采砂通過直接物理干擾導(dǎo)致生物棲息地退化和降低水質(zhì)等，威脅生物多樣性并干擾生態(tài)過程。隨著城市化的快速發(fā)展，采砂需求將繼續(xù)增加，尤其在亞洲、非洲和拉丁美洲。這些地區(qū)的許多河流和湖泊作為主要的砂源，受到大規(guī)模的非法開采。而其中一些水域也是世界上生物多樣性最高、受威脅最大的生態(tài)系統(tǒng)。緩解采砂影響、協(xié)調(diào)保護(hù)與發(fā)展之間的矛盾是全球生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵目標(biāo)，而這需要更全面地掌握采砂對生態(tài)環(huán)境威脅的規(guī)模和途徑。

　　針對采砂對淡水生態(tài)系統(tǒng)的影響，當(dāng)前的研究多是描述性或軼事性的預(yù)警。例如，采砂會干擾大型無脊椎動物移動，減少底棲魚類和無脊椎動物的豐度和多樣性，并導(dǎo)致外來魚類種群增加；而且其中一些影響被確定為短暫的或僅針對特定的動物類群；這些發(fā)現(xiàn)不足以揭示采砂的間接或長期影響。因此，如何更好地利用現(xiàn)有技術(shù)來監(jiān)測采砂活動，評估采砂對生態(tài)系統(tǒng)的影響，提供有針對性的監(jiān)管和保護(hù)建議，是亟待解決的問題。

　　遙感技術(shù)可以克服數(shù)據(jù)缺失和基于現(xiàn)場監(jiān)測的諸多限制，為采砂造成的生態(tài)影響研究提供更大時空尺度的數(shù)據(jù)。中國科學(xué)院水生生物研究所王克雄研究員團(tuán)隊提出了第一個利用遙感手段持續(xù)監(jiān)測采砂活動的案例研究，評估了14年來（2006-2019年）洞庭湖采砂對長江江豚分布的生態(tài)影響（圖1，研究范圍及采砂船只的識別）。

　　圖1 通過遙感影像解譯洞庭湖采砂活動的空間分布。（a）采砂船的識別過程（b）示例：2006年長江江豚分布（藍(lán)點）和與該調(diào)查相對應(yīng)時段的采砂船（紅點）的空間重疊 

　　洞庭湖是中國最主要的采砂區(qū)之一，2011年僅岳陽市的采砂量就約為3億噸，這一數(shù)字相當(dāng)于同年美國砂產(chǎn)量的38%。水生所研究表明，洞庭湖的采砂活動呈現(xiàn)出一致的、廣泛的擾動。從2007年開始，采砂的范圍和強度均持續(xù)增加；2008年至2016年是采砂密集期，開采強度高，采砂區(qū)域占整個研究區(qū)域的40%-70%（圖2）。 

圖2 從2006年至2017年采砂活動的空間分布（橙色顏色梯度代表采砂活動強度，百分比為采砂活動在研究范圍所占的比例）

　　研究表明，大規(guī)模的采砂活動壓縮了長江江豚的活動范圍，并限制了它們在湖泊中棲息地的利用格局。長江江豚會強烈避開采砂區(qū)，其出現(xiàn)概率與臨近水域的采砂強度之間呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。在密集采砂期間（2008-2016年），長江江豚的分布存在較大的空白區(qū)（見圖3a）。在沒有采砂的水域中，長江江豚呈現(xiàn)連續(xù)的分布，而所有分布空白超過6公里的水域都有嚴(yán)重的采砂活動（見圖3c）。特別是在2009年和2011年，長江江豚的分布空白區(qū)分別達(dá)27公里和20公里，分布區(qū)域萎縮最為明顯。 

圖3采砂對長江江豚分布的影響。（a）長江江豚的分布位點（藍(lán)點）和采砂區(qū)的空間關(guān)系，底圖為相應(yīng)年份長江江豚調(diào)查期間的水域矢量圖。（b）長江江豚分布概率與最近采砂帶相對采砂強度之間的關(guān)系。（c）采砂存在/不存在時，長江江豚分布空白的長度

　　此外，研究發(fā)現(xiàn)采砂活動還引入了大量的運砂船，進(jìn)一步阻礙了長江江豚在江湖間的遷移，影響種群的連通性（見圖4）。在2006年和2007年的調(diào)查中，觀察到長江江豚通過洞庭湖大橋進(jìn)入長江干流，然而，自2009年以來，沒有發(fā)現(xiàn)江湖遷移行為。遙感結(jié)果顯示，在僅有5km的通江水道上，運砂船無序的作業(yè)和停靠，幾乎覆蓋了整個水面（見圖4a），船只數(shù)量自2007年至2016年持續(xù)增長（見圖4b），成為江湖遷移被阻斷的主要原因。自2017年中期停止采砂以來，在水生所研究團(tuán)隊的建議下，管理部門調(diào)度這些采砂船在開闊水面留出了長江江豚遷移通道（見圖4a），為促進(jìn)江湖遷移提供了可能性。