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濱海濕地景觀生態研究——以鹽城濱海濕地為例 版權信息
- ISBN：9787030739681
- 條形碼：9787030739681 ; 978-7-03-073968-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
濱海濕地景觀生態研究——以鹽城濱海濕地為例 本書特色
習近平總書記對濕地保護高度重視，多次對濕地進行考察，作出重要指示。濕地能凈化水質，提供清潔的淡水資源，具有蓄洪防旱、調節氣候等多種功能，與人類生產生活、經濟發展密切相關。
濱海濕地景觀生態研究——以鹽城濱海濕地為例 內容簡介
本書在景觀生態學蓬勃發展的背景下，系統總結并拓展了傳統濕地生態學的研究領域，嘗試從景觀尺度解決濱海濕地生態格局、過程、功能之間的關系，探求人地和諧發展的濱海濕地恢復和管理途徑。本書圍繞江蘇鹽城濱海濕地的景觀演變特征、生態環境要素的驅動機制、水鳥類棲息地生態功能、濕地生態恢復框架等方面闡述了濱海濕地景觀生態研究在江蘇濱海灘涂濕地的應用，為濱海濕地保護和管理提供借鑒。
濱海濕地景觀生態研究——以鹽城濱海濕地為例 目錄
目錄
前言
第1章 導論 1
1.1 關于為什么要從景觀生態角度研究濱海濕地生態問題的思考 1
1.1.1 景觀尺度是直接作用于濱海濕地生態系統的空間尺度 1
1.1.2 景觀系統對濱海濕地生態系統演變產生決定性影響 2
1.1.3 我國濱海濕地特別重視景觀尺度研究的理由與意義 4
1.2 關于什么是濱海濕地景觀生態研究的思考 5
1.2.1 濱海濕地景觀概念與內涵 5
1.2.2 濱海濕地景觀生態研究基本內容 6
1.3 關于怎樣推進濱海濕地景觀生態研究的思考 10
1.3.1 濱海濕地生態理論與景觀生態學理論的有效融合 10
1.3.2 以空間與過程為核心的方法創新 11
1.3.3 濱海濕地景觀生態研究的獨*理論體系與方法特色 11
第2章 濱海濕地景觀生態研究基礎理論與支撐方法 12
2.1 濱海濕地景觀生態相關理論 13
2.1.1 濱海濕地生態系統與類型 13
2.1.2 濱海濕地景觀研究支撐理論 22
2.2 濱海濕地景觀生態方法體系 25
2.2.1 景觀空間信息獲取——遙感技術 26
2.2.2 空間數據分析技術手段——GIS 28
2.2.3 野外數據基礎——濱海濕地生態監測 29
2.2.4 3S技術應用需要注意的問題 30
2.2.5 濱海濕地景觀結構、格局研究的指數方法 31
2.2.6 景觀過程與模型研究方法 35
第3章 濱海濕地景觀生態研究進展及趨勢 38
3.1 濱海濕地景觀結構與格局研究 39
3.2 濱海濕地景觀過程研究 43
3.2.1 地形因子在濱海濕地景觀過程中的作用 43
3.2.2 土壤因子在濱海濕地景觀過程中的作用 44
3.2.3植被因子在濱海濕地景觀過程中的作用 46
3.2.4 植物入侵在濱海濕地景觀過程中的作用 48
3.3 濱海濕地景觀生態功能研究 50
3.3.1 濱海濕地景觀生態功能分類 50
3.3.2 濱海濕地重要鳥類棲息地功能研究 51
第4章 鹽城濱海濕地景觀格局研究 54
4.1 鹽城濱海濕地景觀格局與海岸線變化 54
4.1.1 研究區概況及數據處理 55
4.1.2 景觀格局研究方法 61
4.1.3 鹽城濱海濕地景觀格局及海岸線時空變化 66
4.2 濱海濕地景觀格局變化驅動因子分析 77
4.2.1 圍墾對濱海濕地景觀及海岸線的影響 77
4.2.2 互花米草擴張對濱海濕地景觀結構的影響 82
第5章 鹽城濱海濕地景觀過程研究 85
5.1 環境因子的空間分異對景觀過程的影響 85
5.1.1 地形因子空間分異對景觀過程的影響 85
5.1.2 土壤水/鹽空間分異對景觀過程的影響 91
5.2 外來植物入侵對原生景觀演變的影響 97
5.2.1 互花米草沼澤時空演變過程研究 97
5.2.2 互花米草入侵對景觀演變的影響 114
第6章 鹽城濱海濕地景觀的生態功能研究 142
6.1 濱海濕地景觀生態功能特征及其評價 142
6.1.1 水文地貌單元的劃分及評價模型的建立 142
6.1.2 水文地貌單元間各個生態功能的差異 146
6.2 鹽城濱海濕地鳥類棲息地功能及其評價 148
6.2.1 濱海濕地鳥類棲息地功能適宜性評價 148
6.2.2 棲息地功能變化對水鳥多樣性和類群影響 172
第7章 濱海濕地恢復與管理 189
7.1 濱海濕地恢復與管理概念模型 189
7.1.1 概念生態模型的構建 189
7.1.2 區域濕地變化的外部驅動因子分析 190
7.1.3 區域濕地變化的內部壓力分析 191
7.1.4 區域濕地關鍵生態系統特征變化 194
7.1.5 生態影響：內部壓力與生態特征之間的關鍵聯系 197
7.1.6 概念生態模型確定 201
7.2 基于水文地貌分異的濕地恢復研究 202
7.2.1 水文地貌區濕地景觀特征分析 202
7.2.2 不同水文地貌單元內濕地變化 204
7.2.3 鹽城濱海濕地潛在恢復區 218
7.2.4 鹽城濱海濕地恢復模式 228
7.2.5 鹽城濱海濕地恢復技術體系 229
參考文獻 249
附錄 263
前言
第1章 導論 1
1.1 關于為什么要從景觀生態角度研究濱海濕地生態問題的思考 1
1.1.1 景觀尺度是直接作用于濱海濕地生態系統的空間尺度 1
1.1.2 景觀系統對濱海濕地生態系統演變產生決定性影響 2
1.1.3 我國濱海濕地特別重視景觀尺度研究的理由與意義 4
1.2 關于什么是濱海濕地景觀生態研究的思考 5
1.2.1 濱海濕地景觀概念與內涵 5
1.2.2 濱海濕地景觀生態研究基本內容 6
1.3 關于怎樣推進濱海濕地景觀生態研究的思考 10
1.3.1 濱海濕地生態理論與景觀生態學理論的有效融合 10
1.3.2 以空間與過程為核心的方法創新 11
1.3.3 濱海濕地景觀生態研究的獨*理論體系與方法特色 11
第2章 濱海濕地景觀生態研究基礎理論與支撐方法 12
2.1 濱海濕地景觀生態相關理論 13
2.1.1 濱海濕地生態系統與類型 13
2.1.2 濱海濕地景觀研究支撐理論 22
2.2 濱海濕地景觀生態方法體系 25
2.2.1 景觀空間信息獲取——遙感技術 26
2.2.2 空間數據分析技術手段——GIS 28
2.2.3 野外數據基礎——濱海濕地生態監測 29
2.2.4 3S技術應用需要注意的問題 30
2.2.5 濱海濕地景觀結構、格局研究的指數方法 31
2.2.6 景觀過程與模型研究方法 35
第3章 濱海濕地景觀生態研究進展及趨勢 38
3.1 濱海濕地景觀結構與格局研究 39
3.2 濱海濕地景觀過程研究 43
3.2.1 地形因子在濱海濕地景觀過程中的作用 43
3.2.2 土壤因子在濱海濕地景觀過程中的作用 44
3.2.3植被因子在濱海濕地景觀過程中的作用 46
3.2.4 植物入侵在濱海濕地景觀過程中的作用 48
3.3 濱海濕地景觀生態功能研究 50
3.3.1 濱海濕地景觀生態功能分類 50
3.3.2 濱海濕地重要鳥類棲息地功能研究 51
第4章 鹽城濱海濕地景觀格局研究 54
4.1 鹽城濱海濕地景觀格局與海岸線變化 54
4.1.1 研究區概況及數據處理 55
4.1.2 景觀格局研究方法 61
4.1.3 鹽城濱海濕地景觀格局及海岸線時空變化 66
4.2 濱海濕地景觀格局變化驅動因子分析 77
4.2.1 圍墾對濱海濕地景觀及海岸線的影響 77
4.2.2 互花米草擴張對濱海濕地景觀結構的影響 82
第5章 鹽城濱海濕地景觀過程研究 85
5.1 環境因子的空間分異對景觀過程的影響 85
5.1.1 地形因子空間分異對景觀過程的影響 85
5.1.2 土壤水/鹽空間分異對景觀過程的影響 91
5.2 外來植物入侵對原生景觀演變的影響 97
5.2.1 互花米草沼澤時空演變過程研究 97
5.2.2 互花米草入侵對景觀演變的影響 114
第6章 鹽城濱海濕地景觀的生態功能研究 142
6.1 濱海濕地景觀生態功能特征及其評價 142
6.1.1 水文地貌單元的劃分及評價模型的建立 142
6.1.2 水文地貌單元間各個生態功能的差異 146
6.2 鹽城濱海濕地鳥類棲息地功能及其評價 148
6.2.1 濱海濕地鳥類棲息地功能適宜性評價 148
6.2.2 棲息地功能變化對水鳥多樣性和類群影響 172
第7章 濱海濕地恢復與管理 189
7.1 濱海濕地恢復與管理概念模型 189
7.1.1 概念生態模型的構建 189
7.1.2 區域濕地變化的外部驅動因子分析 190
7.1.3 區域濕地變化的內部壓力分析 191
7.1.4 區域濕地關鍵生態系統特征變化 194
7.1.5 生態影響：內部壓力與生態特征之間的關鍵聯系 197
7.1.6 概念生態模型確定 201
7.2 基于水文地貌分異的濕地恢復研究 202
7.2.1 水文地貌區濕地景觀特征分析 202
7.2.2 不同水文地貌單元內濕地變化 204
7.2.3 鹽城濱海濕地潛在恢復區 218
7.2.4 鹽城濱海濕地恢復模式 228
7.2.5 鹽城濱海濕地恢復技術體系 229
參考文獻 249
附錄 263
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濱海濕地景觀生態研究——以鹽城濱海濕地為例 節選
第1章 導論 本章 內容基于作者多年來從事濱海濕地景觀生態研究的深層次認識與思考。鑒于濱海濕地景觀生態研究是從景觀生態學與濕地生態學交叉視角認識濱海濕地生態系統存在的景觀生態問題，這不是簡單地利用景觀生態學方法對濱海濕地生態系統進行研究，而是充分體現了學科交叉融合過程中展現出的獨*性。因此，有必要從導論開始，對為什么要從景觀生態角度研究濱海濕地生態、什么是濱海濕地景觀生態研究，以及應該怎樣推進濱海濕地景觀生態研究等問題進行深層次思考。這也是全書要強調的重點思想，希望有助于對濱海濕地景觀研究的一般意義和深層次內涵展開更為深入的討論與研究。 1.1關于為什么要從景觀生態角度研究濱海濕地生態問題的思考 1.1.1景觀尺度是直接作用于濱海濕地生態系統的空間尺度 尺度通常是指考察事物（或現象）特征與變化的時間和空間范圍，在地學、生態學等領域有不同的定義。地學尺度是指自然過程或觀測研究在空間、時間或時空域上的特征量，包括三個基本時空尺度：一是以地球表層系統、地緣問題、全球環境演變等為核心，解決球觀地理學中的經濟學問題和自然科學問題（王錚等，1993），對應時間尺度≥100年，空間尺度≥1000km;因為沒有第二個例證來檢驗“模型”或“理論”，所以具有唯一性。二是以解決區位現象、景觀生態現象為主的中觀宏觀地理學問題，對應的時間尺度為1～100年，空間尺度為10～100km;由于現象是大量的、可重復的，盡管個體之間有差異，但可以有統計規律。三是以解決土地問題、景觀系統分帶現象、河道演變、海岸的年周期性侵蝕進退等為主的局地觀地理學問題，其時間尺度為旬到年，空間尺度為10～1000m，但也不盡然，其主要特征是認為對象既有統計性也有唯一性。生態學尺度是指涉及物種、種群、群落和生態系統等不同組織水平的生物體與其周圍環境（包括非生物環境和生物環境）相互關系的時間與空間范圍。生態學尤其強調以自然現象本身內在的時間和空間尺度去認識問題，而不是把人為規定的時空尺度框架強加于自然界。景觀尺度恰好是生態系統尺度和地學中觀、局地觀尺度的紐帶，對生態系統尺度產生直接作用和影響。 景觀生態學既關注中觀和局地觀地理學問題，又以不同組織水平的生態學問題為重點研究對象，將地理學與生態學交叉融合起來，在空間尺度上重視景觀要素空間異質性及其組織水平研究。但本質上，景觀生態學關注的是不同水平景觀“過程”發生、發展的時間與空間范圍，強調的是景觀異質性復雜程度對生態過程的時空影響。濱海濕地生態系統是地表獨*的生態系統，其形成和發育直接與地形、地貌、水文、氣候等區域自然地理條件及影響的生態過程關系密切，同時也與人類活動影響息息相關。因此，濱海濕地生態系統發生、發展存在多尺度影響特征。例如，濱海濕地水文過程是其生態系統演變的決定性條件，發生的空間尺度主要是景觀尺度。這是由于濱海濕地位于鄰近海洋區域，從潮汐影響和降水匯水過程來看，涉及的景觀尺度小到潮間帶（濱海濕地匯水的空間尺度）、大到海岸帶尺度均對濱海濕地生態演變產生重要影響。從時間尺度上講，潮間帶尺度對濱海濕地水環境影響的響應時間短，受潮汐過程影響明顯；相比之下，海岸帶尺度土地利用對濱海濕地水環境影響的響應過程具有時間滯后性，對應的時間較長。又如，鳥類是活動于比濱海濕地更大范圍的生物物種，受景觀尺度影響更加明顯。因此，濱海濕地生態研究在很大程度上是基于景觀尺度開展的。從景觀異質性及其復雜程度影響視角，理解與認識濱海濕地生態過程與功能是濱海濕地生態學研究的重點內容之一。 另外，實際濕地景觀生態研究涉及調查尺度、現象發生尺度和研究尺度等不同尺度，這些尺度的生態學過程是相互聯系的，多尺度綜合作用是景觀生態學的重點研究內容之一。因此，對于像濱海濕地這樣的生態系統，其景觀尺度研究應該遵從自然與人文“過程”發生、發展的規律性，并使調查尺度與現象發生尺度協調一致，從而使研究尺度更加科學、符合規律。 1.1.2景觀系統對濱海濕地生態系統演變產生決定性影響 濱海濕地生態系統是存在于景觀尺度的開放系統，受景觀系統直接作用和影響，易于發生變化。景觀系統是表征濱海濕地生態系統存在基質或背景內全部景觀要素相互作用形成的系統，它是自然和人類活動共同作用的結果，對濱海濕地生態系統的水文、土壤、植被等關鍵生態過程產生重要影響，是制約濱海濕地生態系統演變的決定性因素。深入理解與認識濱海濕地與它存在的景觀系統之間的密切作用關系，對認識濱海濕地生態演變過程至關重要。因此，濱海濕地景觀生態研究是有效保護與恢復濱海濕地生態過程與功能*為基礎和重要的研究內容，可以從以下幾個方面進行深入理解與認識。 首先，從濱海濕地水文條件來看，水文條件是濱海濕地生態系統結構與功能的**決定性因子。濱海濕地水文條件受周邊潮間帶尺度和海岸帶尺度景觀系統影響（如土地利用與人類活動影響），并成為制約濱海濕地生態系統演變的決定性因素。水文條件能夠直接改變濱海濕地生態系統中養分有效性、底質缺氧狀態、土壤鹽度、沉積物屬性及pH等理化性質，這些條件的輕微變化可能會引起生物區系中物種豐富度和生態系統生產力的大幅度改變，從而表現為濱海濕地生態系統發生演替或變化。例如，相關研究表明，地勢低于周圍環境的濱海濕地受制于兩種類型的地表進水：一是上游徑流，它是一種隨降水而產生的無河槽的漫流;二是潮汐作用，它是一種受到大面積的潮汐影響，大部分時間或全年期間直接進入濱海濕地內的水流。可見，無論是上游徑流還是潮汐作用，都在更大的空間尺度一景觀尺度影響濱海濕地生態系統。另外，水文條件對維持濱海濕地生態系統結構和功能起著重要作用。水文條件影響著許多非生物因素，如鹽度、土壤還原性和養分有效性，它們反過來又決定著濱海濕地中發育的植物區系和動物區系，并且在完成循環的過程中，生物組分積極改變著濱海濕地的生物條件。所以，水文條件影響著濱海濕地中的物種組成和豐富度、初級生產力、有機物累積和養分循環。而濱海濕地周邊景觀系統結構、格局及其變化將直接改變降水徑流路徑和質量，從而影響濱海濕地生態系統的結構與功能。 其次，從濱海濕地土壤條件來看，濱海濕地土壤既是許多物質化學轉化發生的場所，又是許多濱海濕地植物所需的有效化學物質的主要儲存地。美國土壤保持協會定義濱海濕地土壤是“生長季期間長期處于飽和、淹水或鹽堿化的土壤，它形成了一種有利于濱海濕地植被生長和繁殖的還原環境”。在土壤淹水和鹽度較大的還原條件下，濱海濕地生態系統的生物地球化學循環過程具有獨*性。由于濱海濕地通常具有“過渡帶”的功能，流經濱海濕地生態系統中的物質及其數量對濕地系統生物地球化學循環過程產生重要影響。而影響濱海濕地中物質輸入的空間尺度主要是潮間帶或海岸帶尺度。這些尺度內的地表景觀系統影響濱海濕地中的溶解物和懸浮物的量，從而影響濱海濕地系統內部生物地球化學循環過程。濱海濕地土壤中的物質通常是經降水、地表徑流、地下水和潮汐等水文途徑被輸送至大海或毗鄰生態系統，使濱海濕地表現為既是養分的源，也是匯或轉化器。如果濱海濕地對某種元素或該元素的有機或無機態有凈保留量，即如果輸入大于輸出，則認為此濱海濕地是一個匯。如果濱海濕地向大海或毗鄰生態系統中輸送的某種元素或物質多于其他系統的輸入量，則認為此濱海濕地是一個源。如果濱海濕地轉化某種化學物的存在形式如從溶解態轉化到粒子態，但不改變向海洋的輸入和輸出量，則認為此濱海濕地是一個轉化器。濱海濕地存在的景觀系統對濕地充當養分源、匯或轉化器具有決定性影響。 *后，從濱海濕地植物群落變化與生態系統演變來看，濱海濕地生態系統的開放性決定了它受景觀尺度影響而易于發生變化，而這種變化主要通過植物群落演變表現出來，稱為濱海濕地生態系統演替。濱海濕地生態系統演替是指隨著濱海濕地的發育，特別是土壤中的水鹽和營養狀況的逐漸變化，植物種類發生變化，從而導致濱海濕地植物群落也改變的過程。由于濱海濕地生態系統位于海洋生態系統和陸地生態系統的交錯地帶，其演替方向及演替規律就具有與海洋和陸地生態系統不同的特點。濱海濕地生態系統的演替序列及其特征主要受水鹽條件的控制，而水鹽條件在時空尺度具有可變性。這就使濱海濕地生態系統的演替也會隨著區域水鹽條件的變化而經常處于變化之中。任何一種濱海濕地植物或多或少地有一個適宜生存的水鹽條件，有的植被需要深水條件，有的植被在半濕狀況下生長得更好；厭氧微生物主要生存于被淹沒的濕地土壤中，而好氧微生物在較干燥的濕地土壤中更多；有的植被耐澇性好，有的耐旱性好，有的喜鹽，有的適應能力差。濱海濕地植被一般呈水平帶分布，在我國江蘇濱海以北依次為：互花米草、堿蓬、薦草和蘆葦。任何水鹽狀況的變化都可能導致濱海濕地植被種類組成及結構的變化，進而影響濱海濕地動物的生存。濱海濕地植物的空間分布本身就反映了不同空間部位的不同水鹽環境及不同水鹽環境下的適生植物群落。而水鹽條件受景觀系統影響易于發生變化，因此濱海濕地生態系統演替也直接與周邊景觀系統關系密切。此外，景觀系統是受人類活動影響的系統。人類活動可通過影響地形、地貌等改變濱海濕地潮間帶或海岸帶的土地利用，也可直接通過人為排灌水等途徑影響濕地生態系統水文、土壤及其內部生物地球化學過程，導致濱海濕地生態系統發生演替。 濱海濕地生態系統中的動物，如鳥類，其生境適宜性、生境質量都與區域土地利用、覆被空間異質性和人類活動影響息息相關，景觀尺度影響特征更為突出。所以，對于濱海濕地中動物的保護，早已從保護物種路徑發展到保護物種生存的生境和棲息地。景觀或區域尺度對于有效保護濕地動物及其生境質量起到決定性作用。這點在后面章 節中會通過案例說明。 1.1.3我國濱海濕地特別重視景觀尺度研究的理由與意義 我國正處于社會經濟高速發展過程中，尤其是社會經濟非常發達的沿海地區，人類活動與土地利用變化影響極其顯著。這種變化已使我國一半以上的濱海濕地喪失，殘留的濱海濕地也處于不斷退化過程中。濱海濕地的這些變化通常發生于景觀和區域尺度。例如，黃河三角洲、遼河三角洲及長江三角洲等我國著名濱海濕地分布區域，由于大量濱海濕地喪失和景觀破碎化，濱海濕地生態系統退化極為嚴重。 據了解，我國沿海地區11個（未計港澳臺）省（自治區、直轄市）濕地總面積1246.60萬hm2，占全國濕地總面積的23.26%，其中，濱海濕地面積達579.59萬hm2，占全國濕地總面積的10.81%。這些濱海濕地不僅支撐著具有重要國際影響的東亞-澳大利西亞候鳥遷飛路線上的生物多樣性保護，同時也構筑了我國人口*稠密、經濟*發達的東部沿海地區3億多人口的生命保障系統和重要生態屏障。近年來，各級濕地主管部門在濕地保護修復制度建設、保護修復工程實施、健全濱海濕地保護體系等方面做了大量工作，11個沿海省（自治區、直轄市）現有國際重要濕地17處，濕地自然保護區52處，國家濕地公園216處。我國濱海濕地保護工作盡管取得了一定成效，但受人口增長和經濟發展等多種因素影響，濱海濕地仍面臨各種威脅，保護形勢仍然嚴峻。 許多研究證明，由于保護區存在于區域景觀尺度，受人類活動和土地利用影響，其內部濕地生態系統正不斷退化。例如，1983年江蘇鹽城濕地珍禽國家*自然保護區與周邊濕地具有較好的景觀連通性，濕地生物多樣性較高；然而，隨著人類土地利用強度的日益增加，保護區逐漸“孤立”存在于周圍養殖塘和農田景觀之中。加之保護區內部互花米草的入侵，使保護區的生態功能，尤其是鳥類棲息地功能退化嚴重。正在蓬勃發展中的濱海濕地保護區及公園，也以“孤島”形式存在于景觀環境中，正在受人類高強度影響而難以實現可持續發展。目前，我國正在實施典型區域濕地生態恢復與重建工程，濕地保護上升到生態恢復階段。如果不顧景觀尺度人類活動與土地利用的影響，濱海濕地生態難以得到真正保護、恢復與長久發展。 總之，景觀尺度為濱海濕地生態系統研究中承上啟下的中間尺度，它既是影響生態系統尺度濱海濕地過程與功能的關鍵尺度，更是有效保護區域濱海濕地的合適尺度（圖1-1）。所以，濱海濕地景觀生態
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