江苏省沿海滩涂湿地景观变化及环境效应

摘要：近20年来由于江苏省沿海滩涂湿地的开发，滩涂湿地景观发生了很大的变化。利用遥感技术（RS技术）和地理信息系统技术（GIS技术）对江苏省沿海滩涂湿地20世纪80年代以来三期近20年遥感影像进行分析，结果表明，1987-1997年自然湿地面积减少了28.3%，1997-2007年又减少了26.7%。景观主要转化特征是以碱蓬湿地、芦苇湿地和米草湿地为代表的自然湿地转化为养殖塘、盐田和农用地为代表的人工湿地。这种滩涂湿地土地利用方式的转变同时引起了滩涂湿地的水质、土壤、生物生境变化以及海岸线淤蚀等一系列环境的变化。掌握滩涂湿地变化趋势以及研究相应的环境变化，对江苏省沿海滩涂湿地的合理开发至关重要。

　　关键词：滩涂湿地；景观变化；环境效应；江苏省

　　中图分类号：X24；S19 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）04-0821-05

　　The Landscape Changes of Intertidal Wetland in Jiangsu Province and Its Environmental Effects

　　HUANG Hui，QIAN Yi，GU Jin-wei

　　（School of Geography Science，Nanjing Normal University，Nanjing 210046，China）

　　Abstract： For the past 20 years，the landscape changes greatly due to the development of the intertidal wetland in Jiangsu province. Three Jiangsu coastal beaches’ remote sensing images since the 1980s were selected to be analyzed with RS and GIS technology. Results showed that natural wetland areas decreased by 28.3% and 26.7% in 1987-1997 and 1997-2007， respectively. The major transformation characteristics inclucting salsa， reeds and spartina represented the natural wetlands were changed into aquaculture ponds，salt pan and agricultural land represented artificial wetlands. As the result of the land-use changed in intertidal wetland，a series of the environmental effects including water， soil， habitats conditions’ change and coastal erosion were aroused. Mastering the changing trend of intertidal wetland and studying the corresponding environment change is important for the rational development of the intertidal wetland in Jiangsu province.

　　Key words： intertidal wetland； landscape change； environmental effect； Jiangsu province

　　滩涂湿地是近海岸带的重要组成部分，它在维持生物多样性、生产食物、调节气候、提供旅游观光等方面具有巨大的生态服务功能[1]。目前，沿海滩涂湿地研究已成为热点，包括滩涂湿地生态风险评价、景观格局优化研究、滩涂生态保护与管理等[2-4]。随着沿海滩涂湿地不断被开发，自然湿地面积不断减少，景观格局破碎化严重，引起了滨海湿地生态过程变化、湿地生态系统服务价值降低、珍稀濒危物种灭绝加速、有害物种入侵等诸多问题[5]。特别是近年来，中国沿海各地纷纷加快建设“海洋经济强省”，海洋经济成为中国国民经济新的增长点。与海洋经济迅猛发展同步，沿海滩涂湿地的开发也在明显加速。

　　这些开发行为使得沿海滩涂湿地景观的结构、格局、区域生态系统功能发生了较大的变化，由此引起区域资源、环境、生态问题日渐突出。研究海岸带土地利用变化及其对生态环境的影响对于了解区域的生态环境演变乃至全球变化具有重要的意义[6]。因此，从江苏省沿海滩涂景观变化和发展趋势的角度分析滩涂景观动态变化过程中产生的环境效应，可为促进江苏省沿海滩涂湿地的科学合理开发利用提供科学依据。

　　1 滩涂湿地景观变化

　　1.1 研究区域界定与概况

　　江苏省沿海滩涂湿地面积约占全国沿海滩涂湿地总面积的1/4。江苏省沿海滩涂湿地不仅是陆地和海洋之间的重要生态功能区域，还孕育了丰富的自然资源，如丹顶鹤、麋鹿湿地国家自然保护区使江苏省沿海滩涂湿地闻名世界，同时，由于其特殊的地貌特征，使其成为江苏省重要的后备土地资源。江苏省海滨包括连云港市、盐城市和东台市3个行政区，研究区域范围为北至连云港市赣榆县，南至南通市启东市，西至海堤公路向陆地1 km附近（具体与乡镇行政界线一致），东至光滩边缘（图1）。沿海滩涂湿地生境类型主要包括潮间带、潮上带、海滨湿地区以及部分农田等人类活动区。行政区域包括15个县及部分乡镇和部分国营农场等。研究区域内的各县市主要包括连云港的赣榆县、东海县、连云港市辖区、灌云县、灌南县，盐城市的响水县、滨海县、射阳县、大丰市及东台市，南通市的海安县、如东县、通州市、海门市及启东市。

　　1.2 江苏省沿海滩涂湿地景观面积统计

　　1.3 江苏省沿海滩涂湿地土地资源的变化趋势

　　由图2可知，1987-2007年，整个江苏省沿海滩涂湿地土地资源的组成发生了显著的变化，1987-2007年，耕地、建设和居民用地以及人工湿地持续增加，米草沼泽、碱蓬沼泽和芦苇沼泽为代表的自然湿地持续显著减少，主要转化为养殖塘、盐田和耕地，其他类型变化不大。这种变化与江苏省沿海滩涂湿地围垦的政策导向一致。随着经济的迅速发展、人口的急剧增长以及滩涂围垦的加速，从江苏省滨海区域的土地利用变化趋势来看，未来仍然是耕地、养殖塘、盐田等人工湿地持续增加，自然湿地持续显著减少。

　　2 环境影响分析

　　2.1 对水质环境的影响

　　目前沿海滩涂湿地大面积转化为耕地等农用地这种趋势，尤其是农用地增加引起的化肥、农药的大量使用产生的非点源污染，已成为影响沿海滩涂湿地水体环境质量的重要污染源。有学者研究表明水质中营养元素含量与土地利用密切相关。如Mattikalli等[8]对英国Glen 河流近60年的N、P等营养元素含量负荷进行了估算，并对土地化肥施用量和土地利用单因子变化的非点源污染负荷进行情景分析，发现水质中营养元素含量与土地利用变化的关系密切。

　　2007年8月，对研究区域江苏省海滨地区河流、养殖水体、盐田、潮滩、运盐水道等不同土地利用类型区域水体分布的51个样点取样分析了TN、NH3-N、TP、DO等水质指标。结果表明，江苏省海滨各水体中TN、TP的超标率较高，66.7%的TN监测点位、49.0%的TP监测点位超过了《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）；其次是NH3-N和DO的监测点超标率也分别达到了3.9%和21.6%。检测结果表明，土地利用方式不同对水体水质的影响也存在明显差异，监测点内河流水质相对较差，TN、TP和DO的超标率分别达到了90.3%、67.3%和29.0%；位于企业排污口水质监测点位，TN和TP的超标率分别达到了66.6%和33.3%；养殖类水体的水质相对较好，TN、TP和DO的超标率分别为30.4%、30.0%和10.2%；监测区域内潮滩、运盐水道、盐田等基本未出现水质超标情况。随着河流自西向东延伸，水体水质逐渐变差，而水体中N、P超标的污染现象与沿海滩涂湿地景观变化过程中以耕地为代表的农用地扩大而导致的化肥使用增加直接相关。

　　2.2 对海岸线淤蚀的影响

　　20世纪80年代以来，随着沙质海岸和生物海岸的开发，原来长期相对稳定的沙质海岸和生物海岸开始普遍发生侵蚀。除原有的侵蚀岸段继续发生侵蚀外，原来的稳定甚至淤长型海岸也陆续被侵蚀，导致新的侵蚀岸段不断出现，如废黄河三角洲侵蚀岸段南界在20世纪60年代还在射阳港以北，目前已扩展到了射阳盐场，近年来侵蚀的南移趋势加快。有研究表明，1855-1972年南移速度仅为每年0.23 km，1972-1988年的南移速度为每年1.10 km[9]，说明近年的南移速度明显加快。但海岸滩涂湿地开发也并不都是加速海岸侵蚀。

　　潮滩围垦活动通过对潮滩高程、水沙动力条件、沉积物特征等多种环境因子的改变，促进生态演替，并通过垦区土地的人为利用，对海岸环境演变产生了重要影响[10]。滩涂围垦对近海岸线的淤长和侵蚀作用呈现出两种截然相反的环境效应：①滩涂围垦活动在平均高潮位线以上淤长岸段进行时，将会加快滩涂淤积成陆地的速度，并促进滩涂淤长和向海不断延伸。比较典型的如大丰港一带海岸，它的形成是由于在平均高潮位线以上的围垦活动和淤长而逐渐形成的海岸线外移。②滩涂围垦活动如果在平均高潮位线以下侵蚀海岸段，这将有利于加速海岸带的侵蚀。滩涂围垦活动等在短时间内使海岸线迅速向外延伸，滩涂面积急剧减小，这种变化改变了海岸带自然演变的渐进过程，导致海岸带冲淤状况的骤变，特别是当围垦的起围高程降低到平均高潮线以下的时候，导致侵蚀海岸段的侵蚀作用加剧，如20世纪70年代至80年代盐城海岸在平均高潮线以下因近堤开挖池塘形成的跳跃式侵蚀。

　　2.3 对区域内土壤环境变化的影响

　　海滨土地利用方式的改变是影响沿海滩涂湿地土壤环境变化的主要影响因素，特别是近20年，江苏省沿海滩涂自然湿地景观不断向养殖塘和耕地转变。江苏省沿海滩涂湿地垦区在开发利用前，土地覆被类型主要为芦苇地、盐蒿地、碱蓬和光滩，土壤层主要为草甸海滨盐土，土壤中盐分含量高、土壤肥力较低。随着经济的不断发展，人们开始不断加大滩涂湿地的围垦，这种土地利用方式的变化改变了滩涂湿地的土壤环境。使得江苏省沿海滩涂湿地土壤最显著的特征就是盐分含量偏高，加上沿海滩涂湿地垦殖时间较短、土壤耕作层尚未完全形成，导致土壤层次发育不全，而且土壤肥力水平普遍低下。杨桂山[11]调查发现，江苏省沿海滩涂湿地自然覆被下土壤盐分高，土壤中的有机质含量就会受到抑制，且随着距海距离的增加，土壤含盐量逐渐降低，有机质含量逐渐增加。

　　对江苏省海滨研究区域内40个位点的不同土地利用方式下土壤有机质含量进行实测，统计数据（图3）显示，在不同土地利用类型下，土壤中有机质含量的变化趋势为盐田<近岸海底<潮滩<运盐水道<海水养殖场<河海交汇处<农田。盐田、海水养殖场和运盐水道等土壤含盐量较高的地区有机质含量相对较低，其中盐田是土壤含盐量最高的土地利用类型，其有机质含量也是最低的，约为2.67 g/kg。高建华等[12]对盐城海岸带的沿海滩涂湿地围垦前后土壤盐分和有机质含量的对比研究结果也表现出相似的特点。对土壤中全氮、全磷的含量进行分析，在各土地利用类型下，全氮、全磷的含量普遍较低，为0.05%～0.08%，可知江苏省海滨地区土壤肥力同其他海滨地区特征相似，土壤肥力都较低，而排污口附近土壤中的全氮、全磷含量相对较高，其原因可能是受排放的污水影响。

　　这种自然湿地景观在向开挖养殖塘和围垦的土地利用转变，使得沿海滩涂湿地土壤向着两种截然不同的特征转变：①在以海水为背景的土地利用方式（盐田、海水养殖、运盐水道等）下，土壤含盐量会随着利用时间和强度的增加而增加，有机质含量降低，且有机质含量普遍偏低，产生聚盐降肥性的特点；②在以种植、淡水养殖或两者兼而有之的土地利用方式下，土壤中含盐量不断减少，有机质含量不断上升，表现出淋盐增肥性的特征。

　　2.4 对生物生境的影响

　　随着江苏省沿海滩涂湿地开发强度不断加大，伴随着滩涂湿地景观变化、自然湿地面积逐渐减少、带来生境丧失等问题，为妥善协调围海造地与原生湿地减少之间的矛盾，1983年建立了盐城沿海珍禽自然保护区，现已成为国家级自然保护区。通过对保护区丹顶鹤的数量监测发现，1991-2005年丹顶鹤的数量呈向左倾斜的“Z”形变化（图4），2000年以后波动幅度下降，2003年达到最低点612只，随后有上升趋势。

　　虽然近年保护区的丹顶鹤种群数量基本稳定，但其在各个地区的分布很不平衡：2001-2005年，保护区管理处调查统计的数据表明，保护区内丹顶鹤分布主要集中于射阳盐场、灌东盐场、黄沙港、芦苇基地与核心区、王港、东川、竹川、笆斗8个区域，其中核心区包括芦苇基地与核心区，缓冲区包括射阳盐场、黄沙港及王港，实验区包括灌东盐场、东川、竹川、笆斗，并且表现出明显的集聚特点，在聚集区域内丹顶鹤分布呈现出向核心区以及两侧缓冲区集聚的趋势特征。利用集聚度（指该功能区中某物种的个体数占整个功能区该物种总个体数的百分比）来表征，如图5所示，1991-2005年间盐城珍禽自然保护区内丹顶鹤在核心区内的集聚度及核心区和缓冲区的集聚度呈稳步上升的趋势，2005年核心区和缓冲区的丹顶鹤集聚度为94.8%，较1991年的71.3%提高了23.5个百分点。保护区的统计结果表明，自1998年后，位于保护区实验区内的弶港、头灶、六灶3个丹顶鹤分布区域内丹顶鹤越冬的数量一直为0。说明由于人类活动的干扰，保护区内的丹顶鹤分布逐渐向核心区和缓冲区等人为扰动比较小的区域集中。随着江苏省沿海滩涂湿地围垦开发的深入，原来复杂多样的自然湿地植被大部分被农作物、人工水域等取代，导致区域内生物赖以生存的生境条件发生了较大的变化，已经开始威胁到了江苏省沿海滩涂湿地的生物生境和种群分布。

　　3 小结与讨论

　　从目前江苏省滨海土地利用、湿地景观转移趋势和环境效应变化状况来看，主要存在的问题有：自然湿地面积迅速减少，人工湿地和非湿地比重增加，开挖养殖塘和围垦为代表的开发活动对湿地景观干预强度逐渐增加，不仅加剧了海岸侵蚀、改变了湿地水质和土壤的理化条件，而且也改变了湿地生态系统结构和功能，造成了鸟类适宜性生境不断减少以及生物多样性的变化。

　　为了促进江苏省滨海区域的可持续发展和保护湿地资源，江苏省滨海城市应该采取以下措施。

　　1）控制湿地开发规模，遏制掠夺性开发。由于向海发展战略直接需求是围垦造地用于发展滨海城市与港口工业，滩涂湿地开发利用与天然湿地保护的矛盾加剧。为了维护生态系统的稳定以及湿地资源的再造机能，应该积极寻求湿地与周边非湿地地区之间互利互惠、克服破坏性干扰、协调发展的途径，保障湿地资源的可持续利用和人类的代际公平原则。注意人工湿地的负面影响，对于生产开发中出现的自然湿地退化、环境污染等问题要积极防治，协调好开发利用与湿地环境之间的关系，减缓湿地退化，加强对湿地的综合保护治理。

　　2）多种开发方式结合，发展湿地生态经济。目前江苏省沿海滩涂湿地的围垦及农业开发利用形成的农业景观，存在着土地利用方式单一、生产率低下、经济效益差等问题。因此，亟须根据不同海岸段的湿地景观特征进行景观生态的再设计，并且采取多种多样的人工湿地开发模式，发展林畜牧业、水产养殖业的同时开展生态旅游等第三产业，构建一个集经济、社会和生态效益于一体的自然湿地和人工湿地相结合的湿地景观。充分发挥沿海滩涂湿地景观的综合价值。

　　3）建立滩涂湿地资源信息管理系统。通过建立和完善江苏省滨海滩涂湿地资源信息管理系统，对区域内全部可利用资源进行科学评价，并且对资源的开发现状和发展趋势进行预测分析，建立综合的、可持续发展型资源利用体系，为今后滩涂湿地资源的开发利用决策提供科学依据，减少盲目无规划地开发滩涂湿地资源。

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