閆文文,谷東起＊,吳桑云,明 潔

(1.國(guó)家海洋局第一海洋研究所,山東 青島 266061;2.中國(guó)科學(xué)院 海洋研究所海洋地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266071;3.中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京 100049)

濱海濕地是江蘇濕地資源中最為重要的一種濕地類型,由于濱海濕地是介于陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)間復(fù)雜的自然綜合體[1],雖然它具有生物多樣性豐富、生產(chǎn)力高和價(jià)值大的特點(diǎn)[2],但是其生態(tài)環(huán)境條件變化較為劇烈,生態(tài)系統(tǒng)也很容易受到破壞[3]。鹽城濱海濕地資源是整個(gè)江蘇省海岸帶社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源保證,是我國(guó)最重要的濱海濕地之一[4],因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該區(qū)濱海濕地景觀變化、生態(tài)系統(tǒng)等的研究,利用多方法、多途徑來獲取濱海濕地景觀變化信息,找到控制變化的主要原因是十分必要的,可為管理、保護(hù)和合理利用濱海濕地提供重要的依據(jù)和保障。

江蘇鹽城濱海濕地位于中國(guó)海岸帶的中部,主要位于響水、濱海、射陽、大豐和東臺(tái)5縣(市),介于 32°20′～34°37′N,119°29′～ 121°16′E 之間(圖 1)。該區(qū)海岸是典型的粉砂淤泥質(zhì)海岸,地跨暖溫帶和北亞熱帶2個(gè)生物氣候帶[5]。

圖1 鹽城濱海濕地位置圖Fig.1 Location of the Yancheng coastal wetland

1 研究方法

本文以1991年7月23日、2000年9月26日、2008年9月12日的Landsat-5 TM 遙感數(shù)據(jù)和1980年7—8月編制的江蘇省海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查圖集(3幅植被圖)為主要信息源。4幅圖像在ENV I軟件下進(jìn)行配準(zhǔn)校正,并把配準(zhǔn)誤差都控制在1個(gè)像元內(nèi);使用最鄰近法以30m×30 m分辨率重采樣,以保證數(shù)據(jù)之間的可比性;最后進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、分割截取等處理,在A rcGIS軟件支持下利用監(jiān)督分類(最大似然法)結(jié)合專家分類的方法提取研究區(qū)濱海濕地景觀分布信息,利用目視解譯結(jié)合2008年現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行修正。

根據(jù)鹽城濱海濕地景觀分布特點(diǎn),將研究區(qū)景觀類型分為自然景觀,包括河口水域、鹽蒿灘、蘆葦沼澤、互花米草灘和光灘濕地等;人工景觀,包括養(yǎng)殖水域、鹽田以及建設(shè)用地、耕地等。由以上9種景觀類型,組成了鹽城濱海濕地景觀類型系統(tǒng),4個(gè)時(shí)期的研究區(qū)濕地景觀分布圖組成了研究區(qū)1980—2008年濕地景觀變化圖(圖2)。

圖2 鹽城濱海濕地景觀變化圖Fig.2 The evolution of landscape change in the Yancheng coastalw etlands

2 結(jié)果與分析

江蘇鹽城濱海濕地景觀的變化不僅僅受到人類活動(dòng)的劇烈影響,而且與其本身的自然環(huán)境、地質(zhì)條件也有密切的聯(lián)系。江蘇近50 a來濱海濕地景觀變化趨勢(shì)主要表現(xiàn)為：灌河口與射陽河口段為沖蝕后退區(qū)域,射陽河口與斗龍港口段為淤積過渡區(qū)域,斗龍港口與瓊港段為淤積淤長(zhǎng)區(qū)域?？傮w上表現(xiàn)為北沖南淤,沖淤轉(zhuǎn)折點(diǎn)逐漸向南移動(dòng),海岸線趨于平直(圖3)。

因此本文按不同區(qū)域控制研究區(qū)濕地分布的因素不同,將研究區(qū)由北向南分為3個(gè)分析區(qū)域,即灌河口—射陽河口段、射陽河口—斗龍港口段、斗龍港口—弶港段,借助A rcGIS軟件將3個(gè)分段區(qū)域的4個(gè)不同時(shí)期的濕地景觀數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,得到各分段區(qū)域不同時(shí)間段之間的濱海濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣,從而進(jìn)行景觀變化分段分析。

圖3 鹽城濱海濕地演變趨勢(shì)圖Fig.3 The evolution trend o f the Yancheng coasta lwetlands

2.1 灌河口—射陽河口段

該段海岸屬于侵蝕海岸,灘面較低,潮侵頻率大,波浪作用和潮流搬運(yùn)強(qiáng)烈,米草無法立足生長(zhǎng)。自黃河北歸后,泥沙來源斷絕,并且由于現(xiàn)今不再受岸外沙洲的掩護(hù)而暴露在南黃海的波浪作用之下,成為江蘇沿海的大浪區(qū),因而波浪作用將廢黃河三角洲海岸的泥沙掀起,又因?yàn)榭拷鼰o潮點(diǎn),潮流強(qiáng)大,強(qiáng)大的潮流將波浪掀起的泥沙帶走,使本岸段侵蝕嚴(yán)重,造成灘面下蝕,海岸線后退。

表1～表3為鹽城市灌河口—射陽河口區(qū)域1980—2008年濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣。

表1 研究區(qū)1980—1991年灌河口—射陽河口段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table 1 Thematrix showing wetland type transformation in the Yancheng Guanhe Estuary-Sheyang Estuary segment in the years from 1980 to 1991(hm2)

表2 研究區(qū)1991—2000年灌河口—射陽河口段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table 2 Thematrix showing wetland type transformation in the Yancheng Guanhe Estuary-Sheyang Estuary segment in the years 1991 to 2000(hm2)

表3 研究區(qū)2000—2008年灌河口—射陽河口段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table 3 Thematrix showing wetland type transformation in the Yancheng Guanhe Estuary-Sheyang Estuary segment in the years 2000 to 2008(hm2)

由圖2中可以看出該段區(qū)域有鹽城市面積最大的鹽田分布。經(jīng)統(tǒng)計(jì),1980年鹽田面積31 297 hm2,主要位于響水縣和濱?？h的沿海地區(qū)。三個(gè)時(shí)間段的轉(zhuǎn)移矩陣反應(yīng)了從1980—2008年之間灌河口—射陽河口區(qū)域,即圖3所示的沖蝕后退區(qū)域的濕地景觀面積轉(zhuǎn)移方式。表1所示,1980—1991年間,該研究區(qū)域鹽蒿灘的演變過程最為劇烈,主要是鹽蒿灘→耕地、鹽蒿灘→養(yǎng)殖水域、鹽蒿灘→鹽田的演變,特別是鹽蒿灘開發(fā)成為養(yǎng)殖水域,面積達(dá)到7 000 hm2。鹽蒿灘→鹽田的轉(zhuǎn)移面積相對(duì)較小,互花米草的入侵也使鹽蒿灘面積減少200 hm2之多;建筑開發(fā)開始初步形成,轉(zhuǎn)移方向主要是耕地和鹽蒿灘向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)移;光灘濕地→鹽田的轉(zhuǎn)移面積也達(dá)到了1 000 hm2。另外,鹽蒿灘與互花米草灘、蘆葦沼澤之間的演變以及光灘濕地→互花米草灘的演變屬于自然演變,受人類作用影響較小,速度緩慢,面積變化較小。該區(qū)控制鹽蒿灘演變趨向的主要是人類活動(dòng),表現(xiàn)在鹽蒿灘→耕地、鹽蒿灘→養(yǎng)殖水域和鹽蒿灘→鹽田,三者轉(zhuǎn)移面積近12 000 hm2。表2所示的濕地類型面積轉(zhuǎn)移信息與表1有所不同,特別是濕地相互大面積轉(zhuǎn)移的方向減少,只有鹽蒿灘→養(yǎng)殖水域,蘆葦沼澤→耕地、蘆葦沼澤→養(yǎng)殖水域這3個(gè)轉(zhuǎn)移方向的轉(zhuǎn)移面積較大,最大的是蘆葦沼澤→養(yǎng)殖水域,超過5 000 hm2,蘆葦沼澤→養(yǎng)殖水域次之,與1980—1991年時(shí)間段內(nèi)相比,這一時(shí)期內(nèi)人類開發(fā)的主要目標(biāo)已由鹽蒿灘轉(zhuǎn)移為蘆葦沼澤。這是因?yàn)辂}蒿灘在上個(gè)時(shí)期內(nèi)已被大面積開發(fā),到2000年左右,鹽蒿灘的面積已不足25 000 hm2,可見是人類對(duì)濕地的開發(fā)利用使該區(qū)域的自然濕地迅速向人工景觀(耕地、養(yǎng)殖水域、鹽田)轉(zhuǎn)移,生物生存空間大大縮小。2000—2008年這一期間轉(zhuǎn)移面積都相對(duì)較小,變化較大的是養(yǎng)殖水域。其次,由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使有一部分鹽田轉(zhuǎn)變?yōu)轲B(yǎng)殖水域;由于地域、土壤環(huán)境的變化有部分養(yǎng)殖水域轉(zhuǎn)變?yōu)楦亍?/p>

2.2 射陽河口—斗龍港口段

該段屬于淤蝕過渡岸段,北部沖蝕后退,南部淤積增長(zhǎng),轉(zhuǎn)折點(diǎn)逐漸向南偏移。淤蝕過渡岸段北界在20世紀(jì)60年代在射陽港以北,現(xiàn)在已延伸至射陽鹽場(chǎng),1972—1988年期間的南移速度為1.1 km/a,而在黃河北歸后的1855—1972年期間的南移速度只有0.23 km/a,說明近年來的南移速度明顯加快[6]。但是,隨著低潮水邊線附近的淤蝕分界點(diǎn)南移,過渡型海岸將南移至受岸外輻射沙洲掩護(hù)的區(qū)域,這將使海岸的過渡受到泥沙和動(dòng)力方面的制約而減慢速度[7]。

表4～表6是鹽城市射陽河口—斗龍港段1980—2008年濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣。

該段海岸南部潮灘淤積迅速,由于受到廢黃河三角洲突出岸段的掩護(hù)并能得到部分來自廢黃河三角洲侵蝕的泥沙供給,高潮灘保持淤長(zhǎng),灘面坡度極小,為米草的生長(zhǎng)繁殖提供了絕佳的空間條件,使灘涂濕地高等植物快速向海擴(kuò)展。但江蘇海岸總體缺少外來泥沙供給,海岸的淤蝕主要是泥沙的內(nèi)部調(diào)整,隨著廢黃河三角洲的侵蝕后退,該岸段逐漸暴露,侵蝕岸段逐漸南延不可避免,且僅受到輻射沙洲北部邊緣帶的掩護(hù),對(duì)北向波浪缺少阻擋,下部開始遭受侵蝕。

表4 研究區(qū)1980—1991年射陽河口—斗龍港段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table 4 Thematrix o f wetland type transformation in the Yancheng Sheyang-Dou long segment in the years from 1980 to 1991(hm2)

表5 研究區(qū)1991—2000年射陽河口—斗龍港段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table5 Thematrix show ing wetland type transformation in the Yancheng Sheyang-Doulong segment in the years from 1991 to 2000(hm2)

表6 研究區(qū)2000—2008年射陽河口—斗龍港段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table6 Thematrix show ing wetland type transformation in the Yancheng Sheyang-Doulong segment in the years from 2000 to 2008(hm2)

如表4和表5中所示,光灘→鹽蒿灘、光灘→互花米草灘兩者的轉(zhuǎn)移面積都較大,不同的是前者轉(zhuǎn)移量呈逐年減少趨勢(shì),后者轉(zhuǎn)移量則呈增大趨勢(shì),即互花米草呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)。這兩個(gè)時(shí)間段,互花米草灘的面積共增大4 000多hm2。表6是2000—2008年該過渡區(qū)域的濕地面積轉(zhuǎn)移矩陣,光灘→互花米草灘的轉(zhuǎn)移面積為0,說明互花米草灘向海方向擴(kuò)張的狀態(tài)已基本消失。這一時(shí)期面積轉(zhuǎn)移明顯的是蘆葦→耕地、蘆葦→養(yǎng)殖水域的轉(zhuǎn)移,面積都超過1 000 hm2。還有鹽田→養(yǎng)殖水域,主要表現(xiàn)在護(hù)海大堤靠陸一側(cè),面積達(dá)到近13 000 hm2。但是縱觀3個(gè)表,該區(qū)域的濕地存在較大面積的自然濕地,并且自然景觀→人工景觀的轉(zhuǎn)移面積都較小,并表現(xiàn)出逐年下降趨勢(shì)。原因主要是隨著逐年的開發(fā),自然濕地面積已大幅度減少,該地又是保護(hù)區(qū)核心區(qū),濕地分布主要受到地理?xiàng)l件、氣候等非生物因素的影響,人類干擾力度相對(duì)較小,因此本段自然景觀轉(zhuǎn)移為人工景觀的趨勢(shì)并不明顯。

2.3 斗龍港口—弶港段

該岸段屬于淤積型海岸,同時(shí)也是圍墾力度最大的海岸,潮上帶已經(jīng)基本被圍墾殆盡。圍墾后海堤破壞了堤前潮灘原有的泥沙與地形之間的水動(dòng)力平衡關(guān)系,改變了潮灘的沉積環(huán)境,潮間帶平均年最大淤高速度較正常快10多倍,并有離堤越遠(yuǎn)淤積速度越慢的趨勢(shì)[6]。斗龍港到弶港岸段淤積迅速,向海平均每年淤積50～200m,向海伸展速度由北向南逐漸加快。另外,蘆葦、大米草、互花米草等人工植被削弱了水流動(dòng)力,使進(jìn)出潮灘的水流速度減慢,并使水流產(chǎn)生強(qiáng)烈的紊動(dòng),水流攜沙能力降低,可以增加2倍的促淤量[8],對(duì)灘涂發(fā)育具有明顯的促淤作用,造成灘面地勢(shì)由南向北增高,面積不斷增加的趨勢(shì)。

表7～表9是鹽城市斗龍港口—弶港段1980—2008年濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣。

該岸段的淤積,使灘涂面積大量增加,為開發(fā)利用提供了大面積的灘涂濕地資源。但是隨著開發(fā)活動(dòng)的進(jìn)行,而灘涂的淤積速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于圍墾速度,因此大面積的自然濕地已不復(fù)存在。從表7～表9中反映出：前期1980—1991年期間,自然景觀→人工景觀面積轉(zhuǎn)移最為劇烈的是鹽蒿灘→耕地,達(dá)到13 000 hm2,其次是蘆葦沼澤→耕地,鹽蒿灘→養(yǎng)殖水域,蘆葦沼澤→養(yǎng)殖水域,轉(zhuǎn)移面積都已達(dá)上千公頃,蘆葦沼澤→耕地的轉(zhuǎn)移面積甚至更大,超過3 000 hm2;而自然景觀→自然景觀的轉(zhuǎn)移受人類干擾較弱,只是由于土壤鹽度環(huán)境的差異等,河口地區(qū)鹽蒿不容易生長(zhǎng),使蘆葦面積有所增加,替代了鹽蒿灘;光灘濕地維持著淤積淤長(zhǎng)的狀態(tài)。這是由于當(dāng)時(shí)人類開發(fā)力度有限,對(duì)光灘濕地的影響力度較小,而對(duì)光灘上部的鹽蒿灘、蘆葦區(qū)域的使用能力較強(qiáng),也符合人們開發(fā)要求,因此被大面積圍墾為耕地。但是在1991—2000年時(shí)間段,形式發(fā)生變化。由于人類對(duì)土地的迫切需求,大面積鹽蒿灘轉(zhuǎn)變?yōu)轲B(yǎng)殖水域,蘆葦也有部分區(qū)域被開墾為養(yǎng)殖水域。這里體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的價(jià)值導(dǎo)向,人們?yōu)樽非罄孀畲蠡?需要增加養(yǎng)殖水域的面積,此時(shí)光灘濕地也有部分區(qū)域開發(fā)為養(yǎng)殖水域,致使改變了先前光灘濕地較為不受人類干擾的發(fā)展環(huán)境,使光灘濕地與其他自然濕地景觀的面積轉(zhuǎn)移總體減小上萬公頃。2000—2008年,如表9,人工濕地景觀的面積維持前兩個(gè)階段繼續(xù)增加,不同點(diǎn)在于鹽蒿灘已滿足不了人們的圍墾需求,人們轉(zhuǎn)而向蘆葦沼澤、互花米草灘要土地,大部分的自然濕地都轉(zhuǎn)移為養(yǎng)殖水域,轉(zhuǎn)移總面積超過14 000 hm2,原有自然濕地已逐漸喪失。

表7 研究區(qū)1980—1991年斗龍港口—弶港段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table 7 Thematrix showing wetland type transformation in the Yancheng Doulong-Qionggang segment in the years from 1980 to 1991(hm2)

表8 研究區(qū)1991—2000年斗龍港口—弶港段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table 8 Thematrix showing wetland type transformation in the Yancheng Doulong-Qionggang segment in the years from 1991 to 2000(hm2)

表9 研究區(qū)2000—2008年斗龍港口—弶港段濕地類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table 9 Thematrix showing wetland type transformation in the Yancheng Doulong-Qionggang segment in the years from 2000 to 2008(hm2)

3 結(jié) 論

本研究表明鹽城濱海濕地景觀變化是人類活動(dòng)與非生物條件共同作用的結(jié)果,人類活動(dòng)、海岸侵蝕、淤積作用等對(duì)濕地的影響巨大,特別是濕地圍墾開發(fā)利用是濕地分布變化的主要原因,大面積自然濕地景觀向人工濕地景觀轉(zhuǎn)移,自然濕地大幅減少。

1)鹽城濕地在1980—2008年期間,自然景觀面積減少41 692.8 hm2,減少了49.0%;人工景觀面積增加97 890.4 hm2,增加了180.0%。鹽城濱海濕地分布變化較為劇烈,其中自然濕地景觀面積及分布區(qū)域逐年減小且斑塊數(shù)量增多,單個(gè)景觀斑塊面積減小,取而代之的是大面積的、斑塊數(shù)量急劇增多的人工景觀。濕地分布變化趨勢(shì)是：自然濕地景觀向人工濕地景觀轉(zhuǎn)移占主導(dǎo),自然濕地景觀之間的演替過程速度較慢,大面積自然濕地景觀消失。濕地景觀斑塊面積繼續(xù)變小且形狀趨于簡(jiǎn)單化,景觀破碎化將逐年加劇。

2)三段研究區(qū)濱海濕地景觀格局演變主要受到的控制因素是：灌河口—射陽河口段受海岸侵蝕因素影響,大面積原有濕地植被侵蝕殆盡,海岸線逐漸向護(hù)岸堤壩靠近,部分區(qū)域高潮時(shí)海水到達(dá)堤壩區(qū)。由于受到海堤的保護(hù),海岸侵蝕的影響正逐漸減弱;射陽河口—斗龍港口段,該區(qū)處于兩者綜合作用帶,北面侵蝕南面淤積,但由于地處自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū),保護(hù)較好,區(qū)內(nèi)自然濕地斑塊分布較大且較完整,呈現(xiàn)出自陸向海方向,由蘆葦、鹽蒿灘、互花米草灘再到光灘濕地的完整階梯狀過渡狀態(tài);斗龍港口—弶港段受淤積作用影響明顯,每年該區(qū)淤積成的光灘濕地面積超過1000 hm2。但由于圍墾力度的不斷加大,光灘濕地的面積并沒有因此而增大,取而代之的是圍墾出來的大面積人工景觀(建設(shè)用地、養(yǎng)殖水域、鹽田、耕地等)。

3)隨著大面積的自然濕地迅速減少,人類干擾活動(dòng)的進(jìn)一步加劇,使得剩余的原有自然濕地將承受更大的生存危機(jī),使其更容易受到自然條件和人類活動(dòng)影響,原有的濕地生態(tài)平衡狀態(tài)必將更容易被打破,最終將使鹽城濱海濕地的原有濕地動(dòng)、植物的生存與延續(xù)受到極大的挑戰(zhàn)。因此必須進(jìn)一步加強(qiáng)保護(hù)自然濕地生態(tài)環(huán)境和保護(hù)區(qū)內(nèi)珍稀動(dòng)植物的工作,必須堅(jiān)持在保護(hù)中開發(fā),在開發(fā)中保護(hù)的原則,最終才能達(dá)到濕地資源的有效保護(hù)和合理利用以及其生態(tài)服務(wù)功能的可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)人類與環(huán)境的和諧型發(fā)展。

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