【摘要】：濕地作為人類共同的財富,與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng),具有調節(jié)全球氣候、控制土壤侵蝕、保持生物多樣性、涵養(yǎng)水源、蓄洪防旱、降解污染物,防止自然災害等獨特的生態(tài)功能。因此濕地又被稱為“天然水庫”、“地球之腎”、“生物基因庫”。由于其處于地球表面各個圈層相互作用的敏感區(qū)域,對濕地研究既有助于人類更深入的認識全球氣候變化,也有助于人類可持續(xù)的開發(fā)利用濕地資源。文章依據(jù)我國濕地分類系統(tǒng)選取我國的三種典型的濕地類型,包括湖泊濕地(洪澤湖濕地)、濱海濕地(鹽城濕地)、河口濕地(崇明東灘濕地),以及美國的沼澤濕地(Everglades;顯地)作為研究對象,通過對歷史資料的分析并結合實地考察對比分析了四種濕地的成因、發(fā)展、現(xiàn)狀以及四種濕地所處的不同地理環(huán)境、人類活動強度。利用近10年來各個研究區(qū)的共計1821景MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 250 m分辨率的遙感影像對各個研究區(qū)的植被進行長時間序列的連續(xù)監(jiān)測,分析評價了Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Enhanced Vegetation Index (EVI)和Floating Algae Index (FAI)對不同區(qū)域的適應性。選取最優(yōu)指數(shù)計算各個區(qū)域的累計植被面積指數(shù)AVCAs (accumulated vegetative coverage area)以及高植被覆蓋天數(shù)SVCDs (significant vegetative coverage days),結合區(qū)域氣象觀測資料以及區(qū)域耕地面積統(tǒng)計資料,分析、評價了近10年來四種濕地類型的植被在人與自然相互作用下的演化動因和趨勢,針對不同濕地類型的特殊地理環(huán)境,提出不同濕地類型的植被開發(fā)及保護建議,并得出如下結論： (1)洪澤湖國家自然濕地保護區(qū)是江淮地區(qū)典型的湖泊濕地,受河流、湖泊及古海洋的共同作用。歷史上地殼斷裂形成的凹陷、第四紀海侵以及淮河入海不暢是洪澤湖濕地形成的自然因素,而大規(guī)模的屯墾以及治水工程則是洪澤湖濕地形成的人為因素。江蘇鹽城國家級珍禽自然保護區(qū)是我國最大的濱海濕地保護區(qū),受河流及海洋的共同作用。歷史上海岸線變遷是影響鹽城濕地形成及演化的主要自然因素,而人為改道黃河以及引種米草則是促使鹽城濕地演化的人為因素。崇明東灘國家級自然濕地保護區(qū)是一處典型的快速演替的河口潮灘濕地,受河流及海洋的共同作用。歷史上河海交互作用下的長江泥沙沉積是影響崇明東灘濕地形成及演化的主要自然因素。Everglades沼澤濕地保護區(qū)東臨大西洋,西面墨西哥灣,背靠佛羅里達州最大的Okeechobee;淡水湖,受河流、湖泊及海洋的共同作用。歷史上地殼運動引起的佛羅里達地臺不斷抬升所形成的北高南低的特殊地貌是Everglades召澤濕地形成及演化的主要自然因素,而人工渠道的修建以及疏干計劃的實施是影響該濕地演化的人為因素。 (2)2000-2009年間洪澤湖濕地保護區(qū)全域以及其核心區(qū)的AVCAs和SVCDs總體趨于下降。其中2000-2008年間下降速度最快,表現(xiàn)為保護區(qū)全域的AVCAs由2000年的13.63×104km2 d降低至2008年的13.17×104km2d, SVCDs由2000年的360 d降低至2008年的282 d。核心區(qū)的AVCAs由2000年的3.62×104km2d降低至2008年的3.18×104km2d, SVCDs由2000年的78 d降低至2008年的23 d。對于洪澤湖濕地保護區(qū)全域而言,相關性分析表明,年降水與AVCAs和SVCDs呈顯著負相關,年日照時數(shù)與AVCAs和SVCDs呈顯著正相關,年耕地面積與AVCAs和SVCDs呈顯著負相關。對洪澤湖濕地保護區(qū)的核心區(qū)而言,年日照時數(shù)與AVCAs和SVCDs呈顯著正相關,而年耕地面積與AVCAs和SVCDs無顯著相關性。同時,對比核心區(qū)與其周邊農田的FAI值發(fā)現(xiàn),近10年間洪澤湖濕地保護區(qū)核心區(qū)內無大規(guī)模的農業(yè)種植活動。另,洪澤湖是淮河流域最大的湖泊,而洪澤湖濕地核心區(qū)緊鄰洪澤湖畔,因此洪澤湖濕地的AVCAs和SVCDs容易受到洪水的影響,這也在2003年的洪水事件中得以證實,并且洪水對該濕地AVCAs和SVCDs的影響在其后的若干年里一直持續(xù)。這說明湖泊濕地植被演化除氣象因素以及人類農業(yè)活動的影響外,也受其特殊的地理環(huán)境影響。 (3)2000-2009年間鹽城濕地保護區(qū)全域以及其核心區(qū)的AVCAs和SVCDs總體趨于下降。表現(xiàn)為AVCAs由2000年的200.15×104 km2 d降低至2009年的188.84×104 km2 d,SVCDs由2000年的142 d降低至2009年的81 d。核心區(qū)的AVCAs由2000年的12.54×104km2 d降低至2009年的11.72×104 km2d, SVCDs由2000年的27 d降低至2009年的5 d。對于鹽城濕地保護區(qū)全域而言,相關性分析表明,年降水與SVCDs呈顯著正相關,年耕地面積與SVCDs呈顯著負相關。對鹽城濕地保護區(qū)的核心區(qū)而言,年積溫與AVCAs和SVCDs呈顯著正相關,而年耕地面積與AVCAs和SVCDs無顯著相關性。同時,對比核心區(qū)與其周邊農田的FAI值,發(fā)現(xiàn)近10年間鹽城濕地保護區(qū)核心區(qū)內無大規(guī)模的農業(yè)種植活動。另,鹽城濕地瀕臨黃海,其岸線目前總體上處于侵蝕狀態(tài)。岸線的蝕退導致的土地面積減少將直接影響到沿岸濱海濕地的AVCAs和SVCDs值的變化。因此,除氣象因素以及人類農業(yè)活動外,岸線變遷也是影響濱海濕地植被演化的另一個重要因素。 (4)2000—2009年間崇明東灘濕地保護區(qū)全域的AVCAs和SVCDs總體趨于下降。表現(xiàn)為AVCAs由2000年的11.20×104km2 d降低至2009年的10.90×104km2d, SVCDs由2000年的124 d降低至2009年的109 d。而崇明東灘濕地保護區(qū)核心區(qū)的AVCAs由2002年的2.34×104km2 d上升至2009年的2.39×104km2d, SVCDs由2002年的216d上升至2009年的280 d。對于崇明東灘濕地保護區(qū)全域而言,相關性分析表明,年降水與AVCAs和SVCDs呈顯著正相關,年耕地面積與AVCAs和SVCDs無顯著相關性。對崇明東灘濕地保護區(qū)的核心區(qū)而言,氣象要素及年耕地面積均與AVCAs和SVCDs無顯著相關性。同時,對比核心區(qū)與其周邊農田的FAI值,發(fā)現(xiàn)近10年間崇明東灘濕地保護區(qū)核心區(qū)內無大規(guī)模的農業(yè)種植活動。另,崇明東灘濕地位于長江入�？�,受河海交互作用影響,由于長江泥沙的不斷淤積,崇明島仍然繼續(xù)著每年平均約150-230 m的速度向東海延伸的勢頭。濕地面積的淤漲使得該濕地全域的AVCAs和SVCDs的降幅要明顯緩于其他幾個濕地,同時該濕地的核心區(qū)的AVCAs和SVCDs是所選濕地類型中唯一趨于增長的濕地類型。所以除氣象因素外,河海交互作用導致的濕地面積淤漲是影響河口濕地植被演化的另一個重要因素。 (5)近10年間Everglades濕地保護區(qū)的SVCDs始終穩(wěn)定在365 d—366 d,而AVCAs則由2000年的155.06×104 km2 d降低至2009年的153.77×104km2 d。相關性分析表明,年積溫和年降水均與其AVCAs呈顯著正相關。同時,對比Everglades濕地保護區(qū)與其周邊農田的FAI值,發(fā)現(xiàn)近10年間濕地Everglades保護區(qū)內無大規(guī)模的農業(yè)種植活動。另,Everglades沼澤濕地沿岸多為紅樹林,起到了一定的護岸作用,所以近年來Everglades沼澤濕地的面積基本沒有發(fā)生變化。因此氣象因素是影響該濕地的植被演化的一個重要因素。 (6)四種不同類型濕地近10年的AVCAs和SVCDs曲線趨勢線斜率表明,對于四種濕地全域而言,鹽城濕地全域的AVCAs和SVCDs曲線下降速度最快,而崇明東灘濕地全域的AVCAs和SVCDs曲線下降速度最緩。對于核心區(qū)而言,洪澤湖濕地核心區(qū)的AVCAs和SVCDs曲線下降速度最快,崇明東灘濕地核心區(qū)AVCAs和SVCDs曲線則表現(xiàn)為上升趨勢。同時FAI指數(shù)表明,我國的三種類型濕地的核心區(qū)內均無大規(guī)模的農業(yè)種植活動,而核心區(qū)以外區(qū)域均有不同程度的農業(yè)種植活動。 (7)對三種植被指數(shù)(NDVI、EVI、FAI)的評價結果表明,EVI指數(shù)在農田以及包含農田的植被蓋度相對較高的區(qū)域表現(xiàn)最為優(yōu)越,因此EVI更適合用于評價洪澤湖濕地全域、鹽城濕地全域以及崇明東灘濕地全域的植被。而對于以天然植被為主以及植被蓋度相對較低的區(qū)域,FAI表現(xiàn)最為優(yōu)越,因此FAI更適合用于評價洪澤湖濕地核心區(qū)、鹽城濕地核心區(qū)、崇明東灘濕地核心區(qū)以及Everglades濕地全域。 (8)針對不同濕地的演化動因并結合開發(fā)現(xiàn)狀,提出如下濕地植被保護及可持續(xù)利用策略。洪澤湖濕地的可持續(xù)利用策略包括：退耕還濕,穩(wěn)定濕地面積；優(yōu)化調整農業(yè)結構；嚴格限制洪澤湖核心區(qū)開發(fā)；適度開發(fā)洪澤湖濕地的旅游資源；改善入湖水質。鹽城濕地的可持續(xù)利用策略包括：優(yōu)化農業(yè)結構；科學維護植物物種多樣性；嚴格控制污染源；適度開發(fā)濕地生態(tài)旅游。崇明東灘濕地的可持續(xù)利用策略包括：動態(tài)劃分濕地生態(tài)安全界線；增強植被多樣性；合理利用及保護濕地水資源。Everglades;濕地的可持續(xù)利用策略包括：調控水資源；恢復地表水流自然流通；改善水質。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：P931.1

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4 見習記者 朱紫Z，

本文編號：2703211