海岸工程及生物入侵对上海南汇东滩海岸带格局演变的影响

受人类活动与自然因素的双重影响,海岸带的格局易发生快速演变,从而直接或间接地影响海岸带生态系统的结构、功能和可持续发展.本研究以上海市南汇东滩的海岸带为典型研究区,通过遥感解译、海图数字化、野外现场调查等方法获取海岸带格局的时空分布数据,分析了近20年(2000—2020年)海岸带空间格局变化及其演变规律,并重点分析了海岸工程(圈围工程和促淤工程)和外来物种互花米草(Spartina alterniflora)入侵两个主要影响因素对海岸带格局的影响.结果表明:①自2000年以来,受海岸人类活动的影响,南汇东滩海岸带的土地利用类型逐渐增加,从以近海与海岸湿地为主的简单格局逐渐转变为近海与海岸湿地、内陆湿地、人工湿地、农田和建设用地等多种土地利用类型共存的复杂格局.②2000—2005年的海岸圈围工程导致南汇东滩海岸带近海海岸湿地面积减少11894.7 hm^(2),被圈围的近海海岸湿地转变为水稻田、库塘、农田等土地利用类型;圈围初期淤泥质海滩(0 m以上)和潮间盐水沼泽出现淤涨和发育(淤涨速率分别为320.5 hm^(2)/a和110.9 hm^(2)/a),但随后(至2015年)淤涨速率缓慢下降至286.8 hm^(2)/a和15.7 hm^(2)/a;圈围工程实施后,经过10年(2005—2015年)的自然恢复,近海与海岸湿地的面积也未达到圈围前2000年的水平.③南汇东滩实施了海岸硬质促淤工程和生物促淤工程两种促淤工程,均显著促进了近海与海岸湿地的快速发育,但硬质促淤工程对于格局演变的影响更显著,工程后淤泥质海滩(0 m以上)和潮间盐水沼泽向海推进速率分别为516.9 hm^(2)/a和915.7 hm^(2)/a,分别是非促淤区自然淤涨速率的5.4倍和13.9倍.引种互花米草的生物促淤工程,仅在海堤至促淤堤内的有限范围内促进了互花米草的快速扩散和格局演变.④外来物种互花米草在2020年已成为南汇东滩盐沼植被第一大优势植物,占盐沼植被总面积的56%,并显著改变了近海与海岸湿地的生态结构和功能.由此可见,海岸工程和生物入侵对海岸带格局演变产生了明显的动态影响.尽管海岸带生态系统对海岸人类活动表现出一定的恢复力,但湿地类型、面积和功能的变化是未来花很大代价都很难或无法恢复的.如何整合海岸带近海与海岸湿地和内陆湿地的生态功能,通过实施海岸带保护修复、生态补偿等措施实现海岸带可持续健康发展,是未来陆海统筹需要解决的重要问题.

上海崇明岛东部近20年土地利用变化

在地理信息系统(GIS)的支持下,利用1982和2000年的航空照片对崇明岛东部地区土地利用变化进行了分析.近20年来该地区农业用地、水体、水产养殖场和滩涂为主要景观要素,非农建设用地占总面积比重有所增长,土地利用结构呈现多元化趋势;土地利用类型总量变化显著,农业用地面积增加了4050.21hm2,水产养殖场和绿地分别增加2566.24hm2和901.38hm2,滩涂面积则锐减了7491.24hm2,土地利用年变化率最大的为水产养殖场,达54.64%,其次是绿地、交通、滩涂和农田,分别为13.24%、4.49%、-4.47%和2.57%;土地利用类型之间的转变主要为滩涂向农业用地、养殖场、绿地和水体转变,农业用地向水产养殖场、居住用地和绿地转变,水体向农业用地、水产养殖场和滩涂转变.社会经济的发展和政策引导是崇明岛东部土地利用变化的主要驱动因子.

近30年长江口崇明东滩植被对于气候变化的响应特征

在分析近30年来长江口区域气候变化特征基础上,利用107景Landsat系列卫星的TM和ETM+遥感数据,计算了1984—2013年间长江口崇明东滩湿地的归一化植被指数(NDVI),并以此为湿地植被活动的指标,研究植被年际及季节变化特征。结果表明:(1)长江口地区气候变化特征为:年均温显著增加,日照时数显著下降,年降水量变化趋势不显著。就各个季节而言,气温存在显著增加趋势(冬季除外),降水量和日照时数变化趋势相对不显著。(2)不同季节植被年际变化特征一致,NDVI皆随时间增加,但增加的强度和显著性有所差异。植被NDVI在冬季和春季增加较大且极显著,增速分别为0.07·10a?1和0.06·10a?1;夏季增速稍低,为0.04·10a?1;秋季增加不显著。(3)年内季节变化方面,湿地植被NDVI呈现单峰的变化特征,从春季开始增加,在夏末(全年的第188或189天)达到最大值(NDVImax=0.63),然后下降在冬季降至最低。植被的年内季节变化特征主要受月均温的控制(R2=0.84)。

沉积物重金属污染评价方法对比——以上海崇明东滩为例

对崇明东滩表层样中重金属Hg、Cu、Cd、Pb、Zn的含量进行了分析,并利用地累积指数法、综合污染评价法和潜在生态危害指数法对崇明东滩的污染状况进行了分析。地累积指数法和潜在生态危害指数法的评价结果显示,崇明东滩基本保持了自然状态,仅有个别站位的Hg、Pb元素有轻微污染;综合污染评价法的评价结果显示,崇明东滩的污染全部达到了警戒水平,单因子评价中,Cd对综合污染指数的贡献最高,说明研究区Cd污染较为严重。三种评价方法相比较,地累积指数法比较简单;综合污染评价法兼顾到污染指数最大值对土壤环境质量影响,强调了最大综合污染指数,与其他方法相比,其综合指数常常偏高;而潜在生态危害指数法加入了对环境和人类健康有重要影响的毒性系数,有一定的实际意义。三种方法各有优缺点。

崇明东滩15年动态发展变化研究

崇明东滩是长江口规模最大、发育最完善的河口型潮汐湿地,又是一个河口淤涨型湿地,对1988年与2002年崇明东滩湿地卫星遥感图象的分析,得出以下几点结论:①崇明东滩并不是全部扩涨,南部滩涂岸线呈后退趋势;②在淤涨部分,以最东端最快;③随着长江上游来沙减少和大规模的围垦,崇明东滩的前景将不容乐观。因此,可持续开发、利用和保护崇明东滩湿地迫在眉睫。

东亚-澳大利亚迁徙路线上鸻形目水鸟适宜生境变化：以崇明东滩迁徙停歇地为例

崇明东滩湿地是鸻形目水鸟东亚-澳大利亚迁徙路线上的重要迁徙停歇地。本文借助Landsat ETM+遥感影像对研究地区2000—2010年鸻形目水鸟适宜生境(海三棱藨草和滩涂湿地)的变化进行动态监测,并借助FRAGSTATS景观指数对适宜生境的景观特征进行分析。结果表明,鸻形目水鸟的适宜生境的总面积为10305.52 hm2,仅次于深水区湿地(15918.66 hm2)。海三棱藨草和滩涂湿地的总面积在2000—2006年缓慢增加(从10448.2hm2增加到10696.5 hm2)。海三棱藨草和滩涂湿地面积的增加主要由深水区湿地转化而来,而其面积的减少主要被芦苇和互花米草湿地所取代。与2000年相比,海三棱藨草和滩涂湿地的景观异质性和破碎程度在2010年趋于增加(2000—2006年趋于增加,2006—2010年趋于下降)。在整个景观尺度上,所有湿地的异质性和破碎程度在2000—2006年趋于增加,而在2006—2010年趋于下降。从景观特征来看,研究地区鸻形目水鸟适宜生境的质量(生境组成/要素配置、复杂性、连接性和异质性等)在2000—2006年趋于下降,而在2006—2010年趋于增加。本文结果有助于指导湿地修复与营造策略的制定,以更好地实现在长江河口湿地保护迁徙鸻形目水鸟。