張樹華,張旭
(中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林長春130021)
景觀生態(tài)理論在灘涂資源調(diào)查分析中的應(yīng)用
張樹華,張旭
(中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林長春130021)
由于歷史上多方面的原因,松花江干流哈爾濱城區(qū)段灘涂被大面積占用,灘地的自然環(huán)境一直處在一種動態(tài)的變化中。通過對灘涂景觀格局特征和生態(tài)敏感性進(jìn)行分析評價(jià),明確灘涂存在的主要生態(tài)問題和不合理的土地利用方式,對灘涂的生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)規(guī)劃方案的制定提供生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。
灘涂;景觀格局;生態(tài)敏感性
景觀格局分析是景觀生態(tài)學(xué)研究的基本內(nèi)容,一般是指其空間格局,是大小和形狀各異的景觀要素的空間布局。景觀格局既是景觀異質(zhì)性的具體體現(xiàn),同時(shí)又是人類活動結(jié)果與各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的最終結(jié)果。通過景觀格局分析,可以確定格局形成的影響因子及其形成的內(nèi)在機(jī)制,最后找出目前景觀格局中存在的問題。生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對人類活動干擾和自然環(huán)境變化的反映程度,說明發(fā)生區(qū)域環(huán)境問題的難易程度和可能性大小。通過對景觀格局特征和生態(tài)敏感性進(jìn)行分析評價(jià),明確灘涂存在的主要生態(tài)問題和不合理的土地利用方式,對灘涂的合理開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有一定的指導(dǎo)意義。
由于歷史上多方面的原因,松花江干流哈爾濱城區(qū)段灘涂被大面積占用,灘地的自然環(huán)境一直處在一種動態(tài)的變化中。由于無序墾殖、過度放牧、私建亂建等不當(dāng)?shù)娜藶槔梅绞?,使河漫灘濕地的自然屬性和生態(tài)容量發(fā)生變化,對自然生態(tài)造成了不同程度的影響。通過運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)原理和方法,結(jié)合GIS技術(shù),對2008年松花江哈爾濱城區(qū)段灘涂的景觀空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討,為開展灘涂生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)指導(dǎo)。
松花江哈爾濱城區(qū)段位于松花江干流的中部,松花江由西南向東北穿越哈爾濱市,市區(qū)分布于松花江兩岸。松花江哈爾濱城區(qū)段從上游雙城界至下游大頂子山航電樞紐工程,全長122.70 km,江道平均寬度4.50 km。
松花江哈爾濱城區(qū)段灘地面積約為21 244 hm2。其中:高漫灘約12 794 hm2,低漫灘約8 450 hm2。共19宗灘地,包括太平莊灘、夾心灘、萬家灘、興隆崗灘、長條通灘、大套子灘島、群力外灘、前進(jìn)灘、陽明灘島、老殿宮灘、蒙古圖灘等。
松花江哈爾濱城區(qū)段屬丘陵與平原河流相間地形,江道蜿蜒曲折,自西南流向東北,南岸階地明顯,北岸地勢平坦。地貌成因?qū)俣逊e和剝蝕堆積類型,內(nèi)河切割松花江階地和漫灘地,形成起伏變化的地貌??偟牡匦螢槟细弑钡停鞲邧|低。
哈爾濱江段河漫灘土壤類型主要有草甸土、沼澤土、砂土3種。草甸土是河漫灘分布最廣、面積最大的土壤類型。灘地植被類型主要有森林植被、草甸草原、沼澤草甸、柳樹灌叢和水生植物群落等。
根據(jù)遙感影像圖,利用GIS軟件對遙感影像進(jìn)行幾何糾正、利用目視判讀和實(shí)地調(diào)查獲得現(xiàn)狀土地利用矢量圖,運(yùn)用Fragstats3.3景觀格局分析軟件統(tǒng)計(jì)灘涂臨水控制線以上各土地類型的斑塊密度、斑塊面積、景觀形狀指數(shù)、斑塊聚集度與連通性指數(shù)等景觀格局指數(shù)。
太平莊灘內(nèi)景觀多樣性指數(shù)為1.045 3,與最大多樣性指數(shù)1.792偏差較大,在本區(qū)景觀類型確定的情況下,表明該區(qū)的景觀多樣性程度不高,景觀類型所占比例相差較大,景觀類型以草地和耕地為主,再次是灌木用地。水體的斑塊密度最大,為0.752 5,分布最為分散。景觀形狀指數(shù)也以水體類型為最大,為7.533 3,表明其斑塊形狀不規(guī)則,較為復(fù)雜。斑塊聚集度以耕地為最高,其次為草地,分別為0.926 9和0.902 1,表明景觀由少數(shù)團(tuán)聚的大斑塊組成,草地主要分布在灘地中部太平糧庫上游寬闊段,該段自然地貌保存較完整;耕地分布在下游窄長段,該段人工利用變動較大,大部分已開墾為耕地、魚池。景觀連通性也以草地和耕地類型為最高,分別達(dá)99.340 4和98.911 8,表明斑塊間距離較近,而建筑用地的連通性最差,為38.802 5。
群力堤外灘景觀多樣性指數(shù)為0.934 0,與最大多樣性指數(shù)2.322偏差很大,說明該區(qū)的景觀多樣性程度不高,景觀類型所占比例相差很大,景觀類型以耕地和草地為主。草地景觀類型的斑塊密度最大,為1.830 8,反映了灘涂的開發(fā)建設(shè),導(dǎo)致草地景觀破碎化,草地在灘涂發(fā)展變化中被分離、分割和轉(zhuǎn)化的特征。斑塊形狀指數(shù)也是以草地最大,為5.612 9,反映了草地斑塊形狀最為復(fù)雜。斑塊聚集度以魚池為最高,與其基本連片、集中分布的特征相一致。景觀連通性也是以耕地為最高,達(dá)到99.349 2。這一方面反映了人工廊道,如道路對耕地連接的貢獻(xiàn),另一方面也反映了灘地耕地已不斷擴(kuò)張、合并成較大面積的區(qū)域。
景觀格局是人類活動結(jié)果與各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的最終結(jié)果。灘涂的景觀格局由于自然的演變和人為活動的干擾,一直處在一種動態(tài)的變化中,影響著灘地濕地環(huán)境的穩(wěn)定性和自然生態(tài)系統(tǒng)的連貫性。
生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對人類活動干擾和自然環(huán)境變化的反映程度,說明發(fā)生區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的難易程度和可能性大小。利用松花江哈爾濱城區(qū)段灘涂2008年生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查的資料和各種對灘涂生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的調(diào)查和評價(jià)結(jié)果,對生態(tài)環(huán)境敏感性進(jìn)行評價(jià)。依據(jù)生態(tài)敏感性程度,將灘涂評價(jià)區(qū)劃分為敏感區(qū)、弱敏感區(qū)和不敏感區(qū)。
1)敏感區(qū)分析。松花江哈爾濱城區(qū)段灘涂生態(tài)敏感區(qū)是指風(fēng)景或生態(tài)資源價(jià)值高,同時(shí)對人類活動最為敏感的區(qū)域,或?qū)ΡWo(hù)生物多樣性及生態(tài)環(huán)境作用較為重要的區(qū)域。主要包括松花江江道兩側(cè)緩沖區(qū)、濕地景觀保護(hù)區(qū)和水源地保護(hù)區(qū),面積約589 8 hm2。
濕地景觀保護(hù)區(qū)主要是指自然景觀價(jià)值較高,以生態(tài)濕地為主,對保護(hù)生物多樣性及對生態(tài)環(huán)境有較大作用的區(qū)域,面積約4 127 hm2。該區(qū)嚴(yán)格保護(hù)地塊內(nèi)的原有特征和植被,嚴(yán)禁任何形式的人為干擾和破壞活動。松花江哈爾濱城區(qū)段上游的太平莊灘、興隆崗灘的部分區(qū)域以及下游的三家子灘、老殿宮灘,河道蜿蜒,地表景觀豐富,具有多樣化的水生環(huán)境和動植物棲息地,在區(qū)域生態(tài)安全格局中發(fā)揮重要作用。因此,保護(hù)自然過程并引導(dǎo)景觀優(yōu)化應(yīng)該是該區(qū)灘地保護(hù)利用的首要任務(wù)。群力堤外灘有兩處水源地,面向全市供水,保護(hù)區(qū)分一級保護(hù)區(qū)和二級保護(hù)區(qū),面積約267 hm2。一級保護(hù)區(qū)為無污染區(qū),禁止一切生活、生產(chǎn)性活動的發(fā)生,保持區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境;二級保護(hù)區(qū)為達(dá)標(biāo)污染區(qū),禁止新增建設(shè)項(xiàng)目,集中統(tǒng)一處理產(chǎn)生的污水,必須達(dá)到保護(hù)區(qū)要求的控制標(biāo)準(zhǔn),達(dá)標(biāo)后排放。河道兩側(cè)緩沖區(qū)主要指松花江江道兩側(cè)500 m范圍內(nèi)的緩沖區(qū)域,面積約1 504 hm2。
2)弱敏感區(qū)分析。松花江哈爾濱城區(qū)段灘涂生態(tài)弱敏感區(qū)是指風(fēng)景資源價(jià)值高,但對人類活動較為敏感的區(qū)域,對維持敏感區(qū)的良好功能及環(huán)境等方面起到重要作用,面積約4 940 hm2。主要指松花江河道中的江心洲。該區(qū)內(nèi)嚴(yán)格保護(hù)原有植被,并保證其自然演替環(huán)境,在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上適度地開發(fā)。
3)不敏感區(qū)分析。松花江哈爾濱城區(qū)段灘涂不敏感區(qū)涉及的范圍主要為上游段灘地和下游段部分灘地。該區(qū)是城市建設(shè)、農(nóng)業(yè)開發(fā)的良好用地,可承受一定強(qiáng)度的開發(fā)建設(shè)。
灘地的自然環(huán)境,由于自然的演變和人為的干擾,受到了不同程度的破壞,灘涂濕地的自然屬性和生態(tài)容量發(fā)生明顯變化。通過對松花江哈爾濱城區(qū)段灘涂景觀的多樣性、優(yōu)勢度、斑塊密度、斑塊面積、景觀形狀指數(shù)、斑塊聚集度與連通性指數(shù)等進(jìn)行分析研究,表明各宗灘地景觀格局的總體表現(xiàn),對灘地的土地利用方式有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。生態(tài)敏感性分析與灘涂的生態(tài)保護(hù)與開發(fā)利用目標(biāo)具有密切的相關(guān)性,經(jīng)過分析找出灘涂生態(tài)敏感區(qū),以指導(dǎo)灘涂開發(fā)利用和生態(tài)保護(hù),實(shí)現(xiàn)灘涂資源的可持續(xù)性。
[1]劉茂松,張明娟.景觀生態(tài)學(xué)原理與方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
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