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湿地是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。但是,世界范围内对湿地的不合理开发利用,使湿地面积大量丧失,生物多样性快速下降。这种现象已经广泛引起各国政府和学术界的高度关注,湿地保护与合理利用成为研究的热点领域。盐城海滨湿地是我国重要的珍稀鸟类及其生境自然保护区。近年来,海滨地带社会经济发展与生态环境保护之间的矛盾日趋突出。在此背景下,从景观尺度,开展海滨湿地变化及其对保护区景观结构与功能的影响研究,对江苏海岸带的生态环境保护,协调生态与社会经济发展具有重要的理论和现实意义。
本文选择盐城海滨湿地及保护区为研究区域,综合运用景观生态学、地理学等多学科理论,应用遥感、GIS以及地统计分析和模型方法,系统研究海滨湿地景观20年来时空演变过程及其对保护区景观结构和重要生态功能的影响,重点揭示保护区周边区域人类干扰对保护区内湿地景观结构和功能的影响,并从生态过程和功能的角度,提出有利于该区湿地功能保护的景观格局优化途径和管理策略,为实现保护区可持续发展提供科学依据。主要研究结果显示:
(1)近20年来,盐城海滨湿地景观格局时空变化显著。湿地面积比例由98.6%降为74.1%,年平均减少1.21%;其中自然湿地面积由1987年的51.96%降为2007年的24.38%,而人工湿地面积由1987年的46.68%上升为2007年的49.70%。湿地总体景观格局变化表现为景观破碎化、优势度降低、多样性和均匀性增大,自然湿地和人工湿地空间交错分布程度加剧。
(2)伴随盐城海滨湿地景观格局的显著变化,盐城保护区湿地景观结构也发生巨大变化。主要表现在不同功能区。近20年来,保护区核心区湿地景观面积减少3.38%,其中自然湿地面积减为85.65%,人工湿地面积增为10.97%;缓冲区和实验区景观变化显著,湿地景观面积分别减少10.45%、8.94%,其基质类型由自然湿地变为人工湿地,2007年人工湿地面积比例分别增加为57.43%、50.22%。保护区各功能区景观空间格局变化共同趋势为:景观的优势性降低、多样性和均匀性增大,湿地景观均有不同程度的破碎化。1987-2007年间,同一距离阈值条件下,周围湿地景观结构变化使保护区内的碱蓬沼泽的整体连通性(IIC)逐渐减小;芦苇沼泽和光滩的IIC均是1987年最大,1997年和2007年IIC值减小;而米草沼泽的整体连通性增强。
另外,由于保护区核心区存在北部人为管理和南部自然演替的差异性,湿地景观结构变化也表现出显著的不同。对保护区核心区景观演变模拟显示:人为管理的保护区北部区域湿地景观结构演变明显,与北部自然演替条件下模拟结果相比,1987-2007年芦苇沼泽增加了10.27%,米草沼泽增加了1.66%,河流与水禽湖的面积增加了1.54%;而碱蓬沼泽呈减少趋势,20年来减少了14.15%;人为管理改变了湿地景观演变过程。未来这种演变趋势更加明显。核心区南部景观结构演变以自然演变为主,20年来米草沼泽由2.75%增为36.54%,并且迅速扩展为带状分布;光滩面积持续减少,由65.44%减为26.85%;芦苇沼泽面积持续增加,河流和碱蓬沼泽变化较小。模拟显示未来米草沼泽扩张速率将有所下降,其它湿地类型仍保持类似的变化趋势。
(3)海滨湿地景观结构演变方向明显,社会经济发展是主要驱动力。从整个盐城海滨湿地类型之间的转化来看,自然湿地景观转为人工湿地景观是湿地景观演变的主要趋势。其中以光滩转为淡水养殖塘、米草沼泽,芦苇沼泽转为水田和养殖塘,碱蓬沼泽转为芦苇沼泽最为典型。盐城海滨自然因子、生物入侵和人类活动均是湿地景观结构变化的驱动因素。区域经济发展和产业结构调整、人口的快速增长是景观变化直接驱动因子。1987-2007年间,海滨湿地景观受人类活动干扰强度逐渐加剧,空间趋向性表现为:射阳县和大丰县是景观类型转化最为明显的主要区域,人为土地开发活动和米草扩张与景观变化关系最密切。
(4)海滨湿地景观变化对保护区功能区产生重要影响。总体表现为保护区功能区之间、保护区与周围湿地景观之间联系减弱,连通性逐渐减小。1987年,保护区与周边湿地景观之间的连通性指数为36.97,到2007年降为22.19,其主要原因是人类干扰强度不断加剧的结果。
(5)保护区景观功能改变明显。以丹顶鹤及其生境为典型代表,揭示保护区景观功能的变化。1987-2007年间,盐城海滨湿地景观变化使保护区丹顶鹤适宜生境面积由55.28%减为26.46%,其结果使承载丹顶鹤数量也逐渐减少,保护区功能减弱。目前,丹顶鹤种群分布逐渐向核心区集中,缓冲区和实验区由于人类干扰加剧而逐渐丧失了丹顶鹤栖息地功能。
(6)有利于盐城海滨湿地景观结构和功能维持的景观格局优化途径为:保护射阳河口与斗龙港口之间、斗龙港口以南的芦苇沼泽、碱蓬沼泽等生态源地,构建大致与海岸线平行的水陆交界生态廊道、东西延伸的河流水系生态廊道,保障区域湿地景观要素生态流的畅通,提高景观连通度。其中,废黄河口、大丰港附近等关键区域对景观连通性和生态流重要值最大,是景观生态节点优化的首要对象和重点区域。将部分生态源地调整为核心区、减小缓冲区范围、构建实验区的生态廊道作为保护区建设途径。此外,根据海滨湿地景观存在的问题,从5个方面提出海滨湿地利用和保护对策。