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基于RS、GIS调查资料的青岛市海岸带生态系统健康评价

窦勇  
【摘要】:海岸带是第一海洋经济区,区域内人力资源和生产要素高度集中,生产力向陆海双向辐射,因此成为人口稠密分布和社会经济高度繁荣的区域。海岸带由于同时受到来自海洋和陆地的自然扰动,稳定性与恢复力较差,生态系统较为脆弱,而目前海岸带地区又承载了高强度的人类活动与社会生产,所以系统对外部驱动产生响应并由此引起结构、功能的改变以及服务价值和生态健康的变化。青岛是我国重要的沿海开放城市,也是我国海洋科学研究中心之一,但是目前尚没有全面评价青岛市海岸带生态系统健康的研究报道。本论文在深入分析研究对象经济、社会、环境特征的基础上,基于遥感(RS)、地理信息系统(GIS)技术和海洋调查资料,通过构建评价指标体系,全面研究了青岛市海岸带生态系统以及3个子系统(近岸陆域子系统、岸线滩涂子系统、近岸海域子系统)的生态健康状况,以期为青岛海岸带区域的可持续发展提供智力支持。 以活力-组织力-恢复力模型为研究框架,基于RS和GIS技术,使用研究区1984、1989、1995、2000、2002、2009年的空间化指标NDVI、Org和Rec构建评价体系,研究了青岛市海岸带陆域的生态健康时空变化。结果表明:在空间格局上,青岛海岸带陆域生态环境质量较差的区域主要集中在胶州湾沿岸,特别是青岛市区、胶州市东南部、黄岛区以及胶南市东北部。而它们正是青岛市人口最稠密、经济最发达的区域。在评价时域内(1995年除外),崂山山脉及附近区域的生态健康指数相对较高,这与其较高的植被覆盖度和环境保护力度相关。在评价时段内,青岛海岸带陆域的生态健康水平整体上表现为1984年>1989年>2000年>2009年>1995年>2002年。 基于遥感和GIS技术,以1984、1989、1995、2000、2002、2009年六期Landsat影像为数据源,研究了青岛市海岸线和滩涂利用变化,并结合其它资料分析了青岛市海岸线、滩涂子系统的利用强度、生态风险和生态健康的分级情况和变化趋势。结果表明:自1984-2009年,青岛市的大陆海岸线长度总体呈现增加的趋势,25年间岸线总长从698.76km增加到741.09km,年均增长率为1.69km。青岛市沿岸只有崂山山脉向海突出形成的基岩岸线由于物理性质稳定、保护较好而变化轻微,而该岸段只占青岛海岸线长度的16.88%。青岛市受人类活动影响变迁幅度较大的海岸主要集中在即墨市丁字湾南岸、横门湾-鳌山湾-小岛湾西部、胶州湾沿岸、唐岛湾-灵山湾-崔家潞湾、胶南市南部沿岸这五个区域,占青岛市海岸线总长度的83.12%。1984-2009年以上五个区域开发利用滩涂面积达到155.66km2。总体来说,青岛市海岸线、滩涂子系统的开发利用强度达到了较高水平,且还有缓慢升高的趋势;生态风险亦处于高度等级,同样也在缓慢上升;而生态健康属于中等程度,但是处于缓慢下降的状态。 基于2006-2007年春夏秋冬四个航次海洋调查的数据资料构建指标体系,借助因子分析法对青岛近岸海域的生态健康进行了评价研究。结果表明:春季和夏季航次,浮游植物类群的生物量和群落结构、氮磷营养盐对青岛近海的生态健康起着关键的调控作用。秋季初级生产者现存量和群落结构对海域生态系统健康的影响仍然十分突出,而溶解氧作为限制性因子的作用得到加强。而冬季水文、化学指标成为海区生态系统健康的决定性因子。在评价时段内,海区的生态健康综合评价指数为冬季>秋季>春季>夏季,而四个季节整个海域生态系统均处于亚健康状态;在空间格局上,海区的生态健康评价指数大体呈现离岸海域好于近岸区的分布模式。 在压力-状态-响应模型框架下,使用1998-2009年青岛市的统计资料构建了海岸带生态系统健康综合评价指标体系,并据此求算了1998-2009年青岛市海岸带生态健康综合评价指数IHI。结果表明:1998-2009年IHI表现为底部较宽的“U”型分布模式。其中绝大多数年份生态系统处于不健康和亚健康状态,只有2008年生态系统属于健康水平。


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