中国红树林监测研究进展与展望
2023-01-15吴后建刘世好贺东北罗为检刘斯垚王昊琼
吴后建 刘世好 贺东北 曹 虹 罗为检 刘斯垚 王昊琼
(1 国家林业和草原局中南调查规划设计院, 湖南 长沙 410014;2 国家林业和草原局红树林监测评估中心, 湖南 长沙 410014)
红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带的木本植物群落(林鹏, 1981),在防风消浪、净化海水、维持生物多样性、固碳储碳和海产品供给等方面发挥着重要作用。我国红树林面积历史上曾达25×104hm2,建国初期约为5×104hm2(国家海洋局, 1996),2000年减少到2.2×104hm2(国家林业局, 2002),2019年恢复至约2.9×104hm2(自然资源部等, 2019)。
近年来,学术界对红树林监测开展了相关研究,取得了一定的成果,并有多篇文献对红树林遥感监测进展进行了综述,但未能全面反映我国红树林监测进展。本文在全面总结我国红树林监测研究现状的基础上,对红树林监测研究进行了展望。
1 研究方法
选择中国学术期刊网络出版总库的期刊作为文献来源。首先,以检索式为“摘要=红树林”进行检索,语言为中文,检索日期为2020年9月10—13日。其次,逐篇精读论文摘要、部分通读全文,判定是否为红树林监测研究论文,删除研究对象为港澳台地区、国外和雷同的文献。最后,共筛选出165篇中文文献。
用EXCEL软件套录,形成论文数据库,提取和记录每一篇论文的题目、发表刊物、发表年份、研究区域和研究主题等信息。最后,采用文献计量学方法对论文进行统计分析(丁学东, 1993)。
2 结果与分析
2.1 发文量分析
从发文量来看,中国红树林监测研究可以分为两个阶段:(1)1988—2007年,年际文献数量少,除2005年发表了6篇文献外,文献数量年均2篇左右;(2)2008年之后,年际文献数量有较大比例的提升,年均达11篇以上,但年文献数量总体仍然偏少。
2.2 来源期刊分布
从文献的期刊来源看,一方面,165篇文献总计涉及97种期刊,说明文献发表期刊范围广泛。另一方面,文献集中在生态、环境、林业等领域期刊,包括《生态学报》6篇;《湿地科学与管理》《厦门大学学报(自然科学版)》《海洋环境科学》《湿地科学》《应用生态学报》《热带地理》各5篇;《国土资源遥感》《生物多样性》《广西科学》《生态学杂志》《安徽农业科学》各4篇。
2.3 研究区域分布
我国红树林主要分布在广东、广西、海南、福建和浙江5省区(不含港澳台),红树林监测研究区域按省发文数量依次为:广东65篇、海南32篇、福建28篇、广西26篇、浙江5篇,总体上反映出红树林监测研究区域与红树林资源现状、辖区的专业科研机构关联密切。
2.4 研究内容
2.4.1 红树林面积和景观格局监测红树林面积和景观格局监测是红树林监测研究的第一大热点,其发文量占32.1%,主要集中于不同时空尺度的红树林面积和景观格局的变化监测及其驱动原因分析。例如,吴培强等(2013)对我国5省区、代华兵等(2014)对广西、杨加志等(2018)对广东、黄文丹等(2010)对福建的红树林面积分别进行监测。陈一萌等(2011)对惠州市、莫权芳等(2014)对北海市铁山港区、刘凯等(2016)对广东镇海湾、崔丽娟等(2010)对福建洛阳江口的红树林面积进行监测,并分析了红树林面积变化原因和驱动因素。但现有红树林面积和景观格局监测研究存在遥感影像分辨率低、时间频率低和缺乏连续性等问题。
2.4.2 红树林生物多样性监测生物多样性监测是红树林监测研究的第二大热点,其发文量占21.8%,主要集中在动植物及微生物种类、群落以及人为活动和生物入侵对生物多样性影响的监测。例如,刘静等(2016)对湛江红树林国家级自然保护区优势乔木群落组成、廖宝文等(2008)对淇澳岛红树林群落进行了监测。郑梓琼等(2020)对福田红树林大型底栖动物、黄德练等(2013)对钦州港红树林鱼类群落、陈菁菁等(2018)对雷州九龙山红树林鸟类、卢学理等(2015)对福田红树林的哺乳动物、李志刚等(2017)对福田红树林的昆虫进行了监测。赵华显等(2020)对红树林沉积物中的微生物群落、范航清等(1998)对英罗港红树林浮游动物分别进行了监测。余日清等(1997)开展了生活污水排放对红树林底栖动物群落影响的监测与评价,赵彩云等(2014)开展了互花米草(Spartina alterniflora)入侵对红树林大型底栖动物群落影响的监测和分析。现有红树林生物多样性监测研究仅在局部地区进行了监测,尚未对某个具体区域的红树林植物、动物、微生物和入侵物种进行综合监测及系统分析。
2.4.3 红树林生态环境监测红树林生态环境监测集中在水环境和土壤环境监测。李鹏山等(2010)开展东寨港红树林国家级自然保护区的水质监测,王雨等(2010)开展了深圳红树林水体营养状态的监测和评价。赵建刚等(2017)开展了深圳湾红树林湿地沉积物中氮的监测、詹妮等(2019)开展了北海市红树林土壤的监测。现有红树林生态环境监测存在研究尺度较小、研究深度不够等问题。
2.4.4 红树林遥感监测不少学者对红树林遥感监测进行综述(李伟等, 2008; 朱耀军等, 2012; 孙永光等, 2013),总结红树林遥感监测的现状、问题和发展建议,在一定程度上推动了红树林遥感监测研究,但仍未提出基于高时空分辨率和快速提取变化信息的红树林遥感监测方案和技术规程。
2.4.5 红树林保护恢复成效监测红树林保护恢复成效监测研究内容主要包括恢复的面积和规模监测、恢复综合成效监测、引种试验效果和树种适应性监测、恢复对生物多样性影响监测。例如,张怀清等(2008)开展了洛阳江河口红树林恢复效果监测,徐华林等(2012)对深圳海滨红树林恢复效果、冯雪萍等(2017)对环三都澳湿地水禽红树林自然保护区的保护效果进行了监测,许方宏等(2013)对雷州半岛前沿恶劣潮间滩涂红树林造林树种的适应性进行了监测,李伟等(2010)开展了洛阳江口红树林恢复对蟹类密度影响的监测和分析。目前,红树林保护恢复成效监测研究尺度较小、缺乏红树林保护恢复成效监测技术标准和规程的研究。
2.4.6 红树林生物地球化学监测红树林生物地球化学监测研究内容主要集中在红树林凋落物监测和碳循环监测。卢昌义等(1988)开展了九龙江口秋茄(Kandelia obovata)红树林群落凋落物的动态监测,康文星等(2008)开展了广州市红树林与大气二氧化碳交换的动态监测。红树林生物地球化学监测研究少、成果少,但红树林生物地球化学监测对红树林保护修复、碳达峰和碳中和等方面具有重要意义,亟需加强相关研究。
2.4.7 红树林生态效益监测红树林生态效益监测研究内容主要包括红树林水质净化效益、防风效益、消波防浪效益和温湿度效益监测等方面。杨琼等(2014)开展了红树林对养殖污水净化效益的动态监测,楼坚等(2009)开展了东寨港海桑海桑(Sonneratia caseolaris)、无瓣海桑(Sonneratia apetala)红树林生态系统防风效应动态监测,王旭等(2012)开展了海桑—无瓣海桑红树林生态系统的防浪效应动态监测,陶文琴等(2019)开展了广州南沙与珠海淇澳红树林温湿度效应的动态监测。红树林生态效益监测研究较少、定量监测研究更少,对展示红树林的生态功能和生态价值变化缺乏支撑。
2.4.8 红树林灾害灾情监测红树林灾害灾情监测研究内容主要为病虫害监测。张锦新等(2006)对深圳人工种植的海桑、蜡烛果(Aegiceras corniculatum)和秋茄的病虫害进行了监测,范航清等(2014)对东寨港的团水虱(Sphaeromadae)及其危害进行了监测,刘俊武等(2017)对福田红树林海榄雌瘤斑螟(Acrobasis sp)及其危害进行了监测,韦江玲等(2019)对山口国家级红树林自然保护区15 a的红树林虫害进行了监测研究。红树林灾害灾情监测缺乏系统性和连续性,不利于掌握全国红树林灾害灾情等情况。
2.4.9 红树林生理生态监测红树林生理生态监测研究主要包括蒸腾作用、生理特征、光合作用和固碳能力等方面。雷泽湘等(1995)对九龙江口秋茄的蒸腾作用及其季节性变化进行了动态监测,马小伟等(2013)对乐清市乐清湾不同季节、不同树龄秋茄的生理特征进行了监测和比较,李林锋等(2015)对湛江市特呈岛的白骨壤(Avicennia marina)、红海榄(Rhizophora stylosa)、木榄(Bruguiera gymnorhiza)、蜡烛果和秋茄5种红树林树种的光合作用及其光合固碳能力进行了监测研究,阎光宇等(2016)对漳江口红树林国家级自然保护区中的秋茄茎流特征及其影响因子进行了监测研究。红树林生理生态监测在空间尺度上未开展全国监测、在生态系统尺度上未开展全面监测。
3 展望
中国红树林监测研究取得了重要进展,但仍存在一些不足,今后应重点加强以下研究:
(1)红树林综合监测体系研究。研究构建基于“天地空”一体化的监测体系,开展全国尺度包括景观生态学、红树林生态系统、生物多样性和红树林分子生态学在内的综合监测。
(2)红树林监测技术标准研究。目前,我国只出台了《红树林生态监测技术规程》和《红树林湿地健康评价技术规程》等规程。今后,应该加强《红树林遥感监测技术标准》《红树林生物多样性监测技术规程》《红树林保护和恢复成效监测技术规程》《红树林灾害灾情监测技术规范》等研制。
(3)红树林综合集成监测方法和技术体系研究。在集成现有红树林监测方法和技术的基础上,加强红树林监测高新技术的应用研究,将大数据、物联网、人工智能等技术应用于红树林监测研究中。
(4)红树林监测管理信息系统研建。以信息技术为依托,以地理信息系统为平台,以遥感卫星影像图和地形图等为基础信息源,以红树林监测图斑为主要信息源,研建红树林监测管理信息系统,实现对红树林监测信息的存储、展示、统计、编辑、更新和对比分析。
(5)红树林演变全过程监测研究。红树林监测不仅局限于某个区域红树林的某个时间点的监测,应开展一定频次的红树林演变全过程监测,包括红树林生长的每个阶段状况、生物群落与生态环境的相互影响和响应、生物地球化学、生理生态和保护恢复成效等。