河口湿地时空动态及其影响因子的尺度效应

发布时间：2020-03-26 05:41

【摘要】：河口湿地是河口海岸地区的重要组成部分,具有调蓄水量、净化水质、调节局部气候、保护生物多样性等多种生态服务功能。河口湿地生态系统对海平面上升的响应敏感,且因为通常位于社会经济发达地区,受人类活动的影响剧烈。在全球气候变化背景下,研究海平面上升和人类活动等多重压力对河口湿地时空动态的影响,探究河口湿地侵蚀的影响因子及其作用尺度,提出切实可行的应对河口湿地侵蚀的策略与减缓措施,是保障河口湿地生态系统安全和湿地资源可持续利用的科学依据。本研究涉及的研究区域包括中国和荷兰两个国家的典型河口湿地,主要研究结果如下:(1)揭示了1990年、2000年和2011年长江河口湿地各类盐沼植被的空间分布和随时间变化特征。1990-2000年,长江河口湿地盐沼植被面积呈减少趋势,其中面积减少最显著的是芦苇群落,主要原因是高潮滩圈围。2000-2011年,由于互花米草扩散能力明显快于本地物种芦苇群落和海三棱呰草群落,其引种导致长江河口湿地盐沼植被面积总体增加。基于不同海平面上升与上游来沙减少的情景,运用海平面上升影响模型(SLAMM)定量评估了3个时间尺度下(短期、中期和长期)海平面上升与长江上游来沙减少的叠加作用对崇明东滩河口湿地自然盐沼植被的影响。预测结果显示:当前海平面上升速率情景下,对于短期和中期时间尺度,位于高潮滩的本地种芦苇群落面积保持不变,高海平面上升速率情景下芦苇群落面积略有减少。两种海平面上升情景下,中低潮滩的本地种海三棱呰草群落均受到海平面上升的较显著影响。长期时间尺度下,上游来沙减半情景对河口湿地的芦苇群落、互花米草群落和海三棱呰草群落均有显著影响。高海平面上升速率情景叠加上游来沙减半情景将导致崇明东滩南部面临盐沼植被面积侵蚀殆尽的威胁。(2)量化了荷兰斯海尔德河口(the Western Scheldt Estuary)4个河口湿地区域2008-2012年盐沼前缘位置变动距离和盐沼前缘向岸侵蚀后退的平均速率,建立了盐沼前缘侵蚀速率、波高和风向暴露度三者之间的线性关系,即风向暴露度越高的盐沼前缘,波高越高,从而侵蚀后退速率越快。盐沼前缘沉积物侵蚀速率与植被地下生物量呈现反比例关系,即沉积物样品耐侵蚀程度随地下生物量的增加而增强。通过比较不同植被下的沉积物样品发现,大米草植被下沉积物的耐侵蚀程度明显高于其他植被物种下的沉积物样品,即特定盐沼植被物种对沉积物有改良作用使其耐侵蚀能力增强。基于以上对盐沼前缘侵蚀影响因子研究,建立了尺度依赖的影响因子体系:在大空间尺度下,风向暴露度和前沿植被是决定盐沼前缘侵蚀速率的关键因子;在中空间尺度下,盐沼前滨地形是影响盐沼前缘侵蚀速率的主要因子;在小空间尺度下,沉积物侵蚀度是决定盐沼前缘侵蚀速率的主要影响因子;而在实验室尺度,沉积物侵蚀速率取决于植被特性和沉积物特性。(3)基于上述关于河口湿地盐沼植被和前缘时空动态及其影响因子的研究结果,提出河口湿地生态系统应对海平面上升和上游来沙减少共同作用的应对策略。主要包括:减缓河口湿地侵蚀的消浪措施和工程;泥沙科学管理;控制围垦和地面沉降。
【图文】：

研究技术路线

14图 2 - 1 长江河口湿地的空间分布. 黑色点示意解译验证点位置.2-1 Spatial distribution of estuarine wetlands in the Yangtze Estuary. The black dots locations of verification points.材料与方法. 数据来源和数据处理本项研究采用 1990 年和 2000 年的 Landsat-5 TM 卫星遥感影像（以像) 和 2011 年福卫 2 号卫星遥感影像，，均为低潮位时拍摄影像。福对地观测传感器具有 2 m 全色波段和 8 m（多光谱波段）两种空间分 2010 年海图 (比例尺 1:12 万)，采用 ERDAS 软件对影像几何校正，
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P343.5;P73

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本文编号：2601024