基于遥感的生态系统健康评价与生态红线划分——以浙江省海岸带为例

摘要

海岸带地处海陆之交，凭借其自身丰富的自然资源和优越的地理位置成为世界各国开发的重要区域。经济的快速发展导致大片海滨湿地丧失、近海水域富营养化、渔业资源衰退、海平面上升等，加之一系列海上污染事件，海岸带结构改变，功能和可持续性降低，区域生态和人居安全受到威胁。开展海岸带生态系统健康评价和生态红线划分的研究，有助于维护国家和区域生态安全及经济社会可持续发展，提升生态功能、改善环境质量，其意义现实而深远。然而，作为一种新生事物，生态红线理论内涵和划分方法都有待丰富与完善，生态红线划分也有待在海岸带领域得到进一步拓展。因此，本研究通过利用遥感技术对浙江省海岸生态系统健康进行评价，通过生态问题综合诊断，确定杭州湾急需划分生态红线，进而建立基于生态保护重要性理论的杭州湾生态红线划分方法，并进行划分实践，以期为杭州市有关部门对生态红线的监管提供支撑。本研究的主要结论和创新成果有： （1）浙江省海岸带生态系统健康评价。分别从陆域、海岸线和水域三个子系统分析浙江省海岸带生态系统健康状况及其变化。用2001~2010年的活力、组织力和反弹力的乘积来度量浙江省海岸带陆域生态系统健康状况，总体来说十年间健康状况呈现下降趋势，平均健康值为0.1842，范围为0.1260~0.2251，存在空间异质性。健康状态相对最好的是奉化、临海、乐清、平阳和苍南，最差的是杭州和慈溪。利用1985、1995、2005和2013年多源遥感影像，提取浙江省海岸线变化长度和增加陆地面积，对海岸线子系统健康进行评价，平均健康值为0.33，范围为0~0.92，其中，慈溪市健康状态最差。利用2005、2007和2010年遥感反演物理、化学和生物参数以及可空间化的外界压力参数，建立水域生态系统健康评价模型，结果显示，2005、2007和2010年平均健康值分别为44.68、49.23和46.26，均呈现不健康水平，但有细微改善。杭州湾及中南部沿岸水体状况较差，离岸越远状况越好。 （2）杭州湾生态红线划分体系建立。以海岸带生态系统健康状况为依据，综合诊断生态问题，结合杭州湾现状，以《指南》为准则建立杭州湾生态红线划分方法。杭州湾地区的健康状况最差，从植被破坏，海岸线变迁，土壤侵蚀，海水污染和海洋灾害等方面分析其面临的威胁以及可能导致的生态后果，认为杭州湾地区急需划定生态红线。结合杭州湾在水土保持，环境保护等领域已经开展的工作及不足，以《指南》为准则，以生态保护重要性理论为基础，从生态功能重要性、生态环境敏感性、环境灾害危险性和禁止开发区四个方面建立了杭州湾地区生态红线划分体系，包括根据生态环境问题选择12项评价指标，以及AHP权重确定方法和杭州湾生态保护重要性综合指数模型。 （3）杭州湾生态保护重要性评价。对杭州湾地区生态功能重要性、生态环境敏感性和环境灾害危险性进行评价，结果表明，生态功能较重要的地区主要分布在在海盐县、萧山市和慈溪市的近岸区域，以及平湖市、上虞市和余姚市内陆区域，这些地区主要是滨海湿地、植被以及水源分布较多的区域，如杭州湾国家湿地公园。生态环境较敏感的地区主要分布在平湖市、海盐县、上虞市、余姚市和慈溪市的海岸线区域，这些岸段砂质岸线比例相对较高，分布着自然景观和历史遗迹，受到破坏后恢复困难。钱塘江口邻近海域，受到排污等外界干扰较强，生物生境遭到破坏，多样性降低，对外界干扰敏感。环境灾害较为严重的区域主要分布在慈溪市、宁波市、上虞市、海盐县、嘉兴市的沿岸区域及北部水域。慈溪等岸段分布有粉砂淤泥质岸线，受到风暴增水和海平面上升等自然灾害影响较为严重。宁波市、舟山市和嘉兴市等沿岸分布较多沿海主要港口，舟山群岛附近排污口较多，并为赤潮高发区，污染物排放、航运、溢油等人为造成的海水污染灾害不容忽视。 （4）杭州湾生态红线范围确定。对生态保护重要性的单因子图层进行综合叠加，将生态保护重要性综合指数分为3个等级，等级最高为红线区，并将禁止开发区直接划入红线区。杭州湾生态红线区面积为548.18 km2，占整个区域面积的4.23%，黄线区和绿线区面积分别占63.05%和33.08%。红线区主要分布在海盐县、上虞市、余姚市和慈溪市等沿岸区域，其中湿地占生态红线面积的26.09%。敏感岸线主要分布在慈溪市、余姚市等岸段，占杭州湾总岸线长度的12.65%。自然景观与历史遗迹主要为乍浦和镇海的海防炮台遗址。渔业资源保护区位于平湖市海域，以王盘山为中心。 （5）杭州湾生态红线区管控措施。对禁止开发区、重要生态功能区、生态环境敏感区和环境灾害危险区进行分类管理。根据生态保护重要性空间分布和实际管理能力及需要，生态红线区分为一级和二级管控区。同时，通过加强海岸带生态监测手段并建立生态红线管理平台和进行生态补偿，确保杭州湾生态红线的真正“落地”和长久发展。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 研究内容

1.5 研究思路

第二章 陆域子系统对浙江省海岸带生态系统健康的影响

2.1 遥感数据收集与处理

2.2 结果与分析

2.3 小结

第三章 海岸线子系统对浙江省海岸带生态系统健康的影响

3.1 海岸线的界定

3.2 遥感数据收集与处理

3.3 结果与分析

3.4 小结

第四章 水域子系统对浙江省海岸带生态系统健康的影响

4.1 基于遥感的水质参数

4.2 结果与分析

4.3 水域生态系统健康评价

4.4 小结

第五章 杭州湾生态红线划分

5.1生态红线的划分原则

5.2生态红线的划分流程

5.3生态红线划分范围识别

5.4基于生态保护重要性的杭州湾生态红线划分方法

5.5 杭州湾生态红线划分实践

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 问题讨论

6.4 展望

参考文献

博士期间科研情况

致谢