1977-2014年江苏中部滨海湿地演化与围垦空间演变趋势

通过野外实地调研与遥感影像解译相结合的方式,研究1977-2014年（1977、1984、2000、2007与2014年）江苏中部滩涂湿地演化与围垦空间演变的规律。结果表明,1977-2014年江苏中部滨海湿地射阳河口以南岸线段总体以淤长为主,但是也存在侵蚀的岸线段,总体淤长/侵蚀速度在±20 m/yr左右,最高值出现在东台和如东洋口港附近。研究区湿地围垦的速度远高于岸线淤长的速度,基本维持在50 m/yr以上。1977-2014年江苏滨海湿地的生态关键区面积出现了快速的退化趋势,特别是盐生植被空间的快速萎缩,主要出现在射阳南部和大丰市。调查发现研究区传统的湿地围垦开发演变模式是光滩→盐生植被→养殖水面→耕地→建设用地。但是现在由于新技术和新方法的应用,极大地缩短了围垦演变路径和周期,有助于围垦经济效益的提高。江苏滨海湿地围垦后土地开发利用强度呈较为明显的上升趋势。同时,江苏滨海湿地开发的热点空间在区域上主要集中于几个重要的港口及其腹地建制镇附近,但总体规模不大。     

近代以来江苏沿海滩涂围垦历史演变研究

近百年来江苏沿海进行了大规模的滩涂围垦开发。本研究评估了近代以来江苏沿海滩涂围垦历史演变情况,分析其演变机理。研究搜集整理了清末至今多种历史地形图、地方志、遥感资料,利用统计分析以及空间分析,定量地揭示近百年来江苏沿海围垦时空变化,并简要分析变化背后的机理。研究结果表明：（1）在围垦的时间分布上,不同时期的历史围垦程度不同,其中民国时期1910 年代和解放以后的1950 年代的围垦规模分别为解放前和解放后的两个围垦高峰时期;（2）在围垦的空间分布上,总的来说,盐城市围垦面积最大,总量占全省总围垦面积近70%,南通、连云港市相对较少,而沿海三市围垦面积排名前五名的分别是大丰市、射阳县、连云区、响水县、如东县;（3）从围垦特点看,空间缓冲区分析显示历史上江苏沿海围垦多为鱼鳞似的圈围,用途则以农业生产、水产养殖、国营盐场为主,工业用地、港口建设用地大大不足,用地综合效益不高。     

围垦及米草入侵下江苏中部滨海湿地土地利用/覆被类型动态变化

通过1979年、1991年、2003年和2015年四期的遥感影像,研究1979-2015年间江苏中部滨海湿地的围垦及米草入侵的动态变化及二者影响下土地利用/覆被类型的演化过程。结果表明:1979-2015年,围垦和米草边界总体上不断向海推进,不同岸段推进速度存在差异。围垦面积持续加速增长,各段平均增速为3.43 km~2/yr,米草面积在1991-2003年间增速最快,各段平均增速0.89 km~2/yr,2002年以后增速下降,为-0.03 km~2/yr。芦苇滩涂和碱蓬滩涂转化为围垦的面积占围垦土地来源的比例持续下降,米草滩涂和光滩的这一比例持续上升,对米草滩涂的围垦主要位于方塘河口以北,对光滩的围垦主要位于方塘河口以南。芦苇滩涂、碱蓬滩涂和光滩对米草滩涂面积的贡献为:光滩碱蓬滩涂芦苇滩涂。研究区演化路径总体呈现光滩—盐生植被—围垦的方向,但存在缩短趋势;米草入侵挤占了本地盐生植被的扩张空间。     

沿海滩涂围垦区土地生产潜力模型构建与应用——以江苏省如东县为例

沿海淤泥质滩涂是中国重要的耕地后备资源之一,滩涂围垦新增的大量耕地资源的生产潜力能反映滩涂土壤粮食安全保障能力大小。本文以江苏省如东县滩涂围垦区为例,在现有的光温水气候生产潜力模型的基础上,引进基础地力贡献率和盐分限制因子作为土壤有效性系数,构建沿海地区土地生产潜力模型,并通过水稻和小麦产量对模型结果进行初步验证。研究表明：该模型具有一定可行性。滩涂围垦区水稻产量土壤基础地力贡献率为55%~59%;小麦基础地力贡献率为50%~80%。未脱盐的1982年滩涂围垦区水稻和小麦产量受到盐分阻碍的系数分别为0.73和1.00。2007年垦区由于盐分太高不能种植水稻,小麦产量受到盐分阻碍系数为0.35。未脱盐的1982年滩涂垦区土壤基础地力修正后的水稻和小麦土地生产潜力分别为12235.84和6502.23 kg/hm²;土壤盐分修正后的土地生产潜力分别为15677.42和10329.39 kg/hm²;土壤基础地力和盐分共同修正后的土地水稻和小麦生产潜力分别为8934.97和6502.23 kg/hm²。与实地调查的水稻产量(9750 kg/hm²)和小麦生产潜力(6000 kg/hm²)相比,目前土地生产力远小于盐分限制下的土地生产潜力,与基础地力和盐分双重限制下的土地生产潜力接近,改善土壤施肥技术可以进一步提高土地生产力。     

沿海滩涂围垦区土地生产潜力模型构建与应用——以江苏省如东县为例

沿海淤泥质滩涂是中国重要的耕地后备资源之一,滩涂围垦新增的大量耕地资源的生产潜力能反映滩涂土壤粮食安全保障能力大小。本文以江苏省如东县滩涂围垦区为例,在现有的光温水气候生产潜力模型的基础上,引进基础地力贡献率和盐分限制因子作为土壤有效性系数,构建沿海地区土地生产潜力模型,并通过水稻和小麦产量对模型结果进行初步验证。研究表明:该模型具有一定可行性。滩涂围垦区水稻产量土壤基础地力贡献率为55%~59%;小麦基础地力贡献率为50%~80%。未脱盐的1982年滩涂围垦区水稻和小麦产量受到盐分阻碍的系数分别为0.73和1.00。2007年垦区由于盐分太高不能种植水稻,小麦产量受到盐分阻碍系数为0.35。未脱盐的1982年滩涂垦区土壤基础地力修正后的水稻和小麦土地生产潜力分别为12235.84和6502.23 kg/hm2;土壤盐分修正后的土地生产潜力分别为15677.42和10329.39 kg/hm2;土壤基础地力和盐分共同修正后的土地水稻和小麦生产潜力分别为8934.97和6502.23 kg/hm2。与实地调查的水稻产量(9750 kg/hm2)和小麦生产潜力(6000 kg/hm2)相比,目前土地生产力远小于盐分限制下的土地生产潜力,与基础地力和盐分双重限制下的土地生产潜力接近,改善土壤施肥技术可以进一步提高土地生产力。     

沿海滩涂围垦区土壤质量演变研究——以江苏省如东县为例

对江苏省如东县不同年限的滩涂围垦区和光滩土壤样品进行分析,运用SPSS软件对垦区间土壤指标进行单因素方差分析和差异显著性检验,采用土壤质量综合指数法进行土壤质量评价,引入土壤质量障碍因子诊断模型分析关键改良因子。结果表明：滩涂围垦60 a来,研究区土壤质量随围垦时间变化轨迹为“急剧提高—相对稳定—持续提高”。围垦前10 a土壤质量急剧提高,土壤质量指数（SQI）由0.19增至0.37,年均增长11.84%,垦区差异显著;围垦10~30 aSQI由0.37增至0.42,年均增长0.54%,围垦30~40 aSQI由0.42增至0.45,年均增长0.71%,垦区差异不明显,因此围垦30 a左右土壤质量处于相对稳定状态;围垦40~60 a土壤质量持续提升,SQI由0.45增至0.56,年均增长1.22%,垦区差异显著。土壤质量的障碍因子分析显示较低的TOC、TN和粒含量是土壤质量的主要限制因子,且与pH、盐分显著负相关,因此盐碱度降低是研究区土壤质量提升的根本原因,肥力提高以及土壤质地的改善是土壤质量进一步提升的关键。     

黄河三角洲湿地景观边界变化及其对土壤性质的影响

以1992年和2006年TM遥感影像为基础信息,运用滑箱扫描方法获得组分边界特征,分析了黄河三角洲景观总体变化,在此基础上,研究不同景观类型变化过程土壤容重、水分含量、全氮、全磷、有机质及土壤盐分离子Ca2+、K+、Mg2+、Na+的差异性,以揭示景观变化对湿地土壤性质的影响.结果表明,三角洲景观组分之间的边界趋于复杂化,部分耕地转化为柽柳(Tamarix chinensis)、芦苇(Phragmites australis)和翅碱蓬(Suaeda heteroptera),潮滩植被侵入滩涂.不同景观类型下的土壤性质差异不显著,但景观类型转化对土壤性质存在一定影响.农田转变为柽柳、芦苇、翅碱蓬过程中土壤容重降低;而滩涂转变为翅碱蓬后土壤容重提高.农田转化为林地和滩涂转化为灌丛过程中土壤含水量降低,而其他景观变化过程土壤含水量表现出增加的趋势.不同景观类型下土壤全氮、有机质、全磷含量均较低,且变化过程中土壤养分含量变化也较小.各景观类型变化过程中土壤Ca2+含量变化幅度最大;其他土壤盐分离子含量的变化因景观组分变化方向不同存在较大差异,但总体上看,不同景观变化过程下土壤盐分离子含量均具有较大变化.     

滨海滩涂土壤有机碳演变驱动因子框架

通过归纳、总结前人大量的研究成果,从土壤有机碳演变的尺度约束框架、滩涂土壤有机碳的核心控制因子以及演变的驱动因素3个方面进行总结。结果表明：①目前形成的监测技术约束下的碳库研究体系,其研究的结果忽视了机理性认识的未来需要,这对于应对未来气候变化条件下的滩涂湿地碳库变化风险稍显不足; ② 滩涂土壤有机碳演变的核心控制因子有泥沙、地貌与埋藏速率、植被与农业活动。滩涂围垦后的农业活动类型与方式是滩涂开发后影响土壤有机碳演变的核心要素,远远高于自然滩涂中的自然主导因子; ③ 不同因素在不同时空尺度上会对滩涂有机碳演变起到重要影响,其中,土地利用/覆被对于有机碳的影响机制是需要重点关注的核心命题; ④ 小尺度、长时间尺度有机碳循环机制的研究需要加强,同时,综合考量要素的时空尺度特性及其技术手段的提升,更加注重过程研究对于指导未来滩涂土壤有机碳研究更具有现实意义。     

基于淤积量的崇明东滩促淤围垦合理性评价

精准围垦的生态预警研究,需要从较短的时间尺度上和较集中的空间尺度上及时精准地监测滩涂的淤积量和淤积位置,这是滩涂围垦工程规划和实施的参考依据。以崇明东滩为例,结合滩涂湿地淤积量的直接测定和滩涂微地貌调查,尝试基于淤积量长期累积的相对高程评价促淤围垦的合理性。淤积量的测定结果表明:1微地形下的植被群落分带差异大到足以掩盖高程逐渐下降的梯度趋势;2潮间带和高潮滩的年均淤积速度均不足1 cm,而低潮滩的年均淤积速度达到了7 cm左右;3微地貌高程与淤积量之间呈极显著的负相关关系,呈现出两种不同的淤积机制。在此基础上,对目前以"生物促淤+物理围垦"的模式治理互花米草外来种入侵的促淤围垦进行了评价:1在快速淤涨的崇明东滩湿地中,生态系统工程师效应起着重要作用;2尽管在本研究实验区的围垦边界高程选择是合理的,但在实验区以外的围垦边界高程甚至延展到了0 m线以下,这是滩涂湿地过度围垦的直接证据之一;3与过去几次大围垦所不同的是,本次围垦范围选择的留一半、围一半的模式,一方面可以有效治理互花米草,另一方面可以预留足够的生态栖息地保留区。总之,淤积量的长期定点观测,为长江三角洲滩涂资源的动态管理和科学围垦提供了参考依据,可更客观地协调滩涂湿地保护和开发利用之间的矛盾。     

岩溶山区不同植被群落土壤生态系统特性研究

自然植被演替成为次生植被、人工林或人工开垦利用后,岩溶山地土壤物理性能退化;沙化现象明显;坡耕地土壤长时间持水供水性能、抗旱性能降低;土壤种子库中草本种子比例大,木本植物种子少,土壤种子库退化更严重。研究区土壤有机质和全N受植被类型和土地利用强度影响明显,坡耕地土壤有机质较林草地系统低,退耕还林还草后,土壤有机质含量稳定增加。与自然植被相比,人工林、次生林系统土壤有机质含量仍较低。从弃耕地→灌草坡→次生林地的演替过程中,土壤种子库生态优势度呈降低趋势,物种丰富度和多样性增加。研究结果认为,岩溶生态系统土地退化的实质是土壤作为水库、养分库和土壤种子库功能的差异退化。     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

Integrating remote sensing, geographic information system (GIS) and fractal theory, change characteristics of tidal flats and tidal creeks in the Huanghe (Yellow) River Delta over the period of 1986-2001 were discussed. The results show that evolutions of tidal fiats throughout the Huanghe River Delta are influenced by various factors, and that progressive succession and regression of tidal flats concur in different coastal segments of the delta. Human activities have played an increasingly important role in the succession process of tidal flats. Due to land reclamation in coastal zones of the delta in the last 15 years, lots of tidal flats were occupied, the artificial coastline migrated seaward (the maximum change rate was 0.8 kmyr^-1) and tidal creeks became sparser (the highest decreasing rate of length of tidal creeks was 14.9 kmyr^-1). Except for two coastal segments from the Tiaohe Estuary to the 106 Station and from the south of the Huanghe River mouth to the north of the Xiaodao River Estuary,fractal dimension values of tidal creeks in the remaining coastal segments of the delta decreased. In addition, the time dimension, sediment fluxes into the sea, waves and tidal-currents have profound influences on the evolution process of tidal flats. Four types of tidal flats-river-dominated tidal flats,tide-dominated tidal flats, wave-dominated tidal flats and man-dominated tidal flats can be identified.Owing to the intensification of human activities in coastal zones of the delta, man-dominated tidal flats have become the main kind of tidal flats.     

潮滩围垦对海岸环境的影响研究进展

潮滩围垦是沿海国家拓展陆域, 缓解人地矛盾的最主要方式之一。潮滩围垦通过对潮滩高 程、水沙动力条件、沉积物特征等多种环境因子的改变, 促进生物演替, 并通过垦区土地的人为利 用, 对海岸环境演变产生重要影响。文章从围垦工程对水沙环境的影响、围垦对海岸带物质循环 的影响、围垦对潮滩生物生态学的影响和盐沼恢复与生态重建等4 方面探讨了不同学科学者对 围垦环境影响的主要研究进展及存在的问题, 并指出应加强多学科合作的综合研究, 探讨潮滩围 垦对海岸环境的影响机制, 以寻求兼顾围垦土地需求与海岸带生态保护的持续发展之路。     

海南岛的海涂土壤及其开发利用

根据调查资料和采样分析,作者划分海南岛海涂土壤类型,并就机械组成、养分含量、盐渍化程度、粘土矿物组成等方面阐述海涂土壤特征。根据海涂土壤的性质及其生态环境特征进行开发利用,宜以海水养殖和晒盐为主,其中海水养殖可分为8个区。     

Extraction and spatiotemporal evolution analysis of tidal flats in the Bohai Rim during 1984-2019 based on remote sensing

Tidal flats, a precious resource that provides ecological services and land space for coastal zones, are facing threats from human activities and climate change. In this study, a robust decision tree for tidal flat extraction was developed to analyse spatiotemporal variations in the Bohai Rim region during 1984-2019 based on 9539 Landsat TM/OLI surface reflection images and the Google Earth Engine (GEE) cloud platform. The area of tidal flats significantly fluctuated downwards from 3551.22 to 1712.36 km² in the Bohai Rim region during 1984-2019, and 51.31% of tidal flats were distributed near the Yellow River Delta and Liaohe River Delta during 2017-2019. There occurred a drastic spatial transition of tidal flats with coastline migration towards the ocean. Low-stability tidal flats were mainly distributed in reclamation regions, deltas, and bays near the estuary during 1984-2019. The main factors of tidal flat evolution in the Bohai Rim region included the direct impact of land cover changes in reclamation regions, the continuous impact of a weakening sediment supply, and the potential impact of a deteriorating sediment storage capability. The extraction process and maps herein could provide a reference for the sustainable development and conservation of coastal resources.     

THE TIDAL FLATS MORPHOLOGICAL DEVELOPMENT AND THE COASTAL UND RECMMATION IN SHANGHAI

1.IntroductionShanghaiisloeatedonthesouthbankofChanaiiangEstuarywithHangzhouBayinitss0uthandEaStChinaSeainitseast.ThetotallotofcoastallineandrivershorelinearoundShanghaiis449.7kn.Wthitsabundantwat6rdischarge,largequantityofswhmatsarecarnedanddrpositedinChanaiiangEStuaryundertheinteractionofmanneandnorunanneprocesseswhichformedvastexPansesofhdalflatsontheestuaryanditSadjaodbay(Li,l990)(Figurel).ll.DynedcFact0r0fTidalflats1.Waterandscdlinentc0ndih0nWatrdi,chargeatDatongStationis9.26xl0"…     

2000—2020年江苏省如东海岸线与滩涂围垦时空演变及影响机制

利用8景遥感影像及土地利用数据,基于DSAS数字岸线分析法、改进的水体指数法（MNDWI）等,分析了江苏省如东县2000—2020年海岸线及滩涂围垦时空动态特征,结合围垦地区土地利用方式变化提取了海岸线与围垦变化的相关性,并阐述了其变迁原因与影响机制。结果表明：在自然与人为因素共同作用下,2000—2020年如东县海岸线整体呈现增长趋势,21年来海岸线延长了18.79 km,同时以63.84 m/a（EPR）和74.47 m/a（LRR）的速度向海扩张。至2020年为止如东县共围垦滩涂及海域46359.53 hm²,陆地面积增加9089.25 hm²,2010—2015年陆地面积扩张速度最快。围垦面积与海岸线长度呈显著正相关关系,港口建设是影响海岸线变化最显著的土地利用方式,其次为未利用地、盐场和养殖用地。     

基于影像间潮滩地形修正的海岸线监测研究——以黄河三角洲为例

针对潮滩环境中潮汐和坡度变化对海岸线变化监测的影响,提出一种通过两景影像计算潮滩坡降进而准确获得海岸线的方法,并利用坡降值估算潮滩体积。以岸线变化较剧烈的黄河三角洲南部的甜水沟口至小清河口的粉砂淤泥质潮滩为例进行应用研究。结合遥感影像、实测固定断面数据和水深测量数据分析表明,影像间的潮差对坡降估算值虽有较大影响,但选择合适潮位估算潮滩坡降是可行的,估算坡降的最小相对误差可达0.2%,均方根误差小于实测坡降一个数量级。1973-2009 年甜水沟口至小清河口14 个年份的岸线变化分析显示,黄河改道对本区的直接淤积影响在甜水沟向南3 km范围内,最大淤积区位于甜水沟口附近,年均淤积率31 m/a,而后在1989-2002 年海区南部出现较大幅度淤积,主要为黄河入海水沙直接或间接淤积造成的;研究时段内岸滩总体演化趋势为蚀退,最大年均蚀退速率51 m/a,黄河改道造成的海洋动力变化是影响本区海岸冲刷的主要因素。验证表明,本文方法计算的潮滩体积用于指示海滩冲淤变迁是合理可行的。