人工管理和自然驱动下盐城海滨湿地互花米草沼泽演变及空间差异

将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据2000年、2006年、2011年3个时相的ETM+影像,运用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析不同驱动力下互花米草沼泽景观变化的差异.结果表明:(1)人工管理区,2000-2011年,互花米草沼泽面积由272hm2增加到781hm2;平均分维数呈下降的趋势,聚合度指数呈上升的趋势,表明互花米草沼泽在空间上趋于聚集,在形状上趋于规则;从互花米草沼泽增长速率看,2000-2011年,呈现先快后慢的特征.在景观空间演变上,互花米草沼泽的平均宽度从598.679m增加到1719.002m,表现出向海陆两个方向扩张的特征.(2)自然湿地区,2000-2011年互花米草沼泽面积由2023hm2增加到3974hm2;平均分维数和聚合度指数呈先上升后下降的趋势;米草沼泽增长稳定,年增长约160-180 hm2/a,单位长度岸线年增长面积约为15 hm2· km-1·a-1左右;比较发现,自然湿地区互花米草沼泽的增长速度高于人工管理区的增长速度.在景观空间演变上,互花米草沼泽平均宽度从1625.586m增加到3193.317m,2000-2006年表现出向海洋单方向扩张的特征,2006-2011年表现出向海陆两个方向扩张的性质.(3)在自然条件下互花米草沼泽扩张受到气候、地貌过程、水文过程、植被类型及种间竞争的影响,表现出明显的带状特征.在人工管理下,通过建设拦水堤坝等,阻止了潮汐作用下海水的扩散能力,生态过程发生改变,致使生态系统类型向淡水湿地方向演变,抑制了互花米草沼泽的扩张,表现出一定的镶嵌格局.     

盐城滨海湿地植物群落种间格局与竞争的关系研究

盐城滨海湿地植物群落种间格局与竞争关系发生变化，导致湿地景观结构与格局发生变化。以江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区为典型研究区，利用1992、1997、2000、2011、2017年TM影像作为数据源，结合GIS技术，运用景观生态学方法分析了滨海湿地植物群落种间格局与竞争关系的时空变化特征。结果表明：①1992-2017年，植物群落结构变化呈现出芦苇群落和互花米草群落持续扩张的特征，其面积百分比到2017年分别达到37.06%和34.50%；碱蓬群落整体上呈现持续萎缩的特征，到2017年仅占5.09%。②1992-2017年，香农多样性指数（SHDI）和边缘密度（ED）值分别先上升至1.482和14.391，再逐渐下降至1.283和11.967，最大斑块指数（LPI）和聚集度指数（AI）先增大再减小，均反映了植物群落竞争关系从单一化走向多元化再到单一化的趋势。③1992-2017年，芦苇-碱蓬群落之间竞争的空间位置先向海方向推进，后向陆方面后退；碱蓬-互花米草群落竞争的位置先向海、再向陆方向、再向海方面演进；芦苇-碱蓬-互花米草群落种间竞争的位置由区域的南部向中部演进。研究可为进一步认识滨海湿地植物群落的基本结构和种间格局的动态变化，为生物多样性保护和修复提供科学参考。     

盐城淤泥质潮滩湿地潮沟发育及其对米草扩张的影响

潮沟是潮滩上发育典型的地貌因子,是潮滩演变的重要标志。米草植被的发育与扩张,改变了潮流的动力特征和滩面物质组成,从而形成了特殊的米草潮沟系统。采用实地调查与遥感影像相结合的方法,分析了湿地潮沟的整体形态特征,并重点对米草潮沟系统的形态特征及成因进行了系统分析。结果表明:①受潮流和地形作用的控制,本区并无大型潮沟分布,潮沟规模从北至南依次增大,发育高程为0—1.8 m。盐沼和光滩上潮沟形态截然不同。②米草潮沟系统具有独特特征:潮沟多窄而深、密度大、分级多、侧向迁移小于纵向迁移、宽深比较小;潮沟两侧发育高度不等的不对称性的沿岸堤;盐沼边缘发育有陡坎和冲沟,并贯穿整个米草带。③潮沟的发育是影响米草向内陆碱蓬区扩张的因素之一,起着非常重要的引领作用,而米草陆向扩张的宽度和幅度取决于所在区域潮沟的发育程度。同时,随米草扩张速度的降低,光滩上潮沟的活动性有所放缓。     

基于“格局-过程-质量”的盐城滨海湿地生境变化分析

生境质量是生态系统重要的服务功能之一,研究生境质量-格局-过程的内在联系,对于区域生态系统功能维护与可持续管理具有重要意义。以江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区为研究对象,以1992年、2000年、2011年、2017年遥感影像和2011年土壤水分/盐度为基础数据源,基于InVEST模型开展生境质量评估,并通过多元回归模型、景观过程模型,探讨生境质量与景观格局、生态过程的关系,模拟区域生境质量时空变化。结果表明:(1)1992—2017年,芦苇沼泽面积百分比从0.13%增长到36.95%;米草沼泽面积百分比从3.05%增加到35.42%;碱蓬沼泽先增后减,面积百分比减少到5.11%。(2)1992—2011年,生境质量指数从0.85下降至0.76,降低了10.52%。2011—2017年,生境质量指数的变化与1992—2011年变化相反,生境质量指数上升至0.78。(3)多元回归分析结果显示:显著性水平α=0.01下,生态过程与景观格局显著相关,表明景观格局与生态过程是相互作用的;在α=0.10下,生境质量与生态过程、景观格局显著相关,总体相关系数为0.69,表明景观格局与生态过程共同影响着生境质量。(4)景观格局与生境质量模拟结果显示:至2030年,米草沼泽面积百分比将扩张至64.06%,碱蓬沼泽面积百分比将减少至0.04%,面临消失;生境质量指数将下降至0.65。互花米草扩张是生境质量下降的主要原因,构建"格局-过程-质量"的耦合关系,才能从生态过程上控制互花米草扩张,改变区域景观格局,优化生境质量,为世界自然遗产地的保护与建设提供参考。     

自然和人工管理驱动下盐城海滨湿地景观格局演变特征与空间差异

将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据1987年、1997年、2007年3个时相的景观资料,运用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析不同驱动力下湿地景观格局的变化差异。结果表明:(1)人工管理区,景观斑块平均面积由205.31 hm2降至55.60 hm2,景观多样性指数1.4284降低到1.2928,优势度从0.3634上升到0.7766,表明景观破碎化明显,景观多样性呈降低趋势,优势度则呈上升趋势。景观变化的结果导致景观带状特征变弱,镶嵌性特征十分明显;1987—1997年期间,景观格局空间演变表现为从陆地向海洋的单向演替;而1997—2007年,景观演替呈现多向性特征。(2)自然湿地区,景观优势度呈下降趋势,从0.4844下降到0.3164;而景观多样性呈上升趋势,其指数从0.9019上升到1.4754。景观带状格局发育更加明显,各景观带宽趋于均匀,并且景观从陆地向海洋呈单向演替特征。(3)影响海滨湿地景观格局演变的驱动因素是:自然湿地区主要受海洋潮汐作用影响,其主要自然过程如地貌过程和植物群落演替过程等呈连续性变化,从而导致景观演变呈带状连续性发展;人工管理区主要受人为管理影响,人为管理往往使生态过程的连续性发生突变,从而使景观演变呈多向性特征。     

盐城海滨湿地景观演变关键土壤生态因子与阈值研究

文章以盐城海滨湿地典型区域为案例,以2011年4月和2012年4月对海滨湿地土壤数据为基础,结合2011年ETM 遥感影像,运用灰色关联分析、线性回归模拟和地统计学方法,辨识海滨湿地景观演变的关键生态因子,并确定其生态阈值。得出基本结论如下：(1)海滨湿地土壤理化性质海陆差异明显：从米草沼泽—碱蓬沼泽—芦苇沼泽,土壤水分和盐度表现出递减的趋势;土壤有机质、营养盐总体上从米草沼泽—碱蓬沼泽—芦苇沼泽,表现出两头高中间低的特征;湿润年份土壤水分高于干旱年份,湿润年份土壤盐度低于干旱年份。(2)灰色关联分析表明:干旱年份,水分＞盐度＞铵态氮＞速效钾＞有机质＞有效磷;湿润年份为：盐度＞水分＞有效磷＞铵态氮＞速效钾＞有机质,因此把土壤水分和盐度确定为海滨湿地景观演变的关键生态因子。(3)土壤水分和盐度在东西海陆方向上的变异大于南北海岸延伸方向上的变异。(4)将景观类型图和海滨湿地土壤水分与盐度分异图叠加分析,得出：芦苇滩土壤水分阈值＜42.332%,盐度阈值＜0.745%;碱蓬滩土壤水分阈值为38.836%～46.593%,盐度阈值为0.403%～1.314%;米草滩土壤水分阈值＞39.475%,盐度阈值＞0.403%;光滩的土壤阈值＞41.550%,盐度阈值＞0.656%。     

地形因子对盐城滨海湿地景观分布与演变的影响

地形作为景观结构和空间格局的重要影响因子,不仅为景观格局的形成提供基础,其空间特征也影响着景观的演变过程.基于2002、2011年地形高程信息和遥感影像,运用GIS技术,并结合分布指数,分析了盐城滨海湿地景观分布与演变对地形因子的响应特征.结果表明:①盐城淤泥质滨海湿地总体地形变化平缓,海拔0-2.5m的区域占整个研究区面积的97％以上.其中,米草带主要分布于0.9-1.5m,碱蓬带主要分布于1.5-2.lm,而芦苇带则主要分布于2.1-2.7m.②2002-2011年9年间湿地景观时间变化明显,其中,芦苇面积增加了3倍,碱蓬面积由26.80％骤降至11.51％,同期,米草面积则增加了50％之多.③湿地景观空间分布特征与地形关系比较明显.其中,米草空间分布向0.6-1.2m区间演变,显示出强烈的向低海拔区间扩张的趋势;碱蓬分布范围随地形的升高总体上呈下降趋势;芦苇在地形较高区间上的分布指数增长迅速,其优势分布区间向2.1-3.0m扩展.     

盐城海滨湿地碱蓬沼泽时空演变人为影响研究

盐城海滨湿地景观演变受人为影响极其显著。研究依据2000、2006 年、2011 年3 个时期ETM+影像为基础数据源, 从对比的角度, 揭示人为影响下碱蓬沼泽景观演变特征。研究结果显示: (1) 2000-2011 年, 北部人工管理区,碱蓬沼泽面积变化明显, 减少了87.158%, 比南部自然区域多减少了22%; 景观破碎度加剧, 景观聚合度指数从95.780下降到65.455, 比南部区域多下降了16%; 斑块平均面积由389.333 hm2 下降到21.429 hm2, 比南部区域多下降了11%;由于不同时期围堰强度的差异, 人工管理区打破了自然条件下碱蓬沼泽相对稳定的变化速率, 呈现先快后慢的特征,2000-2006 年间年减少面积为118.167 hm2·a–1, 2006-2011 年只有51.500 hm2·a–1。景观空间变化上, 人工管理区碱蓬沼泽质心向东南方向偏移666.350 m, 而南部区域向东北方偏移了1042.710 m; 2006-2011 年, 人工管理区碱蓬沼泽质心以向东偏移为主, 而南部区域以向北偏移为主。(2) 人工围堰致使人工管理区生态系统向淡水生态系统转变, 而有利于淡水芦苇沼泽的发育: 2006-2006 年, 在人工管理区, 通过人工围堰539 hm2 的碱蓬沼泽转变为芦苇沼泽和养殖池, 转移率比南部区域高出了近4%。2006-2011 年, 北部人工管理区有178 hm2 的碱蓬沼泽转移为芦苇沼泽, 转移率比南部区域高出了近20%。(3) 由于互花米草超强的扩张能力和种间竞争能力, 致使海滨湿地形成了碱蓬沼泽-互花米草沼泽的演变格局: 2000-2006 年, 北部人工管理区15.24%的碱蓬沼泽转移为互花米草沼泽, 转移率比南部区域高出了13%; 2006-2011 年, 人工管理区30.07%的碱蓬沼泽转移为互花米草沼泽, 比南部区域高出了近10%。