錢麗源 （西班牙）恩瑞克·巴特約·杜朗尼 周斯翔

1 全球海岸線現(xiàn)狀

1.1 全球海岸線

過去一個(gè)世紀(jì)以來，歐美以及亞洲各大沿海城市迅速擴(kuò)張，資源過度開采，自然與人為災(zāi)害頻發(fā)，這對(duì)海岸線自然緩沖區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)造成了不可逆的摧毀，特別是在海岸線上過度的旅游開發(fā)，以及城市垃圾填埋場(chǎng)、郊區(qū)鐵路和高速公路的建設(shè)等[1]。因此，過去半個(gè)多世紀(jì)以來，很多沿海城市在海岸線自然緩沖區(qū)破碎化異常嚴(yán)重的區(qū)域陸續(xù)地展開了生態(tài)修復(fù)[2]。通過對(duì)全球海岸線修復(fù)代表性案例進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)其主要分為2種修復(fù)方向。

一種是修復(fù)成原始自然狀態(tài)。如西班牙菲格拉斯市（Figueras）的地中海俱樂部被拆除后修復(fù)成原始地質(zhì)自然公園[3]——德克雷烏斯角（Cap De Creus）自然公園；美國華盛頓州奧林匹克半島的埃爾瓦河（Elwha River）上的兩座水壩被拆除，使該河恢復(fù)自然狀態(tài)，這是美國歷史上最大的大壩拆除工程[4]；新西蘭的奧隆戈灣（Orogo Bay）采煤廠被恢復(fù)成鳥類棲息地；荷蘭入?？谵r(nóng)田被修復(fù)為洪泛區(qū)；美國圣巴勃羅灣入口的納帕·索諾瑪（Napa Sonoma）沼澤地的鹽田計(jì)劃停止后被修復(fù)還原成濱海濕地[5]。另一種是建造新的自然環(huán)境。如西班牙加拉夫（Garraf）垃圾填埋場(chǎng)被修復(fù)成梯田式的自然公園[6]；美國錢伯斯灣皮爾斯縣（Pierce County, Chambers Bay）政府將采煤廠修復(fù)成公共高爾夫球場(chǎng)；西班牙瓦倫西亞市的塞勒（Saler）海灘上的酒店被清理，場(chǎng)地經(jīng)修復(fù)后建造了一條新的沙丘廊道以抵御風(fēng)暴的侵蝕[7]；菲律賓海嘯重災(zāi)區(qū)按照紅樹林模塊進(jìn)行再生修復(fù)；美國新澤西垃圾填埋場(chǎng)被改造修復(fù)成濱海濕地公園[8]。

1.2 地中海西北海岸線

地中海西北海岸線因其宜人的氣候、豐富的歷史和多樣的文化吸引了大約1/3的國際游客，成為世界上最受歡迎的旅游目的地之一。20世紀(jì)50年代開始，為了承載每年訪問該區(qū)域的大量游客，地中海西北海岸線城市大力發(fā)展旅游業(yè)。但新增的旅游業(yè)項(xiàng)目往往集中在城市的自然緩沖區(qū)，這對(duì)瀕危的地中海物種（如海龜、海豹等）的生境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，對(duì)沿岸海洋生境造成了較嚴(yán)重的干擾,如海岸侵蝕和污染等[9]。從1960年起，西班牙政府陸續(xù)展開一系列生態(tài)修復(fù)工程，如德克雷烏斯角自然公園修復(fù)、加拉夫垃圾填埋場(chǎng)修復(fù)、瓦倫西亞市海岸線塞勒海灘修復(fù)等。

1）德克雷烏斯角自然公園。位于西班牙菲格拉斯市域的布拉瓦海岸（Costa Brava），是全球十大黃金海岸之一，距巴塞羅那僅60 km，是歐洲北部居民的度假勝地。1961年，地中海俱樂部在此建成，俱樂部擁有430棟建筑，每年夏季接待約900名游客。該項(xiàng)目被公認(rèn)是地中?，F(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)（Mediterranean Modernism movement）①中對(duì)環(huán)境影響最為嚴(yán)重的案例之一[10]。2003年夏天，地中海俱樂部停止?fàn)I業(yè)，并于2008—2010年被拆除，地中海沿岸城市有史以來最大的修復(fù)項(xiàng)目由此開始，其生態(tài)恢復(fù)進(jìn)程正式拉開序幕。巴塞羅那加泰羅尼亞（Catalonia）自治區(qū)政府宣布地中海俱樂部更名為德克雷烏斯角自然公園（圖1），并因其所擁有的珍貴地質(zhì)和植物學(xué)價(jià)值被定為國家級(jí)保護(hù)區(qū)。

1 德克雷烏斯角自然公園Cap de Creus Natural Park1-1 修復(fù)前實(shí)景（2008年）Real scene before restoration (2008)1-2 修復(fù)后實(shí)景（2012年）Real scene after restoration (2012)

2）瓦倫西亞市海岸線塞勒海灘修復(fù)項(xiàng)目。瓦倫西亞市海岸線長11 km，由一條帶狀的沙灘和潟湖圍合而成。人們?cè)谌蘸┘薪ㄔO(shè)了大規(guī)模酒店（圖2-1），而該開發(fā)區(qū)域正位于瀕危的布哈伊拉生態(tài)系統(tǒng)（Buhaira ecosystem）中，建設(shè)開發(fā)活動(dòng)對(duì)這一古老的生態(tài)系統(tǒng)造成了毀滅性破壞。由于大規(guī)模的開發(fā)，海灘范圍縮小，沙丘被夷為平地，而這些沙丘帶原本遏制了海灘后方灌木和樹林的沙化趨勢(shì)[10]。考慮到塞勒海灘受到了嚴(yán)重侵蝕，1973年，在西班牙生態(tài)學(xué)家的抗議下，旅游開發(fā)商停止了該區(qū)域內(nèi)有關(guān)破壞自然環(huán)境的建設(shè)項(xiàng)目。1986年此區(qū)域被命名為阿勒布菲雅（Albufera）自然公園[11]。1990年，瓦倫西亞市政府開始了此海灘區(qū)域的修復(fù)計(jì)劃，拆除了碼頭、學(xué)校等部分建筑物，并建造了一條新的沙丘廊道（圖2-2）。它以新月形沙丘（crescentshaped dune）②為模塊（圖3），由典型的灌木叢編織出沙丘的基本支撐結(jié)構(gòu)。為了抵御強(qiáng)力的海風(fēng)以及強(qiáng)日曬，植被均選擇了低矮耐旱的攀爬類灌木[12]。

2 塞勒海灘Saler Beach2-1 旅游業(yè)開發(fā)時(shí)期的塞勒海灘（1977年）Saler Beach site during the period of tourism development (1977)2-2 生態(tài)修復(fù)10年后的塞勒海灘（2014年）Saler Beach site, 10 years after ecological restoration (2014)

3 塞勒海灘修復(fù)后的新月形沙丘（2000年）Crescent-shaped dunes on Saler Beach after restoration (2000)

2 研究方法

為了更科學(xué)、高效地揭示一個(gè)區(qū)域海岸線生態(tài)系統(tǒng)承載力的變化規(guī)律，本研究將以地中海西北海岸線為研究對(duì)象，以景觀格局為理論支撐，從時(shí)間和技術(shù)等多維度出發(fā)，通過遙感技術(shù)對(duì)研究地塊過去60年的地表森林生物質(zhì)③以及景觀生態(tài)指數(shù)進(jìn)行反演，實(shí)現(xiàn)對(duì)大、中、小尺度海岸線生態(tài)安全現(xiàn)狀的科學(xué)、精準(zhǔn)的時(shí)空演化模擬，進(jìn)而為高效、科學(xué)地修復(fù)破碎化的沿海城市生態(tài)系統(tǒng)提供多維尺度的數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐。

2.1 支撐理論

海岸線生態(tài)系統(tǒng)承載力最有力的衡量標(biāo)桿是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的自然復(fù)原力[13]。通過對(duì)其自然復(fù)原力進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)連通性規(guī)律的探索。生態(tài)系統(tǒng)、景觀生態(tài)學(xué)和棲息地之間存在著不可分割的關(guān)系，生態(tài)系統(tǒng)的連通性由景觀格局支撐，景觀格局由不同土地性質(zhì)的斑塊、廊道、基質(zhì)構(gòu)成，是衡量生態(tài)系統(tǒng)連通性現(xiàn)狀的重要元素[14]。沿海區(qū)域的任一景觀格局要素遭到破壞，均可引發(fā)生態(tài)系統(tǒng)中能量循環(huán)的斷裂，直接導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)破碎化，喪失自然復(fù)原力[15]。

2.2 技術(shù)路線

在過去的一個(gè)世紀(jì)中，地中海西北海岸線區(qū)域用地性質(zhì)發(fā)生變化的主要原因在于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)擴(kuò)張，這些建設(shè)工程直接導(dǎo)致了林地面積驟減、濕地灌木區(qū)域萎縮、土地沙化等嚴(yán)重后果。因此選擇以代表海岸線林地現(xiàn)狀的森林生物質(zhì)、基礎(chǔ)設(shè)施面積、歸一化植被指數(shù)（normalized difference vegetation index, NDVI）④、侵蝕區(qū)域面積作為本研究的生態(tài)因子[16]，通過對(duì)1972—2022年的生態(tài)因子進(jìn)行提取，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)連通性監(jiān)控與規(guī)律探索的動(dòng)態(tài)模型（圖4）。1）通過遙感技術(shù)對(duì)全球海岸線60年森林生物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)大尺度全球海岸線森林碳儲(chǔ)量生態(tài)安全現(xiàn)狀基質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控比對(duì)。2）通過仿真生態(tài)建模軟件（如Envi、HEC-RAS、QGIS、Cyclone等），采用高分辨率微型載人飛機(jī)進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集，對(duì)Landsat 8衛(wèi)星陸地成像儀（operational land imager, OLI）和Landsat 7、Landsat 5、哥白尼Sentinel衛(wèi)星雷達(dá)的原始數(shù)據(jù)第1～7波段進(jìn)行大氣校正，并提取NDVI。其計(jì)算方式是利用紅光與近紅外光的反射，獲得城市沿海岸線區(qū)域的植被基質(zhì)模型，該模型用以監(jiān)控綠色植被的生長狀況。3）通過植被生態(tài)指數(shù)模型推演，實(shí)現(xiàn)對(duì)地中海西北海岸線上2個(gè)核心海岸生態(tài)修復(fù)點(diǎn)位（德克雷烏斯角自然公園、瓦倫西亞市塞勒海灘）的高精度小尺度監(jiān)控，通過模型構(gòu)建，對(duì)其自然復(fù)原力進(jìn)行解析，從而判定海岸線緩沖區(qū)修復(fù)案例在修復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)連通性狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)干擾因子。在此基礎(chǔ)上，提出增強(qiáng)沿海城市緩沖區(qū)的自然復(fù)原力、構(gòu)建海岸線生態(tài)安全屏障、優(yōu)化沿海城市生態(tài)系統(tǒng)的策略[17]。

4 多維遙感分析技術(shù)路線Technical route for multidimensional remote sensing analysis

3 大尺度：解析全球海岸線森林碳儲(chǔ)量現(xiàn)狀

基于ORNL DAAC提供的全球森林生物質(zhì)分布圖（分辨率100 km×100 km），通過SNAP和ARCMAP軟件構(gòu)建出1950年和2010年全球海岸線森林生物質(zhì)模型，對(duì)比1950年與2010年的模型（圖5），結(jié)果顯示：過去60年間，不同區(qū)域和國家海岸線的破壞直接威脅著沿海人類棲息地——城市的生存與安全。生物質(zhì)明顯減少的區(qū)域主要分布在南美西部海岸線，以及中國東部海岸線和東南亞島嶼國家海岸線，這些區(qū)域由于旅游開發(fā)、礦產(chǎn)開發(fā)過度，森林砍伐嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤沙化，生態(tài)系統(tǒng)破碎化嚴(yán)重；生物質(zhì)增加明顯的區(qū)域主要集中在美國東北部和西部海岸線、地中海海域海岸線、新西蘭主島海岸線。從大尺度生物質(zhì)時(shí)空演化比對(duì)模型可以解析出全球海岸線歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的修復(fù)，生態(tài)系統(tǒng)總體呈現(xiàn)出積極修復(fù)的狀態(tài)，但也有部分海岸線在修復(fù)后，仍然受城市擴(kuò)張、環(huán)境污染等干擾，其生態(tài)現(xiàn)狀依然持續(xù)退化。

5 1950年（5-1）、2010年（5-2）全球海岸線森林生物質(zhì)分布Global distribution of coastline forest biomass in 1950 (5-1) and 2010 (5-2)

基于1950年全球森林生物質(zhì)模型（分辨率100 km×100 km），提取1950年西班牙東北部海岸森林生物質(zhì)分布（圖5）。模型解析顯示，西班牙西北部海岸線北部區(qū)域森林生物質(zhì)更高，因?yàn)楸辈繀^(qū)域緊鄰阿爾卑斯山脈，而南部沿海因城市擴(kuò)張以及旅游業(yè)的過度開發(fā)，森林生物質(zhì)低。其歷史原因主要是地中海沿岸大部分原生植被已經(jīng)被數(shù)千年的人類活動(dòng)所改變，幾乎不存在相對(duì)完整的自然區(qū)域[18-19]。西班牙三大城市中就有兩座城市（巴塞羅那和瓦倫西亞）位于地中海西北海岸線上，大規(guī)模的旅游開發(fā)對(duì)其城市海岸線區(qū)域的干擾尤為嚴(yán)重[13]。

4 中尺度：地中海西北海岸線用地性質(zhì)時(shí)空演化

在本研究中，地中海西北海岸線的研究區(qū)域面積控制在11 541 653 hm2。1975—2022年土地用地性質(zhì)時(shí)空演化遙感模型顯示，海岸線上的主要城鎮(zhèn)處于持續(xù)擴(kuò)張中，植被區(qū)域破碎化趨勢(shì)日漸加劇。筆者根據(jù)遙感影像（圖6）反演出用地性質(zhì)的具體數(shù)值，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施用地面積從1975年至今一直處于持續(xù)增長中，特別在1992—2013年增長幅度最大。城市的擴(kuò)張導(dǎo)致衛(wèi)星城鎮(zhèn)的出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施的增加主要集中在海岸線城鎮(zhèn)與內(nèi)陸城鎮(zhèn)之間。遙感模型顯示，此階段城市擴(kuò)張、旅游發(fā)展速度加快，與此同時(shí)農(nóng)田面積也大幅增加。而在此期間植被區(qū)域的面積減少最多，主要集中在城市郊區(qū)。然而到了2013年，此區(qū)域顯示出微小但關(guān)鍵的變化：基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)面積與農(nóng)業(yè)受干擾面積均緩慢減少，而植被區(qū)域大幅增加（表1）。筆者將此演化規(guī)律與地中海海岸線現(xiàn)狀進(jìn)行時(shí)空比對(duì)，發(fā)現(xiàn)地中海西北海岸線在2014年之后，受歐洲經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)處于停滯階段，同時(shí)一些國家從20世紀(jì)七八十年代對(duì)海岸線采取的一系列修復(fù)措施也在逐漸顯現(xiàn)出生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)效應(yīng)。

6 1975—2022年地中海西北海岸線用地性質(zhì)分類Classification of land use types along the northwestern Mediterranean coastline during the period from 1975 to 2022

表1 1976—2022年地中海西北部海岸線土地類型面積Tab. 1 The area of land type along the northwestern Mediterranean coastline from 1976 to 2022

5 小尺度：海岸線區(qū)域生態(tài)連通性監(jiān)控

通過大、中尺度維度的解析可知，全球沿海城市的建設(shè)活動(dòng)以及自然災(zāi)害對(duì)海岸線自然緩沖區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)具有切割、隔離、阻礙或擾動(dòng)作用，直接導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)連通性被打斷，不可避免地會(huì)對(duì)景觀格局造成嚴(yán)重破壞。在過去60年中，特別在美國西北海岸線、新西蘭的東北海岸線，以及地中海西北海岸線，生態(tài)修復(fù)方式主要是本土植被的培育以及硬質(zhì)地表構(gòu)筑物的拆除等。因此，在監(jiān)控以上區(qū)域海岸線現(xiàn)狀時(shí)，主要檢測(cè)的生態(tài)因子是沿海岸線區(qū)域的植被用地性質(zhì)。通過植被生態(tài)指數(shù)模型推演，對(duì)地中海西北海岸線上2個(gè)核心海岸生態(tài)緩沖區(qū)修復(fù)點(diǎn)位（菲格拉斯市德克雷烏斯角自然公園、瓦倫西亞市塞勒海灘），進(jìn)行小尺度生態(tài)系統(tǒng)連通性監(jiān)測(cè)，并提出城市生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化策略。

菲格拉斯市的德克雷烏斯角自然公園修復(fù)工程于2010年完工，瓦倫西亞市塞勒海灘修復(fù)工程于1996年完工。2個(gè)項(xiàng)目從完工至今，分別經(jīng)歷了10年和近25年的自然演替。由于經(jīng)費(fèi)不足，以及面積過大、風(fēng)沙等惡劣天氣過多，自然保護(hù)區(qū)的工作人員對(duì)于這2個(gè)項(xiàng)目的后期維護(hù)，主要限于植被的季節(jié)性灌溉和修剪。除此之外，項(xiàng)目均處于自然復(fù)原力演替的狀態(tài)下?？紤]到夏季雨水充足，風(fēng)力偏弱，植被生長茂盛，數(shù)據(jù)分析結(jié)果更易于解析，故選擇2009年8月16日和2018年8月20日（德克雷烏斯角自然公園修復(fù)工程），1994年8月25日和2018年8月2日（塞勒海灘修復(fù)工程）進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，對(duì)4組原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行地表NDVI的提取，并針對(duì)性地對(duì)修復(fù)范圍內(nèi)的NDVI自然演替趨勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析，從而對(duì)其自然復(fù)原力進(jìn)行判定。在NDVI提取形成的時(shí)空演化模型中，德克雷烏斯角自然公園修復(fù)項(xiàng)目在2009年8月16日—2018年8月20日這10年的自然復(fù)原力演替過程中，NDVI＜0的區(qū)域從95%成功演替到0.5%，這意味著本土植被的生長完全適應(yīng)了修復(fù)后的新的自然保護(hù)區(qū)（圖7）；而塞勒海灘修復(fù)項(xiàng)目自1994年8月25日—2018年8月2日，在經(jīng)過了近25年的自然復(fù)原力演替過程后，NDVI模型數(shù)據(jù)表明NDVI＜0的區(qū)域從10%演替到85%，表明大部分區(qū)域目前位于NDVI＜0的狀態(tài)，并且NDVI＞0.5的區(qū)域在顯著縮減中，可見植被的生長狀況并沒有恢復(fù)，甚至有持續(xù)退化的趨勢(shì)（圖8）。因此判定，德克雷烏斯角自然公園的生態(tài)連通性與自然復(fù)原力大大強(qiáng)于瓦倫西亞塞勒海灘[20]。

7 德克雷烏斯角自然公園修復(fù)后的自然復(fù)原力演替過程Self-resilience succession process of the Mediterranean Cap de Creus Natural Park after restoration7-1 衛(wèi)星圖像Satellite image7-2 NDVI模型提取NDVI model extraction7-3 NDVI統(tǒng)計(jì)NDVI statistics

8 塞勒海灘修復(fù)后的自然復(fù)原力演替過程Self-resilience succession process of the Saler Beach after restoration8-1 衛(wèi)星圖像Satellite image8-2 NDVI模型提取NDVI model extraction8-3 NDVI統(tǒng)計(jì)NDVI statistics

是什么因素導(dǎo)致塞勒海灘的生態(tài)連通性呈現(xiàn)出退化的趨勢(shì)，而修復(fù)后的德克雷烏斯角自然公園生態(tài)連通性與自然復(fù)原力呈現(xiàn)出階段性成果？在研究初期的文獻(xiàn)查找過程中，筆者發(fā)現(xiàn)塞勒海灘修復(fù)過程中商業(yè)開發(fā)問題已顯露端倪，很多土地權(quán)屬問題沒有徹底解決。比如修復(fù)前建設(shè)的酒店、高爾夫球場(chǎng)、賽馬場(chǎng)、大型停車場(chǎng)均未拆除，并至今依然在保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)正常營業(yè)。筆者將2個(gè)項(xiàng)目的NDVI演化模型提取及解析區(qū)域擴(kuò)大到周邊城鎮(zhèn)以及農(nóng)田范圍，嘗試通過對(duì)修復(fù)區(qū)及相鄰城市的發(fā)展軌跡對(duì)比解析其相鄰區(qū)域的自然演替是否存在影響關(guān)系。德克雷烏斯角自然公園距離菲格拉斯主城區(qū)約40 km，塞勒海灘距離巴倫西亞主城區(qū)約10 km；菲格拉斯主城區(qū)面積約500 hm2，而瓦倫西亞主城區(qū)面積約10 000 hm2。對(duì)其復(fù)原力變化趨勢(shì)進(jìn)行解析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：德克雷烏斯角自然公園與菲格拉斯主城區(qū)在2009年8月16日—2018年8月20日這10年的自然演替過程中，NDVI>0的區(qū)域處于穩(wěn)定增長的趨勢(shì)，并且周邊未出現(xiàn)衛(wèi)星城鎮(zhèn)的擴(kuò)張現(xiàn)象，這意味著德克雷烏斯角自然公園項(xiàng)目保護(hù)區(qū)外部的城鎮(zhèn)擴(kuò)張?zhí)幱谟行У目刂浦?，為緩沖區(qū)內(nèi)部的生態(tài)恢復(fù)與良性自然演替提供了穩(wěn)定的平臺(tái)（圖9）；而塞勒海灘及瓦倫西亞主城區(qū)在1994年8月25日—2018年8月2日的近25年的自然演替過程中，不僅NDVI＜0的區(qū)域處于持續(xù)增長的趨勢(shì)，而且其周邊衛(wèi)星城鎮(zhèn)也處于同步擴(kuò)張中，這意味著瓦倫西亞主城區(qū)的擴(kuò)張直接干擾了塞勒海灘的恢復(fù)與自然演替。通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，地中海西北沿海城市規(guī)模越大，自然緩沖區(qū)越小，其自然復(fù)原力越弱，生態(tài)系統(tǒng)連通性越差，修復(fù)的難度也越大（圖10）。最終判定，制約瓦倫西亞城市沿海岸線區(qū)域生態(tài)連通性的干擾因子有：城市本身的規(guī)模、城市擴(kuò)張的速度、周邊衛(wèi)星城鎮(zhèn)的擴(kuò)張以及城市自然緩沖區(qū)的規(guī)模。以上干擾因子數(shù)值越大，意味著這座城市的海岸線生態(tài)連通性越小，生態(tài)系統(tǒng)破碎化越嚴(yán)重，修復(fù)難度也越大。

9 德克雷烏斯角自然公園自然演替過程的NDVI模型（2009年8月16日、2018年8月20日）NDVI model for the self-resilience succession process of the Mediterranean Cap de Creus Natural Park (August 16,2009 and August 20, 2018)

10 塞勒海灘自然演替過程的NDVI模型（1994年8月25日、2018年8月2日）NDVI model for the self-resilience succession process of the Saler Beach (August 25, 1994 and August 2, 2018)

6 結(jié)論與啟示

本研究通過遙感技術(shù)精準(zhǔn)且高效地揭示了多維時(shí)間以及地域尺度下的地中海西北海岸線生態(tài)系統(tǒng)土地利用演化規(guī)律，從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了多維度聯(lián)動(dòng)解析的突破性創(chuàng)新。同時(shí)通過應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)理論，對(duì)海岸線生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)控新的理論體系進(jìn)行探索[21]。經(jīng)過對(duì)全球海岸線以及地中海西北海岸線用地性質(zhì)時(shí)空演化模型規(guī)律的推演，總結(jié)出針對(duì)海岸線生態(tài)連通性的相關(guān)結(jié)論與啟示。

1）通過對(duì)大尺度下全球海岸線森林碳儲(chǔ)量演化規(guī)律的解析，揭示了沿海城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的縮減對(duì)于海岸線生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)意義重大，并直接影響著城市的生態(tài)安全及其生態(tài)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)。在中小尺度下，對(duì)地中海西北海岸線上的代表城市菲格拉斯市和瓦倫西亞市海岸線2個(gè)時(shí)間跨度的NDVI模型進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)當(dāng)被修復(fù)的海岸線進(jìn)入自然演替進(jìn)程中時(shí)，自然連通性的復(fù)原對(duì)于周邊環(huán)境的依賴性極大。其制約因子不僅僅局限于沿海城市的擴(kuò)張速度和范圍，氣候變化、產(chǎn)業(yè)帶來的污染等都將會(huì)成為未來沿海城市海岸線修復(fù)與演替的關(guān)鍵性干擾因子，這些已成為海岸線生態(tài)系統(tǒng)面臨的新的挑戰(zhàn)。

2）從景觀生態(tài)學(xué)景觀格局視角出發(fā)，發(fā)現(xiàn)：地中海西北海岸線幾個(gè)項(xiàng)目點(diǎn)位的成功修復(fù)意味著海岸線斑塊實(shí)現(xiàn)了自然復(fù)原力的恢復(fù)。然而斑塊的成功修復(fù)并不意味著整條海岸線生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。在此問題上，可以借鑒美國的海岸線修復(fù)項(xiàng)目，該項(xiàng)目對(duì)全美海岸線上（包括錢伯斯灣、弗拉姆博礦、納帕·索諾瑪沼澤、班頓沼澤等）的近16 hm2濕地進(jìn)行修復(fù)。這些案例不僅僅是獨(dú)立的修復(fù)案例，事實(shí)上，這些修復(fù)項(xiàng)目形成了一個(gè)生態(tài)恢復(fù)系統(tǒng)，將斑塊、廊道、基質(zhì)連接在一起，實(shí)現(xiàn)真正意義上的生態(tài)連通性的修復(fù)。

對(duì)全球海岸線現(xiàn)狀的分析，啟示我們必須加強(qiáng)海岸線生態(tài)系統(tǒng)連通性的監(jiān)控，對(duì)優(yōu)化沿海城市生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)通性提出準(zhǔn)確科學(xué)的可量化評(píng)判參數(shù)和改進(jìn)措施，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的海岸線生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，構(gòu)建可持續(xù)的沿海城市生態(tài)安全屏障。

注釋(Notes)：

① 地中?，F(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)是建筑學(xué)專有名詞，發(fā)源于地中海地區(qū)的鄉(xiāng)土傳統(tǒng)建筑，盛行于20世紀(jì)初整個(gè)歐洲，多出現(xiàn)于現(xiàn)代主義建筑與私有領(lǐng)地中。

② 根據(jù)Landsat衛(wèi)星獲取的遙感圖像，在全球范圍內(nèi)將沙丘分為5種基本類型：新月形、線性、星形、圓頂形和拋物線形。新月形是地球和火星上最常見的沙丘形式，通常沙丘滑動(dòng)面位于沙丘的凹面。該類型沙丘是由從一個(gè)方向吹來的風(fēng)形成的，相比其他類型的沙丘，風(fēng)在新月形沙丘表面上的移動(dòng)速度最快。

③ 森林生物質(zhì)是森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)與代謝過程長期積累的結(jié)果，是森林生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的能量基礎(chǔ)和物質(zhì)來源，包括林木的生物量（根、莖、葉、花果、種子和凋落物等的總重量）和林下植被層的生物量。森林生物質(zhì)的定量估算為全球碳儲(chǔ)量、碳循環(huán)研究提供了重要的參考。

④ NDVI是一個(gè)數(shù)值指標(biāo)，用于分析遙感觀測(cè)所得到的信息。NDVI通常是用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)計(jì)算，用來評(píng)估目標(biāo)地區(qū)綠色植被的生長狀況。NDVI之值介于-1～1：負(fù)值表示地面覆蓋為云、水、雪等，對(duì)可見光高反射；0表示有巖石或裸土等；正值表示有植被覆蓋，且數(shù)值隨覆蓋度增大而增大。

圖表來源(Sources of Figures and Table)：

圖1由EMF事務(wù)所提供；圖2由Ministerio para la Transición Ecológica提 供；圖3由Alfredo Fernández de la Reguera提供；圖4由作者繪制；圖5由作者通過對(duì)ORNLDAAC機(jī)構(gòu)提供的基礎(chǔ)衛(wèi)星數(shù)據(jù)源進(jìn)行遙感反演模型構(gòu)建繪制；圖6～9由作者通過對(duì)Landsat 8、Landsat 7以及Landsat 5衛(wèi)星、哥白尼sentinel衛(wèi)星雷達(dá)的原始數(shù)據(jù)第1～7波段進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)提取并構(gòu)建模型繪制；圖10、11根據(jù)Landsat5、Landsat 7、Landsat 8衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、建模并繪制；表1由作者繪制。