廣西山口紅樹林保護(hù)區(qū)互花米草擴(kuò)散動(dòng)態(tài)及其驅(qū)動(dòng)力

李麗鳳,劉文愛,陶艷成,許曉玲,傅偉聰,董建文,4,*

1 福建農(nóng)林大學(xué) 園林學(xué)院, 福州 350002 2 桂林電子科技大學(xué) 設(shè)計(jì)與創(chuàng)意學(xué)院, 北海 536000 3 廣西紅樹林研究中心 廣西紅樹林保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北海 536000 4 國(guó)家林業(yè)局森林公園工程技術(shù)研究中心, 福州 350002

互花米草(Spartinaalterniflora)起源于美洲大西洋沿岸和墨西哥灣,是濱海鹽沼常見的禾本科(Gramineae)多年生草本植物,具有區(qū)域性入侵特征[1]?；セ撞輰?duì)溫度變化具有一定適應(yīng)性,分布緯度跨度大,適宜生長(zhǎng)在廣闊的潮間帶上[2]?；セ撞菰谠S多引種地快速蔓延,包括北美西海岸、歐洲、新西蘭和中國(guó)沿海等[3-4]。1990—2015年中國(guó)互花米草面積從4375.5 hm2增加到54579.7 hm2[5],成為中國(guó)東海岸分布最廣的1個(gè)入侵種[6- 7],改變了原來(lái)生境特征與生物群落生態(tài)結(jié)構(gòu)[8- 9],嚴(yán)重威脅生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能[10- 12]。近年來(lái),如何防范互花米草入侵成為中國(guó)生物入侵問(wèn)題研究的焦點(diǎn)之一。廣西沿海是互花米草適宜分布區(qū),主要分布在丹兜海、鐵山港灣、廉州灣等地[13],廣西山口紅樹林保護(hù)區(qū)是互花米草擴(kuò)散和蔓延面積最大的區(qū)域[14],其面積從2003年的167 hm2增加到2015年的413.00 hm2[5,15],已對(duì)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響,亦成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域。

目前關(guān)于互花米草擴(kuò)散的研究成果包括監(jiān)測(cè)、擴(kuò)散模擬、種群空間分布、繁殖方式、驅(qū)動(dòng)力等方面。在監(jiān)測(cè)和擴(kuò)散模擬方面,有學(xué)者利用遙感影像對(duì)互花米草進(jìn)行監(jiān)測(cè)[16- 18]或基于元胞自動(dòng)機(jī)構(gòu)建互花米草種群擴(kuò)散模型[19- 20]。在種群分布方面,有學(xué)者利用景觀格局指數(shù)、質(zhì)心變化等方法分析互花米草群落的景觀空間分布特征[21]。在繁殖方式方面,前人從互花米草種群繁殖方式探討其擴(kuò)張能力[22],或從種群的入侵力、生態(tài)系統(tǒng)可入侵性和入侵通道分析互花米草的爆發(fā)機(jī)制[2]。在影響因子及驅(qū)動(dòng)力方面,對(duì)于中國(guó)沿海互花米草擴(kuò)散的影響因素有海溫、海流緯向分布、海鹽度、溫度、降雨量[23],有學(xué)者以氣候、水文、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政策為驅(qū)動(dòng)力因子分析濕地類型景觀格局動(dòng)態(tài)變化[24- 25]。研究驅(qū)動(dòng)力的方法主要包括Pearson雙變量相關(guān)性分析法[26]、灰色關(guān)聯(lián)度分析方法[27]以及Logistic模型等[28],其中灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對(duì)于樣本數(shù)量較小的情況下較為適宜[27]。

綜上,迄今關(guān)于互花米草的研究成果頗為豐碩,然而結(jié)合互花米草擴(kuò)散動(dòng)態(tài)并探討其驅(qū)動(dòng)力研究成果相對(duì)較少。本研究通過(guò)分析2009—2019年間廣西山口紅樹林保護(hù)區(qū)互花米草空間分布、面積變化動(dòng)態(tài)、質(zhì)心的變化與景觀格局,探討互花米草在紅樹林濕地中擴(kuò)散特征與規(guī)律,并通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度分析法探討互花米草擴(kuò)散動(dòng)態(tài)的驅(qū)動(dòng)力,旨在為互花米草監(jiān)控、紅樹林資源保護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 樣地概況

廣西山口國(guó)家級(jí)紅樹林生態(tài)自然保護(hù)區(qū)(中心位置地理坐標(biāo)21°28′N,109°43′E)距離廣西北海市105 km,東與廣東省湛江紅樹林保護(hù)區(qū)接壤,由廣西合浦縣東南部沙田半島的東西兩側(cè)海岸及海域組成(圖1),海岸線長(zhǎng)約50 km,面積8000 hm2,保護(hù)區(qū)于2002年1月被列入國(guó)際重要濕地名錄。該保護(hù)區(qū)地屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年均氣溫23.4℃,年平均降水量為1887.54 mm。保護(hù)區(qū)灘涂主要為淤泥質(zhì),分布著紅樹林建群種有紅海欖(Rhizophorastylosa)、木欖(Bruguieragymnorrhiza)、桐花樹(Aegicerascorniculatum)、白骨壤(Aricenniamarina),互花米草主要分布在丹兜海潮灘、英羅潮灘,呈單優(yōu)群落生長(zhǎng)或與紅樹林混生。

圖1 廣西山口紅樹林保護(hù)區(qū)區(qū)位圖Fig.1 Location of Guangxi Shankou Mangrove Reserve

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

1.2.1遙感影像數(shù)據(jù)

以2013年12月高分一號(hào)全色和多光譜高分辨率衛(wèi)星影像為主要數(shù)據(jù)源,分辨率分別為2 m與8 m。利用ERDAS9.2遙感影像處理平臺(tái)做正射校正、數(shù)據(jù)配準(zhǔn)與融合處理,并組合2、4、3波段影像,采用人機(jī)互譯的方式進(jìn)行解譯。利用覆蓋研究區(qū)域1∶10000地形圖進(jìn)行遙感影像校正。以同期QuickBird影像為基本驗(yàn)證數(shù)據(jù),隨機(jī)抽取100個(gè)互花米草斑塊,利用對(duì)比法進(jìn)行精度驗(yàn)證[16]。2013年研究區(qū)互花米草抽樣斑塊總體面積誤差為1.1%,斑塊面積總體重疊率達(dá)到95.8%。

1.2.2互花米草面積數(shù)據(jù)

研究區(qū)1979、2000、2003、2007、2008、2011、2015年互花米草面積數(shù)據(jù)來(lái)源于參考文獻(xiàn)(表1)。2009年10月、2019年12月互花米草數(shù)據(jù)來(lái)源于Google Earth影像,影像分辨率為0.61—2.4 m[31- 32]。利用ArcGIS的“線切割面”的功能目視解譯研究區(qū)Google Earth 影像。隨機(jī)抽取100個(gè)斑塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)手持GPS繞測(cè)精度驗(yàn)證,2019年研究區(qū)抽樣斑塊總體面積誤差為1.3%,斑塊面積總體重疊率達(dá)到95.4%。

本次研究對(duì)象為互花米草,主要分布在灘涂上,因此將保護(hù)區(qū)灘涂用地進(jìn)行分類:互花米草、紅樹林、光灘、養(yǎng)殖灘涂。此外,本研究還解譯了海堤內(nèi)廢棄蝦塘中的互花米草。輔助數(shù)據(jù)有ALOS衛(wèi)星12.5 m Dem數(shù)據(jù)、潮位信息數(shù)據(jù)。本研究采用ArcGIS 10.4軟件進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)處理及制圖。

表1 山口保護(hù)區(qū)互花米草面積及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.2.3氣象、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)數(shù)據(jù)

年均最高溫、最低溫、年降雨量數(shù)據(jù)來(lái)源于北海歷史天氣數(shù)據(jù)(http://lishi.tianqi.com/beihai/201911.html)和國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心地面資料數(shù)據(jù)(https://data.cma.cn/site/index.html)。地區(qū)國(guó)民生產(chǎn)總值、人口數(shù)據(jù)來(lái)源于北海市統(tǒng)計(jì)年鑒(http://xxgk.beihai.gov.cn/bhsdfzbzwyhbgs/zjtd/bhnj_98776/)；趕海人數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源于廣西紅樹林研究中心開展的山口紅樹林保護(hù)區(qū)本底調(diào)查。

1.3 研究方法

1.3.1土地類型轉(zhuǎn)移矩陣

用土地類型轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)分析用地類型的結(jié)構(gòu)特征及不同用地類型變化方向,根據(jù)不同時(shí)期的用地類型,按公式(1),在GIS中進(jìn)行地圖代數(shù)計(jì)算[33]。

(1)

1.3.2質(zhì)心的變化

在ArcGIS 10.4中標(biāo)出各互花米草斑塊的質(zhì)心點(diǎn),記錄斑塊質(zhì)心的經(jīng)緯度坐標(biāo)。通過(guò)計(jì)算互花米草的面積加權(quán)質(zhì)心變化,揭示互花米草在空間上的擴(kuò)散方向和速度,計(jì)算方法按公式(2)[21]:

(2)

式中,Xc和Yc是按面積加權(quán)的互花米草質(zhì)心坐標(biāo),Xi和Yi是互花米草的第i個(gè)斑塊的質(zhì)心坐標(biāo),Ci為互花米草的第i個(gè)斑塊的面積,n為互花米草斑塊的總數(shù)目。

1.3.3景觀格局分析

對(duì)2009、2013、2019年山口紅樹林保護(hù)區(qū)互花米草景觀格局指數(shù)開展分析,以了解研究區(qū)互花米草格局及其變化特征。通過(guò) Fragstats4.1進(jìn)行計(jì)算斑塊數(shù)量(Number of patches,NP)、斑塊密度指數(shù)(Patch Density,PD)、平均斑塊大小(Patch Density,MPS)、分維數(shù)(Dimension,D)和最大斑塊指數(shù)(Patch Density,LPI)等5個(gè)景觀指數(shù)[34]。

1.3.4灰色關(guān)聯(lián)度分析方法

灰色關(guān)聯(lián)度分析方法,是指兩個(gè)系統(tǒng)或兩個(gè)因素之間關(guān)聯(lián)性的度量,目的在于找到系統(tǒng)間影響因素的關(guān)系,以反映各評(píng)價(jià)對(duì)象與參考序列的關(guān)聯(lián)關(guān)系。本研究通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度分析互花米草景觀格局指數(shù)與人為因素、氣候因素的關(guān)聯(lián)性,在具體研究中對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)利用初值法做無(wú)量綱化處理,計(jì)算比較序列與參考序列對(duì)應(yīng)元素的絕對(duì)差值,分辨系數(shù)取0.5,最終定量各因素之間的數(shù)值關(guān)系。關(guān)聯(lián)度值大于0.5 時(shí),說(shuō)明關(guān)聯(lián)度顯著；關(guān)聯(lián)度值越接近1,關(guān)聯(lián)度越強(qiáng)[27]。

2 結(jié)果與分析

2.1 互花米草空間分布和擴(kuò)散速度

2.1.1互花米草空間分布

2009—2013年間,廣西山口紅樹林保護(hù)區(qū)灘涂主要分布著紅樹林和互花米草斑塊,互花米草在保護(hù)區(qū)丹兜海潮灘、英羅港海塘村、英羅村灘涂上蔓延,與紅樹林形成競(jìng)爭(zhēng)灘涂空間的群落(圖2)。2019年養(yǎng)殖灘涂斑塊面積增加13.77 hm2,主要是由于當(dāng)?shù)鼐用褙赘钐幚砗虡s村潮灘(中心位置:經(jīng)度109°38′19",緯度21°35′15")互花米草,在灘涂上養(yǎng)殖紅樹蜆(Geloinaerosa)。2009—2013年間互花米草面積最大的斑塊分布位置不變(中心位置:經(jīng)度109°39′45″,緯度21°33′44″),但面積變小,2009年、2013年與2019年依次為64.34 hm2、53.91 hm2、53.54 hm2。

丹兜村海堤坍塌(中心位置:經(jīng)度109°40′13",緯度21°35′19"),互花米草種子隨著海水倒灌進(jìn)堤內(nèi),互花米草在廢棄的蝦塘蔓延。2009年堤內(nèi)互花米草斑塊24個(gè),面積3.57 hm2,2013堤內(nèi)斑塊53個(gè),面積37.38 hm2。2013—2019年間,當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)廢棄蝦塘進(jìn)行整治將堤內(nèi)互花米草用地轉(zhuǎn)為蝦塘,至2019年堤內(nèi)互花米草斑塊7個(gè),面積約7.06 hm2。

圖2 廣西山口紅樹林保護(hù)區(qū)互花米草分布Fig.2 The distribution of Spartina alterniflora

2.1.2互花米草擴(kuò)散速度及面積變化趨勢(shì)

2009—2019年間,保護(hù)區(qū)互花米草面積呈現(xiàn)增加趨勢(shì),但增長(zhǎng)速度下降。2009年互花米草面積為301.04 hm2,至2019年增加到454.24 hm2。互花米草年均增長(zhǎng)率大幅下降,2009—2013年年均增長(zhǎng)率為7.60%,2013—2019年則下降為1.99%(表2)。

2009—2013年間紅樹林面積呈增加態(tài)勢(shì),其年均增長(zhǎng)率為3.42%,但面積增長(zhǎng)率小于互花米草,而2013—2019年呈減少趨勢(shì),主要是位于禾榮村馬扒欄灘涂的紅樹林死亡(中心位置:經(jīng)度109°38′36″、緯度21°35′40″)。

表2 斑塊面積及年均增長(zhǎng)率 (2009—2019年) /%

圖3 互花米草面積散點(diǎn)圖Fig.3 Scatter plot of the area of Spartina alterniflora

以2009—2019年間廣西山口自然保護(hù)區(qū)的面積數(shù)據(jù)為因變量(表2),通過(guò)Excel繪制互花米草面積散點(diǎn)圖(圖3),得到互花米草面積預(yù)測(cè)模型式(3):

y=12.703x-25219

(3)

式中,x為預(yù)估測(cè)的年份,y為預(yù)測(cè)的互花米草面積,R2=0.785,利用 SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析、模型統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),F=23.013,P=0.001<0.01,該模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果表明互花米草面積呈線性遞增態(tài)勢(shì)。如果互花米草不進(jìn)行控制,預(yù)測(cè)模型顯示2029年互花米草面積將達(dá)到555.387 hm2,2039年達(dá)682.417 hm2,界時(shí)將有更多的適林灘涂被侵占。這也印證了前人的研究結(jié)論[14]。

2.1.3用地類型轉(zhuǎn)移分析

通過(guò)保護(hù)區(qū)10年間土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析,可進(jìn)一步說(shuō)明研究區(qū)互花米草面積變化情況?？傮w而言,2009—2019年間研究區(qū)各地類中活躍程度位列前三的依次為養(yǎng)殖灘涂、互花米草、紅樹林(表3)?；セ撞萸终紴┩康目臻g速度比紅樹林快,紅樹林將面臨生長(zhǎng)空間的限制。2009—2019年間,光灘轉(zhuǎn)化為互花米草是其轉(zhuǎn)化為紅樹林面積的1.507倍。2019年紅樹林面積為868.98 hm2,增加面積主要來(lái)自互花米草(17.99 hm2)、光灘(137.52 hm2)轉(zhuǎn)入。位于那潭村灘涂(經(jīng)度109°39′56"、緯度21°36′23")互花米草轉(zhuǎn)入為紅樹林,主要是相關(guān)部門在此種植人工林。2019年互花米草面積為454.24 hm2,主要來(lái)自紅樹林(13.77 hm2)、光灘(207.26 hm2)、堤內(nèi)蝦塘(3.49 hm2)轉(zhuǎn)入；2019年保護(hù)區(qū)灘涂養(yǎng)殖面積來(lái)自紅樹林(1.21 hm2)、互花米草(3.37 hm2)以及光灘(9.19 hm2)轉(zhuǎn)入。

表3 2009—2019年山口紅樹林保護(hù)區(qū)用地類型轉(zhuǎn)移矩陣

2.2 保護(hù)區(qū)互花米草擴(kuò)散特征

圖4 不同年份互花米草斑塊質(zhì)心變化 Fig.4 The patch centroid variation of Spartina alterniflora in different years

2009、2013、2019年互花米草的質(zhì)心坐標(biāo)都位于丹兜海潮灘(圖4)?；セ撞莅邏K質(zhì)心整體移動(dòng)方向:2009—2013年向西北方向偏移,2013—2019年向東南方向偏移。2009—2013年向北移動(dòng)速度較快,而2013—2019年向南移動(dòng)速度較快。前一階段質(zhì)心變化,主要是因?yàn)榛セ撞輸U(kuò)散進(jìn)入保護(hù)區(qū)西北側(cè)稀疏的紅樹林,而后一階段互花米草在英羅灣、煙樓下等潮灘平行海岸線向海一側(cè)擴(kuò)散。

保護(hù)區(qū)互花米草種群擴(kuò)散表現(xiàn)為點(diǎn)源擴(kuò)散、多點(diǎn)爆發(fā)的特點(diǎn)。以丹兜潮灘上互花米草斑塊(中心位置:經(jīng)度109°39′8",緯度21°34′53")擴(kuò)散過(guò)程為例(圖5),圖中2009年互花米草斑塊由破碎的多個(gè)點(diǎn)源構(gòu)成,隨著時(shí)間變遷多點(diǎn)爆發(fā),至2013年多個(gè)點(diǎn)源連接形成面狀的斑塊,至2019年形成片狀的互花米草斑塊。這種擴(kuò)散的特點(diǎn),被鄧自發(fā)等稱之為短程“流”式擴(kuò)張[2]?；セ撞輰?duì)土壤要求不高,在淤泥質(zhì)的灘涂上生長(zhǎng)最好[35],而山口紅樹林保護(hù)區(qū)為海灣淤泥灘涂生境,有利于互花米草生長(zhǎng)擴(kuò)散,因此在丹兜海潮灘上形成大面積互花米草優(yōu)勢(shì)群落。

圖5 斑塊演變示意圖Fig.5 Schematic diagram of patches evolution

2.3 互花米草景觀格局變化

本研究用高度濃縮景觀格局信息的景觀格局指數(shù)反映斑塊結(jié)構(gòu)組成和景觀變化特征。如表4所示,2009—2019年紅樹林平均斑塊大小先上升后降低,分維數(shù)數(shù)值和斑塊密度值均先降低后上升,表明期間斑塊形狀趨向復(fù)雜變化,紅樹林斑塊有破碎化趨勢(shì)。

互花米草斑塊數(shù)量2013年較2009年減少,主要是小斑塊連接成大斑塊的緣故,2013 —2019年斑塊數(shù)量增加,互花米草斑塊整體質(zhì)心偏移,位于丹兜海潮灘的煙樓下、永安、上新村、以及英羅、海塘的灘涂上有新斑塊生成。

互花米草分維數(shù)2019年<2009年<2013年,表明2009—2013年互花米草爆發(fā)高峰期,斑塊復(fù)雜,并且隨著時(shí)間推移,至2019年斑塊逐步成型。相對(duì)2013年,2019年的互花米草斑塊形狀由復(fù)雜變?yōu)楹?jiǎn)單。2009—2019年間互花米草斑塊密度數(shù)值先減小后增大、平均斑塊大小數(shù)值先增大后減小,說(shuō)明期間互花米草呈現(xiàn)破碎化趨勢(shì)。

表4 廣西山口紅樹林保護(hù)區(qū)濕地景觀格局指數(shù)

2.4 互花米擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力因素

本研究利用社會(huì)環(huán)境因素結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度分析法研究樣地互花米草動(dòng)態(tài)變化驅(qū)動(dòng)力。引起互花米草擴(kuò)散動(dòng)態(tài)變化的社會(huì)環(huán)境因素分為人為因素和自然因素,其中人為因素主要體現(xiàn)在地區(qū)國(guó)民生產(chǎn)總值變化、山口趕海人口比例；自然因素包括年均最低溫、年均最高溫(圖6)。因研究期間年均氣溫與年均降雨量變化趨勢(shì)不明顯,未納入到影響因素中。

圖6 2009—2019年社會(huì)環(huán)境因素變化動(dòng)態(tài)Fig.6 The changes of social environmental factors in 2009—2019

表5所示,分別以2009—2019年間研究區(qū)互花米草分維數(shù)、最大斑塊指數(shù)、破碎化指數(shù)、斑塊密度、面積作為參考序列,針對(duì)4個(gè)驅(qū)動(dòng)因素趕海人口比例、年均最高溫、年均最低溫、地區(qū)生產(chǎn)總值,進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析。各個(gè)影響因子關(guān)聯(lián)度值均大于0.5,各因子選擇具有一定合理性[27]。研究結(jié)果表明,2009—2019年間互花米草動(dòng)態(tài)變化受到自然因素與人為因素共同影響,互花米草景觀格局指數(shù)對(duì)年均最高溫、趕海人口比例、年均最低溫較敏感。其中,年均最高溫與互花米草分維數(shù)、破碎化指數(shù)、面積相關(guān)性最大；趕海人口比例對(duì)最大斑塊指數(shù)、斑塊密度、斑塊數(shù)影響最大；年均最低溫度與破碎化指數(shù)、互花米草面積、最大斑塊指數(shù)、斑塊密度、斑塊數(shù)的關(guān)聯(lián)度值均排在第二位；地區(qū)生產(chǎn)總值與互花米草景觀格局指數(shù)的關(guān)聯(lián)度相對(duì)較小。

2009—2019年間影響互花米草面積變化的各個(gè)因子關(guān)聯(lián)度排序依次為:年均最高溫>年均最低溫>趕海人口比例>地區(qū)生產(chǎn)總值。因此研究區(qū)域互花米草面積主要是受到氣候因素的影響,其次為人為因素。從氣候因素上看,隨著全球溫度的上升,研究區(qū)域年均高溫和年均最低溫都有上升趨勢(shì)(圖6),互花米草面積與研究樣地的年均最高溫正相關(guān)(R2=0.9958),與年均最低溫正相關(guān)(R2=0.9304)(圖7)。從人為因素來(lái)看,互花米草面積與地區(qū)生產(chǎn)總值正相關(guān)(R2=0.8448),互花米草面積與研究樣地趕海人口比例呈負(fù)相關(guān)(R2=0.9986)。2009—2019年間,北海市地區(qū)生產(chǎn)總值為從335億元上升到1300.80億元,年均增長(zhǎng)率為14.53%(R2=0.9805)。2009—2019年間從事趕?；顒?dòng)的人口比例下降,說(shuō)明該地經(jīng)濟(jì)發(fā)展為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝烁嗟木蜆I(yè)崗位與多樣化的經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源,趕海人口比例相應(yīng)減少,有利于互花米草擴(kuò)散。

表5 各影響因子與互花米草景觀格局指數(shù)的關(guān)聯(lián)度

圖7 互花米草面積與影響因素的關(guān)系Fig.7 The relationship between the area of Spartina alterniflora and the influencing factors

3 討論

(1)氣候變化對(duì)互花米草的景觀格局指數(shù)和面積變化有一定影響?；セ撞莘志S數(shù)、破碎化指數(shù)、面積對(duì)年均最高溫變化表現(xiàn)較為敏感,互花米草面積與當(dāng)?shù)氐哪昃罡邷亍⒛昃畹蜏卣嚓P(guān)。Chuine等認(rèn)為增溫顯著提高了C4植物的競(jìng)爭(zhēng)力[36],本研究中互花米草面積年均增長(zhǎng)率大于紅樹林,可能是因?yàn)樵跍囟茸兓尘跋?互花米草的競(jìng)爭(zhēng)力高于紅樹林的緣故。

(2)在全球變暖的趨勢(shì)下,2009—2019年間山口保護(hù)區(qū)互花米草總面積呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),但擴(kuò)散速率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這與廣西海岸互花米面積草整體變化趨勢(shì)基本一致[14,16]。究其原因,一方面是由于溫度的影響,祝振昌等研究結(jié)果認(rèn)為互花米草萌發(fā)率隨溫度升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)[37]。另一方面因?yàn)榻?jīng)過(guò)前期的互花米草爆發(fā)式擴(kuò)散,面積迅速增加,但受保護(hù)區(qū)灘涂空間限制,其擴(kuò)散速率降低。在研究區(qū)域互花米草入侵的紅樹林空間主要是保護(hù)區(qū)西北部的紅樹林密度小的區(qū)域,在紅樹林密度大、樹形高大的英羅港區(qū)域,互花米草主要是位于紅樹林斑塊外緣[23],未能入侵到斑塊內(nèi)部空間中,這與前人研究互花米草容易向低矮、稀疏的紅樹林內(nèi)擴(kuò)散的結(jié)論一致[14,38]。

(3)從2009—2019年土地利用變化可以看出,2019年局部灘涂上的互米草(面積3.37 hm2)被刈割,互花米草灘涂轉(zhuǎn)為養(yǎng)殖灘涂。當(dāng)然,養(yǎng)殖灘涂是否長(zhǎng)期有效抑制互花米草生長(zhǎng),需要后期進(jìn)一步監(jiān)測(cè)。此外通過(guò)灘涂養(yǎng)殖取代互花米草的方式,其生態(tài)影響也需要進(jìn)一步關(guān)注,因養(yǎng)殖灘涂面積還包括紅樹林面積(1.21 hm2)、光灘面積(9.19 hm2)轉(zhuǎn)入,人為干擾加劇,將對(duì)紅樹林生長(zhǎng)造成一定影響。

(4)本研究中驅(qū)動(dòng)力分析的因素主要包括自然因素和人為因素,在氣候因子中選擇年均值,具體月份的氣候因子影響差異還需要進(jìn)一步研究。在后期研究中,擬將互花米草入侵前后土壤的理化性質(zhì)變化、地形、土地利用納入驅(qū)動(dòng)因素中進(jìn)行深度分析,為紅樹林濕地環(huán)境生態(tài)保護(hù)提供依據(jù)。

4 結(jié)論

(1)廣西山口紅樹林保護(hù)區(qū)互花米草呈現(xiàn)擴(kuò)散趨勢(shì),與紅樹林爭(zhēng)奪生長(zhǎng)空間。2009—2019年間互花米草面積呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),在光灘上生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)較紅樹林明顯,且年均增長(zhǎng)率大于紅樹林,生長(zhǎng)占用灘涂空間,將使宜林空間減少。期間,紅樹林趨向破碎化,其中主要是由于互花米草侵入紅樹林邊緣,局部入侵斑塊內(nèi)部的緣故,特別是丹兜海西北側(cè)稀疏的紅樹林,使紅樹林斑塊形狀趨向復(fù)雜變化。近年互花米草質(zhì)心向保護(hù)區(qū)東南方向偏移,應(yīng)注意防范。

(2)2009—2019年間互花米草動(dòng)態(tài)變化受到人為因素與自然因素共同影響。在人為因素方面,趕海人口比例是景觀格局變化的主要影響因子之一,與最大斑塊指數(shù)、斑塊密度、斑塊數(shù)關(guān)聯(lián)度最大。在自然因素方面,氣候變化是互花米草景觀格局及面積變化的重要影響因素。2009—2019年間,年均最高溫對(duì)互花米草分維數(shù)、破碎化指數(shù)變化影響相對(duì)較大?；セ撞菝娣e變化的主要影響因子亦為氣候因素,與年均最高溫、年均最低溫均呈正相關(guān)。隨著全球氣候變暖,互花米草面積增加,紅樹林生長(zhǎng)將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

致謝：感謝福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院祁新華教授對(duì)論文提出寶貴的修改意見。