盐城海岸带湿地土地覆盖变化及其生态效应研究

2011年

海洋湖沼通报

T ransactions of Oceanolo gy and Limnolog y

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盐城海岸带湿地土地覆盖变化及其生态效应研究

邢 伟,王进欣*,王今殊,仲崇庆,张维康

(徐州师范大学城市与环境学院,江苏徐州221116)

摘 要:依据1992、2002和2008年3期Land sat遥感影像数据的对比分析,结合野外取样调查,对盐城海岸带湿地土地覆盖变化及其生态效应进行分析研究。结果表明:在自然因素和人类活动共同干扰下,海岸带湿地土地覆盖发生了显著的变化,自然湿地大量减少,互花米草的入侵改变了盐沼植物群落的演替特征;互花米草入侵以及盐沼植物群落的演替使得海岸带湿地生产力发生显著变化;海岸带湿地土壤理化性质的变动与盐沼植物群落的演替和分布格局的变化表现出很好的相关性;土地覆盖变化改变了盐沼梯度生境,对温室气体、氯代烷烃及还原性硫气体等生源气体的排放产生了重要影响。

关键词:海岸带湿地;土地覆盖变化;盐沼植物;生态效应

中图分类号:X142 文献标识码:A 文章编号:1003 6482(2011)01 0122 09

引言

海岸带湿地是自然界最富生物多样性、最富有生产力、最具价值的生态系统之一[1 2],是海洋作用、陆地和大气过程、生物作用以及人类活动等交互作用极为活跃的生态交错区[3 4],在环境调节、生物多样性保护等方面发挥了巨大作用[5]。

受自然因素和人类活动的共同影响,海岸带湿地土地覆盖发生了显著的变化,并引起多种资源与生态过程的改变,造成了严重的生态后果,使得海岸带湿地成为脆弱的生态敏感区[6 7]。因此,研究海岸带湿地土地覆盖变化及其生态效应对于了解区域生态环境演变乃至全球环境变化都具有重要的意义[8]。中国学者对湿地生态系统已经开展了一系列的研究[9 11],但针对海岸带湿地土地覆盖变化所带来的生态环境效应缺乏研究,欧维新等[12]曾对盐城海岸带湿地土地利用变化的生态环境效应做过相应的研究,但更多的是侧重于人类活动带来的影响。

盐城海岸带湿地作为国际重要湿地,近年来土地覆盖发生了显著的变化[13],其中最为显著的是互花米草的入侵[14],互花米草的入侵在改变盐沼植物群落结构的同时,抑制了原生盐沼植物的生长,侵占了原生盐沼植物分布区,改变了盐沼植物群落自然演替规律[15]。盐沼植物群落演替规律的变化不仅改变了海岸带湿地生态系统结构、生产力和土壤理化性质,还通过改变区域温室气体(如CH4)、氯代烷烃(如氯甲烷(CH3Cl),二氯甲烷(CH2Cl2,DCM),三氯甲烷(CH Cl3,CM),四氯化碳(CCl4,T CM))和还原性硫气体(如二甲基硫(DM S))通量,进而影响到全球气候变化。因此,本文选取多时相遥感影像对盐城海岸带湿地土地覆盖变化对比分析,进而分析其对生态环境的影响,主要目标是: (1)研究盐沼植物群落演替特征及海岸带湿

基金项目:国家林业科技支撑计划子专题项目(2006BAD903A1903);江苏省高校自然科学研究计划一般项目(06KJ B170112);徐州师范大学基金理科培育项目(07PYL07)。

第一作者简介:邢 伟(1986 ),男,山东省潍坊人,硕士研究生,主要从事湿地生态研究。E mail:xin gwei602@163.

com。

*通讯作者:王进欣,博士,副教授,主要研究方向:湿地生态学,E mailyujianw7125@。

收稿日期:2010 03 10

1期盐城海岸带湿地土地覆盖变化及其生态效应研究123

地生态系统生产力的变化特点;(2)分析海岸

带湿地土壤理化性质的变化动态;(3)探讨盐

沼植物群落演替变动对温室气体、氯代烷烃

及还原性硫气体排放的影响。

1 研究区概况

盐城海岸带湿地地处江苏中北部

(32 34 ~34 28 N,119 27 ~121 16 E),东

临黄海,由江苏省盐城市辖5县市(响水、滨

海、射阳、大丰和东台)的滨海滩涂组成。该

区地跨暖温带和北亚热带2个气候带,年平

均气温14 ,地貌类型主要为废黄河三角洲

和江苏中部海积平原,海拔0~4m,主要入海

河流有灌河、射阳河、黄沙港、新洋港、斗龙港、王港河、川东港、东台河等。

本研究将盐城海岸带湿地地理范围界定于高潮位与低潮位之间,地跨响水、滨海、射阳、大丰和东台5个县市,同时也将盐城东台市东侧的辐射沙洲及其附近的海域包括进来(见图1)。

2 数据资料与研究方法

图1 研究区域略图

Fig.1 Sketch map of research area

2.1 遥感影像数据

本研究所用信息源为2景Land sat5 T M和4景Land sat7ETM+影像,且卫星影像在研究区范围内基本无云层覆盖,质量良好,卫星影像参数详细信息见表1。

表1 研究区卫星影像参数

T ab.1 Satellit e image parameter s o f the research area

序号N o.时间

Dat e

影像行列号

Imag e ranks number

影像类型

Image ty pes

分辨率

Reso lutio n

11992 04 20120/36L and sat5T M30m 21992 06 07119/37L and sat5T M30m 32002 05 26119/37L and sat7ET M+30m 42002 09 16120/36L and sat7ET M+30m 52008 04 24119/37L and sat7ET M+30m 62008 10 06120/36L and sat7ET M+30m

2.2 野外调查数据

对盐城海岸带湿地进行了实地取样调查,收集了大量的数据和资料,包括针对遥感影像解译的野外调查,并与遥感影像作对照,分析各类土地利用类型在遥感影像上的成像规律和特征,为室内精确的判读解译各种土地覆盖类型提供依据。同时在野外调查中,运用GPS定位,精确记录训练样区及地面控制点的经纬度坐标,并详细记录采样点的景观特征,包括植被类型,植被的高度、盖度、密度、地上生物量,以及周围土地利用情况等,采样后立刻称取湿重,然后在室外晒干后称得干重。利用干重数据乘以比例系数得到净初级生产力,比例系数参照文献[16]。

2.3 研究方法

以1992、2002、2008年3期Land sat遥感影像作为主要数据源,在ERDAS Imagine8.7环境下,将各时期遥感影像各选取60~80个