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基于遥感的1990-2020年盐城海岸带湿地景观变迁研究

沈昕颖  
【摘要】:海岸带湿地是水体与陆地、自然与人类交互影响的区域,虽然全国海岸带只占总面积的15%,但是依托于此的沿海地区却承担了60%的GDP。近年来随着海洋经济的发展、港口工程建设等围垦活动和互花米草入侵,湿地的形态和质量发生了很大变化。因此研究湿地景观变化特征有助于识别湿地变化态势,有助于制定合理科学的湿地保护和管理措施。本文利用遥感手段基于Landsat系列卫星图像、Google earth卫星图像并结合面向对象和监督分类方法,对江苏省盐城市8种海岸带景观(浅海水域、潮间淤泥海滩、河流、潮间盐水沼泽、耕地、林地和建筑用地)进行了分类,精度达到85%符合空间分析的要求。利用转移矩阵、景观格局指数等方法对1990-2020年的30年间盐城海岸带湿地景观的变化进行分析,并针对鸻鹬类涉禽生境适宜度进行定量评估。为研究区的通过研究,主要得到以下结果:(1)从景观类型的面积来看,盐城海岸带湿地在1990-2020年期间景观结构发生了很大变化,自然湿地景观总面积减少662.92km~2,人工湿地景观面积增加240.50km~2,非湿地景观面积增加421.95km~2。其中2000年至2010年间减少的自然湿地面积最为显著,为662.92 km~2。人为干扰不断影响着自然湿地景观分布。盐城海岸带北区、南区湿地景观占比与变化存在较大差异,北区的养殖水域在占总面积近33%,南区在2000年至2010年间的养殖水域占比上升迅速,由10.40%升至23.3%。南区演变较北区更强烈,可以将管理重点放在南区,合理控制人为干扰强度。(2)湿地转移主要方向:1990-2000年间,盐城海岸带潮间盐水沼泽有45.45km~2转变为潮间淤泥海滩,自然演变为主。2000-2010年间,盐城海岸带潮间淤泥海滩有218.38 km~2转为养殖水域,人为干扰占主导。2010-2020年间,盐城海岸带浅海水域有71.65km~2转为潮间淤泥海滩,自然演变占主导。从大的趋势上可以看出沿海生态管控颇具成效,遏制了海岸带快速人工化的势头。(3)1990年到2020年的盐城海岸带湿地景观格局总体特征为:在类型水平上,斑块个数(NP)来看,潮间淤泥海滩的斑块个数从1990年的375个增加到2000年的626个,与此同时潮间盐水沼泽的斑块数量也由248个上涨到484个,两种景观的斑块数量增加了一倍左右,破碎化程度骤增。在2010年到2020年之间潮间淤泥海滩和潮间盐水沼泽的斑块个数又重新回升,前者斑块个数由280个上升到565个,后者由350个上升到510个,均接近一倍的增幅。潮间淤泥海滩的LPI值从1990年的7.67下降到2020年的0.32,优势度急剧下降。潮间淤泥海滩、河流的斑块聚集度指数在三个阶段持续下降,景观的呈分散化发展。在景观水平上,斑块密度(PD)由1990年的0.65个/km~2增加到2020年的1.25个/km~2,破碎度增大。最大斑块指数则由1990年的7.67减少到2020年的5.77;平均形状指数在1990年为2.87,2020年降低到2.43,景观斑块形状向简单化发展;SHDI的值由1990年的1.75增加2020年的1.90呈单调递增,各景观类型的分布趋于均匀。(4)响水段养殖水域LPI由1990年的57.51不断降低到2020年的43.86,是1990年到2020年间最大斑块指数最高的景观类型,景观优势度略有下降;2010年养殖水域的面积加权平均形状指数达到峰值的14.60,景观斑块的形状复杂程度最高;响水段的养殖水域聚集和结合度指数都高于其他景观类型,且结合度指数接近100。滨海段潮间淤泥海滩最大斑块指数在1990年处于最高峰2.94;其中潮间盐水沼泽LPI从1990年的3.09降至2020年的1.38,景观优势度在滨海段下降。射阳段潮间盐水沼泽斑块数处于比较高的水平,峰值在2000年为291个,大于其他景观斑块数,其次为潮间淤泥海滩斑块数247个,景观破碎化程度较高。大丰段潮间淤泥海滩在1990年时为47070m~2,在2020年降至8147m~2;LPI在2000年为峰值1.3,在2020年降至0.19;聚集度指数由1990年的91.08降至2020年的85.82,斑块聚集度下降。东台段潮间淤泥海滩面积峰值在2000年达到2万平方米,同年LPI也是达到了22.56的峰值,结合度峰值同样也在2000年出现为1.25,此时潮间淤泥海滩的连通性较高优势度较大,生态功能较完备。(5)鸻鹬类生境适宜度:滨海、东台段适宜程度变化趋势一致都是前10a上升后20a持续下降,2000年东台段SHSI达到峰值367,滨海段SHSI达到95。射阳、大丰段鸻鹬类水鸟适宜程度变化趋势一致都是持续下降且下降速度减缓。射阳段SHSI由1990年的290降至2020年的81,大丰段1990年的SHSI则由327降至2020年的78,对于鸻鹬类的生境适宜性来说变化十分一致。在1990、2000、2010和2020年间盐城海岸带湿地中适宜鸻鹬类生存的栖息地发生了非常明显的变化,由于人类活动等外界因素的干扰,湿地总体利用价值对鸻鹬类水鸟呈现下降趋势。建议在重要滨海湿地区域,严格限制围填海、城市建设开发等改变海域自然属性、破坏湿地生态系统功能的开发活动,保护滨海湿地生物多样性。


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