人類(lèi)活動(dòng)影響下的濱海濕地時(shí)空演化特征分析—–以鹽城、杭州灣南岸及象山港濕地為例

李加林, 童 晨, 黃日鵬, 田 鵬, 劉瑞清, 王麗佳, 周子靖

人類(lèi)活動(dòng)影響下的濱海濕地時(shí)空演化特征分析—–以鹽城、杭州灣南岸及象山港濕地為例

李加林1,2, 童 晨2, 黃日鵬2, 田 鵬2, 劉瑞清2, 王麗佳2, 周子靖2

（1.寧波大學(xué) 東海研究院, 浙江 寧波 315211; 2.寧波大學(xué) 中歐旅游與文化學(xué)院, 浙江 寧波 315211）

濱海濕地是自然界最具保護(hù)價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)之一, 加強(qiáng)對(duì)人類(lèi)活動(dòng)干擾下的濱海濕地演化研究是實(shí)現(xiàn)濱海濕地綜合管理的前提. 基于1990、2000、2008、2017年鹽城、杭州灣南岸及象山港濕地的土地利用數(shù)據(jù), 對(duì)濱海濕地的時(shí)空演化特征和環(huán)境質(zhì)量特征進(jìn)行分析. 結(jié)果表明: (1)除1990~2000年象山港自然濕地增加了60.54km2以外, 27年間3個(gè)研究區(qū)自然濕地面積持續(xù)減少, 人工濕地面積和非濕地面積持續(xù)增加; (2)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)濱海濕地的影響強(qiáng)度為杭州灣南岸濕地>象山港濕地>鹽城濕地, 相比于1990~2000年與2000~2008年階段, 3個(gè)研究區(qū)人類(lèi)圍墾活動(dòng)的強(qiáng)度在2008~2017年階段有所下降; (3)濕地環(huán)境質(zhì)量從優(yōu)到劣依次為鹽城濕地、杭州灣南岸濕地、象山港濕地, 3個(gè)研究區(qū)濕地環(huán)境質(zhì)量的總體水平均呈下降趨勢(shì).

人類(lèi)活動(dòng); 濱海濕地; 演化特征; 環(huán)境質(zhì)量

本文將海洋動(dòng)力條件、沿岸輸沙及徑流來(lái)水各異的完全開(kāi)敞型(鹽城濕地)、開(kāi)敞型(杭州灣南岸濕地)和半開(kāi)敞型(象山港濕地)濱海濕地作為研究對(duì)象, 比較不同開(kāi)敞類(lèi)型濱海濕地時(shí)空演變特征, 揭示其在人類(lèi)活動(dòng)影響下的不同演化規(guī)律和環(huán)境質(zhì)量特征, 以期為濱海濕地的開(kāi)發(fā)和保護(hù)提供科學(xué)合理的參考.

1 研究區(qū)概況

2 研究數(shù)據(jù)與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文以地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)提供的鹽城濕地、杭州灣南岸濕地、象山港濕地3個(gè)研究區(qū)域1990、2000、2008、2017年份4個(gè)時(shí)期冬季的16景Landsat TM/OLI遙感影像為數(shù)據(jù)源, 軌道號(hào)分別是118-39、118-40、119-37、120-36, 分辨率均為30m. 基于ENVI 5.2軟件對(duì)原始遙感影像進(jìn)行預(yù)處理, 通過(guò)設(shè)置多個(gè)控制點(diǎn), 采用雙線(xiàn)性?xún)?nèi)插進(jìn)行重采樣, 對(duì)各年影像進(jìn)行幾何精校正, 使用Seamless Mosaic功能, 采用直方圖匹配的勻色方法, 獲得研究區(qū)完整的遙感影像. 從2017年4景研究區(qū)影像中分別提取鹽城、杭州灣南岸、象山港濕地的海岸線(xiàn), 以海岸線(xiàn)為中心向左右各做10km緩沖區(qū)作為研究區(qū)范圍. 其中, 由于鹽城濕地海岸線(xiàn)過(guò)長(zhǎng), 故對(duì)其緩沖區(qū)中無(wú)用區(qū)域進(jìn)行了刪減, 之后將已獲得的研究區(qū)范圍作為掩膜, 對(duì)遙感影像進(jìn)行柵格提取, 最終獲得研究區(qū)影像. 此外, 本文還參考了研究區(qū)的行政區(qū)劃圖、土地利用圖、海岸帶調(diào)查報(bào)告等各類(lèi)輔助數(shù)據(jù).

2.2 研究區(qū)濕地與非濕地土地分類(lèi)

本文基于濕地的形成特點(diǎn), 參考《濕地公約》分類(lèi)系統(tǒng)以及濕地水文、植被和濕地開(kāi)發(fā)與利用等特征[17-18], 構(gòu)建了研究區(qū)土地分類(lèi)系統(tǒng), 見(jiàn)表1.

表1 研究區(qū)土地分類(lèi)系統(tǒng)

根據(jù)分類(lèi)系統(tǒng), 建立起主要地物類(lèi)型解譯標(biāo)志, 選擇訓(xùn)練區(qū), 采用最大似然法進(jìn)行監(jiān)督分類(lèi), 獲得濕地地物的初步分類(lèi). 在監(jiān)督分類(lèi)的基礎(chǔ)上, 通過(guò)目視判讀對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行檢查與修改, 最終獲取鹽城濕地、杭州灣南岸濕地、象山港濕地的土地分類(lèi)數(shù)據(jù).

2.3 土地利用動(dòng)態(tài)度

土地利用動(dòng)態(tài)度能夠較為直觀(guān)地反映出土地利用類(lèi)型變化的程度與速度, 是描述土地利用變化的重要工具[19]. 其公式如下:

式中:0為監(jiān)測(cè)開(kāi)始時(shí)某類(lèi)用地類(lèi)型的面積;S為監(jiān)測(cè)結(jié)束時(shí)該類(lèi)用地類(lèi)型的面積;為監(jiān)測(cè)過(guò)程的時(shí)間;為這類(lèi)土地利用類(lèi)型在監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)的土地利用動(dòng)態(tài)度, 表征該地類(lèi)土地利用變化的速率.

2.4 濕地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

不同土地利用類(lèi)型存在于同一濕地區(qū)域, 其所占比重不同, 并根據(jù)自身所占權(quán)重對(duì)濕地環(huán)境的質(zhì)量做出不同的貢獻(xiàn). 借鑒土地利用強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[20], 對(duì)研究區(qū)的各等級(jí)濕地比重進(jìn)行評(píng)價(jià), 形成一個(gè)在1~5之間連續(xù)分布的綜合指數(shù), 其值反映了某一區(qū)域的濕地環(huán)境質(zhì)量,數(shù)值越小, 其濕地環(huán)境質(zhì)量越優(yōu), 見(jiàn)表2. 具體算法如下:

式中:為區(qū)域濕地環(huán)境質(zhì)量量化指標(biāo);Z為第級(jí)土地分級(jí)指數(shù);S為第級(jí)土地面積百分比.

表2 土地分級(jí)與濕地環(huán)境質(zhì)量賦值

3 結(jié)果分析

3.1 濱海濕地土地利用時(shí)空變化特征分析

鹽城濕地在研究期內(nèi)土地利用時(shí)空格局發(fā)生較大變化. 由表3可知, 鹽城濕地的土地利用變化主要表現(xiàn)為自然濕地面積減少, 人工濕地與非濕地面積增加. 1990~2017年間, 自然濕地面積減少了963.47km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度為-1.12%, 說(shuō)明人類(lèi)對(duì)濱海濕地的改造利用程度越來(lái)越深, 超出了濱海濕地自然淤長(zhǎng)的速度. 自然濕地中光灘面積減少了661.66km2, 平均土地利用動(dòng)態(tài)度為-0.97%, 互花米草、蘆葦、堿蓬3類(lèi)鹽生植被土地類(lèi)型面積分別變化了165.04、-239.35、-227.5km2. 與自然濕地逐漸萎縮不同, 人工濕地面積在3個(gè)時(shí)間段內(nèi)均有增加, 27年間累計(jì)增加了527.64km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度為4.12%. 其中, 魚(yú)塘面積增加顯著, 共增加了751.53km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度也達(dá)到了25.66%; 而鹽田面積則不斷萎縮, 27年間減少了223.89km2. 非濕地面積也由原先的983.26km2增加至1311.47km2, 累計(jì)增加328.21km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度為1.24%. 其中耕地由870.30km2增加至1148.07km2, 共計(jì)增加了277.77km2.

結(jié)合圖2可知, 光灘在鹽城濕地中占比最高, 為84.10%, 主要分布在海岸帶的中南部, 并且在南部的東臺(tái)市近海區(qū)域形成了大面積的輻射沙脊. 隨著人類(lèi)活動(dòng)不斷增強(qiáng), 以及互花米草等的快速擴(kuò)張, 光灘在中部地區(qū)減少明顯. 蘆葦?shù)?、堿蓬地最初大量緊密分布在鹽城濕地的中部與南部, 但隨著時(shí)間推移, 兩類(lèi)鹽生植被土地類(lèi)型面積驟縮, 2017年絕大部分都處在射陽(yáng)縣南部. 27年間互花米草帶在射陽(yáng)縣、大豐區(qū)、東臺(tái)市海岸帶迅速擴(kuò)張, 由1990年的6.14km2增長(zhǎng)至2017年的171.18km2, 增加十分顯著. 人工濕地在南部、北部均有分布, 北部的響水縣、濱?？h分布有大面積的鹽田, 但呈現(xiàn)出不斷萎縮的趨勢(shì), 其中濱?？h的鹽田在2017年基本消失, 主要是轉(zhuǎn)化為魚(yú)塘. 中部和南部的射陽(yáng)縣、大豐區(qū)、東臺(tái)市分布有較多的魚(yú)塘, 并且有明顯增加趨勢(shì). 研究區(qū)中耕地、干塘、建設(shè)用地等非濕地也廣泛分布于中南部, 其中耕地在射陽(yáng)縣和大豐區(qū)擴(kuò)張明顯, 大部分由自然濕地轉(zhuǎn)化而來(lái). 總體來(lái)看, 鹽城濕地中自然濕地分布呈現(xiàn)由北到南逐漸增加的趨勢(shì), 但是總的分布面積不斷減少. 人工濕地中有較大面積的鹽田轉(zhuǎn)化為魚(yú)塘, 使得魚(yú)塘分布面積逐步超過(guò)并遠(yuǎn)大于鹽田面積. 非濕地中3種類(lèi)型面積均呈現(xiàn)增加趨勢(shì), 主要由自然濕地轉(zhuǎn)化而來(lái), 其分布范圍也向南北和海岸線(xiàn)方向不斷擴(kuò)散.

表3 鹽城研究區(qū)土地利用面積構(gòu)成及其變化

圖2 鹽城濕地4個(gè)年份土地利用類(lèi)型

由表4可知, 杭州灣南岸濕地的土地利用變化主要表現(xiàn)為自然濕地面積減少, 人工濕地大幅增加, 非濕地面積保持相對(duì)穩(wěn)定. 自然濕地面積由最初的444.15km2減少至2017年的231.37km2, 在3個(gè)階段中則分別減少了23.05、67.27、122.46km2, 這說(shuō)明人類(lèi)對(duì)杭州灣南岸濕地的開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度越來(lái)越大, 逐漸改變了濕地的原生利用類(lèi)型. 自然濕地中光灘減少了348.00km2, 互花米草地面積增加了135.22km2. 與自然濕地不同, 人工濕地面積大幅增加, 1990年時(shí)人工濕地面積僅為55.09km2, 其后逐漸增加, 27年間累計(jì)增加了180.97km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度達(dá)到了12.17%. 其中, 魚(yú)塘面積增加122.10km2, 是人工濕地的主要增加類(lèi)型; 水域面積增加了49.52km2; 鹽田面積增加量較小, 27年內(nèi)僅增加了9.35km2. 非濕地面積27年間累計(jì)增加93.60km2, 其中耕地從1990年的360.73km2增長(zhǎng)至2017年的378.82km2, 而建設(shè)用地從1990年的70.01km2增長(zhǎng)至2017年的161.36km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度達(dá)到4.83%, 變化速率較高. 此外, 杭州灣南岸研究區(qū)圍填?；顒?dòng)較為強(qiáng)烈, 泥沙在外圍淤積形成新的陸地, 研究區(qū)內(nèi)陸地面積增加61.79 km2, 年均增加2.29km2, 而增加的陸地主要轉(zhuǎn)化為互花米草地、建設(shè)用地和魚(yú)塘等用地類(lèi)型.

表4 杭州灣南岸研究區(qū)土地利用面積構(gòu)成及其變化

由圖3可知, 1990~2017年間杭州灣南岸海岸帶土地利用空間格局變化顯著. 1990年杭州灣南岸自然濕地面積占各地類(lèi)(不包括海域)總面積的45.94%, 而在2017年時(shí)自然濕地面積僅占22.49%, 人工濕地和非濕地類(lèi)型面積達(dá)到了22.95%和54.56%, 遠(yuǎn)超過(guò)了自然濕地的分布面積. 1990年時(shí), 研究區(qū)中光灘面積占自然濕地的99.29%, 主要分布于陸地凸處的庵東鎮(zhèn)和新浦鎮(zhèn), 但隨著時(shí)間的推移, 光灘面積明顯減少, 主要原因是向魚(yú)塘和互花米草地轉(zhuǎn)移了大量面積. 1990年時(shí)互花米草地面積僅有3.14km2, 但在2017年時(shí)已廣泛分布于杭州灣南岸各海岸段. 人工濕地中, 魚(yú)塘面積在1990年時(shí)為40.80km2, 主要分布在庵東、新浦兩鎮(zhèn), 2017年時(shí)魚(yú)塘面積為162.90km2, 除了原先兩鎮(zhèn)之外, 泗門(mén)鎮(zhèn)、觀(guān)海衛(wèi)鎮(zhèn)也有大量的魚(yú)塘分布. 研究區(qū)鹽田所占面積相對(duì)較小, 2017年時(shí)鹽田面積為9.35km2, 且僅分布于龍山鎮(zhèn). 杭州灣南岸水網(wǎng)密布, 且新建了不少積水塘, 水域的面積也從1990年的14.29km2增長(zhǎng)至2017年的63.81km2, 在空間上也逐步向海岸線(xiàn)延伸. 林地、耕地與建設(shè)用地等非濕地廣泛分布于研究區(qū)中部和南部, 大量魚(yú)塘以及林地轉(zhuǎn)化為耕地和建設(shè)用地, 導(dǎo)致了這兩種土地類(lèi)型的增加.

圖3 杭州灣南岸濕地4個(gè)年份土地利用類(lèi)型

從時(shí)間尺度上看(表5), 象山港濕地的土地利用變化主要表現(xiàn)為自然濕地面積有所增加, 人工濕地大幅增加, 非濕地面積保持相對(duì)穩(wěn)定. 從1990~2017年自然濕地面積由原先的41.82km2增加至67.51km2, 增加了25.69km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度為2.28%, 是3個(gè)研究區(qū)中唯一一個(gè)自然濕地面積在27年內(nèi)增加的區(qū)域. 其中光灘面積增加了17.32 km2, 鹽生植被土地面積增加了8.37km2. 由于港灣內(nèi)水動(dòng)力弱, 入灣河流攜帶泥沙淤積作用強(qiáng)于海洋水動(dòng)力對(duì)海岸的侵蝕作用, 使得潮灘面積不斷擴(kuò)大, 加之人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然濕地干預(yù)相對(duì)較小, 故自然濕地面積得以增加. 1990~2000年、2000~2008年、2008~2017年3個(gè)時(shí)間段內(nèi)人工濕地面積分別增加了48.50、39.51、18.49km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度達(dá)到10.88%, 變化明顯. 其中, 鹽田面積增加最為顯著, 27年內(nèi)增長(zhǎng)了53.24km2. 非濕地面積由原先的1766.59km2減少至1702.37km2, 共減少了64.22km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度為-0.13%, 變化程度較小. 其中建設(shè)用地從1990年的34.39km2增長(zhǎng)至2017年的205.55km2, 土地利用動(dòng)態(tài)度為18.43%, 增長(zhǎng)較為顯著. 由于象山港半封閉海灣較弱的海洋動(dòng)力條件, 使得象山港成為3個(gè)研究區(qū)中泥沙最易淤積的地區(qū), 27年內(nèi)新增陸地67.97km2, 年均新增2.52km2.

表5 象山港研究區(qū)土地利用面積構(gòu)成及其變化

由圖4可知, 1990~2017年間, 象山港海岸帶土地利用空間格局相對(duì)其余2個(gè)濱海濕地變化較小. 相比研究區(qū)面積, 象山港自然濕地面積較小, 其主要類(lèi)型為光灘, 2017年占自然濕地面積的83.54%, 主要分布于西滬港、鐵港、黃墩港、莼湖鎮(zhèn)及周邊. 1990年時(shí)互花米草地面積較小, 為2.74 km2, 2017年時(shí)西滬港已有明顯的互花米草覆蓋, 此時(shí)互花米草地面積為11.11km2. 2017年時(shí)象山港內(nèi)人工濕地面積為142.74km2, 各類(lèi)人工濕地所占面積相對(duì)較小, 多分布于海岸附近, 但其在27年間的面積變化仍然比較明顯. 魚(yú)塘分布較為分散, 只有北侖區(qū)有較大面積的集中魚(yú)塘. 研究區(qū)內(nèi)鹽田所占面積很少, 主要分布于北侖區(qū)的梅山島南部. 象山港沿岸地區(qū)水網(wǎng)較少, 水域面積相對(duì)較小, 但是分布區(qū)域十分廣泛. 研究區(qū)中林地、耕地與建設(shè)用地等非濕地為主要地類(lèi), 由于象山港周邊地形以低山為主, 因此林地環(huán)象山港廣泛分布. 建設(shè)用地面積變化較大, 北侖區(qū)、寧?？h和象山縣區(qū)域內(nèi)均有大面積耕地和林地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地. 而耕地主要分布在沿海低地, 并隨著林地的轉(zhuǎn)移而逐漸擴(kuò)展.

圖4 象山港濕地4個(gè)年份土地利用類(lèi)型

3.2 研究區(qū)濕地動(dòng)態(tài)度綜合對(duì)比

鹽城濕地、杭州灣南岸濕地、象山港濕地在研究區(qū)面積、濕地面積上有較大的差距, 但可以通過(guò)對(duì)比自然濕地、人工濕地的土地利用動(dòng)態(tài)度來(lái)研究3個(gè)區(qū)域的濕地演變方向與速度. 生態(tài)關(guān)鍵區(qū)域是維護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)和良性運(yùn)營(yíng)的重要生態(tài)空間. 而在濱海濕地中, 最為重要的生態(tài)空間就是鹽生植被覆蓋區(qū)和光灘, 對(duì)生態(tài)關(guān)鍵區(qū)的分析有助于把握3個(gè)研究區(qū)濱海濕地的演變情況.

自然濕地受到人工圍墾與海涂淤長(zhǎng)的雙重影響, 當(dāng)其面積持續(xù)增加時(shí), 對(duì)該地的生態(tài)系統(tǒng)良性運(yùn)轉(zhuǎn)有重要意義. 1990~2017年各濕地演變動(dòng)態(tài)度見(jiàn)表6. 3個(gè)研究區(qū)中, 鹽城與杭州灣南岸的自然濕地面積持續(xù)下降, 但下降模式有所區(qū)別: 鹽城濕地在3個(gè)時(shí)段濕地動(dòng)態(tài)度分別為-1.18%、-1.51%、-1.13%, 說(shuō)明鹽城自然濕地的圍墾速度高于灘涂淤長(zhǎng)速度, 且3個(gè)時(shí)間段內(nèi)鹽城自然濕地面積減少的速度比較接近; 而杭州灣南岸地區(qū)自然濕地的動(dòng)態(tài)度在3個(gè)階段分別為-0.52%、-2.00%、-3.85%, 自然濕地動(dòng)態(tài)度在2008~2017年遠(yuǎn)高于1990~2000年, 表明該地區(qū)人類(lèi)活動(dòng)更加頻繁, 導(dǎo)致自然濕地面積減少愈發(fā)快速. 象山港區(qū)域的自然濕地面積在27年內(nèi)有所增加, 其土地利用動(dòng)態(tài)度絕對(duì)值逐漸下降, 說(shuō)明2000年后象山港的濱海自然濕地變化較小. 人工濕地的土地利用動(dòng)態(tài)度可以表征該地區(qū)人類(lèi)圍墾等活動(dòng)的強(qiáng)度. 3個(gè)研究區(qū)各階段的人工濕地都處于增加的狀態(tài), 1990~2017年鹽城、杭州灣南岸、象山港人工濕地土地利用動(dòng)態(tài)度分別為 4.12％、12.17％、10.88％, 這表明人類(lèi)圍墾活動(dòng)的強(qiáng)度為杭州灣南岸濕地>象山港濕地>鹽城濕地. 但是也應(yīng)看到3個(gè)研究區(qū)人工濕地的面積在2008~2017階段相比于前2個(gè)階段增長(zhǎng)速度都有所下降, 這表明各研究區(qū)內(nèi)人工圍墾活動(dòng)強(qiáng)度都有所下降, 這可能與國(guó)家制定的濕地和海洋保護(hù)政策有關(guān).

表6 1990~2017年各濕地演變動(dòng)態(tài)度 %

由各濕地生態(tài)關(guān)鍵區(qū)面積演變情況(表7)可知, 27年間鹽城濕地、杭州灣南岸濕地與象山港濕地生態(tài)關(guān)鍵區(qū)面積變化顯著. 受人工圍墾與植被生長(zhǎng)擴(kuò)張雙重影響, 導(dǎo)致不同區(qū)域鹽生植被面積表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì). 鹽城濕地在27年內(nèi)鹽生植被土地面積大量減少, 由653.52km2減少至351.71 km2, 27年內(nèi)減少了301.81km2. 杭州灣南岸濕地鹽生植被土地有大面積的增長(zhǎng), 由1990年的3.14 km2增長(zhǎng)至2017年的138.36km2, 年均增加5.01 km2. 象山港濕地鹽生植被面積經(jīng)歷了先增后減的過(guò)程, 27年增加了8.37km2. 光灘一方面會(huì)因?yàn)楹Ｍ孔匀挥俜e而擴(kuò)張, 另一方面也可能因?yàn)楹Ｑ髣?dòng)力的侵蝕、鹽生植被的擴(kuò)張、人類(lèi)活動(dòng)的侵占等原因縮小. 鹽城濕地光灘面積在1990~2017年持續(xù)減少, 由2522.26km2降低至1860.60 km2, 這是由于鹽城濕地地區(qū)強(qiáng)海洋動(dòng)力下泥沙不易淤積, 海涂增長(zhǎng)緩慢, 而互花米草向光灘擴(kuò)張比較顯著造成的. 杭州灣南岸在人類(lèi)圍墾等開(kāi)發(fā)活動(dòng)直接侵占的影響下, 光灘面積持續(xù)下降, 由1990年的441.01km2降低至2017年的93.01km2. 不同于其他2個(gè)區(qū)域, 象山港濕地光灘面積有所增加, 由39.08km2增加至56.40km2, 年均增長(zhǎng)1.64%, 表明象山港地區(qū)海涂淤積作用比海岸侵蝕作用更強(qiáng).

表7 1990~2017年各濕地生態(tài)關(guān)鍵區(qū)面積演變km2

3.3 研究區(qū)濕地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

研究區(qū)1990、2000、2008、2017年濕地環(huán)境質(zhì)量指數(shù)變化見(jiàn)表8.

表8 研究區(qū)不同年份濕地環(huán)境質(zhì)量指數(shù)變化

由表8可知, 3個(gè)研究區(qū)環(huán)境質(zhì)量差距較大, 且從1990~2017年, 濕地環(huán)境質(zhì)量都有所下降. 鹽城濕地是濕地面積最大的區(qū)域, 也是濕地環(huán)境質(zhì)量最好的區(qū)域, 在27年內(nèi)濕地環(huán)境質(zhì)量從原先的2.39演變至2.74. 杭州灣南岸濕地環(huán)境質(zhì)量居于第2位, 4個(gè)年份濕地環(huán)境質(zhì)量指數(shù)分別是3.06、3.05、3.14、3.33, 隨著時(shí)間推移, 濕地環(huán)境質(zhì)量整體呈下降趨勢(shì). 在1990~2000年, 象山港濕地由原先的3.86下降至3.66, 是3個(gè)研究區(qū)中唯一濕地環(huán)境質(zhì)量有過(guò)好轉(zhuǎn)的區(qū)域, 但在2000~2017年濕地環(huán)境質(zhì)量指數(shù)又開(kāi)始上升, 在2017年濕地環(huán)境質(zhì)量指數(shù)為3.90, 達(dá)到歷史最差. 由于濕地環(huán)境質(zhì)量指數(shù)取決于各土地類(lèi)型的面積百分比和對(duì)應(yīng)的土地分類(lèi)等級(jí), 而分類(lèi)等級(jí)較為固定, 因此得出的結(jié)果主要與濕地的面積所占比重密切相關(guān). 鹽城濕地中自然濕地所占比重雖不斷下降, 但一直維持在48%以上, 人工濕地和非濕地所占比重不斷增加, 但人工濕地在2017年也僅為22.13%, 非濕地比重也一直維持在30%以下, 土地分類(lèi)等級(jí)數(shù)值最高的建設(shè)用地面積最高僅為1.56%, 因此鹽城濕地的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)雖不斷增加, 但在3個(gè)研究區(qū)中處于最好水平. 杭州灣南岸濕地自然濕地占比由45.94%下降為22.49%, 人工濕地和非濕地占比不斷增加, 非濕地所占比重維持在48%以上, 特別是等級(jí)為4和5的耕地和林地所占比重很高, 導(dǎo)致了杭州灣南岸濕地的環(huán)境質(zhì)量較差. 象山港濕地相較于杭州灣南岸濕地, 自然濕地占比不足6%, 等級(jí)數(shù)值較高的非濕地占比達(dá)89%以上, 造成了象山港濕地環(huán)境質(zhì)量指數(shù)最高, 環(huán)境質(zhì)量最差. 總的來(lái)看, 由于人類(lèi)活動(dòng)的不斷加強(qiáng), 為了彌補(bǔ)土地資源的不足, 加大了對(duì)自然濕地的圍墾, 使得自然濕地向人工濕地和非濕地類(lèi)型轉(zhuǎn)移, 并由此帶來(lái)了濕地環(huán)境質(zhì)量的下降. 特別是杭州灣南岸濕地和象山港濕地位于人類(lèi)活動(dòng)的集中區(qū), 高強(qiáng)度的土地利用必然導(dǎo)致較低的環(huán)境質(zhì)量.

4 結(jié)論

利用土地利用動(dòng)態(tài)度、濕地環(huán)境質(zhì)量指數(shù)等指標(biāo), 對(duì)1990、2000、2008和2017年鹽城濕地、杭州灣南岸濕地和象山港濕地的時(shí)空演化特征和環(huán)境質(zhì)量變化進(jìn)行分析, 研究發(fā)現(xiàn):

(1)研究區(qū)土地利用時(shí)間演化方面, 1990~2017年間, 3個(gè)研究區(qū)土地利用時(shí)空格局發(fā)生較大變化. 鹽城濕地的自然濕地面積減少963.47km2, 人工濕地與非濕地面積分別增加527.64和328.21km2, 魚(yú)塘和耕地面積增加最為顯著. 杭州灣南岸濕地自然濕地面積持續(xù)減少, 人工濕地大幅增加, 非濕地面積保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài). 象山港濕地的土地利用變化主要表現(xiàn)為自然濕地面積少量增加, 鹽田、水域等人工濕地面積大幅增加, 除建設(shè)用地增加171.16km2以外, 非濕地面積總體保持相對(duì)穩(wěn)定.

(2)研究區(qū)土地利用空間演化方面, 鹽城濕地中自然濕地分布不斷減少, 但互花米草地向南北海岸帶擴(kuò)張顯著. 人工濕地中, 北部響水縣、濱?？h有較大面積的鹽田轉(zhuǎn)化為魚(yú)塘, 中部的魚(yú)塘分布面積也逐步擴(kuò)大. 非濕地類(lèi)型由于自然濕地的轉(zhuǎn)化也使其向南北和海岸線(xiàn)不斷擴(kuò)展. 杭州灣南岸濕地中光灘向魚(yú)塘和互花米草地轉(zhuǎn)移較多, 導(dǎo)致面積減少明顯. 人工濕地中的魚(yú)塘和水域分布范圍也逐步擴(kuò)大. 林地、耕地與建設(shè)用地等非濕地廣泛分布于研究區(qū)中部和南部, 并有總體增加趨勢(shì). 象山港濕地相對(duì)變化較小, 其中以建設(shè)用地面積變化最大, 主要是北侖區(qū)、寧?？h和象山縣區(qū)域內(nèi)的耕地和林地向其轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的.

(3)研究區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)變化方面, 鹽城濕地、杭州灣南岸濕地、象山港濕地的人工濕地面積土地利用動(dòng)態(tài)度分別為4.12%、12.17%、10.88%, 這表明人類(lèi)圍墾活動(dòng)的強(qiáng)度為杭州灣南岸濕地>象山港濕地>鹽城濕地. 相比于1990~2000年與2000~ 2008年階段, 3個(gè)研究區(qū)人工濕地面積的增長(zhǎng)速度在2008~2017年階段都有所下降, 這可能與國(guó)家濕地保護(hù)政策有關(guān).

(4)研究區(qū)濕地環(huán)境質(zhì)量方面, 由于3個(gè)研究區(qū)中自然濕地、人工濕地和非濕地面積所占比重的不同, 導(dǎo)致濕地環(huán)境質(zhì)量從優(yōu)到劣依次為鹽城濕地、杭州灣南岸濕地、象山港濕地. 濕地環(huán)境質(zhì)量總體水平均呈下降趨勢(shì), 主要是由于人類(lèi)加強(qiáng)了對(duì)濕地資源的開(kāi)發(fā)利用, 使得自然濕地向人工濕地和非濕地類(lèi)型轉(zhuǎn)移, 自然濕地逐漸萎縮導(dǎo)致的.

通過(guò)對(duì)3種不同開(kāi)敞類(lèi)型的濱海濕地演化和環(huán)境質(zhì)量的比較研究可以發(fā)現(xiàn), 在自然因素和人類(lèi)活動(dòng)雙重影響下, 不同開(kāi)敞類(lèi)型的濕地演化會(huì)表現(xiàn)出不同的特征. 呈喇叭狀形態(tài)的象山港濕地(半開(kāi)敞型)海洋動(dòng)力較弱, 利于人類(lèi)對(duì)濕地的開(kāi)發(fā)利用, 這就導(dǎo)致了象山港濕地的土地利用動(dòng)態(tài)變化十分顯著, 濕地環(huán)境質(zhì)量也最差. 鹽城濕地作為完全開(kāi)敞型濕地, 在相對(duì)較強(qiáng)的水沙動(dòng)力條件和人類(lèi)活動(dòng)雙重影響下, 濕地發(fā)生了較大的變化, 但較其他2種濕地類(lèi)型來(lái)說(shuō)變化最小. 杭州灣南岸濕地作為開(kāi)敞型濕地則居于兩者之間. 總體而言, 較為封閉的開(kāi)敞類(lèi)型濱海濕地在較弱的海洋動(dòng)力條件下更易受人類(lèi)活動(dòng)的影響, 導(dǎo)致濕地土地利用類(lèi)型人工化更為顯著, 進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致較低的濕地環(huán)境質(zhì)量.

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Spatio-temporal evolution of coastal wetlands affected by human activities: A case study of Yancheng City, south coast of Hangzhou Bay and Xiangshan Harbor wetlands

LI Jialin1,2, TONG Chen2, HUANG Ripeng2, TIAN Peng2, LIU Ruiqing2, WANG Lijia2, ZHOU Zijing2

( 1.Donghai Institute, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2.Sino-European Institute of Tourism and Culture, Ningbo University, Ningbo 315211, China )

Coastal wetland is one of the most valuable ecosystems in nature. The study on the evolution of coastal wetlands under the interference of human activities is the prerequisite for the comprehensive management of coastal wetlands. Based on the land use data of Yancheng City, south coast of Hangzhou Bay and Xiangshan Harbor wetlands collected in 1990, 2000, 2008 and 2017, the spatio-temporal evolution characteristics and environmental quality characteristics of coastal wetlands are analyzed. The results show that: (1) Except that the natural wetland of Xiangshan Harbor increased by 60.54km2from 1990 to 2000, the natural wetland area of the three sampled areas continue to decrease over the past 27 years, and the area of constructed wetland and non-wetland increased constantly. (2) The intensity of human activities on coastal wetlands can be listed in the descending order as the south coast of Hangzhou Bay wetland > Xiangshan Harbor wetland > Yancheng wetland. Compared with the data collected covering 1990~2000 and 2000~2008, the intensity of human reclamation activity in three sampled areas declined in 2008~2017. (3) The wetland environmental quality of Yancheng wetland, south coast of Hangzhou Bay wetland and Xiangshan Harbor wetland are gradually deteriorating. The overall level of wetland environmental quality in the three study areas also shows a downward trend.

human activities; coastal wetlands; evolution characteristics; environmental quality

K903; Q149

A

1001-5132（2020）01-0001-09

2019?09?10.

寧波大學(xué)學(xué)報(bào)（理工版）網(wǎng)址: http://journallg.nbu.edu.cn/

國(guó)家自然科學(xué)基金-浙江兩化融合聯(lián)合基金（U1609203）.

李加林（1973－）, 男, 浙江臺(tái)州人, 博士/教授, 主要研究方向: 海岸帶資源環(huán)境演化. E-mail: nbnj2001@163.com

（責(zé)任編輯 韓 超）