江蘇省沿海灘涂濕地景觀變化及環境效應

摘要：近20年來由于江蘇省沿海灘涂濕地的開發，灘涂濕地景觀發生了很大的變化。利用遙感技術（RS技術）和地理信息系統技術（GIS技術）對江蘇省沿海灘涂濕地20世紀80年代以來三期近20年遙感影像進行分析，結果表明，1987-1997年自然濕地面積減少了28.3%，1997-2007年又減少了26.7%。景觀主要轉化特征是以堿蓬濕地、蘆葦濕地和米草濕地為代表的自然濕地轉化為養殖塘、鹽田和農用地為代表的人工濕地。這種灘涂濕地土地利用方式的轉變同時引起了灘涂濕地的水質、土壤、生物生境變化以及海岸線淤蝕等一系列環境的變化。掌握灘涂濕地變化趨勢以及研究相應的環境變化，對江蘇省沿海灘涂濕地的合理開發至關重要。

關鍵詞：灘涂濕地；景觀變化；環境效應；江蘇省

中圖分類號：X24；S19 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）04-0821-05

The Landscape Changes of Intertidal Wetland in Jiangsu Province and Its Environmental Effects

HUANG Hui，QIAN Yi，GU Jin-wei

（School of Geography Science，Nanjing Normal University，Nanjing 210046，China）

Abstract： For the past 20 years，the landscape changes greatly due to the development of the intertidal wetland in Jiangsu province. Three Jiangsu coastal beaches’ remote sensing images since the 1980s were selected to be analyzed with RS and GIS technology. Results showed that natural wetland areas decreased by 28.3% and 26.7% in 1987-1997 and 1997-2007， respectively. The major transformation characteristics inclucting salsa， reeds and spartina represented the natural wetlands were changed into aquaculture ponds，salt pan and agricultural land represented artificial wetlands. As the result of the land-use changed in intertidal wetland，a series of the environmental effects including water， soil， habitats conditions’ change and coastal erosion were aroused. Mastering the changing trend of intertidal wetland and studying the corresponding environment change is important for the rational development of the intertidal wetland in Jiangsu province.

Key words： intertidal wetland； landscape change； environmental effect； Jiangsu province

灘涂濕地是近海岸帶的重要組成部分，它在維持生物多樣性、生產食物、調節氣候、提供旅游觀光等方面具有巨大的生態服務功能[1]。目前，沿海灘涂濕地研究已成為熱點，包括灘涂濕地生態風險評價、景觀格局優化研究、灘涂生態保護與管理等[2-4]。隨著沿海灘涂濕地不斷被開發，自然濕地面積不斷減少，景觀格局破碎化嚴重，引起了濱海濕地生態過程變化、濕地生態系統服務價值降低、珍稀瀕危物種滅絕加速、有害物種入侵等諸多問題[5]。特別是近年來，中國沿海各地紛紛加快建設“海洋經濟強省”，海洋經濟成為中國國民經濟新的增長點。與海洋經濟迅猛發展同步，沿海灘涂濕地的開發也在明顯加速。

這些開發行為使得沿海灘涂濕地景觀的結構、格局、區域生態系統功能發生了較大的變化，由此引起區域資源、環境、生態問題日漸突出。研究海岸帶土地利用變化及其對生態環境的影響對于了解區域的生態環境演變乃至全球變化具有重要的意義[6]。因此，從江蘇省沿海灘涂景觀變化和發展趨勢的角度分析灘涂景觀動態變化過程中產生的環境效應，可為促進江蘇省沿海灘涂濕地的科學合理開發利用提供科學依據。

1 灘涂濕地景觀變化

1.1 研究區域界定與概況

江蘇省沿海灘涂濕地面積約占全國沿海灘涂濕地總面積的1/4。江蘇省沿海灘涂濕地不僅是陸地和海洋之間的重要生態功能區域，還孕育了豐富的自然資源，如丹頂鶴、麋鹿濕地國家自然保護區使江蘇省沿海灘涂濕地聞名世界，同時，由于其特殊的地貌特征，使其成為江蘇省重要的后備土地資源。江蘇省海濱包括連云港市、鹽城市和東臺市3個行政區，研究區域范圍為北至連云港市贛榆縣，南至南通市啟東市，西至海堤公路向陸地1 km附近（具體與鄉鎮行政界線一致），東至光灘邊緣（圖1）。沿海灘涂濕地生境類型主要包括潮間帶、潮上帶、海濱濕地區以及部分農田等人類活動區。行政區域包括15個縣及部分鄉鎮和部分國營農場等。研究區域內的各縣市主要包括連云港的贛榆縣、東海縣、連云港市轄區、灌云縣、灌南縣，鹽城市的響水縣、濱海縣、射陽縣、大豐市及東臺市，南通市的海安縣、如東縣、通州市、海門市及啟東市。

1.2 江蘇省沿海灘涂濕地景觀面積統計

1.3 江蘇省沿海灘涂濕地土地資源的變化趨勢

由圖2可知，1987-2007年，整個江蘇省沿海灘涂濕地土地資源的組成發生了顯著的變化，1987-2007年，耕地、建設和居民用地以及人工濕地持續增加，米草沼澤、堿蓬沼澤和蘆葦沼澤為代表的自然濕地持續顯著減少，主要轉化為養殖塘、鹽田和耕地，其他類型變化不大。這種變化與江蘇省沿海灘涂濕地圍墾的政策導向一致。隨著經濟的迅速發展、人口的急劇增長以及灘涂圍墾的加速，從江蘇省濱海區域的土地利用變化趨勢來看，未來仍然是耕地、養殖塘、鹽田等人工濕地持續增加，自然濕地持續顯著減少。

2 環境影響分析

2.1 對水質環境的影響

目前沿海灘涂濕地大面積轉化為耕地等農用地這種趨勢，尤其是農用地增加引起的化肥、農藥的大量使用產生的非點源污染，已成為影響沿海灘涂濕地水體環境質量的重要污染源。有學者研究表明水質中營養元素含量與土地利用密切相關。如Mattikalli等[8]對英國Glen 河流近60年的N、P等營養元素含量負荷進行了估算，并對土地化肥施用量和土地利用單因子變化的非點源污染負荷進行情景分析，發現水質中營養元素含量與土地利用變化的關系密切。

2007年8月，對研究區域江蘇省海濱地區河流、養殖水體、鹽田、潮灘、運鹽水道等不同土地利用類型區域水體分布的51個樣點取樣分析了TN、NH3-N、TP、DO等水質指標。結果表明，江蘇省海濱各水體中TN、TP的超標率較高，66.7%的TN監測點位、49.0%的TP監測點位超過了《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）；其次是NH3-N和DO的監測點超標率也分別達到了3.9%和21.6%。檢測結果表明，土地利用方式不同對水體水質的影響也存在明顯差異，監測點內河流水質相對較差，TN、TP和DO的超標率分別達到了90.3%、67.3%和29.0%；位于企業排污口水質監測點位，TN和TP的超標率分別達到了66.6%和33.3%；養殖類水體的水質相對較好，TN、TP和DO的超標率分別為30.4%、30.0%和10.2%；監測區域內潮灘、運鹽水道、鹽田等基本未出現水質超標情況。隨著河流自西向東延伸，水體水質逐漸變差，而水體中N、P超標的污染現象與沿海灘涂濕地景觀變化過程中以耕地為代表的農用地擴大而導致的化肥使用增加直接相關。

2.2 對海岸線淤蝕的影響

20世紀80年代以來，隨著沙質海岸和生物海岸的開發，原來長期相對穩定的沙質海岸和生物海岸開始普遍發生侵蝕。除原有的侵蝕岸段繼續發生侵蝕外，原來的穩定甚至淤長型海岸也陸續被侵蝕，導致新的侵蝕岸段不斷出現，如廢黃河三角洲侵蝕岸段南界在20世紀60年代還在射陽港以北，目前已擴展到了射陽鹽場，近年來侵蝕的南移趨勢加快。有研究表明，1855-1972年南移速度僅為每年0.23 km，1972-1988年的南移速度為每年1.10 km[9]，說明近年的南移速度明顯加快。但海岸灘涂濕地開發也并不都是加速海岸侵蝕。

潮灘圍墾活動通過對潮灘高程、水沙動力條件、沉積物特征等多種環境因子的改變，促進生態演替，并通過墾區土地的人為利用，對海岸環境演變產生了重要影響[10]。灘涂圍墾對近海岸線的淤長和侵蝕作用呈現出兩種截然相反的環境效應：①灘涂圍墾活動在平均高潮位線以上淤長岸段進行時，將會加快灘涂淤積成陸地的速度，并促進灘涂淤長和向海不斷延伸。比較典型的如大豐港一帶海岸，它的形成是由于在平均高潮位線以上的圍墾活動和淤長而逐漸形成的海岸線外移。②灘涂圍墾活動如果在平均高潮位線以下侵蝕海岸段，這將有利于加速海岸帶的侵蝕。灘涂圍墾活動等在短時間內使海岸線迅速向外延伸，灘涂面積急劇減小，這種變化改變了海岸帶自然演變的漸進過程，導致海岸帶沖淤狀況的驟變，特別是當圍墾的起圍高程降低到平均高潮線以下的時候，導致侵蝕海岸段的侵蝕作用加劇，如20世紀70年代至80年代鹽城海岸在平均高潮線以下因近堤開挖池塘形成的跳躍式侵蝕。

2.3 對區域內土壤環境變化的影響

海濱土地利用方式的改變是影響沿海灘涂濕地土壤環境變化的主要影響因素，特別是近20年，江蘇省沿海灘涂自然濕地景觀不斷向養殖塘和耕地轉變。江蘇省沿海灘涂濕地墾區在開發利用前，土地覆被類型主要為蘆葦地、鹽蒿地、堿蓬和光灘，土壤層主要為草甸海濱鹽土，土壤中鹽分含量高、土壤肥力較低。隨著經濟的不斷發展，人們開始不斷加大灘涂濕地的圍墾，這種土地利用方式的變化改變了灘涂濕地的土壤環境。使得江蘇省沿海灘涂濕地土壤最顯著的特征就是鹽分含量偏高，加上沿海灘涂濕地墾殖時間較短、土壤耕作層尚未完全形成，導致土壤層次發育不全，而且土壤肥力水平普遍低下。楊桂山[11]調查發現，江蘇省沿海灘涂濕地自然覆被下土壤鹽分高，土壤中的有機質含量就會受到抑制，且隨著距海距離的增加，土壤含鹽量逐漸降低，有機質含量逐漸增加。

對江蘇省海濱研究區域內40個位點的不同土地利用方式下土壤有機質含量進行實測，統計數據（圖3）顯示，在不同土地利用類型下，土壤中有機質含量的變化趨勢為鹽田<近岸海底<潮灘<運鹽水道<海水養殖場<河海交匯處<農田。鹽田、海水養殖場和運鹽水道等土壤含鹽量較高的地區有機質含量相對較低，其中鹽田是土壤含鹽量最高的土地利用類型，其有機質含量也是最低的，約為2.67 g/kg。高建華等[12]對鹽城海岸帶的沿海灘涂濕地圍墾前后土壤鹽分和有機質含量的對比研究結果也表現出相似的特點。對土壤中全氮、全磷的含量進行分析，在各土地利用類型下，全氮、全磷的含量普遍較低，為0.05%～0.08%，可知江蘇省海濱地區土壤肥力同其他海濱地區特征相似，土壤肥力都較低，而排污口附近土壤中的全氮、全磷含量相對較高，其原因可能是受排放的污水影響。

這種自然濕地景觀在向開挖養殖塘和圍墾的土地利用轉變，使得沿海灘涂濕地土壤向著兩種截然不同的特征轉變：①在以海水為背景的土地利用方式（鹽田、海水養殖、運鹽水道等）下，土壤含鹽量會隨著利用時間和強度的增加而增加，有機質含量降低，且有機質含量普遍偏低，產生聚鹽降肥性的特點；②在以種植、淡水養殖或兩者兼而有之的土地利用方式下，土壤中含鹽量不斷減少，有機質含量不斷上升，表現出淋鹽增肥性的特征。

2.4 對生物生境的影響

隨著江蘇省沿海灘涂濕地開發強度不斷加大，伴隨著灘涂濕地景觀變化、自然濕地面積逐漸減少、帶來生境喪失等問題，為妥善協調圍海造地與原生濕地減少之間的矛盾，1983年建立了鹽城沿海珍禽自然保護區，現已成為國家級自然保護區。通過對保護區丹頂鶴的數量監測發現，1991-2005年丹頂鶴的數量呈向左傾斜的“Z”形變化（圖4），2000年以后波動幅度下降，2003年達到最低點612只，隨后有上升趨勢。

雖然近年保護區的丹頂鶴種群數量基本穩定，但其在各個地區的分布很不平衡：2001-2005年，保護區管理處調查統計的數據表明，保護區內丹頂鶴分布主要集中于射陽鹽場、灌東鹽場、黃沙港、蘆葦基地與核心區、王港、東川、竹川、笆斗8個區域，其中核心區包括蘆葦基地與核心區，緩沖區包括射陽鹽場、黃沙港及王港，實驗區包括灌東鹽場、東川、竹川、笆斗，并且表現出明顯的集聚特點，在聚集區域內丹頂鶴分布呈現出向核心區以及兩側緩沖區集聚的趨勢特征。利用集聚度（指該功能區中某物種的個體數占整個功能區該物種總個體數的百分比）來表征，如圖5所示，1991-2005年間鹽城珍禽自然保護區內丹頂鶴在核心區內的集聚度及核心區和緩沖區的集聚度呈穩步上升的趨勢，2005年核心區和緩沖區的丹頂鶴集聚度為94.8%，較1991年的71.3%提高了23.5個百分點。保護區的統計結果表明，自1998年后，位于保護區實驗區內的弶港、頭灶、六灶3個丹頂鶴分布區域內丹頂鶴越冬的數量一直為0。說明由于人類活動的干擾，保護區內的丹頂鶴分布逐漸向核心區和緩沖區等人為擾動比較小的區域集中。隨著江蘇省沿海灘涂濕地圍墾開發的深入，原來復雜多樣的自然濕地植被大部分被農作物、人工水域等取代，導致區域內生物賴以生存的生境條件發生了較大的變化，已經開始威脅到了江蘇省沿海灘涂濕地的生物生境和種群分布。

3 小結與討論

從目前江蘇省濱海土地利用、濕地景觀轉移趨勢和環境效應變化狀況來看，主要存在的問題有：自然濕地面積迅速減少，人工濕地和非濕地比重增加，開挖養殖塘和圍墾為代表的開發活動對濕地景觀干預強度逐漸增加，不僅加劇了海岸侵蝕、改變了濕地水質和土壤的理化條件，而且也改變了濕地生態系統結構和功能，造成了鳥類適宜性生境不斷減少以及生物多樣性的變化。

為了促進江蘇省濱海區域的可持續發展和保護濕地資源，江蘇省濱海城市應該采取以下措施。

1）控制濕地開發規模，遏制掠奪性開發。由于向海發展戰略直接需求是圍墾造地用于發展濱海城市與港口工業，灘涂濕地開發利用與天然濕地保護的矛盾加劇。為了維護生態系統的穩定以及濕地資源的再造機能，應該積極尋求濕地與周邊非濕地地區之間互利互惠、克服破壞性干擾、協調發展的途徑，保障濕地資源的可持續利用和人類的代際公平原則。注意人工濕地的負面影響，對于生產開發中出現的自然濕地退化、環境污染等問題要積極防治，協調好開發利用與濕地環境之間的關系，減緩濕地退化，加強對濕地的綜合保護治理。

2）多種開發方式結合，發展濕地生態經濟。目前江蘇省沿海灘涂濕地的圍墾及農業開發利用形成的農業景觀，存在著土地利用方式單一、生產率低下、經濟效益差等問題。因此，亟須根據不同海岸段的濕地景觀特征進行景觀生態的再設計，并且采取多種多樣的人工濕地開發模式，發展林畜牧業、水產養殖業的同時開展生態旅游等第三產業，構建一個集經濟、社會和生態效益于一體的自然濕地和人工濕地相結合的濕地景觀。充分發揮沿海灘涂濕地景觀的綜合價值。

3）建立灘涂濕地資源信息管理系統。通過建立和完善江蘇省濱海灘涂濕地資源信息管理系統，對區域內全部可利用資源進行科學評價，并且對資源的開發現狀和發展趨勢進行預測分析，建立綜合的、可持續發展型資源利用體系，為今后灘涂濕地資源的開發利用決策提供科學依據，減少盲目無規劃地開發灘涂濕地資源。

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