现代滦河三角洲滨海湿地动态变化分析研究

论文摘要

河口三角洲滨海湿地是河流和海洋水动力共同作用的产物,是自然界最富生物多样性的生态景观之一,在维持生物多样性、保护珍稀物种和维护河口地区生态健康等方面具有十分重要的作用,成为近年国内外景观生态学、景观生态恢复学和生物物种保护学等领域的重要研究对象。但对三角洲滨海湿地的研究大多集中于呈大规模发育的三角洲湿地,如黄河三角洲湿地、珠江三角洲湿地等,对于数量众多的中小型三角洲湿地的研究相对较少。滦河是渤海地区主要入海河流之一,现代滦河三角洲位于乐亭县与昌黎县交界处,是发育较为完好的中小型三角洲滨海湿地的典型代表,因地处海洋生物区系与陆地生物区系的交汇处,生态环境良好,野生动物资源种类丰富,是黑嘴鸥等世界珍禽级鸟类赖以生存的栖息地和繁衍地,也是诸多具有较高保护价值的鸟类,比如丹顶鹤等的迁徙中转站和停留地,具有重要的科学研究、生态和环境保护价值。自1979年以来,受各种自然和人为因素的影响,致自然湿地而积不断萎缩,生物多样性锐减,河流水质趋于恶化,湿地生态功能逐渐衰退。因此,系统研究现代滦河三角洲自然湿地、人工湿地的演变过程,分析由于湿地退化所产生的生态环境效应,探究环境演变退化的主要原因,确定湿地景观类型的最佳利用方式,对于湿地资源的合理开发利用、维护河口湿地的生态系统健康具有十分重要的意义。本文以1979年、1987年、1991年、1994年、1998年、2002年、2006年、2009年八期MSS、TM、ETM及SPOT5遥感影像数据,1919年、1956年、1969年、1979年四期地形图数据作为主要的数据来源,利用遥感软件ERDAS、地理信息系统软件ArcMap、Arcview提取了滦河口滨海湿地的近百年动态变化信息,再现了滦河三角洲湿地的形成及演化过程,结合根据历史统计资料和现场观察勘测数据,对湿地的动态变化过程、环境效应、主要驱动力进行了系统分析,运用模糊综合评判法对各个时段的湿地退化程度进行评价,并基于评价结果,运用微观经济学原理确定人工湿地最佳利用面积,提出湿地环境整治恢复的主要措施。研究结果表明：(1)受入海水、沙量减少和人类开发利用活动增强的双重影响,现代滦河三角洲内自然湿地的面积在逐渐减少,人工湿地面积呈线性增长趋势,自然湿地面积占总面积比例由99%缩减为8%,人工湿地总面积由1979年的616.91hm2增加到2009年的7043.78hm2,仅30年的时间面积却增加了6426.87hm2,是1979年的10.42倍。(2)现代滦河三角洲滨海湿地动态变化所产生的环境效应为近岩海域环境污染加重、海域非生物环境遭到破坏、湿地的生物多样性下降、景观异质性降低。主要动因源自人类的开发利用活动：滦河上游大型水利设施的修建导致来水来沙量减少影响湿地的发育基础,大规模围垦和养殖池塘的开发破坏了原生湿地的生态环境。此外,海平面上开、自然灾害的频发以及滦河口周围潮流场水动力的变化也对湿地的发育产生不同程度的干扰。(3)基于模糊数学法和综合评判法的湿地退化评价结果显示：在自然因素、社会因素以及人为因素综合作用下,现代滦河三角洲湿地退化程度逐年加重,至2009年已经达到严重退化的程度,急需对湿地环境进行恢复和治理。(4)以湿地生态系统服务价值最大化为出发点,基于微观经济学边际等值原理,构建的湿地资源最优利用量决策模型运行结果表明,现代滦河三角洲人工湿地最大开发面积极限值为6300hm2。(5)自然湿地的恢复以恢复黑嘴鸥赖以生存的栖息环境为主,植被恢复的核心是湿地土壤的重建,要退养还滩、退耕还湿；人工湿地的开发利用须在严格控制面积扩张的前提下,实施“生态养殖”,减少养殖废弃物排放量。(6)实行绿色生产,减轻湿地的水质污染；合理利用湿地资源,实现生态系统服务价值最大化：增加对湿地保护的资金投入,建立有效机制；加大对公众的宣传力度,提高湿地保护意识是湿地保护与合理利用的有效对策。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 湿地研究进展
• 1.2.2 湿地退化研究进展
• 1.2.3 湿地恢复研究进展
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究方法
• 1.5 创新点
• 2 研究区概况
• 2.1 研究区范围与位置
• 2.2 自然环境状况
• 2.2.1 地质
• 2.2.2 地貌
• 2.2.3 气候
• 2.2.4 水文
• 2.2.5 生物
• 2.2.6 土壤
• 2.3 社会经济状况
• 2.3.1 滦河口北岸
• 2.3.2 滦河口南岸
• 2.4 现代滦河三角洲的形成与发育
• 3 现代滦河三角洲滨海湿地动态变化分析
• 3.1 数据资料的获取和分析
• 3.1.1 遥感影像数据
• 3.1.2 非遥感影像数据
• 3.2 数据资料的预处理
• 3.2.1 遥感影像数据的预处理
• 3.2.2 地形图的预处理
• 3.3 现代滦河三角洲滨海湿地动态变化信息提取
• 3.3.1 遥感软件提取信息
• 3.3.2 目视解译提取信息
• 3.4 现代滦河三角洲滨海湿地现状
• 3.4.1 自然湿地
• 3.4.2 人工湿地
• 3.5 现代滦河三角洲滨海湿地动态变化过程分析
• 3.5.1 湿地生态要素变化
• 3.5.2 湿地景观格局的变化
• 4 现代滦河三角洲滨海湿地动态变化环境效应分析
• 4.1 近岸环境污染
• 4.1.1 池塘养殖排污
• 4.1.2 稻田农业排污
• 4.2 海域非生物环境破坏
• 4.2.1 营养元素
• 4.2.2 海水温度
• 4.2.3 海水盐度
• 4.3 生物多样性下降
• 4.3.1 陆域生物多样性下降
• 4.3.2 海域生物多样性下降
• 4.3.3 潮间带生物多样性下降
• 4.4 天然异质性降低
• 5 现代滦河三角洲滨海湿地动态变化驱动力分析
• 5.1 人为因素
• 5.1.1 工程建设
• 5.1.2 滩涂围垦养殖
• 5.1.3 稻田开发
• 5.2 自然因素
• 5.2.1 水、沙通量减少
• 5.2.2 海平面上升
• 5.2.3 自然灾害频发
• 5.2.4 水动力变化
• 6 现代滦河三角洲滨海湿地退化评价
• 6.1 湿地退化评价指标体系
• 6.1.1 指标及指标体系
• 6.1.2 构建指标体系的原则
• 6.1.3 评价指标体系的构建
• 6.2 滨海湿地退化评价
• 6.2.1 评价标准
• 6.2.2 评价方法
• 6.2.3 评价过程
• 6.2.4 评价结果
• 7 现代滦河三角洲滨海湿地的合理利用与修复研究
• 7.1 湿地最优利用量的确定
• 7.1.1 湿地效益分析
• 7.1.2 湿地利用边际量分析与计算
• 7.1.3 湿地资源最优利用决策模型
• 7.2 湿地资源恢修复策略
• 7.2.1 自然湿地的开发、保护与恢复
• 7.2.2 人工湿地的开发、保护与恢复
• 7.3 湿地保护与合理利用对策
• 7.3.1 实行绿色生产，减轻湿地的水质污染
• 7.3.2 合理利用湿地资源，实现生态系统服务价值最大化
• 7.3.3 增加对湿地保护的资金投入，建立有效机制
• 7.3.4 加大对公众的宣传力度，提高湿地保护意识
• 8 结论
• 8.1 主要结论
• 8.2 存在问题
• 参考文献
• 致谢