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气候变化影响下长江口滨海湿地脆弱性评估方法研究

王宁  
【摘要】:近百年来,全球气候系统正经历着以全球变暖为主要特征的显著变化。气候变化所引起的海温升高、海平面上升和大面积冰川融化等现象将会对海岸带形成巨大影响。这些影响因素包括有海平面上升、海水表层温度上升、海水入侵、海岸带侵蚀和风暴潮等。我国是海洋大国,拥有较长的海岸线,海岸带地区在我国发展布局中占有重要地位。滨海湿地作为海岸带组成的关键元素之一,占有着极其重要的地位,生物多样性复杂,生态系统复杂,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类重要的生存环境之一。在气候变化影响下,滨海湿地面临着严重威胁。本研究选择了长江口滨海湿地作为研究对象,在收集大量研究资料的基础上,构建了基于SPRC概念框架(Source-Pathway-Receptor-Consequence Framework)的气候变化影响下长江口滨海湿地生态系统脆弱性评估模式,筛选并得出适用于长江口滨海湿地脆弱性评估的指标体系,给出了脆弱性计算方法并进行了空间评价分析。 研究首先对长江口滨海湿地的现状进行了分析,对其自然环境、湿地分布现状、演替历史、变化趋势以及生物多样性进行了总结。构建了气候变化影响下长江口滨海湿地SPRC脆弱性评估模式。该评估模式定义了气候变化影响下,长江口滨海湿地生态系统脆弱性的影响源、影响受体、影响途径和影响结果。主要分析了气候变化条件下,长江口滨海湿地脆弱性可能遭受威胁的因素,受到影响的受体,受体是如何被影响的过程以及可能发生的结果。研究结果表明,海平面上升和地面沉降是影响长江口滨海湿地受体的最主要的影响源,相对海平面的变化造成了滨海湿地盐沼植被的淹水时间产生变化,因为不同植被有不同的淹水耐受时间,所以盐沼植被的生理状况发生变化,其脆弱性问题严重凸显。 本研究在SPRC概念框架的基础上,构建了长江口滨海湿地脆弱性评价指标体系。研究首先明确了脆弱性定义和脆弱性评价目标原则,构建了脆弱性评估基本指标库,从指标库中筛选出最具代表性的指标,进行了指标分析和解释。通过确定指标脆弱性等级,给出滨海湿地受体其脆弱性等级计算方法。研究结果表明在当前气候变化影响状况下,长江口滨海湿地最关键的脆弱性指标包括相对海平面上升、高程、盐沼植被耐淹阈值和沉积速率。相对海平面上升可以导致滨海湿地低海拔地区淹没、生境退化等问题;盐沼植被耐淹阈值反应了长江口滨海湿地受体对海平面上升的敏感程度;沉积速率则反应了长江口滨海湿地对气候变化的适应性。研究预测结果显示,当海平面变化以目前2.6mm/a的速率上升时,由于各研究区域的泥沙补给能较好的缓和海平面上升带来的影响,所以大多数研究区域将表现为不脆弱的状况。当海平面变化上升速率增加到3.8mm/a (IPCC B1情景),而沉积速率和沉降速率不变时,崇明南部和金山奉贤区受到侵蚀冲刷的威胁,海平面的上升使这些区域的高程降低,盐沼植被淹水时间增加并超过了各受体的淹水耐受阈值,在2030年、2050年和2100年分别表现出较脆弱、脆弱和很脆弱的脆弱性等级。当海平面上升速率达到5.9mm/a (IPCC A1F1情景),而沉积速率和沉降速率不变时,崇明南部和金山奉贤区的脆弱性状况类似于B1情景,同时到2050年,九段沙南部和横沙岛东部表现为较脆弱,2100年则表现为脆弱。 本研究以长江口滨海湿地生态系统为对象,建立了评估模式分析全球气候变化所导致的海平面上升对滨海湿地生态系统的影响。构建了基于过程的气候变化对长江口滨海湿地生态系统影响的脆弱性评价体系和空间定量评价方法。以期为评估气候变化影响下长江口滨海湿地生态系统脆弱性提供客观定量的评价方法,为海岸带滨海湿地生态系统应对气候变化影响的减缓和适应对策提供科学依据。


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