江苏省盐城市海岸带湿地位于中国海岸带的中部, 是典型的粉砂淤泥质海岸, 分属响水、滨海、射阳、大丰和东台5县(市), 介于N32° 20'~34° 37', E119° 29'~121° 16'之间, 地跨暖温带和北亚热带2个生物气候带^[9], 建有具有全球意义的、中国最大的海岸带保护区— — 国家级丹顶鹤自然保护区和大丰麋鹿保护区。保护区位于江苏中部沿海, 由于长期以来人们对海岸带湿地开发利用, 特别是围垦活动, 加之自然因素的影响, 盐城海岸带湿地适宜丹顶鹤及麋鹿生存栖息的周围环境状态发生了巨大变化。

本文选取了2015年的国土资源卫星数据作为本次调查的主要数据源, 包括高分一号卫星2 m空间分辨率全色数据、资源一号02C卫星2.36 m空间分辨率全色数据、高分二号1 m空间分辨率全色数据、资源三号2 m空间分辨率的全色数据和5 m空间分辨率的多光谱数据、高分一号卫星16 m空间分辨率数据。遥感数据无噪声和条带, 云层覆盖小于5%。图1为本次遥感调查流程图。

图1

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	图1 盐城海岸带生态环境遥感调查流程图Fig.1 Flow charts of investigation on ecological environment in Yancheng coastal zone

根据各种土地类型遥感图像的色调、形状、纹理, 以及野外实地调查照片, 建立了江苏盐城海岸带生态单元的覆盖类型的解译标志(图2), 采用基于知识的监督分类和人工目视解译相结合的方法, 将研究区土地资源分为6大类: 林地、草地、河流、盐田、养殖坑塘和沿海滩涂。

图2

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	图2 盐城海岸带遥感解译标志Fig.2 Keys of remote sensing interpretation in Yancheng coastal zone

1)林地和草地。林地和草地的覆盖范围一般比较大, 可以根据影像图斑面积大小、分布位置、色调(色彩)、阴影、阴纹粗细等于其他地类进行划分。在高分辨率遥感影像上, 不仅可以利用植物的光谱来区分植被类型, 而且可以直接看到植物顶部和部分侧面的形状、阴影、群落结构等, 可比较直接地确定乔木、灌木、草地等类型。一般在模拟真彩色影像上, 有林地一般呈现墨绿色, 灌木林一般呈现深绿色, 草地一般呈现浅(亮)绿色。草地在高分影像上表现为大片均匀色调, 由于草本植物比较低矮而看不出阴影, 这有别于灌木林和乔木。很容易区分林地和草地。人工草地和天然草地一般成片分布。两者的区别主要是前者面积较大, 有专门的管护设施, 有比较规则的纹理, 而后者没有; 而且天然草地一般面积较小, 零星分布, 既没有比较规则的纹理, 也没有专门的管护设施。

2)河流。形态自然弯曲, 呈条带状, 分支复合状、网状。在影像上呈现浅蓝色— 深蓝色, 色调均匀。

3)盐田。分布于沿海滩涂, 为规则小型方块连续大面积分布, 蒸发池在影像上呈现深蓝色, 与海水颜色接近, 结晶池因为含有大量盐晶体呈现白色, 亮度较高。

4)养殖坑塘。一般为人工修筑的圈围区域, 形状规则, 大部分呈长矩形并排分布, 少数为圆形, 界限清晰。影像中颜色呈黑色或深蓝色。

5)沿海滩涂。按海岸带湿地类型主要分为岩石海岸、沙质海滩和淤泥质海滩。在盐城地区主要分布有淤泥质海滩和潮间盐水沼泽。淤泥质海滩主要由潮汐作用形成, 受上冲流影响, 滩面坡度平缓。海滩向陆地一侧植被生长茂盛, 向海一侧植被稀疏甚至没有, 裸露潮滩上多有树枝状潮沟发育^[10]。

通过获取2015年国土卫星数据和国土资源遥感综合调查数据成果, 编制成的土地利用类型图如图3所示, 并与2009年第二次全国土地调查数据成果对比分析, 提取林地、草地、河流、养殖坑塘、盐田、沿海滩涂的基本动态变化情况, 结合以往资料进一步分析各生态单元的覆盖类型变化和产生变化的原因, 探讨该地区生态环境动态变化的特征。

图3

Fig.3

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	图3 2015年盐城海岸带土地利用类型图Fig.3 Land utilization map in Yancheng coastal zone in 2015

盐城海岸带土地利用类型面积的变化幅度各不相同, 具体数值见表1。

表1

Tab.1

表1(Tab.1)

表1 2009— 2015盐城海岸带各生态环境因子面积比较 Tab.1 Area comparison of eco-environmental factors in Yancheng coastal zone between 2009 and 2015(hm2) 年份 林地 草地 河流 养殖坑塘 盐田 沿海滩涂 2009年 6 730 8 472 4 494 42 789 32 607 258 088 2015年 4 514 616 4 475 77 344 34 870 225 111 变化 -2 216 -7 856 -19 34 555 2 263 -32 977

表1 2009— 2015盐城海岸带各生态环境因子面积比较 Tab.1 Area comparison of eco-environmental factors in Yancheng coastal zone between 2009 and 2015(hm2)

江苏盐城海岸带生态环境不仅仅受到人类活动的巨大影响, 其演变过程与其本身的自然环境、地质条件也有密切的关系。根据前人研究^{[11, 12, 13, 14]}, 并结合本次海岸带生态单元的覆盖类型变化的现场调查资料, 江苏近年来土地利用变化的主要表现为: 以射阳河口为界, 盐城海岸带湿地的淤蚀总趋势是射阳河口以北至灌河口区域冲蚀后退, 斗龙港口以南至弶港区域淤积淤长。因此本文将研究区海岸带湿地分为3个区域, 即灌河口至射阳河口为侵蚀区, 射阳河口至斗龙港口岸段为过渡区, 斗龙港口以南至弶港镇岸段为淤积区。总体上为北侵蚀南淤积且转折点逐渐南移, 海岸线趋于平直。

综合分析盐城海岸带湿土地利用类型变化主要受到的驱动力有: ①自然因素, 主要为海岸冲淤动态变化; ②人为因素, 主要表现为基于经济利益驱使和人口压力影响的大面积湿地围垦。

1)灌河口— 射阳河口岸段。该段海岸属于侵蚀海岸, 海岸带土地利用类型的变化主要受到海岸侵蚀自然作用的影响。

自1855年黄河河道与入海口北迁后, 黄河带至该段的泥沙量骤减, 致使射阳河以北开始侵蚀。并且由于该区现今不再受岸外沙洲的掩护而暴露在南黄海的波浪作用之下, 岸线与浅水区等深线向海突出, 使波浪在废黄河三角洲前缘辐合, 成为江苏沿海的大浪区, 因而波浪作用将废黄河三角洲海岸的泥沙掀起, 又因为靠近无潮点, 潮流强大, 强大的潮流将波浪掀起的泥沙带走, 使本岸段侵蚀严重, 造成滩面下蚀, 海岸线后退, 湿地基底流失, 潮间带变窄, 湿地生物赖以生存的生境被破坏, 原有的自然湿地大面积被侵蚀掉, 人工湿地也正受到海岸侵蚀的威胁。在废黄河口区域, 海水也已蔓延至海堤, 但是由于向陆方向受到海堤的保护, 侵蚀影响已逐渐停止。

2)射阳河口— 斗龙港口岸段。该段属于淤蚀过渡岸段, 北部冲蚀后退, 南部淤积增长, 转折过渡点逐渐向南偏移。淤蚀过渡岸段北界在20世纪60年代位于射阳港以北, 现在已延伸至射阳盐场。该岸段1972— 1988年期间的南移速度为1.1 km/a, 而在黄河北归后的1855— 1972年期间的南移速度只有0.23 km/a, 说明近年来的南移速度明显加快^[15]。但是, 随着该段淤蚀过渡点南移, 过渡型海岸将南移至受岸外辐射沙洲区域, 这将使海岸的过渡受到泥沙和水动力方面的制约而减慢侵蚀速度, 因此南部表现为淤积状态。本区滨海植被分布情况变化不大, 原因主要是盐城珍禽国家级自然保护区的核心区位于该段, 并且核心区位于海堤公路靠海一侧, 有海堤公路的保护, 加上人为针对性的保护, 导致本区湿地面积和分布状况整体变化不大。本区也存在一定规模的围垦活动, 但围垦等人为干扰主要集中在海堤公路的两侧靠近公路的区域, 海堤公路以东靠海一侧的保护区核心区受人类干扰活动影响较少。

3)斗龙港口— 弶港岸段。该岸段属于淤积型海岸, 东部沿海湿地土地利用主要受淤积作用影响, 但淤积形成的大片湿地已被围垦开发, 潮上带已经基本围垦殆尽。围垦后海堤破坏了堤前潮滩原有的泥沙与地形之间的水动力平衡关系, 改变了潮滩的沉积环境与生境, 使潮间带平均年最大淤积速度较正常快10倍多^[16], 并有离堤越远淤积速度越慢的趋势。江苏中部处于黄海旋转潮波和东海前进潮波交汇处, 潮波带来的泥沙遇到该段典型的辐射沙洲阻挡, 同时受到大片互花米草滩的减速, 最终沉降下来, 导致淤积特征明显、滩涂面积变大, 为盐城沿海的淤积及滩涂围垦提供了条件。图4为盐城海岸带2009— 2015年滩涂围垦遥感解译图。

图4

Fig.4

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	图4 盐城海岸带2009— 2015年滩涂围垦遥感解译图Fig.4 Remote sensing interpretation of tideland reclamation in Yancheng coastal zone in 2009 and 2015

1)经济利益驱使。经济收入决定人民生活水平, 是国家与人民最关注的重点。欧维新等^[17]统计, 养殖业的年人均纯收入为2 454~7 386元/hm², 而种植业的年均纯收入只有203~1 462元/hm², 利益差异明显, 必然导致土地利用类型发生改变。同时政府鼓励湿地围垦^[18], 将海岸带湿地改造为经济用地类型, 如养殖水域、盐场等, 甚至将耕地变为养殖水域。耕地资源尤其是人均耕地资源日渐减少, 为了追求利益最大化, 弥补耕地的损失, 人们就开始向生态价值高的林地、草地和滩涂等掠夺土地。在采伐迹地上的植树造林速度远不及耕地的开发速度。导致海岸带冲淤状况与生态环境的变化, 最终致使生物多样性与生态系统服务价值变化。

2)人口压力影响。江苏省是人口大省, 也是陆地资源小省, 人多地少是江苏地方政府一直鼓励以围垦等方式开发利用海岸带湿地的又一主要原因。在国家“ 沿海大开发战略” 背景和江苏省提出的“ 实现近期围填18× 10⁴ hm², 远期围填46.67× 10⁴ hm²” 的围垦目标之下, 盐城沿海的围垦工作如火如荼地进行。2009年完成围垦滩涂1 730 hm²; 2010年立项开发垦区5 013 hm²; 2011年立项开发垦区4 800 hm², 配套开发垦区5 000 hm²; 2012年配套开发垦区4 800 hm²; 2013年重点实施26 700 hm²滩涂围垦工程。围垦带来的大面积增加的诸如鱼塘等土地利用方式会引发生态系统服务价值的巨大变化, 进而影响整个海岸带的生态环境与生态系统服务价值。

沿海滩涂开发要遵循“ 按照资源属性, 做到因地制宜” 的原则, 应全面规划, 合理布局。从总体看, 应重点改造、提高和发展以对虾、梭子蟹等为主的水产养殖业, 积极发展以粮、棉、油料为主的种植业, 相应扩大林果、畜牧、芦苇和制盐业, 同时应保障港口、交通、水利、旅游业等多方面的需要, 进行资源的开发与保护。其中的潮上带在一般情况下应以农业利用为主, 种植粮、棉、油料作物, 相应发展林、果、畜牧、水产养殖与制盐业。水产养殖以对虾、梭子蟹为重点; 潮间带的开发利用应以水产养殖为主, 发展贝、虾、鱼类。对部分围垦的潮间带可根据条件适当发展种植业与制盐业; 在-10 m等深线以内的浅水区应以鱼、贝、藻类养殖为主。毁滩引水养殖或围滩粗放种植会导致资源的破坏和环境的恶化, 应加强统一管理, 统筹规划。

滩涂土地利用功能分区的目的是根据土地利用的同一性原则, 确定今后的主攻方向, 避免利用的盲目性。分区的原则是根据滩涂的自然条件、环境条件、开发利用的要求, 在考虑经济、社会和技术的基础上进行滩涂的功能分区。

沿海滩涂是一个开放的生态系统, 与外界不断发生物质能量的交换, 处于剧烈的动态平衡之中。同时, 滩涂生态系统受海陆系统的双重干扰, 使滩涂生态系统十分脆弱, 极易受到破坏。农业开发对滩涂生态环境影响较小, 应优先开发。农业要以无公害生态农业的标准去开发, 要把种植业与水产养殖业有机地结合起来。把特种经济种植与特种水产养殖结合起来, 把产、加、销结合起来, 使之形成产业。农产品加工要依托滩涂植物、生物资源研究做好粮、棉、油、瓜果、蔬菜和鱼、虾、贝的脱水、保鲜、成品的精加工, 提高产品附加值。同时, 组织实施好滩涂开发专项项目, 实行沟、渠、田、林、路综合治理, 桥、涵、闸、泵、站合理配套, 不断改善沿海滩涂生态环境, 努力提高农业综合生产能力。

盐城沿海滩涂地区多受海风海浪吹袭冲刷, 严重时对沿海居民生活、生产造成严重影响。广泛种植林木和保护原有天然林木, 对于稳定滩涂生态、增强抗灾能力起到了举足轻重的作用。同时滩涂林带还能起到良好的生态效益及经济效益, 因此要千方百计扩大森林覆盖率。要按照建立具有滨海平原特色的林地生态、良性循环的农田生态和宜人的生产、生活环境的规划, 要本着先易后难, 先近后远的原则, 通过先灌后乔、林、草结合, 以草养树, 以林护草等途径保障农牧、水产等的开发建设。在潮上带顶部及土质、水利条件较好的滩涂可选择适宜果树生长的土地营造经济林, 并继续配合农田水利及交通建设, 在沟渠路旁营造不同规格、网格大小不等的农田林网, 并在营造林网的同时结合农田建设, 发展林草粮间作。沿海滩地应实行封滩育林, 保护天然灌木林。营造沿海海防防护林和经济用材林, 建立绿色保护圈。在林带建设的同时要结合改造旧村庄, 实行四旁绿化。