海南八门湾红树林生态系统不同退化程度分布特征_宿少锋.pdf

学术研究 A c a d e m i cR e s e a r c h3 6 F O R E S TS C I ENC EANDT E CHNO L O G Y二二三年第五期 林业科技通讯海南八门湾红树林生态系统不同退化程度分布特征*宿少锋1,2,许封朝3,林之盼1,2,王小燕1,2,雷湘龄1,2,薛 杨1,2(1.海南省林业科学研究院 海南省红树林研究院,海口 5 7 1 1 0 0;2.海南文昌森林生态系统国家定位观测研究站,海南 文昌 5 7 1 3 0 0;3.海南清澜红树林省级自然保护区,海南 文昌 5 7 1 3 0 0)摘要:利用“压力-状态-响应”(P S R)模型,构建海南红树林生态系统退化程度评价指标体系,并采用综合指数法对八门湾红树林不同区域进行退化评价。结果表明:八门湾红树林生态系统出现明显退化,其中轻度退化面积为1 6 1.4 2h m2,占八门湾红树林总面积的7.7 7%,中度退化红树林面积为6 1.6 8h m2,占八门湾红树林总面积的2.9 7%,未出现重度和极度退化。关键词:红树林;退化程度;评价指标;八门湾中图分类号:Q 9 4 8 文献标识号:A文章编号:2 0 9 70 2 8 5(2 0 2 3)0 50 0 3 60 5D O I:1 0.1 3 4 5 6/j.c n k i.l y k t.2 0 2 3.0 3.0 1.0 0 0 1*海南省科技计划项目(KY Y S-2 0 2 1-2 3),国家林业公益性行业科研专项(2 0 1 3 0 4 3 2 0)。第一作者:宿少锋(1 9 8 5-),硕士,林业工程师,主要从事森林生态监测研究。E-m a i l:s 3 9 6 4 8 7 0 0 51 6 3.c o m通信作者:薛 杨(1 9 6 3-),硕士,研究员,主要从事森林生态监测研究。E-m a i l:x u e 1 3 3 0 7 5 3 9 9 8 91 6 3.c o m 近年来,随着沿海区域经济高速发展,人类不合理的开发利用,近海海水污染、生活区域扩建、水产养殖、旅游业发展,使我国红树林面积急剧减少,红树林生态系统出现大面积的退化1。据统计,全球约有3 5%的红树林生态系统由于环境压力和人为干扰出现功能退化或丧失2,滨海红树林湿地生态系统的退化与修复研究成为全球关注的热点。红树林生态系统在净化海水、防风消浪、固碳储碳、维护生物多样性等方面发挥着重要作用,一些学者对滨海红树林生态系统开展了大量研究,但主要集中在红树林功能价值、红树林修复、红树林保护方面3-5,对于退化红树林评价方面的研究还比较少。近年来,我国开展退塘还林、蓝色海湾等红树林保护项目,营造红树林面积达20 3 5h m2,红树林保护取得良好效果,但仍然存在外来生物侵害、生态环境恶化等现实问题,制约了红树林生态系统的发展6。开展区域红树林生态系统进行退化评价对于保护红树林生态系统具有重要的现实意义。八门湾红树林是海南岛最主要的红树林分布区之一,也是我国红树林品种最丰富的区域。八门湾红树林湿地风光旖旎,景观优美,具有重要的生态功能,对于景观保护、旅游业发展具有重要作用。本研究以八门湾红树林为研究对象,通过建立评价体系,对八门湾红树林进行不同退化程度区划,以期为对八门湾红树林湿地资源的保护和恢复提供基础材料,对科学制定红树林生态系统保护策略具有重要的科学意义和现实意义。1 研究区概况八门湾红树林湿地位于海南岛文昌市界内清澜港红树林自然保护区(1 9 1 5-2 0 0 9 N,1 1 0 0 2-1 1 0 3 0 E),也是海南岛第二大面积的海岸滩涂湿地。八门湾有文昌江、文教河等8条河流汇入湾内,是典型的泻湖-河口湿地生境,红树林面积达0.2万h m2(3万亩)。八门湾属于热带北缘沿海地带,具有热带和亚热带气候特点,属于热带季风岛屿型气候,自然条件优越,全年无霜冻,年平均气温2 3.2,雨量丰富,常受强热带风暴和台风的影响。2 材料与方法2.1 数据来源污水排放、养殖塘规模等数据来源于文昌市统计年鉴(2 0 1 5、2 0 2 0年)及海南省环境质量公报等统计数据,不同区域红树林面积变化率则采用历年遥感影像红树林面积数据对比,其他生物指标来源于项目组野外现场调查数据。水质指标、土壤指标数据来源于野外采集样本,送具有检测资质的单位测试化验数据。气象数据来源于海南文昌站长期监测数据。红树林保护和管理数据来源于八门湾红树林管理部门统计数据。2.2 评价体系指标体 系(i n d i c a t o rs y s t e m,I S)构 建 是 评 价 红学术研究 A c a d e m i cR e s e a r c hF O R E S TS C I ENC EANDT E CHNO L O G Y3 7 二二三年第五期 林业科技通讯树林湿地 生 态 系 统 退 化 等 级 区 划 的 重 要 手 段7。本文依据所建立的海南红树林湿地生态系 统退化程度评价体系8(评价指标如表1所示),并针对八门湾红树林生态系统退化的因素和八门湾红树林生态系统状态特征,对八门湾红树林退化特征进行评价。表1 基于P S R模型的海南红树林湿地生态系统退化程度评价指标体系目标层准则层因素指标层指标含义指标权重海南红树林湿地退化程度分类评价指标体系压力状态响应人为干扰自然威胁生物指标水质指标气象指标土壤指标红树林湿地管理红树林湿地保护污水排放红树林周边区域养殖污水、生活污水排放情况0.0 8 21养殖塘规模红树林周边区域养殖现状0.0 4 13植物侵害入侵植物或侵害植物面积(如三叶鱼藤、海藻等)0.0 8 78红树林面积变化红树林面积近3年变化情况0.1 0 80生长状态红树林生长状态和长势0.0 6 32植物物种多样性红树林植物物种数量0.0 3 43鸟类物种多样性红树林区域鸟类物种数量0.0 3 13病虫害有无病虫害现象0.0 3 59红树林破碎化程度红树林分布区域是否破碎化0.0 3 22总磷(T P)红树林水域的总磷含量0.0 2 08氨氮红树林水域的氨氮含量0.0 1 59化学需氧量(C O D)红树林水域的化学需氧量0.0 3 48溶解氧红树林水域的溶解氧量0.0 2 84生物需氧量(B O D 5)红树林水域的5日生物需氧量0.0 3 20降雨量红树林区域多年平均降雨量0.0 4 13气温红树林区域多年平均气温0.0 2 06土壤有机质含量红树林区域土壤有机质含量0.0 2 67土壤重金属含量红树林区域土壤重金属含量0.0 8 02病虫害管理红树林受病虫害后管理0.0 3 37自然灾害管理红树林受台风、热带风暴后管理0.0 3 18管理经费红树林管理经费是否有固定来源0.0 5 08管理人员、制度健全程度红树林管理区域是否有固定管理人员和管理制度0.0 2 10宣传保护红树林网络宣传、悬挂横幅、宣传栏等宣传保护0.0 4 582.3 八门湾红树林退化等级划分标准八门湾红树林湿地作为一种特殊的湿地,其发挥的生态系统 的功能和价 值更加重 要。参 照陈子月等7退化湿地划分标准,对八门湾红树林退化等级进行划分和赋分,共分为5个等级,即未退化(赋分5)、轻度退化(赋分4)、中度退化(赋分3)、高度退化(赋分2)、极度退化(赋分1)。对于无法定量表达的指标,依据评价标准给与赋分,具体赋分方法见表2。2.4 综合指数法评价计算各评价区域的综合指数,并加权求和,最终得出八门湾不同评价区域红树林生态系统退化指数(ME I),根据不同退化程度划分标准(表3),确定不同区域红树林退化等级9。计算公式如下:ME I=ni=1WiPi 式中:Wi为第i个单项指标的评价值(归一化后值),Pi为第i个单项指标的权重值。3 结果与分析3.1 不同退化程度分布特征利用综合指数法计算公式得出八门湾各评价区域退化指标值,通过A r c G I S1 0.2绘制了八门湾红树林生态系统退化度图(图1)。由图1可以看出,八门湾红树林生态系统整体呈现出明显的退化,但不同退化程度分布没有明显特征,不同退化区域呈小区域状,中度退化区主要分布在八门湾东北部和西部区域,轻度退化区域主要分布学术研究 A c a d e m i cR e s e a r c h3 8 F O R E S TS C I ENC EANDT E CHNO L O G Y二二三年第五期 林业科技通讯表2 八门湾红树林生态系统退化评价标准及赋分准则层指标层退化等级及赋分5(未退化)4(轻度退化)3(中度退化)2(重度退化)1(极度退化)压力污水排放无排污有较少排污有少量排污有大量排污有极大量排污养殖塘规模周边无养殖养殖塘规模较小养殖塘规模较大养殖塘规模大养殖塘规模极大植物侵害无植物侵害植物侵害面积2 0%状态红树林面积变化红树林面积不变或加大红树林面积轻微减少2 0%生长状态健康基本健康临界健康不健康病态植物物种多样性植物物种数不变或增多植物物种数减少2 0%鸟类物种多样性鸟类物种数不变或增多鸟类物种数减少2 0%病虫害无病虫害病虫害面积2 0%红树林破碎化程度无破碎化有少量破碎化破碎化一般破碎化较严重破碎化严重总磷(T P)、氨氮、化学需氧量(C O D)、溶解氧(D O)、生物需氧量(B O D 5)海水水质第一、二类标准海水水质第三类标准海水水质第四类标准海水水质超出第四类标准1 0%降雨量年平均降雨量升高或稳定年平均降雨减少量2 0 0mm气温气温稳定或低于年平均气温气温高于年平均气温1.5土壤有机质含量有机质含量增高或稳定(近5年平均含量)有机质含量降低2 0%土壤重金属含量均未超标重金属超标率2 0%响应自然灾害管理及时管理基本到位管理较少管理极少未管理病虫害管理管理及时管理基本到位管理较少管理极少未管理管理经费管理经费充足有固定管理经费有少量管理经费管理经费缺乏无管理经费管理人员、制度健全程度管理人员、管理制度完善管理人员基本完善、管理制度基本完善管理人员缺乏、管理制度不全管理人员严重缺乏、管理制度不全未配备专业管理人员、未建立管理制度宣传保护开展大量宣传保护开展较多宣传保护开展少量宣传保护开展极少量宣传保护未开展宣传保护表3 八门湾红树林生态系统退化程度划分标准及特征描等级表征状态退化指数(M E I)特征描述1未退化(N D)M E I 0.8红树林生态系统结构完整,具有很好的生态功能,受外部环境压力很小,自我调节力强。2轻度退化(L D)0.6 M E I 0.8红树林生态系统结构较完整,具有良好的生态功能,受外部环境压力较小,自我调节力较强。3中度退化(M D)0.4 M E I 0.6红树林生态系统结构遭到破坏,生态功能减弱,受外部环境压力较大,自我调节能力变弱。4重度退化(H D)0.2 M E I 0.4红树林生态系统结构遭到严重破坏,生态功能大部分丧失,受到外部环境压力很大,自我调节能力不足。5极度退化(E D)M E I 0.2红树林生态系统结构已不完整,破碎化严重,生态功能几乎全部丧失,受到外部环境压力巨大,自我调节能力基本丧失。在八门湾西部和南部区域,未出现重度退化和极度退化,但仍需加强红树林管理与保护。由图1和表4还可以看出,八门湾红树林区域有6 3 2.3 8h m2的未评价区域,该区域主要为近年来政府退塘还林和蓝色海湾项目新造红树林。可以看出,近年来,海南加大对红树林等湿地生态系统的保护力度,持续开展退塘还湿、新造红树林、蓝色海湾等保护专项行动1 0。在政府和社会组织的共同努力下,八门湾红树林面积持 续增加,也取 的了良好的成效。学术研究 A c a d e m i cR e s e a r c hF O R E S TS C I ENC EANDT E CHNO L O G Y3 9 二二三年第五期 林业科技通讯图1 八门湾红树林生态系统退化度图由表4可以看出,八门湾红树林生态系统已出现明显退化,退化程度以轻度退化和中度退化为主,未出现高度退化与极度退化区。八门湾未退化红树林面积 为12 2 3.3 6h m2,占 八 门 湾 红