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河口湿地是地球上最重要的生态系统之一,碳储量是整个地球土壤库碳总量的20%-30%,对全球碳循环和全球气候变化都具有十分重要的影响。九龙江河口湿地具有巨大的生态系统服务、功能和价值,储存有大量的土壤有机碳和宝贵的蓝碳,随着工业经济的发展,九龙江河口湿地面临着越来越严重的威胁。因此,本文以九龙江流域河口为目标区,基于遥感技术提取河口区域湿地信息,剖析河口湿地生态系统服务价值、碳储量和蓝碳的动态变化,为全球变暖与碳循环研究提供湿地遥感监测方面的技术支撑,为湿地经济可持续发展提供依据。
本研究采用RS技术、景观生态学、环境经济学等方法,提取了1996年和2010年九龙江河口湿地空间信息,分析了九龙江河口湿地景观时空动态变化及其驱动机制。在此基础上,从整体上评估九龙江河口湿地生态系统服务价值,并基于碳储量、蓝碳的视角动态剖析了河口湿地在气候调节方面的生态系统服务、功能和价值,取得如下研究结果。
本研究构建了九龙江河口湿地的遥感监测分类方法。该方法综合应用单波段阈值法、多波段光谱增强图像阈值法、面向对象监督分类法等RS技术,其应用于分别提取了九龙江河口1996年和2010年两个年份的TM遥感影像数据,解译总体精度分别是83.75%和81.13%,表明该方法应用于提取九龙江河口湿地信息基本可行。
九龙江河口湿地景观格局动态变化明显。养殖场和水塘水库等人工湿地的总面积增加,由1996年的47.88%增加至2010年的56.41%。包括红树林、泥滩、沙滩、湖泊的自然湿地的总面积减少,由1996年的52.12%减少至2010年的43.59%。自然湿地转化为人工湿地的趋势明显。红树林和养殖场的面积增加幅度较大,分别为73.93%和41.72%。1996年至2010年,斑块类型水平上,红树林的面积增大,聚集度和连通性增强,形状的复杂程度上升,受人为破坏和影响的程度减小;泥滩的面积大幅下降,有明显的破碎特征,连通性较差,且受到人类活动的影响较大;沙滩的面积大幅下降,最大斑块优势性下降;湖泊的状态稳定;水塘水库的分布破碎且大小均匀;养殖场的面积大幅增加,有明显的聚集特征,最大斑块优势性增强。在景观水平上,整个九龙江河口湿地间的连通性降低,破碎程度上升;香农多样性指数SHDI上升了0.0486。经济发展、人口增长与政策因素是导致近20年来九龙江河口湿地景观格局动态变化的主要驱动力。
1996年至2010年,九龙江河口湿地生态系统服务价值、碳储量和蓝碳明显增加,表明九龙江河口湿地生态系统提供给人类的直接或间接的服务、功能和效益明显增加。1996年至2010年,整个九龙江河口湿地的生态系统服务价值量增加了3689.50万元,增幅达30.87%;碳储量增加了11.40万吨,增幅达21.58%;蓝碳总储量增加了2.07万吨,主要由红树林湿地面积增加引起,蓝碳总价值量增加了103.31万元,增幅达21.35%。