研究意义+研究区概况

1.1 选题背景及意义

1.1.1 选题背景

湿地是生态系统中非常重要的组成部分，它为众多的生物提供了栖息地。生长在潮汐带及海陆相接的河口带的红树林是地球上具有很高生产力和极多生物多样性的湿地类型之一，它是热带亚热带地区陆地生态系统向海洋生态系统过渡的重要生态系统。红树林湿地生态系统是全球四大湿地生态系统中最具特色的一个，也是世界上生产力最高的生态系统之一，有“海上森林”之称，是唯一的水生森林生态系统，是关键的碳库。此外，由于红树林独特的生态学特性，红树林还是研究海岸变化或海平面升高的重要载体之一，在全球环境、气候变化研究中具有重要的意义。由于在全球生态平衡中起着不可替代的重要作用，具有重大的生态、社会、经济价值，红树林湿地生态系统成为了国际上生物多样性保护和湿地生态保护的主要对象。

近年来，由于高速的城市化进程以及许多海岸地区从事养殖业所进行的围垦工程，已经造成大片的红树林迅速消失。据联合国粮食与农业组织（FAO）估计，在过去的20 年中，有超过1/4 的红树林在超负荷的水产养殖业、薪炭与木材工业、城市化和污染的压力中消失，并且目前仍以每年约 1.1%的速率递减，等同于热带雨林的消失速度。据国家海洋局2003 年统计，20 世纪50 年代中国红树林面积约5.5 万hm2，至2002 年，红树林面积已不足 1.5 万hm2，减少了73%，尤其在南中国海地区，其约占世界28％的红树林，平均年损失率达1.7%，比全球平均损失率高35%。因此，对于红树林湿地的研究与保护已成为近年来国际上普遍关注的环境资源热点之一。

红树林群落的空间格局，即红树林群落的类型、数目以及空间分布与配置，是研究红树林湿地功能和动态的基础。要对红树林湿地进行深入的研究和系统的管理，除了必须准确摸清其分布和面积之外，还要清楚红树林群落内部的空间格局。及时准确地掌握红树林群落的空间格局，可以揭示红树林湿地变化的动因、规律和机制，为红树林湿地生态系统的恢复、管理以及可持续利用提供科学依据。

1.1.2 研究目的与意义

红树林是生长在热带海岸潮间带的耐盐性木本植物群落,由于温暖洋流的影响,有的可以分布到亚热带,有的因潮汐的影响,也可分布于河口海岸和水陆交叠的地方,在最高潮边缘而具有水陆两栖现象。全球红树林大致分布在南、北回归线之间,最北可达北纬32°，最南可达南纬33°。红树林具有极大的经济、社会、生态价值,它能够防风护堤,稳固海岸线,净化水质,为当地居民提供重要的森林产品与社会服务,包括鱼虾繁殖和饵料基地,作为食用、药用、燃料以及建筑材料等,在维持海洋生物多样性、发展生态旅游、开展科学研究、维持海岸带生态平衡以及减灾等方面起着特别重要的作用。然而,由于人们对红树林的砍伐和侵占,水文条件的改变,水域污染和气候变化等诸多原因,红树林资源数量正在急剧减少,甚

至可能超过了内陆地区热带森林植被破坏的速率。红树林与珊瑚礁、上升流、海岸湿地并称为最具生命力的四大海洋自然生态系统,是国际上生物多样性保护和湿地生态保护的重要对象。红树林有发达的支柱根,独特的呼吸根和“胎生',繁殖方式,生长环境条件较为特殊。由于其独特的生态学特性,红树林已成为近年来海岸线变迁和海平面升高的重要研究载体之一,对地球环境、气候变化研究具有重要的意义。

要对红树林生态系统进行深入的研究和系统的管理,必须准确摸清其分布、面积、植物组成和结构等现状以及各时期的变化情况,也就需要准确编制红树林分布和类型结构图。由于红树林分布于地势开阔平坦的潮间带浅滩,传统的实地调查方法难以进行,利用常规手段对红树林湿地进行准确定位和描绘费时费力,且周期长,时效性差。利用遥感技术进行红树林湿地监测,不仅可以节省时间和人力、财力、物力,并且通过光谱与纹理分析能够增加植被分类精度,从而进行快速而准确的制图。遥感技术也常与地理信息系统技术(GIS)结合,实施长期的环境变化监测制图,建立森林资源信息数据库。

深圳福田红树林自然保护区位于深圳湾北岸，区域范围在北纬22°30’- 22°32’，东经113°56’- 114°3’之间，总面积3.68平方公里，是我国面积最小的红树林保护区，也是我国唯一处于城市腹地的国家级自然保护区。国内外对于深圳福田红树林的研究相对较少,主要从深圳福田红树林湿地的保护与管理、红树林群落分布、红树林湿地价值评估、红树林湿地鸟类研究、红树林湿地植被的恢复等方面进行了相关研究。福田红树林国家级自然保护区虽然成立了几年,但是我们对于保护区范围内的红树林保护成效缺乏直观的认识,对红树林湿地动态变化状况缺乏深入的了解,缺乏深圳福田红树林保护区及周边地区的景观动态变化研究。在己有深圳福田红树林湿地研究中,红树林湿地保护和管理、发展规划等方面大多是采用描述性的方法,缺乏科学具体的数据支持且论述泛于表面,给红树林湿地管理工作带来很大的困难。为了能够更好地反映深圳福田红树林国家级自然保护区的保护成果,本文通过遥感技术监测红树林湿地,结合景观格局指数与森林破碎化模型,对比分析深圳福田红树林保护区内不同区域在红树林覆盖面积及景观空间模式等方面的时空动态变化并分析其演变原因,把握红树林湿地动态变化的情况和趋势,探索深圳福田红树林保护区动态变化的主要驱动力,提出对红树林自然保护区的保护对策,指导红树林湿地恢复规划的制定,为深圳福田红树林国家级自然保护区的保护、管理和利用提供科学依据,推进福田红树林资源的合理开发利用,使其各项效益得到最大发挥。

2.1研究区概况

深圳福田红树林湿地地处深圳湾东北岸，东起深圳河口，西至车公庙，呈带状分布，长约9 km，直线距离约为7 km。1984 年 4 月，广东省政府在此成立

了福田红树林省级自然保护区，1988 年 5 月晋升为国家级自然保护区，自然保护区红线面积367.64 hm2，是全国唯一地处城市腹地、面积最小的国家级自然保护区。截止2011 年，自然保护区内植物有51 科127 属140 种，其中自然分布生长的真红树植物有 4 科5 属 5 种，半红树植物有 2 科 2 种，主要为秋茄、木榄、桐花树、白骨壤、海漆、老鼠簕等，此外还有从海南引种的真红树植物2 科 4 属8 种，半红树植物 1 科 1 属 1 种,从澳大利亚引进的 1 科 1 属1 种。1998 年鸟类调查结果约有189种，其中陆鸟9 目28 科57 属89 种，水鸟9 目16 科51 属100 种；至2010 年，深圳市观鸟会在区内监测到的鸟类约有112 种，卷羽鹈鹕、白肩雕、黑脸琵鹭、黑嘴鸥等23 种为国家重点保护的珍稀濒危物种。

深圳福田红树林湿地水文区别于陆地生境和水生生境，具有过渡性的特点，形成了红树林的独特物理化学环境。影响深圳湾的河流主要是深圳河，年径流丰富，约为1000~9000 m3在深圳湾北岸注入的河流还有新洲河、布吉河、大沙河、凤塘河及深圳市政排水沟渠等\其中新洲河全长 5 070 m，河面宽12~53 m，积水面积20.16 km2，日均流量 3.6 万t，50 a 一遇洪峰流量为212 m3/s。南岸有香港的元朗河、锦田河、红河桥河和屏山河等，红树林生态系统的河流淡水较为充足。

深圳湾潮汐为不规则半日潮。根据深圳赤湾水文站资料，深圳湾平均潮差1.36 m，大潮离高潮时潮差为3 m，低高潮时，潮差仅0.5 m，平均高潮位0.41 m，平均海平面-0.26m，平均低潮位-0.96 m，最大潮差3.44 m，平均潮差1.37 m。深圳湾潮流特征基本呈典型往复流，潮流多表现为沿岸流，流向大体上与等深线相平行，或与水槽走向相一致，平均涨流潮历时均小于落潮流历时，涨落潮流的流速在1 kn 左右，余流主要受径流所控制，在10 m 深区域，则为风场所控制。

20 世纪80 年代以来，由于填海造陆及城市经济发展的需要，福田红树林的面积快速减少，同时，城市污水直接排入保护区内的情况加剧，原住居民及外来流动人员在基围鱼塘内和红树林岸边从事海产品养殖、养猪等生产活动，区内水体环境污染严重，外来入侵植物侵入，红树林湿地的生态功能和生物多样性出现明显下降。