东台市滨海湿地围垦影响的定量评估

王 华,王建华,潘玉雯,蔡春梅

(东台市林业中心,江苏 东台 224200)

研究滨海湿地面积动态变化及空间格局,评估湿地保护效果,是湿地保护和可持续发展的核心内容,由此引起了研究者的持续关注。马田田等人研究认为1990—2008年期间,围填海活动是中国滨海湿地萎缩的主要驱动因子[1];杨杰峰等人认为土地利用的变化对整个湿地生态系统影响最为显著,围垦是导致滨海湿地面积减少的主要因素[2];张濛等人研究发现近20 a来江苏过快的围垦速度在降低自然滨海湿地质量的同时,新围垦湿地的质量也大幅下降[3];王静等人认为湿地围垦会造成水质净化、气体调节和栖息地生态服务价值的损失[4]。以往对滨海湿地人为干扰的研究，大多集中于省级以上区域范围,对县级行政区域滨海湿地围垦影响的研究相对较少,而县级区域是湿地保护和利用政策的基础层面，而对湿地人为干扰的定量研究也较少。本研究以沿海开发重要区位的东台市滨海湿地为对象,通过对东台市2008—2016年间滨海湿地资源变化情况调查分析,定量评估围垦等人为干扰方式所导致东台市滨海湿地损失的程度,对沿海开发过程中的滨海湿地资源保护与可持续发展具有一定的意义。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

东台市地处江苏省东部沿海,位于东经120°07′—120°53′、北纬32°35′—32°57′。其海岸线长54 km,为堆积性粉砂淤泥质海岸,温暖湿润-半湿润季风型气候,属于江、淮冲积、海积平原区[5]。年平均气温14.5 ℃,年均降水量1 059.8 mm,多集中在6—9月,具雨热同季特点,无霜期220 d,日照2 231.9 h。

1.2 研究范围

本研究范围为《盐城市人民政府关于界定盐城市海岸线的通知》(盐政发〔2006〕260号)公布的东台市海岸线以东的近海与海岸湿地,重点研究东台市2006年与2016年间围垦影响的湿地斑块(如图1)。

图1 研究范围湿地斑块

1.3 研究方法

通过对2008,2012,2016年间的3期Landsat-7卫星识别,利用GPS等定位工具,建立起直观影像特征和地面实况的对应关系;依据对应关系,利用湿地土地利用现状图以及其他有关资料,分析遥感影像上反映的色彩、形状、纹理、地域分布等特征与相应判读类型之间的相关关系,建立遥感解译标志。参考有关文献、地面调查资料等,在Arcgis 10.2软件支持下,提取2009年完成的全国第2次湿地资源调查获得的东台市近海与海岸湿地资源矢量数据,将相关地理图层叠加显示,全面分析3期遥感影像数据的色调、纹理、地形等变化特征,准确区分判读类型,以面状图斑和线状地物分层勾绘变化湿地斑块。

对各变化湿地斑块汇总分析,得出发生变化的湿地面积(单位为公顷,保留整数)、湿地型、变化区域、保护方式等信息,进而研究东台市2008—2016年间近海与海岸湿地面积动态变化及时空格局,对比并分析受保护湿地和未受保护湿地受损情况。

图2 东台市滨海湿地遥感影像(2008—2016年)

2 结果与分析

2.1 近海与海岸滨海湿地人工围垦后的面积动态变化

以2008年作为对照,2008年至2012年期间和2012年到2016年海岸线因围垦变化情况见图2。其中2009年到2010年围垦仓东垦区,面积1 387 hm2;2011年到2012年围垦条子泥垦区南片,面积2 117 hm2;2014年到2015年间围垦蹲门垦区东侧,面积255 hm2;其余围垦工程都为2013年到2014年间进行,面积6 784 hm2。2009—2016年间,东台市近海与海岸湿地面积减少10 543 hm2(见表1),减幅达4.98%。东台市滨海湿地由北至南每年淤长54—180 m[6],2009—2016年间约淤长5 185 hm2,围垦面积是淤长面积的203.34%。

表1 2008—2016年东台市滨海湿地面积动态变化

以时段来比较,2009—2012年的4 a间,滨海湿地面积减少3 649 hm2,而2012—2016年的4 a间,因国家海洋局批准条子泥匡围工程项目的实施,滨海湿地面积减少较多,达到6 894 hm2,说明后期围垦比前期围垦加剧。

以围垦的湿地类型比较,浅海水域离海岸线较远,在现有经济技术条件下,围垦后土地资源利用价值不大,目前未受围垦影响。淤泥质海滩8 a减少湿地面积8 730 hm2,但减幅只有6.40%;而潮间盐水沼泽，尽管8 a内湿地面积只减少1 813 hm2,但减幅高达31.99%。说明围垦面积最大的区域是淤泥质海滩,减幅最大的区域是潮间盐水沼泽。

2.2 近海与海岸湿地人工围垦后的区域空间变化

东台近海与海岸湿地人为干扰区域可分为北区、中区、南区3个区域。

北区包括蹲门垦区和金川垦区,北至东台市与盐城市大丰区交界处,南至梁垛河入海口。北区2008年前滨海湿地被围垦前植被以互花米草、碱蓬为主,围垦活动将互花米草/碱蓬群落变为养殖水面等人工湿地,互花米草群落不断侵占原来的光滩;而后又继续围垦,不断利用滨海湿地资源(见图3)。该区域起围高程约3.5 m,围垦总面积为1 960 hm2。围垦后土地利用形式主要为养殖水面。围垦后堤坝外大多为淤泥质海滩,湿地植被以互花米草为主。

图3 北区滨海湿地人工围垦干扰前后对比影像

图4 中区滨海湿地人工围垦干扰前后对比影像

中区包括仓东垦区和条子泥垦区,北至梁垛河入海口,南至方塘河入海口。中区2008年前滨海湿地被围垦前植被以互花米草和光滩为主,围垦活动分2期进行,一期为仓东垦区围垦,大多通过围垦将互花米草群落变为养殖水面等人工湿地;二期为条子泥垦区围垦,大多为光滩直接围垦(见图4)。该区域一期工程起围高程约3.0 m,二期约2.0 m,围垦总面积为7 957 hm2。围垦后土地利用形式主要为水面养殖,部分改良为耕地;围垦区域范围内新建了一些风力、光伏发电项目。围垦后堤坝外大多为淤泥质海滩,湿地植被较少,互花米草逐渐入侵。

南区为方南垦区,北至方塘河入海口,南至东台市与南通市交界处海域。南区2008年前滨海湿地被围垦干扰前植被以碱蓬群落为主,围垦后围垦区外侧逐渐转变为互花米草群落或光滩(见图5)。该区域起围高程约2.5 m,围垦总面积为626 hm2。围垦后土地利用形式主要为养殖水面;围垦区域范围内新建了一些风力、光伏发电项目。围垦后堤坝外为淤泥质海滩,湿地植被较少,部分区域互花米草大量入侵。

图5 南区滨海湿地人工围垦干扰前后对比影像

2.3 近海与海岸湿地人工围垦后的空间利用格局

围垦干扰湿地后大部分土地含盐量较高,不能立即用于工农业生产,往往需要改良。被围垦的湿地大多转变为人工湿地,用于农业生产或养殖水面。对照东台市土地利用总体规划,区划为水域及水利设施用地的占68.82%,其中部分盐碱地过重的土地直接引入海水养殖，并逐渐改良至淡水养殖,紧邻大堤的水域，则更多改造为湿地水鸟的高潮栖息地,用于生态修复;盐碱稍轻的土地季节性种植盐碱水稻或其他农作物占29.51%,土地利用总体规划则区划为其他土地;而围垦的大堤营造了以刺槐为主的防护林，少量土地用作为垦区服务的交通运输用地、工矿仓储用地(见表2)，而一些盐碱较高、地势较低的土地,则新建了一些光伏、风力发电项目。

表2 2008—2016年东台市受人工围垦后土地利用现状分类 hm2

经济利用驱动是这一结果的重要原因,水产养殖开发成本相对较小,而且收效较大且收益快。对于盐碱稍轻的土地，逐步通过季节性种植盐碱水稻改良为耕地,可快速解决非农建设占用耕地“占补平衡”的供需矛盾;而用作湿地水鸟高潮栖息地的水域，则是履行生态修复义务的必然要求。

2.4 受保护湿地和非保护湿地保护面积动态变化

东台市滨海湿地中,部分湿地位于江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区范围,面积23 187.2 hm2。为进一步保护滨海湿地资源,2013—2016年,东台市人民政府先后设立了滨海湿地保护小区、高泥淤泥质海滩湿地保护小区、东沙浅海水域湿地保护小区等3个湿地小区,总面积97 806.5 hm2,以湿地保护小区形式对滨海湿地加以保护(见表3)。

未受保护的湿地被围垦面积较大,合计减少8 893 hm2,占东台市滨海湿地总面积的4.20%,被围垦湿地的84.35%,且主要是条子泥垦区实施百万亩滩涂围垦综合开发试验区工程项目而匡围;受保护湿地被围垦的面积相对较小,占东台市滨海湿地总面积的0.78%,大多位于梁垛河北侧,以水产养殖场为主,围垦后转化为人工湿地,因生态区位比较重要,目前正在实施退渔还湿工程。实际调查发现,近2015年以来,受保护的湿地未实施新的围垦工程项目。

3 结论与讨论

3.1 东台市滨海湿地的人为干扰类型主要是围垦

东台市海岸线虽属于淤积型海岸,但随着起围高程的不断降低,淤积速率远远赶不上围垦的速度,主导原因为人类对湿地的围垦和开发利用活动[7]。2008年以后,东台市再次开始对滨海湿地实施大规模围垦工程,2009—2012年间,以自然淤长为主,人为干扰模式主要为“以植被促淤——在淤积区域围垦养殖——围垦区域外继续以植被淤积泥滩”的形式循环往复;2012—2016年间,人为干扰模式主要为人工机械围填,围垦区域以光滩为主。被围垦的湿地在土地利用上，表现为快速向养殖水面、耕地转化。围垦前期土地高度盐碱化，导致其作为农田的可利用程度很低,而养殖水面对土壤条件的要求不高,将新开垦的土地用作渔业养殖是一种更具经济、效率的利用方式;而围垦后期,随着土壤盐分下降,肥力提高,能够种植一些耐盐作物后,鱼塘逐渐被农田所取代,进而转变为耕地。

3.2 围垦已导致东台滨海湿地的景观变化

滨海湿地被围垦后,湿地斑块形式更加简单、规整,湿地生态景观多样性降低;而互花米草的入侵，则进一步加速了泥滩淤积,缩短了围垦的周期。2012—2016年的4 a间,东台市滨海湿地减少的面积达6 894 hm2,占8 a来减少的滨海湿地面积的65.39%。相比而言,对受保护的湿地，由于执行了相关政策,减少的面积及比例均比未受保护的湿地明显较低,这也与江苏省委、省政府将提升自然湿地保护率纳入生态文明建设目标考核的目的相一致。

表3 2008—2016年东台市滨海湿地受保护湿地面积动态变化

保护形式浅海水域淤泥质海滩潮间盐水沼泽2008年面积/hm22016年面积/hm2变化面积/hm2百分比/%2008年面积/hm22016年面积/hm2变化面积/hm2百分比/%2008年面积/hm22016年面积/hm2变化面积/hm2百分比/% 江苏盐城珍禽国家级自然保护区1 4331 4330030 49029 148-1 342-4.401 235927-308-24.94 东台市滨海湿地保护小区37 90737 9070017 07717 07700 东沙浅海水域湿地保护小区15 57615 57600 高泥淤泥质海滩湿地保护小区27 24627 24600 受保护湿地54 91654 9160074 81373 471-1 342-1.791 235927-308-24.94 未受保护湿地14 67414 6740061 51954 131-7 388-12.014 4332 928-1 505-33.95 总计69 59069 590136 332127 602-8 730-6.405 6683 855-1 813-31.99

在现有的经济技术条件下,围垦活动对浅海水域这一湿地类型暂未有直接的影响;围垦减少了淤泥质海滩这一湿地类型的面积最大,而潮间盐水沼泽这一湿地类型所占比例较大,因这2个类型湿地紧邻海岸线,围垦成本也最小,因此很值得关注。对被围垦的湿地,应当及时采取修复和保护措施,以减少对滨海湿地生态环境的破坏。