闽南地区海岸带土地利用变化及其生态效益研究

摘要

福建省为海洋大省,海域广阔、良港众多,海洋资源丰富。海岸线长3752km,位居居全国第二,曲折率全国第一,闽南地区海岸带约占福建海岸带的一半,其海岸带具有很好的代表性。经济及社会发展要求城市不断扩展,其海岸线的水域资源也不可避免的减少。本研究基于遥感、地理信息系统等主要技术手段来研究土地利用与土地覆盖变化,主要分析与评价闽南地区海岸带的植被覆盖变化,对其水域资源变化进行监测,分析其生态安全状况以及趋势并作出综合性的生态效应评价,提出土地利用合理规划方案,以促进闽南地区海岸带经济、社会、环境的可持续发展。主要研究内容:
　　 (一)以1994、2001和2006年闽南海岸带遥感数据为基础资料,利用ERDAS软件生成研究区的景观类型图,计算各景观斑块的面积、数目、形状等空间特征。结果表明:(1)1994-2001年林地的面积锐减;而2001-2006年林地面积总量基本保持。人类占用林地、火灾和病虫害是林地面积变化的最主要因素。草地和未利用地受到人类干扰程度最大。(2)自1994-2006年,耕地斑块数的强烈变化说明人类对耕地保护程度与耕地的破碎度成反比,且人类对耕地保护的效果显著。(3)人类活动对各种景观破碎度的影响与人类活动强度基本成正比例关系。自1994-2006年,人类活动越强烈,景观的破碎度也越大。(4)人类活动对总体景观优势度的影响十分显著。集中体现在城乡用地上,其面积比重在其12年间不断上升。从总体上看,城市化水平加剧,人口增加、工业发展,无疑会对海岸带的景观带来负面的影响。
　　 (二)基于1994年的LandsatTM(专题制图仪)、2001年的LandsatETM+(增强型专题制图仪)和2006年的LandsatTM三个时相的卫星影像,探讨闽南海岸带1994-2006年的水域变化规律。水域变化信息主要通过变化检测和信息提取等一系列遥感技术来获得。结果表明,闽南海岸带在1994-2006年间,水域总面积增加了2652hm2。其中1994-2001年减少了7148hm2,主要集中于研究区南部,研究区城市用地扩展和养殖业的发展是造成该期间海域减少的直接原因;2001-2006年海域面积增加了9800hm2,以九龙江南港、中港、和北港的东交汇处海域面积增加最多;其次是泉州市洛阳江水域以及同安湾、大嶝岛一带和南安市的海域。其原因是养殖业过分开发滩涂湿地,以及毁坏沿岸红树林,造成部分滩涂面积减小并且被侵蚀,水域面积增大。
　　 (三)基于植被指数(NDVI)和植被覆盖度像元分解模型,建立了TM影像尺度下的闽南海岸带植被覆盖度遥感定量模型,在此基础上研究闽南海岸带1994年、2002年和2006年3个时期植被覆盖度的动态变化。结果表明:(1)1994～2006年,高盖度植被面积减少64110hm2,中盖度植被面积增加7263hm2,低盖度植被面积减少15799.5hm2。(2)1994-2001年,低盖度植被比例上升了49.22％,高植被覆盖度植被较1994年明显减少,年变化幅度为-48061hm2。植被恢复面积仅占退化面积的3.13％,研究区在该时段的植被覆盖朝着恶化的方向快速发展。(3)2001-2006年,该期间的退耕还林及荒山造林工作落实到位,恢复植被面积是退化植被面积的25倍。植被覆盖类型分布区域越靠近海边的区域变化越大,说明人类活动的区域不断向海岸线扩大,植被分布区也将随着城市化进程而越来越不稳定,研究区生态恢复的任务十分艰巨。
　　 (四)针对海岸带快速城市化区域的特性,基于P-S-R框架和突变级数法,构建了闽南海岸带城市生态安全评价的模型,对研究区1994-2006年的生态安全状况进行客观评价。结果表明:(1)受到快速城市化和人口增长的影响,研究区的生态安全状况在2001年走高后于2006年再度落回Ⅴ级,系统压力也出现同样的趋势,人类活动对系统造成了很大的负荷。(2)1994-2006年,系统状态和系统响应的生态安全隶属度值是不断上升的,说明人们对系统安全度下降的回应是积极有效的。但人口压力和资源压力是研究区生态安全状况的最主要威胁。(3)突变级数法的客观性较强且定量程度高,不使用权重,避免了人为赋权的主观性。运用突变模型计算各个指标的生态安全隶属度具体值,可对各个层次上的不同指标进行定量对比。
　　 建议加强自然景观恢复工作。尤其是利用人类活动能直接影响景观特点,结合人类社会经济等方面因素,有计划有步骤的恢复林地与持续保护耕地。利用海岸带有利资源发展经济林和防护林,控制人口的增长速度,加强对海岸带自然资源重要性的宣传,制定相关恢复策略。