閩江河口濕地自然保護區及其周邊區域景觀自然性評價

占 昕, 潘文斌,*, 鄭 鵬, 柯錦燕, 陳奇亮

1 福州大學環境與資源學院, 福州 350116 2 福州市環境監測中心站, 福州 350011

閩江河口濕地自然保護區及其周邊區域景觀自然性評價

占 昕1, 潘文斌1,*, 鄭 鵬1, 柯錦燕1, 陳奇亮2

1 福州大學環境與資源學院, 福州 350116 2 福州市環境監測中心站, 福州 350011

閩江河口濕地自然保護區是福建省沿海濕地自然保護區網絡中的重要組成部分,通過解譯2003年和2013年兩個時相的遙感影像,利用RS和GIS空間分析技術計算自然景觀特征、生態學干擾和景觀破碎化程度3項指標,并在此基礎上構建2個層次的景觀自然性評價指標體系。同時,運用層次分析法計算各個指標層的權重,定量分析了2003—2013年間研究區域的景觀自然性的變化,并進一步探討了不同距離的環狀帶對濕地保護區及周邊區域景觀自然性的影響,對閩江河口濕地保護區及其周邊區域景觀自然性變化進行分析。結果顯示：2003—2013年間,閩江河口濕地自然保護區內景觀自然性降低,降幅為9.17%,景觀自然性有隨著距離自然保護區距離增加而減小的趨勢。景觀自然性變化的自然驅動力為氣候、水文、植被演替,人為驅動力為人類開發活動和政策導向。據此,提出3條建議以便更有效地保護自然保護區和周邊區域的自然性,為閩江河口濕地自然保護區的科學管理提供參考。

濕地；自然保護區；層次分析法；景觀自然性

濕地是水生、陸生生態系統界面相互延伸擴展的重要空間區域,是自然界最富生物多樣性的生態景觀和人類最重要的生存環境之一[1]。由于全球氣候變化和人類活動的干擾,濕地面積正在大幅度的持續縮減,19世紀以來,全球約有50%的濕地消亡[2-3]。在我國,濕地的保護也成為一個亟待解決的問題。《關于自然保護區建設和管理工作情況的報告》中指出：當前,水域生態系統保護不足,包括海洋類型自然保護區在內的海洋保護面積約占我國主張管轄海域面積的4%,需要加強對于濕地等水域自然保護區的相關監測研究[4]。

閩江河口濕地國家級自然保護區自然環境優越,生物多樣性豐富,稀有物種眾多,重點保護對象為濱海濕地生態系統、眾多瀕危動物物種和豐富的水鳥資源。在閩江河口濕地景觀格局方面的研究已有許多,如景觀格局演變[5]、驅動力因子探討[6]、生態功能評價[7]等。這些研究中,對閩江河口濕地自然保護區景觀自然性變化的研究相對較少。

自然性作為景觀格局演變的一個重要表征,是生態學研究中的一個重要指標,不同的學者對自然性有不同的定義[8]。多數學者認為,自然性代表當前生境與未受干擾的原始生境的相似程度[9- 11]。自然性反映了人類對自然生境的干擾程度,人類干擾程度越小,自然性越高[12]。國際上的自然性評價研究主要集中在河流[13]、森林[14]的自然性評價上。目前,國內外常用的自然性評價方法主要有兩種：通過構建綜合指標體系進行定量評價[15]以及通過實地勘測或生物監測進行定性評價[16]。濕地的自然性評價,就是對由自然因素和人為活動引起的濕地生態系統退化和破壞程度進行評估。

自然性多用于生物群落、自然生態系統與自然景觀的評價,也可用于物種的評價[16]。在多數研究中,往往使用植被覆蓋度[17]和物種豐富度[18]來表征區域的自然性,這是因為植被覆蓋度和物種豐富度變化能夠反映人為干擾對生境的影響。景觀結構與物種多樣性之間具有緊密的聯系,在斑塊水平上,很多研究證實了斑塊面積、斑塊形狀等屬性特征對棲息于斑塊內的生物多樣性有重要影響,并對邊緣物種和內部物種的影響差別顯著；同時在景觀水平上,景觀基質、組成和構型異質性對物種多樣性的影響也具有較強的尺度依賴性[19]。景觀自然性是生態系統內物種賴以生存的基礎,景觀自然性變化必然會對區域物種造成影響。因此，景觀自然性是自然性研究的一個重要組成部分,對景觀自然性及其評價的研究是景觀管理和自然保護研究中的一項重要課題[20]。

本研究以閩江河口濕地自然保護區及周邊區域為研究區,結合景觀生態學的研究方法,構建濕地自然保護區景觀自然性評價體系,對其景觀自然性進行評價。對研究區域進行景觀自然性評價研究,能為合理調控人類活動對濕地的干擾程度提供依據,從而更好地開發和利用濕地資源,促進濕地生態系統的良性發展。

1 研究區域及方法

1.1 研究區域概況

福建閩江河口濕地國家級自然保護區坐落于福州市的長樂市和瑯岐經濟開發區內,地理坐標為東經119°35′51.00″—119°41′12.00″,北緯26°01′07.05″—26°04′34.00″之間。為了探究保護區周邊景觀自然性變化的趨勢,選定自然保護區及邊界向外6km緩沖區域作為研究區域(圖1)。

福建閩江河口濕地自然保護區有野生脊椎動物共41目111科395種,國家重點保護野生動物54種,其中國家一級保護野生動物5種,國家二級保護野生動物49種。水生生物資源豐富,有底棲動物和潮間帶生物268種,浮游植物147種,浮游動物116種。水生生物以暖水性種類為主,形成常見種和優勢種。保護區內現已初步查明維管束植物種類共53科116屬141種,依據植物群落的種類組成、外貌結構和生態生理分布,閩江河口濕地主要植被類型可以分為紅樹林、濱海鹽沼、濱海沙生植被3個植被型,有互花米草(Spartinaalterniflora)群落、蘆葦(Phragmitescommunis)群落、短葉茳芏(Cyperusmalaccensisvar.brevifolius)群落、海三棱藨草(Scirpusmariqueter)群落、中華結縷草(Zoysiasinica)群落、苦郎樹(Clerodendruminerme)群落、狗牙根(Cynodondactylon)群落、鋪地黍(Panicumrepens)群落、木麻黃(Casuarinaequisetifolia)群落、厚藤(Ipomoeapes-caprae)群落、老鼠簕(Acanthusilicifolius)群落、甜根子草(Saccharumspontaneum)群落、矮生苔草(Carexpumila)群落、秋茄(Kandeliacandel)群落等14個群系。

圖1 福建閩江河口濕地自然保護區區位圖Fig.1 Location of the Minjiang River Estuary Wetland Nature Reserve

1.2 數據來源及處理

為分析閩江河口濕地自然保護區及其周邊區域的景觀自然性動態變化情況,利用2003年Landsat 7影像以及2013年Landsat 8影像參照標準假彩色合成(所選影像獲取時間均是低潮期),采用多步驟分類法進行遙感影像解譯。具體過程為：首先根據確定的土地分類體系,比較各個地類的光譜特征,從較易分離的地類開始提取,并將提取的地類對應區域進行掩膜處理,消除對其他地物的影響；然后,對其余特征不明顯的土地類型通過構造新波段來解讀,并進行監督分類。如此反復,直至獲取到所有地物類型信息為止。

1.3 研究方法

1.3.1 研究區域景觀分類

根據現場調研資料和相關研究[21- 23],將研究區域的土地利用類型分為3個一級分類和12個二級分類。根據閩江河口濕地各景觀類型受到的人類干擾強度,將其分為自然景觀、半人工景觀、人工景觀3種類型。其中,自然景觀是海域、林地、內陸水體、灘涂、植被灘涂區和草地；半人工景觀是耕地、園地和裸地；人工景觀是設施農業用地、建設用地和交通用地。閩江河口濕地的設施農業用地主要包括水產養殖區域、鹽田、人工水庫以及灌排溝渠。對分類結果(圖2)的精度檢驗如下：2003年、2013年研究區域的分類結果總精度分別為90.31%、93.77%,Kappa系數分別為0.8774和0.9199,符合最低判別精度0.7的要求[24]。

圖2 研究區域土地利用現狀分類Fig.2 Classification of land use in the study area

1.3.2 景觀自然性評價的指標體系構建

參照當前國內外自然性評價研究的相關指標體系,分析影響閩江河口濕地自然保護區景觀自然性的指標,并結合保護區的自然生態環境特點,遵循符合國際發展趨勢、容易測量和量化、指標定義明確等篩選原則,以閩江河口濕地自然保護區景觀自然性評價作為目標層(A),選取自然景觀特征(B1)、生態學干擾(B2)、景觀破碎化程度(B3)等3項指標構成準則層(B)。指標層(C)由自然景觀優勢度[25](C1)、自然景觀平均大小(C2)、生境品質指標(C3)、人工干擾指數[26](C4)、人工景觀平均大小(C5)、平均最近鄰指數[27](C6)、面積加權平均斑塊分維數[27](C7)、破碎度指數[28](C8)、斑塊數量[27](C9)、散布并列指數[27](C10)等10項指標構成。

其中,多數指標的定義可參見相關文獻的表述,一些指標的定義略有不同。優勢度指數通常用于描述景觀由少數幾個主要的景觀類型控制的程度。本研究中使用自然景觀百分比用來表示自然景觀優勢度,自然景觀百分比是自然景觀面積占總景觀面積的百分比。自然景觀優勢度越高,表示組成景觀的自然景觀越多。平均自然景觀面積是指自然景觀斑塊的平均面積大小(hm2),平均人工景觀面積是指人工景觀斑塊的平均面積大小(hm2)。生境品質指標是景觀平均生境適宜性與期望的生境適宜性之比,不同地類的平均生境適宜性取值參照相關的研究以及閩江河口濕地科考專家的建議[18]。

(1)

式中,HI是生境品質指標,Hi是i類景觀的濕地生物生境適宜值,PLANDi是i類景觀的面積占總景觀面積的比例,HMAX是景觀中濕地生物生境適宜值的最大值。

1.3.3 景觀自然性評價指標權重確定

根據所建立的評估指評價體系,運用層次分析法[29]確定指標權重。邀請從事濕地保護相關專家(共5人,均為從事自然保護區或者生態學研究的專家),根據他們各自的知識和經驗,對各層次中多因子相對優劣程度進行判斷,每個人分別構建 A-B 判斷矩陣和 B-C 判斷矩陣。經過統計分析后對存在不一致的判斷矩陣,組織5人圓桌會議討論后得出最終的判斷矩陣,由此構建了綜合各個專家知識后的判斷矩陣。所有判斷矩陣均具有滿意的一致性,判斷矩陣構造合理,由判斷矩陣計算得到的準則層和指標層的權重結果如表1所示。

在建立指標體系后,對閩江河口濕地自然保護區以及保護區邊界向外1、2、3、4、5、6km緩沖形成的閉合區域分別進行景觀自然性評價分析。由于選取的指標計算出來的量綱不一樣,各指標對保護區自然性變化的影響各異,有些起著正向作用,而有些則起逆向作用,數據間缺乏可比性。為了消除各指標的量綱效應或數量級所造成的影響,使指標更具有通用性,分析時采用Min-max標準化處理方法對各指標的樣本值進行標準化處理,把最終結果轉化為[0,1]之間的數值[30]。本研究選用的正向指標為自然景觀優勢度、自然景觀平均大小、生境品質指標、面積加權平均斑塊分維數；逆向指標為人工干擾指數、人工景觀平均大小、平均最近鄰距離指數、破碎度指數、散布并列指數、斑塊數量。

表1 閩江河口濕地自然保護區景觀自然性評價指標的權重

2 結果與分析

2.1 景觀自然性評價分析

2.1.1 閩江河口濕地自然保護區景觀自然性評價

圖3 閩江河口濕地自然保護區及周邊區域景觀自然性評價 Fig.3 Assessment of landscape naturalness of Minjiang River Estuary Wetland Nature Reserve and surrounding areas

本研究以10a為時間尺度對閩江河口濕地自然保護區及周邊區域進行了景觀自然性評價。在進行指標無量綱化處理時,將2003年和2013年的保護區及各級緩沖區的指標數據作為一個數據集考慮,進行標準化處理,無量綱化處理后的景觀自然性定量計算結果見圖3。

從圖3可知,2003—2013年間,閩江河口濕地自然保護區的景觀自然性評價值由0.93下降到0.84,降幅為9.17%。從景觀格局變化來看,保護區內自然斑塊平均面積減少,面積占比下降,而人工斑塊平均面積大幅增加,人為干擾程度變大。斑塊數量增加,破碎度指數增大,景觀破碎化程度加深。閩江河口濕地自然保護區景觀自然性評價結果表明：2003—2013年間,閩江河口濕地自然保護區內部人類干擾增加,人工斑塊的擴張給濕地生境帶來了較大的負面影響,造成保護區內的景觀自然性下降。但總體來看,閩江河口濕地自然保護區內景觀受人為干擾影響較小,破碎化程度低,自然斑塊比重高,體現了自然保護區內景觀自然、原始的特點。

從實地考察的結果來看,在保護區內的人為干擾主要是周邊村民在閩江河口濕地開展的圍墾養殖活動。保護區周邊村民主要從事漁業捕撈、水產養殖、種植蔬菜、外出經商和務工等經濟活動,其中水產養殖是周邊村民經濟收入的主要來源。大面積的圍墾養殖破壞了濕地內水生動物和鳥類的棲息地,不利于魚類和鳥類的覓食和繁衍。圍墾養殖還造成設施農業用地在保護區內大量擴張,改變了濕地的自然景觀結構,增大了保護區內的人為干擾程度,促使濕地內的自然景觀開始向人工景觀轉變。除了人為干擾造成的景觀自然性下降之外,閩江河口濕地自然保護區內發生的生物入侵也是造成景觀自然性下降的重要原因。從2002年開始,閩江河口濕地的主要土著種短葉茳芏開始遭受互花米草的迅速入侵,濕地的生物多樣性和生態系統功能受到影響[31]。互花米草繁殖較快,目前已經占據了濕地的大部分淺灘面積,并且同當地水生物種爭奪營養物質,導致多種水生生物窒息死亡。同時,互花米草的繁殖還影響了閩江河口水體交換能力,導致水質下降并誘發赤潮,對當地土著種造成巨大威脅,致使大片紅樹林消亡。而互花米草經濟價值較低,含鹽量過高無法用做動物飼料和造紙原料,難以利用,并且植株高大容易堵塞航道,要依靠人工進行清理。從景觀格局變化的角度來看,互花米草入侵又被清除,使得不少灘涂植被區重新變成光灘,造成生境品質下降,降低了景觀自然性。同時,互花米草的繁殖導致大量原本適宜養殖的灘涂區域底質固化,灘面抬高,為了減低養殖成本,不少水產養殖戶再次圍墾濕地進行水產養殖,又加大了濕地保護區內的人為干擾程度。

2.1.2 閩江河口濕地自然保護區外圍緩沖區景觀自然性評價

從圖3可以看出,保護區外圍緩沖區景觀自然性評價值有距離自然保護區越遠,數值越低的趨勢。2003年從保護區往外邊界景觀自然性評價值變化量依次為-0.33、-0.11、-0.03、-0.03、-0.02、+0.01；2013年為-0.29,-0.10,-0.05,-0.05,-0.02,-0.01。景觀自然性評價值遞減量從保護區向外逐步減小,到最后趨于穩定。這主要是因為離保護區越遠,越靠近鄉鎮建成區,人類活動的影響越大,景觀自然性越低。當景觀自然性降低到一定程度時,下降趨勢會減緩,并保持穩定。研究表明人為干擾在濕地研究區域具有明顯的空間分帶性,濕地自然保護區內人為干擾主要以設施農業用地為主,在保護區外的內陸區域人為干擾以建設用地、交通用地為主。在2003—2013年間,人類經濟開發活動對海域、灘涂、植被灘涂區等景觀的干擾程度增加,人為干擾的中心由內陸向海洋轉移,這將對閩江河口濕地自然保護區的生態保護帶來不利影響。

比較2003年和2013年閩江河口濕地保護區和緩沖區域的景觀自然性評價值,可以看出2013年保護區及周邊區域的景觀自然性評價值均低于2003年。說明在2003—2013年,閩江河口濕地保護區及周邊緩沖區內自然性總體呈下降趨勢,表明人類活動對濕地保護區及周邊區域的干擾是長時段、大范圍的影響。保護區外的緩沖區景觀自然性評價值均低于0.6,表明在保護區周圍人類活動對自然環境具有較強的干擾,主要是在保護區周邊區域進行旅游資源開發、生產經營活動以及城鎮化改造。周邊區域內的道路、建設用地景觀造成人為干擾指數增加,對整體景觀具有較強的切割作用,是緩沖區內景觀自然性下降的重要原因。

圖4 閩江河口濕地自然保護區環狀帶景觀自然性評價 Fig.4 Assessment of landscape naturalness of closed circular zone number around Minjiang River Estuary Wetland Nature Reserve

2.1.3閩江河口濕地自然保護區周邊環狀帶景觀自然性評價

為了進一步研究各個緩沖區景觀自然性下降情況及其對閩江河口濕地自然保護區景觀自然性評價結果的影響程度,本研究對緩沖區進行切割,在原有緩沖區的基礎上,形成了距離保護區邊界1km、2km、3km、4km、5km、6km的環狀帶閉合區域,并按照和保護區邊界的距離分別進行編號(圖1)。對環狀帶的景觀自然性評價結果見圖4。

環狀帶景觀自然性評價結果表明,2003—2013年保護區外的各環狀帶景觀自然性評價值總體是下降的,而在1km環狀帶內景觀自然性評價值有所上升,增幅為5.34%。說明靠近閩江河口濕地自然保護區1km范圍內,景觀自然性有所回升,表明當地政府對濕地環境保護的治理措施取得了一定成效。在空間尺度上,距閩江河口濕地自然保護區邊界4km的環狀帶區域景觀自然性較低。這主要有兩個方面的原因：一是該區域距離保護區邊界已有一定的距離,生態保護的監管力度減小；二是此環狀帶區域穿過瑯岐鎮、梅花鎮的中心區,近年來人類開發活動較為頻繁,人為干擾程度大。從環狀帶的景觀自然性分析可知,閩江河口濕地周圍的生態環境保護工作只是取得了初步成效,還需投入更多人力物力進行長期治理。

2.2 景觀自然性變化驅動力分析

2.2.1 自然驅動力

(1)氣候

總體來說,閩江河口濕地自然保護區屬中、南亞熱帶海洋性季風氣候區,暖熱濕潤,幾乎無冬,光、熱、水條件優越。暖濕的氣候環境有助于濕地的孕育和恢復,處于海濱的優勢地理位置可以增加徑流對濕地的補給,減少濕地面積萎縮,保護濕地的景觀自然性。但不同的雨熱條件對靠近內陸的部分濕地仍有較大影響。從福州市的氣候數據可知,1981—1990年間福州市年平均氣溫為19.7℃,年平均降水量為1369.9mm；1991—2000年間福州市年平均氣溫為20.3℃,年平均降水量為1437.3mm；2001—2014年間福州市年平均氣溫為20.6℃,年平均降水量為1387.8mm。1981—2014年間福州市的年平均氣溫在升高,而2001—2014年間平均降水量相較1990—2000年間減少。氣候變化造成濕地的蒸發量增加,而得到的大氣降水補給量減少,會導致濕地系統水位降低,濕地面積減少,景觀格局發生演變。

除此之外,閩江河口濕地風日多,風速大,風害劇烈。平均每年臺風次數達5次以上,風力可達12級(6—9月)。臺風期間濕地灘面受到底部切應力的控制,沉積物發生再懸浮,導致灘面侵蝕的發生。閩江河口濕地保護區內的極端氣候對自然性下降有推動作用,沿海風蝕、水蝕形成曲折的海岸線,對沿岸景觀具有切割作用,加劇了研究區域內景觀的破碎化程度,降低景觀自然性。

(2)水文

閩江河口潮汐來自外海潮波,地形和徑流對其有很大影響。閩江河口和下游河段的潮波以半日潮波為主,具有駐波性質,垂線平均最大流速發生在高、低潮前后2—3h,憩流發生在高、低潮附近。保護區所處的閩江河口地區,潮汐基本上為正規半日潮,每年7、8月間為年大潮期,每月農歷初三、十八前后為月大潮期,每天潮水位兩漲兩落。閩江河口區域兩水道即梅花水道和長門水道,其中梅花水道對閩江河口濕地自然保護區的灘涂景觀變化影響較大。

閩江河水在亭江鎮轉彎后進入梅花水道,大部分受淺灘阻擋,一方面水流沖刷淺灘,使淺灘泥沙再懸浮,增加徑流含沙量;另一方面水流受阻,流速變緩,水流對淺灘的沖刷力減弱,河水攜帶的泥沙有所沉積,落淤在淺灘上,增高淺灘,擴展淺灘的面積[32]。梅花水道帶來的泥沙在潭頭港河段發育了新的沙洲,將鱔魚灘向東伸出去的沙嘴與相鄰的沙岸連接成一片,推動潭頭港到梅花鎮一線岸線向海淤進。向海淤進的灘涂向四周擴展并連接周圍的淺灘,對灘涂和海域的景觀分布產生影響。灘涂景觀的擴張對景觀自然性的變化既有正面影響,也有負面影響：一方面增加了斑塊邊界的復雜程度,一方面降低了原有海域的生境品質。總之,在自然因素和人為活動的影響下,泥沙運動作為區域環境演變的內在驅動力,控制著整個閩江河口的濕地形成及演變[32]。

(3)植被演替

植被演替也是閩江河口濕地自然保護區自然性變化的一個重要驅動力。灘涂植被生態特點與灘面潮汐動力條件等環境因素決定了植被類型以及分布位置,閩江河口濕地主要分布的植被有紅樹林、互花米草、短葉茳芏、木麻黃和蘆葦等。其中,互花米草是適宜在海灘高潮帶下部至中潮帶上部廣闊灘面生長的耐鹽、耐淹的多年生草本植物,既是優勢種,又是先鋒種。互花米草植被群落密度大,植株高,阻擋灘面潮流速度作用明顯。互花米草的生長可以促進灘面泥沙的淤積,加速灘涂面積的增長,從而加快灘涂植被類型向外的自然演替過程[33]。在研究區域內也會出現逆演替現象,在多發的臺風天氣以及潮汐的沖刷下,隨著灘面被侵蝕降低,本來適合植被生長的區域會重新變成光灘。

人類活動在一定程度上改變了自然演替的過程,其中灘涂圍墾和引進互花米草對當地自然演替影響最大。灘涂圍墾一方面破壞了原有的灘涂植被景觀,使得灘涂植被大量減少;另一方面改變了岸灘的潮汐動力條件,加快了潮灘的增長速度,從而加快了灘涂植被類型的演替速度。在演替過程中,灘涂植被和灘涂景觀類型的相互轉化以及植被對潮間帶的泥沙淤積作用,對保護區內的植被灘涂區、灘涂、海域等景觀的形狀、面積以及破碎化程度均有影響。

2.2.2 人為驅動力

(1)人類開發活動

2003—2013年間長樂市的經濟快速發展,GDP總量由2003年的113.21億元增長到2013年的485.07億元,年均增速15.7%。與此同時,閩江口周圍人口的增加和工農業生產規模的擴大導致污水排放嚴重,閩江河口海域多次爆發赤潮,對當地的生態環境造成很大破壞,水質嚴重惡化,導致灘涂上不少適生植被消亡,濕地物種繁殖的生境適宜性下降。

2008年閩江河口濕地公園建成后,人類活動對保護區的生態環境干擾越發顯著,瑯岐鎮東面靠近濕地保護區的海灘多數建立了度假村,大量灘涂被圍墾養殖。頻繁的人類活動干擾使得閩江河口濕地的鳥類和魚類數量明顯減少,在島上越冬的候鳥數量也持續減少。從研究區域景觀格局和自然性動態變化可知,閩江河口濕地自然保護區內的設施農業用地擴張迅速,侵占原有的灘涂和植被灘涂區域,對生境造成較大的破壞,對濕地生物多樣性安全也造成了威脅,使得濕地保護區內景觀自然性下降。在保護區外圍區域存在的人類開發活動加快了自然驅動力對景觀格局的改造作用,促使自然景觀向人工、半人工景觀轉變,將原有的自然生態系統改造成人工生態系統,降低了濕地的景觀自然性。

(2)政策導向

自2003年長樂市人民政府批準建立閩江河口濕地自然保護區以來,福建省政府、福州市政府、長樂市政府等各級人民政府采取多種措施保護閩江河口濕地的生態環境。2008年,經福州市編辦批準,長樂閩江河口濕地省級自然保護區成立了正科級事業單位的管理機構。2010年,福建省十一屆人民代表大會常務委員會批準實施《長樂閩江河口濕地自然保護區管理辦法》,加強閩江河口濕地自然保護區自然環境和自然資源的保護與管理。《長樂閩江河口濕地自然保護區管理辦法》的制定,標志著閩江河口濕地自然保護區的管理走向程序化和法制化。保護區建區以來,通過科學管理和積極宣傳,實行依法保護、打防結合的治理思路,保護區內較少發生偷獵等破壞資源現象,管理工作逐步進入良性軌道。

閩江河口濕地自然保護區及周邊區域景觀自然性變化是自然驅動因素和人為驅動因素共同作用的結果。自然驅動力往往是在大時間尺度上對大范圍區域的景觀格局變動上體現,而人為驅動力在短時間內就能對景觀格局產生明顯的改變。從總體變化來看,在閩江河口濕地保護區及周邊區域的景觀格局變化中,人為驅動力占主導地位。隨著閩江河口濕地自然保護區周邊區域的不斷開發,土地景觀類型的動態變化呈現出自然景觀不斷減少,人工景觀不斷增加的趨勢。同時具有耕地不斷流失,植被灘涂區不斷減少,建設用地和設施農業用地擴張的特征。說明閩江河口土地資源存在供需矛盾,閩江河口濕地自然保護區的宏觀規劃和管理方面還需改進,要調整人類生產生活方式,減少對研究區域景觀的干擾和破壞,保護景觀的完整性和自然性。

2.3 閩江河口濕地自然保護區及周邊區域的自然性保護措施

閩江河口濕地自然保護區是典型的濕地生態系統,主要保護對象為河口濕地水禽。保護和恢復其濕地生態系統是維持保護區內生物生存和發展的基礎,也是保護鳥類生物多樣性、促進保護區可持續發展的關鍵。針對濕地自然保護區景觀自然性評價結果并結合實際情況,提出了如下建議：

(1)防治生態入侵。閩江河口濕地植被較豐富,分布面積較大,在維護和改善河口地區生態環境、抵御海潮、風浪等自然災害和防治近海海洋污染以及保護河口濕地生物多樣性等方面起著重要作用[32]。由于互花米草的入侵,目前濕地的原生植被已受到威脅,無法自我恢復。因此,要對保護區內的互花米草進行人工清理、抑制,在適宜的地塊合理種植紅樹林,通過人為干擾措施進行人工促進自然恢復,以恢復保護區的植被,為水鳥提供適宜的棲息環境。

(2)保護珍稀鳥類資源。閩江河口濕地自然保護區是中華鳳頭燕鷗(Thalasseusbernsteini)、黑臉琵鷺(Plataleaminor)、中華秋沙鴨(Mergussquamatus)、東方白鸛(Ciconiaboyciana)等珍稀候鳥越冬的重要棲息地。為了保護水禽的棲息地,應當建設鳥類監測站,完善鳥類疫源疫病預警系統,對越冬的鳥類進行保護,對濕地海域表面的漂流物進行清理,減少由海域污染造成的水禽死亡。

(3)科學規劃與合理開發。濕地保護的最終目的不是禁止開發,而是合理開發。但也應當注意到濕地是一個特殊的旅游資源,其生態系統脆弱,應以保護為主,開發為輔[34]。閩江河口濕地公園應當發揮其環境教育的功能,并且要嚴格按照濕地公園的規劃進行建設。同時,要治理旅游產業發展中帶來的環境污染,防止濕地生境受到破壞。

3 結論與討論

本研究將景觀格局指數與景觀自然性相結合,運用RS和GIS技術,利用層次分析法建立綜合指標評價體系量化閩江河口濕地自然保護區及其周邊區域的景觀自然性,定量分析了2003—2013年間研究區域景觀自然性的變化,并進一步探討了不同距離的環狀帶對濕地保護區及周邊區域景觀自然性的影響,剖析了景觀自然性變化的驅動機制。研究結果表明,由該指標體系得到景觀自然性評價符合閩江河口濕地自然保護區的實際情況,具有較好的適用性。2003—2013年間,閩江河口濕地自然保護區內景觀自然性降低,降幅為9.17%,景觀自然性評價值由保護區向外部緩沖區遞減。閩江河口濕地自然保護區的管理工作雖然取得了一定的成效,周邊區域的自然性有所回升,但總體景觀自然性呈現下降的趨勢,說明對于閩江河口濕地自然保護區及其周邊區域的生態環境破壞還需要長時間的治理。隨著時間的推移,研究區域內人為干擾范圍由內陸擴展到河口區,自然景觀向人工、半人工景觀轉換。研究區域景觀自然性變化的驅動機制是自然驅動力和人為驅動力相互作用的結果。其中,自然驅動力為氣候、水文、植被演替,人為驅動力為人類開發活動和政策導向。

本研究僅從景觀自然性的角度對閩江河口濕地自然保護區及周邊區域進行了研究,但該地的自然性還包括生物組成、沉積物以及水下地形等其它因素,通過對上述因素的補充完善構建科學的閩江河口濕地自然性評價模型是未來工作努力的方向。同時,將來研究可借助無人機等高新技術手段以獲取大量信息,構建環境大數據為濕地保護提供準確的基礎數據。

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LandscapenaturalnessassessmentoftheMinjiangRiverEstuaryWetlandNatureReserveandsurroundingareas

ZHAN Xin1， PAN Wenbin1,*， ZHENG Peng1， KE Jinyan1， CHEN Qiliang2

1CollegeofEnvironmentandResources,FuzhouUniversity,Fuzhou350116,China2FuzhouEnvironmentalMonitoringCentre,Fuzhou350011,China

Natural wetlands are one of the most important ecosystems on the earth. However, natural wetlands in China have suffered great loss and degradation owing to rapid population and economic growth, together with long-term overexploitation. Naturalness is an indicator of the natural health of wetland ecosystems, and can reflect the interaction between natural processes and anthropogenic activities. Accordingly, analyses of the dynamic changes and driving mechanisms of naturalness can help to assess the conservation efficiency in nature reserves. Wetland naturalness is commonly defined as ‘the similarity of a current wetland state to its natural state′. The Minjiang River Estuary Wetland Nature Reserve (MREWN) is a vital part of the coastal nature reserve network in Fujian Province, China. In this study, by interpreting two remote sensing images in 2003 and 2013, indices of natural landscape features, ecological disturbance, and landscape fragmentation were calculated based on remote sensing (RS) and geographic information system (GIS) techniques. The indices were selected to establish a ranking evaluation system to quantitatively assess the landscape naturalness of MREWN and its surroundings. The landscape naturalness value was calculated based on the dimensionless results and weights of indices, and the weights were determined using an analytic hierarchy process (AHP). The results show that during the period of 2003—2013, the landscape naturalness of MREWN deteriorated by 9.17%, and the landscape naturalness of buffer zones showed a decreasing trend with increasing distance away from MREWN. Over time, the research showed a transformation from natural to artificial and semi-artificial landscapes. The natural driving forces causing changes in the landscape naturalness of the research area included climate, hydrology, and vegetation succession, whereas the human driving forces were human developmental activities and policy guidance. The decreasing natural landscape and increasing artificial landscape strongly contradicted the supply and demand in land use owing to urbanization in the area surrounding MREWN. Despite certain achievements in MREWN protection, the local government still needs to invest more funds and intensify efforts to protect the naturalness of MREWN. To protect the existing naturalness more effectively and provide references for the scientific management of MREWN, we have provided three suggestions: (1) sufficient measures should be adopted to control ecological invasion in order to improve the habitat and ecological environment.Spartinaalterniflorain the protected area should be artificially restrained or removed, and mangrove species should be planted in appropriate plots to restore the natural vegetation, which provide a suitable habitat for water birds; (2) considerable efforts to protect rare bird resources should be made. To protect the habitat of waterfowls, monitoring stations should be established, and the early warning system of detecting endemic diseases should be improved. Contaminants on the surface of wetland waters should be cleaned to reduce waterfowl mortality caused by marine pollution; and (3) unreasonable development and habitat utilization should be reduced, based on efficient environmental planning, which should strictly control the construction land index in the surrounding areas. The main function of nearby wetland parks should be environmental education, and their construction should be carried out strictly in accordance with the planning.

wetland; nature reserves; analytic hierarchy processes; landscape naturalness

福州大學科技發展基金資助項目(2013-XY- 10);福州大學科研啟動資助項目(0060510028)

2016- 07- 28; < class="emphasis_bold">網絡出版日期

日期:2017- 06- 01

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wenbinpan@fzu.edu.cn

10.5846/stxb201607281544

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