近40年黄河三角洲滨海湿地时空演变特征及其驱动机制

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黄河三角洲位于海洋、陆地和河流生态系统之间的交错带,是最具生产力的生态系统之一,不仅可以提供丰富的资源,而且在维持生物多样性、提供栖息地以及优化环境等方面发挥重要的作用。但是,由于黄河三角洲滨海湿地地理位置特殊,其演变易受水文条件、物种入侵以及人类活动的影响,导致滨海湿地的丧失和退化严重。因此,研究并探讨滨海湿地演变过程及其驱动机制,有利于滨海湿地的恢复以及生态系统的健康可持续发展,对湿地资源开发和管理具有重要的意义。本文主要运用3S技术手段,采用面向对象、监督分类方法、土地利用转移矩阵、景观格局统计分析方法和多种统计分析方法等,以黄河三角洲地区1976、1981、1984、1991、1995、2001、2005、2010、2014、2018年10个时期、黄河口湿地2008、2010、2012、2014、2016、2018、2020年7个时期遥感影像数据以及1976-2018年黄河三角洲利津站黄河入海水沙通量数据为主数据源。研究近40年黄河三角洲滨海湿地时空演变特征及其驱动机制,分析黄河入海水沙通量、人类活动以及互花米草入侵的演变过程。结果表明:(1)1976-2018年黄河三角洲滨海湿地形态演变剧烈,研究区总面积主要在2.33×105~2.60×105ha之间波动;其中老河口主要受海洋侵蚀作用的影响,面积呈下降趋势。现行河口面积受黄河入海水沙通量和海洋动力的影响,面积呈先上升后波动状态。1976-2018年黄河三角洲自然湿地面积减少了55%,人工湿地和非湿地面积增加,以养殖池、盐田、旱田以建设用地增加为主,主要是由滩涂、苇草地和沼泽湿地转出。黄河三角洲滨海湿地景观格局受人类活动干扰,景观呈破碎化趋势,景观类型向多样化、均匀化方向发展,景观异质性降低。(2)黄河三角洲不同区域受不同程度的自然因素和人类活动的影响。在河口区域,自然湿地演变主要受海岸侵蚀、黄河入海水沙通量的影响;老河口区域海洋动力作用可以解释91.2%的自然湿地面积变化,现行河口自然湿地面积变化主要受黄河径流和人类活动的影响,分别可以解释62.7%和19.0%。中部区域,开垦和城镇化建设等人类活动将82.7%的自然湿地转变为人工湿地和非湿地。(3)2008-2020年,互花米草分布面积增长迅速,增长速度为4.47 km2 a-1,面积占比(占黄河口湿地面积)由2010的3%增长到2020年的26%。在互花米草持续扩张的影响下,芦苇与盐地碱蓬分布面积均呈下降趋势,减少速度分别为0.72 km2 a-1和0.39 km2 a-1。2008-2012年黄河口景观格局呈破碎化方向发展,2012年之后破碎化趋势减缓;随着互花米草的入侵,芦苇和盐地碱蓬斑块数量和斑块密度总体呈下降趋势。互花米草斑块数量与黄河口湿地斑块数量和景观均匀性指数呈显著相关关系,表明黄河口景观呈破碎化趋势,景观类型由多样化向单一不均衡趋势发展。在黄河三角洲典型区域,2010-2020年互花米草分布面积呈持续扩张状态导致潮沟长度和密度总体呈下降趋势。潮沟长度和密度分别减少了8.12 km和0.24 km/km2。研究表明,互花米草的入侵扩张导致河口区域植被群落逐渐向单一化方向发展,并引起潮沟结构和连通性下降。
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