了解,实验室开展了多个科技项目的研究。因洞庭湖区是我国主要水稻种植区和水产养殖区,农业比重大,农药化肥使用与水产饲料的施放对洞庭湖水质带来影响。湖南省人民政府印发《湖南省洞庭湖水环境综合治理规划实施方案》,要求改善洞庭湖区水生态环境质量,提高城乡饮水安全能力,遏制水体富营养化状况。财政部、自然资源部等批准实施的“洞庭湖区域山水林田湖草沙一体化保护和修护”工程,将洞庭湖水环境治理列入重点项目。实验室选择南洞庭湖为研究区域,开展水质高光谱反演研究,技术成果为上述工作提供了重要支撑。此外,有关研究成果还为洞庭湖区生态环境整治、水环境保护修复、长江流域禁渔行动等提供了重要的技术支持。
目前,实验室以洞庭湖区生态环境遥感监测为主要研究内容,兼顾矿山环境保护修复、地质灾害防治等国土空间生态保护修复和自然资源监管,形成了以湖泊遥感为特色的研究基地。实验室在湖泊遥感与生态环境遥感领域取得了一批达到国内外先进水平的科研成果,3年获科技奖励17项;编制技术规程10部,发布4部;发表论文69篇,其中SCI收录30篇、EI收录16篇;出版专著5部;取得发明专利9项、实用新型专利3项、软件著作权17项。
其中,余德清牵头开展了清末以来洞庭湖百年演变研究,查明了洞庭湖近现代时空变化。根据他的研究,洞庭湖垸内湖泊从1938年的994.33平方千米增加到2018年的1578.33平方千米,填补了水利部门和学术界尚未发布的20世纪30年代和20世纪60年代洞庭湖的面积空白。此外,他还首次提出20世纪50年代为通江湖泊的陡崖式萎缩期。
变化与不足
利用洞庭湖遥感监测成果,洞庭湖生态环境整治成效明显。“近10年来,影响行洪的经营性矮围已全部处理,河湖砂石乱采现象和堆砂场基本得到整治,矿山生态环境根本性好转,生态廊道得到明显改观,禁养区畜禽养殖全部退去,湿地减少趋势得到有效遏制,造纸厂、化工厂等工业污染源全部关闭,排污口全部清除,水质得到明显好转,自然保护区内影响生物多样性的外来物种欧美黑杨全部清理。”余德清介绍道。
“风恬鱼自跃,云夕雁相呼”。由于党和政府的重视、各级各部门的通力合作,曾经因盲目发展经济、不顾生态环境而受过创伤的洞庭湖变美了,湖水更清了。
“但还存在一些问题:农业面源污染难以根治,干旱现象与季节性缺水日趋严重,造纸厂关闭后引起芦苇弃割进而影响生态安全,欧美黑杨清退后地表覆盖物的变化致使湖沼型血吸虫钉螺孳生区域加大……”在洞庭湖边长大的余德清还有很多牵挂,他的工作仍将继续,任重而道远。