江苏海岸带滩涂围垦区土地利用类型变化研究——以江苏省如东县为例

滩涂围垦与开发是海岸带地区特有的土地利用模式,揭示新中国成立以来滩涂已开发围垦区土地利用类型结构能够为该地区未来土地利用与规划提供一个标尺。论文以江苏省如东县为例,从土地利用类型结构与土地利用类型综合指数两部分探讨新中国成立以来不同围垦年限滩涂围垦区土地利用类型结构变化特征,揭示土地利用变化过程,对该地区土地可持续利用具有重要意义。结果表明：新中国成立以来,如东县不同年限围垦区土地利用类型变化存在阶段性特征。从围垦时间序列来看,农用地占比在30 a 围垦区最高,其变化呈现“S”型特征;建设用地呈现间歇性增长,周期为20 a,其中村庄用地在围垦10 a 逐步出现;未利用地一直下降,在40 a 围垦区保持稳定,主要类型为河流用地。滩涂围垦区土地利用强度在30 a 围垦区达到最高,呈现“S”型变化特征。土地利用多样性指数在30 a 围垦区达到最高值,呈现倒“U”型特征。滩涂围垦区土地利用类型演变存在三个阶段。江苏省沿海滩涂淤长为滩涂围垦奠定了自然基础条件,围垦初期,受到盐分的限制,只有耐盐植物和改良作物能够在滩涂土壤上生存,随着土壤不断脱盐,滩涂围垦区土地利用类型逐步多样化,在未来滩涂资源开发利用过程中,需要重点开展滨海盐土的开发复垦工作,严格审批新增建设用地,积极保护自然生态环境,实现沿海滩涂地区可持续发展。     

不同干扰强度对滩涂围垦区土壤颗粒组成的时空分异特征的影响

滩涂是陆地与海洋间重要的生态交错带以及生态系统之一,随着沿海地区经济的发展,滩涂围垦成为缓解区域土地利用压力的重要途径之一。论文通过对不同围垦年限以及不同人类干扰强度下土壤粒径分布（Particle Size Distribution）的时空差异研究,比较了自然演变和人类活动双重影响下,垦区环境的变化过程及影响因素。结果表明：1）在60 a的围垦过程中,在强烈、中度和无人类干扰强度下,土壤粒径分布均表现出在脱盐过程中随围垦年限增加而砂粒减少、粉粒和粘粒增加的过程,脱盐后砂粒的年均下降率可达0.72%;2）在无干扰强度下,土壤粒径分布反映出滩涂围垦和脱离海水影响的自然过程,而强烈和中度干扰强度则在此基础上反映出人为和自然干扰的综合效果;3）耕种方式、时间以及土壤侵蚀等因素均会对土壤粒径分布的变化强度造成影响而表现出显著的空间差异性;4）土壤粒径的时空分布可以综合反映出滩涂围垦区的环境特点,对指导垦区内土地资源的合理开发利用具有重要意义。在长期的围垦过程中,不同的开发利用时间及区位表现出了不同的关键影响因素,使垦区内土地利用格局和资源配置仍存在诸多不合理之处,随之带来相应的环境问题必须引起重视,为未来滩涂围垦区的合理规划提供理论依据。     

近25a来江苏中部沿海盐沼分布时空演变及围垦影响分析

江苏沿海海涂广阔,其上分布着种类众多的盐沼植被。近些年来,大范围的围垦活动导致盐沼分布发生了巨大变化,充分把握围垦活动下盐沼分布与扩张规律,可为滩涂资源开发和环境保护提供决策支持。基于此,研究结合了NDVI和局部OTSU方法通过遥感影像提取了近25 a间7个时期的江苏中部沿海的盐沼并数字化出各时期新增垦区,利用GIS技术分析了盐沼分布的时空演变并讨论了盐沼对滩涂围垦的响应。结果表明:1盐沼面积历经先增后减的过程,26 a间约减少10%,在2000年后堤外盐沼宽度与覆盖度不断降低,盐沼分布由弶港北岸多、弶港南岸少的格局逐渐转变为新洋至斗龙港口岸段多、其余海岸少的格局;2滩涂围垦造成的盐沼消亡面积达569.47 km2,占盐沼消亡总量的85.4%,对弶港以北盐沼影响极大;3潮间带的围垦活动能够改变原潮滩的沉积环境,对盐沼扩张起到了一定的推动作用,这意味着盐沼有望在围垦后得以逐步恢复,但若围垦太快,堤外余留盐沼过少,盐沼恢复将难以为继。     

珠江三角洲近期海岸变迁与滩涂开发利用

应用"3S"技术,对珠江三角洲自1965至2003年38年间土地围垦增长速率和海岸线变化趋势作了定量分析和测算,分析了海岸变迁的成因及未来口门滩涂的演变.1965年以来的38年间,整个珠江三角洲围垦成陆面积为730.64km2,平均每年成陆面积19.23km2,围垦的典型地段分布于伶仃洋区、磨刀门区和黄茅海两岸.人类在海岸的各种工程活动加速了珠江三角洲的发育与演变,珠江三角洲海岸围垦呈越来越快的增长趋势,预计未来海岸滩涂还不断向海扩展.本文还对海岸滩涂资源的开发利用现状和存在问题进行了分析.新增的滩涂是珠江三角洲宝贵的土地后备资源,滩涂的开发利用正朝着多元化的方向发展,但人类活动产生的环境地质问题影响了沿海滩涂的可持续发展,应该从长远、科学的角度做好江河口综合治理工作.     

珠江三角洲近期海岸变迁与滩涂开发利用

应用"3S"技术,对珠江三角洲自1965至2003年38年间土地围垦增长速率和海岸线变化趋势作了定量分析和测算,分析了海岸变迁的成因及未来口门滩涂的演变.1965年以来的38年间,整个珠江三角洲围垦成陆面积为730.64km2,平均每年成陆面积19.23km2,围垦的典型地段分布于伶仃洋区、磨刀门区和黄茅海两岸.人类在海岸的各种工程活动加速了珠江三角洲的发育与演变,珠江三角洲海岸围垦呈越来越快的增长趋势,预计未来海岸滩涂还不断向海扩展.本文还对海岸滩涂资源的开发利用现状和存在问题进行了分析.新增的滩涂是珠江三角洲宝贵的土地后备资源,滩涂的开发利用正朝着多元化的方向发展,但人类活动产生的环境地质问题影响了沿海滩涂的可持续发展,应该从长远、科学的角度做好江河口综合治理工作.     

温州沿海互花米草变迁及其与滩涂开发响应

利用TM数据比较了1993年、2000年和2003年温州沿海互花米草的面积变化,以灵昆岛为例,研究了互花米草引种、繁殖和扩散的特征,并且利用样地和样线对比互花米草与滩涂发育、围垦造陆、海水池塘养殖的相互响应关系.结果显示,温州滩涂互花米草1993～2003年间总面积增加231.99 hm2;互花米草在温州没有形成成熟种子,自然繁殖以根茎为主;在灵昆岛淤长型滩涂上,1993～2003期间互花米草与围垦海堤和海水养殖池塘呈现正响应关系,滩涂淤长速率远大于互花米草,为后者在潮间带中下部扩散提供条件.互花米草对滩涂潮上带的促淤作用明显,因而有利于海水池塘养殖规模扩大,也有利于围海造陆工程.     

沿海滩涂围垦生态补偿标准构建——基于能值拓展模型衡量的生态外溢价值

论文综合利用能值分析法、生态足迹法等生态经济学方法,结合Shannon-Wiener指数和生态消费系数构建了沿海滩涂围垦生态补偿能值拓展模型以测算滩涂在各时期的生态外溢价值,并以生态外溢价值改变量作为滩涂围垦生态损害的衡量标准,且以此为生态补偿依据,在生态价值系数调整法的基础上建立了沿海滩涂围垦生态补偿标准。最后以杭州湾新区为例,测算了该区域滩涂围垦过程中各年份生态补偿标准,结果显示,2000—2015年,该区域生态补偿标准从2000年0美元/m²平缓递增到2015年0.05美元/m²。此研究表明,能值拓展模型能有效弥补传统的基于生态服务价值模型的一些不足,使评估标准相对客观化,评估结果动态化和体现对补偿主客体双方意愿的尊重。     

围垦对海滨地区景观演变及其质心移动的影响——以盐城保护区部分区域为例

将盐城国家级自然保护区(新洋港-四卯酉河段)划分为未围区和围垦区,根据1984-2013 年6 个时相的景观资料,运用RS、GIS 技术和景观生态学方法,分析围垦活动影响下海滨湿地景观格局演变差异。结果如下:①未围区始终保持以自然景观为主,2013 年面积比例占84.6%;1984-2013 年,芦苇和互花米草湿地面积分别增长了4 770.6 和4 202.8 hm²,而碱蓬湿地面积减少了2 656.7 hm²。围垦区大致以2000 年为界,景观结构由自然景观占主导转为人工景观为主;除互花米草外自然植被面积呈下降趋势,而人工景观中水产养殖塘面积不断上升,2013 年比例达60.5%。②未围区景观破碎度自1995 年以后变幅较小,且保持在较低水平,维持在0.27~0.28,斑块形状趋于复杂、自然,景观多样性呈上升趋势,1984-2013 年上升了0.19。围垦区破碎化程度上升明显,1984-2013 年上升了0.27,整体景观趋于简单规则,景观多样性呈下降趋势,1984-2013 年下降了0.26。③未围区景观演变驱动力以自然因素为主,景观类型质心移动具有距离较为连续、方向相对单一的特征。而围垦区由于人类活动介入,围垦区景观类型质心移动更多地表现出无序多变、错综复杂的特征。     

沿海滩涂围垦生态补偿标准构建——基于能值拓展模型衡量的生态外溢价值

论文综合利用能值分析法、生态足迹法等生态经济学方法,结合Shannon-Wiener指数和生态消费系数构建了沿海滩涂围垦生态补偿能值拓展模型以测算滩涂在各时期的生态外溢价值,并以生态外溢价值改变量作为滩涂围垦生态损害的衡量标准,且以此为生态补偿依据,在生态价值系数调整法的基础上建立了沿海滩涂围垦生态补偿标准。最后以杭州湾新区为例,测算了该区域滩涂围垦过程中各年份生态补偿标准,结果显示,2000—2015年,该区域生态补偿标准从2000年0美元/m~2平缓递增到2015年0.05美元/m~2。此研究表明,能值拓展模型能有效弥补传统的基于生态服务价值模型的一些不足,使评估标准相对客观化,评估结果动态化和体现对补偿主客体双方意愿的尊重。     

南通地区城镇用地扩展时空特征分析

以多时相LandsatTM/ETM卫星遥感影像为数据源,引入扩展速度、扩展强度、分维数、空间自相关指数等测度指标,分析了南通地区各类城镇的用地扩展过程、形态变化、结构分异及空间格局等时空特征。结果表明:①各类城镇用地扩展速度逐渐提高,扩展强度逐渐加大;②区域城镇用地扩展在1980年代以中心城市扩展为主,1990年代以后则以县(市)城和建制镇用地扩展为主;③因区域城市化进程加速和自然条件的影响,城镇用地分维数呈现逐渐增大的趋势,表明城镇用地的形态越来越不稳定;④城镇用地扩展主要以中、低速扩展类型为主;⑤城镇用地扩展速度、扩展强度的空间自相关性偏弱,但个别类型也呈现出集聚分布的趋势,如扩展速度的高值区域呈现出一定的临江和沿交通干线分布的特征,扩展强度的高值区围绕中心城市分布。     

武汉城市群城镇用地空间扩展时空特征分析

基于Landsat影像数据,利用遥感和GIS技术获取了武汉城市群地区3个阶段(1980—1990、 1990—2000、 2000—2010年) 的城镇用地信息,采用城镇扩展指数和城镇扩展模型分析了城镇用地扩展的时空格局、 过程及其驱动力。结果表明:①武汉城市群城镇用地空间迅速扩张,三个时段内的城镇扩展强度指数依次为0.073 2、 0.028 9和0.099 3,呈现显著的阶段性与波动性特征;②城镇用地扩展格局具有明显的空间集中性,主要表现为以武汉为扩展中心的圈层状形态,沿武汉三环、 京广线等交通干道的轴带分布形态,不同阶段的扩展格局各具特质;③城镇用地扩展呈现"一核四带"、 "一核一带"和"三核六带"的空间扩展轨迹,与经济发展的阶段性具有明显的耦合关系;④经济体制改革、 国家非均衡发展战略、 "两型"社会建设以及长江黄金水道、 京广大动脉等交通干道建设是武汉城市群地区城镇用地变化的主要驱动因素,但各时期的主导驱动机制有所差别。     

江苏沿海地区耕地利用转型及其生态系统服务价值变化响应

论文以江苏沿海地区1990、2000和2010年3期土地利用空间数据为基础,在GIS、地学信息图谱理论和Costanza等生态系统服务价值测算方法的支持下合成时间序列表征下的耕地利用转型图谱、耕地利用转型模式图谱和生态系统服务价值图谱,据此揭示江苏沿海地区耕地转型时空变化特征及其生态系统服务价值变化响应规律。结果表明：1）1990-2000年阶段耕地以建设用地、水域和林地占用为主,补充耕地来源除建设用地、水域和林地外,还包括了草地,耕地占用大于补充。空间差异以“耕地→建设用地”、“草地→耕地”最为明显,空间分离度低。2）2000-2010年阶段耕地占用的去向增加了未利用地,草地仍是主要的耕地补充来源。空间上以“耕地→建设用地”和“耕地→水域”图谱变化最为显著,空间分离度变大。3）1990-2010年耕地利用转型模式以后期变化最为显著。4）近20 a间,江苏沿海生态系统服务总价值由170.85×10⁸元提升为182.23×10⁸元,水域是提高生态系统服务价值最主要的贡献类型。耕地利用转型导致耕地的生态系统服务价值降低,“耕地→建设用地”是最主要的生态减值图谱 类型。     

江苏沿海围垦对辐射沙脊群非使用价值的影响

江苏辐射沙脊群是世界上最大的潮间带辐射状沙脊群,拥有丰富的生物资源和独特的自然景观资源。在江苏沿海大开发的背景下,围垦沿海滩涂迅速进入全面实施阶段,并规划在2020年前完成18104 hm2围填海工程,工程的实施将会使沙脊群生物量减少,生物多样性和自然景观的美学价值降低。本文通过问卷调查的方式量化了2011年沙脊群生物多样性保护和景观保护的支付意愿,利用非使用价值损失评估方法,计算围垦对自然景观的损失为64.07亿元,生物多样性价值损失为8.36~9.31亿元,得出围填海对景观价值的损失明显高于生物多样性价值的损失。同时将沙脊群非使用价值损失纳入沿海围垦的成本效益分析,得到益本比应小于1.50,低于《江苏沿海滩涂围垦开发规划研究报告》的结论(2.15),表明现行的围垦效益分析夸大了经济效益,忽略了生态资源耗损和退化所造成的损失,本文研究反映的围垦开发活动成本效益更趋合理。此研究结果可为江苏省实施海洋生态补偿标准提供依据,对江苏沿海开发和管理有一定的参考意义。     

25年来江苏盐城沿海滩涂生态系统服务价值研究

本文以生态系统较为复杂的江苏盐城沿海滩涂为研究对象,选取3个典型地区,利用1994-2018年7个时间序列的遥感影像,解译土地利用类型数据,对研究区生态系统服务价值进行测算。结果表明：（1）1994-2018年研究区土地利用类型面积总体呈现“二增四减一平”态势,即基塘、建设用地增加,农用地、草滩、盐田、泥滩面积减少,河流面积基本稳定;（2）研究区生态系统服务总价值（ESV）总体呈增长趋势,从1994年到2018年增加了20.29亿元,其中,滩涂湿地分布区域和城乡接合区域的ESV下降幅度最为明显;（3）通过对该地区敏感性分析,各生态系统类型敏感性指数均小于1,说明各系数对ESV的影响较小。     

江苏沿海典型围垦区土壤重金属分布特征及来源分析

根据江苏沿海条子泥围垦区90个表层土壤重金属含量测试数据,分析其分布特征,应用地质累积指数法评价重金属污染现状,通过相关性分析和主成分分析研究重金属的来源。结果表明,重金属平均含量的大小顺序为Cr > Zn > Ni > Cu > Pb > As > Cd > Hg,高值区分布于梁垛河口,低值区分布于用作淡水养殖的滩涂;土壤环境质量优良,88个样品为一类土壤,重金属元素的平均地质累积指数小于0,污染程度为无污染;重金属元素主要来源于自然沉积,Cr、Cd、Pb还受到一定人类活动影响。     

基于MDS与TOPSIS模型的滨海滩涂围垦区土壤质量评价

评估围垦后土壤质量的变化过程可以为土壤抑盐、培肥等调控措施提供科学指导.以不同围垦年限(5、30、38和61a)滩涂围垦区和光滩为研究对象,基于最小数据集方法筛选了与土壤质量密切相关的土壤黏粒比例、土壤盐分(SSC)、土壤有机质(SOM)、全钾(TK)和土壤容重(BD)这5个指标,结合TOPSIS模型构建土壤质量指数对滨海滩涂围垦后土壤质量演变过程进行评价.结果表明,滩涂围垦后土壤粒径逐渐细化,土壤含水量和土壤容重逐渐降低,土壤脱盐脱碱活动持续进行并伴随着养分和速效养分含量的逐渐累积.研究区土壤质量指数在24. 06～63. 08之间,并呈现出:光滩(20. 04±11. 48)围垦5 a(29. 33±10. 65)围垦30 a(51. 52±8. 76)≈围垦38 a(49. 98±10. 75)围垦61 a(58. 37±3. 15),土壤质量大致经历了"初期稳定-迅速提升-相对稳定"这3个阶段.土壤质量因子障碍程度的排序为黏粒比例 SSC SOM TK BD,较低的黏粒含量和较高的盐分是围垦区土壤提升的主要障碍因子.     

中国建设用地碳排放强度及其区域差异分析

研究碳排放量增长与建设用地扩张间的动态耦合关系,有助于深入理解城市化影响碳排放的内在机理。基于夜间灯光影像,该文首先提取了1999-2010年中国建设用地的空间分布,同时利用统计数据结合IPCC清单指南核算了30个省市的碳排放量;在此基础上,分析了全国建设用地碳排放强度的时空演变特征,并应用Theil指数开展了区域差异演变的影响机制分析。研究结果表明:(1)1999-2010年,全国建设用地碳排放强度增幅约为52%,从变化轨迹来看,建设用地碳排放强度经历了基本恒定-持续增强两个阶段,这与不同时期国家宏观政策的重大调整紧密相关;(2)Theil指数分析表明,全国建设用地碳排放强度的区域差异不断扩大,且区内差异是总体差异的主要来源;(3)京津冀地区产业空间的重新布局和调整,是影响建设用地碳排放强度区内差异演变的主要因素;而国家开发战略重心由东部沿海向内陆地区的转移,是区际差异演变的主要影响因素。     

滨海滩涂围垦区不同围垦年限土壤酶活性变化及其与理化性质关系

土壤酶几乎参与所有的土壤生物化学过程,厘清土壤酶活性与土壤理化性质的关系能够揭示围垦后土壤质量变化状况,为土壤生态系统的科学调控提供理论依据.选择江苏中部如东不同围垦年限(7、32、40、63 a)的滩涂围垦区为研究对象,以未围垦光滩作为对照(0 a),利用经典统计学分析和冗余分析研究不同围垦年限土壤酶活性变化过程,及其与土壤理化性质之间的关系.经典统计学分析表明不同围垦年限间土壤酶活性具有显著性差异,淀粉酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性随着围垦年限的增长呈现出先上升后下降的过程,而脲酶和碱性磷酸酶活性则随着围垦年限的增长呈现出先上升-下降-再上升的过程.同时,不同围垦年限的表层土壤酶活性基本上高于深层.冗余分析表明5种理化性质在前两轴累积能够解释土壤酶活性的69.8%,pH、电导率、土壤有机碳、全氮和全磷与土壤酶活性呈极显著相关关系(P0.01).土壤理化性质对土壤酶活性影响重要性大小排序为全氮有机碳pH全磷电导率.     

近25年来我国海岸线开发强度变化研究

海岸线资源作为社会经济发展与城市扩张的重要空间基础,成为沿海城市社会经济发展的最重要因素。本文基于1990年、2000年、2010年和2015年4个时期的遥感影像提取岸线数据,计算25年来我国大陆海岸线开发强度变化量及年均变化速度,研究其时空演变规律,得出以下结论:（1）我国海岸线开发强度变化速度保持增长趋势,空间分布上以长江入海口为分界线,北方沿海城市普遍高于南方,时空演变形态呈现"三期"和"两型"两种特征;（2）重度开发岸线多分布于山东、辽宁和浙江三省,而天津、江苏和上海范围内其所占本省已开发利用岸线总长度的比例较大,均大于70%;（3）近25年来,我国大陆海岸线开发强度指数,以上海市为分界线,北方沿海城市指数全部高于0.6,均高于南方。     

江苏省海岸带近30年人类干扰指数时空变化特征

为探究县级以上海岸带区域人类干扰指数（human interference index, HII）的时空变化特征及生态意义,本文利用遥感数据和地理信息系统技术,对HII计算方法进行一定的改进,使其更适合大范围研究区的计算,并分析了1990-2020年江苏省海岸带HII的时空变化特征及其关键驱动因素,最后以HII与选取的代表性指标的相关性分析结果探讨了HII的生态意义。研究结果表明：（1）研究区内各县、市HII在空间分布上,由北向南呈先下降、后升高、再下降的趋势,1990年、2000年、2010年和2020年研究区的HII为0.2800、0.3620、0.1804、0.2917;(2)人工建筑的扩张和滩涂围垦是影响HII高值区空间分布的关键驱动因素;（3）相关性分析结果表明,研究区内的斑块经历了集聚到破碎化再到集聚的过程,且HII具有一定的生态意义。本研究结果可为江苏省海岸带地区人类活动的调控和生态系统管理提供更多的空间信息和理论指导,也为计算大尺度空间的HII提供了思路。