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海岸帶作為陸地和海洋的交接地帶，是陸地系統(tǒng)與海洋系統(tǒng)相連接、交叉和復(fù)合的地理單元［1］，作為資源條件最豐富和區(qū)位優(yōu)勢最明顯的地球表面最為活躍的自然區(qū)域，同時(shí)也是生態(tài)脆弱、災(zāi)害較多、全球環(huán)境變化影響最為敏感的地帶［2］，海平面上升、濕地喪失、生物棲息地及環(huán)境惡化、生態(tài)系統(tǒng)退化以及災(zāi)害加劇等現(xiàn)象日益加?。?］。海岸帶作為各大圈層的界面，是地球系統(tǒng)科學(xué)研究的極佳切入點(diǎn)［4］，為此，有關(guān)國際組織針對(duì)海岸帶區(qū)域發(fā)起了一系列重要的研究及行動(dòng)計(jì)劃［5］，例如，LOICZ（Land－OceanInteractions in the Coastal Zone）、JGOFS（JointGlobal Ocean Flux Study）、SUCOZOMA（Sustain－able Coastal Zone Management）、GPA（the GlobalProgram of Action for the Protection of the MarineEnvironment from Land－Based Activities）等，同時(shí)IGBP（International Geosphere－Biosphere Pro－gram）和IHDP（International Human DimensionProgramme）都把海岸帶的陸－海相互作用（LOICZ）作為重要的子計(jì)劃［6］，把區(qū)域土地利用變化作為全球變化研究的一個(gè)重要方面［7］。對(duì)海岸帶及其土地利用變化的分析研究體現(xiàn)了陸－海－人三大系統(tǒng)交互作用的動(dòng)力機(jī)制［8］，有利于落實(shí)和調(diào)整“人地關(guān)系”這一地理學(xué)的中心問題［9］以及地理學(xué)研究的不斷深化，因此日漸成為全球許多國家和學(xué)術(shù)界廣為關(guān)注和研究的熱點(diǎn)問題之一［10］。作為全球生態(tài)環(huán)境變化最為敏感的地區(qū)之一，海岸帶土地利用變化會(huì)影響海岸帶多種資源與生態(tài)過程發(fā)生改變［11］，進(jìn)而引起各種營養(yǎng)元素與污染物在河口海岸的富集［12］，間接導(dǎo)致地下蓄水層和海岸帶水質(zhì)污染［13］等。 近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷加速發(fā)展，人們在海岸帶進(jìn)行了大規(guī)模土地資源開發(fā)利用活動(dòng)，使得海岸帶面臨的壓力越來越大，土地資源和生態(tài)環(huán)境發(fā)生了前所未有的變化，出現(xiàn)許多有礙于可持續(xù)發(fā)展的問題。對(duì)海岸帶土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境的影響研究有助于從理論和實(shí)踐層面了解其對(duì)全球變化的影響和作用，有利于對(duì)全球物質(zhì)循環(huán)及近海水質(zhì)狀況進(jìn)行跟蹤調(diào)查，制定相應(yīng)的調(diào)控措施，因此，研究海岸帶土地利用變化及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響對(duì)于了解區(qū)域的生態(tài)環(huán)境演變乃至全球變化具有重要的意義［14］，需及時(shí)、準(zhǔn)確、高效地掌握海岸帶土地利用變化信息及環(huán)境效應(yīng)響應(yīng)狀況，以實(shí)現(xiàn)海岸帶土地資源的有序利用和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，最終為實(shí)現(xiàn)海岸帶地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)。 1 海岸帶土地利用變化在全球變化研究中的地位和作用 土地利用是指人類對(duì)土地自然屬性的利用方式和利用狀況，包含著人類利用土地的目的和意圖，是一種基本的人類活動(dòng)［15］。人類根據(jù)一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)目的，采取一定的生物和技術(shù)手段，對(duì)土地資源進(jìn)行長期性或周期性的開發(fā)利用、改造和保護(hù)等的經(jīng)營，把土地的自然生態(tài)系統(tǒng)改變?yōu)槿斯ど鷳B(tài)系統(tǒng)［16］。土地利用變化客觀記錄了人類改變地球表面特征空間格局的活動(dòng)［17］，再現(xiàn)了地球表面景觀的時(shí)空動(dòng)態(tài)過程［18］，其與生物多樣性減少、生態(tài)環(huán)境演變、全球氣候變化、生態(tài)安全水平以及人類與環(huán)境之間相互作用的可持續(xù)性等密切相關(guān)。土地利用變化作為全球變化的重要組成部分和主要原因，自20世紀(jì)90年代以來日益受到國際組織和世界各國的普遍關(guān)注，目前已成為國際上和我國全球變化研究的前沿和熱點(diǎn)［19］，在土地資源的合理利用、開發(fā)與保護(hù)，以及生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展等方面起到了重要作用。土地利用變化影響著陸地生態(tài)系統(tǒng)的地理分布格局及其生產(chǎn)力，是人類與地球環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量交互作用的重要表現(xiàn)形式［20］，客觀反映了人類改變地球生物化學(xué)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、產(chǎn)品與服務(wù)的供應(yīng)，再現(xiàn)了陸地表面的時(shí)空變化過程［21］。目前學(xué)術(shù)界集中研究的全球變化，是由一系列過程和現(xiàn)象各異的區(qū)域變化所組成，是區(qū)域生態(tài)與環(huán)境危機(jī)的集中體現(xiàn)［22］，土地利用變化已逐漸成為誘發(fā)全球變化的主要驅(qū)動(dòng)力［23］。不同區(qū)域?qū)θ蜃兓呢暙I(xiàn)程度與響應(yīng)狀況存在明顯差異，選擇兼具全球意義和地區(qū)特色的區(qū)域進(jìn)行個(gè)例研究，最后形成能代表不同區(qū)域類型的土地利用變化特征，揭示研究區(qū)土地利用變化的過程和內(nèi)涵［24］，可有效解決全球變化的實(shí)際應(yīng)用問題［25］，降低生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。 區(qū)域內(nèi)土地利用變化情況在一定程度上反映了區(qū)域內(nèi)人類活動(dòng)的影響程度和活動(dòng)強(qiáng)度。近些年來，隨著大量人口向海岸帶沿線地區(qū)的涌入，海岸帶地區(qū)城市化進(jìn)程加速發(fā)展，導(dǎo)致人類對(duì)海岸帶土地開發(fā)利用的規(guī)模和強(qiáng)度開始變大。海岸帶土地利用變化對(duì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在：①由于海岸帶大幅度的土地開發(fā)利用，使得海岸帶濕地面積大幅度減少，直接影響了大氣中溫室氣體的含量變化，進(jìn)而累積影響至全球范圍，使得全球氣候變暖，造成海平面上升；②由于海岸帶土地利用變化導(dǎo)致的全球氣候變暖和海平面的上升，使得海岸線向陸地遷移，與此同時(shí)，由于土地利用變化導(dǎo)致的海岸帶沖淤平衡受到破壞，土地利用變化為海岸帶貢獻(xiàn)了用于海岸地貌塑造、沖淤演變的大量豐富泥沙物質(zhì)，使岸線發(fā)生遷移，向海推進(jìn)；③由于土地利用變化造成各種營養(yǎng)元素與污染物質(zhì)在河口海岸富集，致使近海水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，赤潮時(shí)有發(fā)生，同時(shí)造成地下蓄水層和海岸帶水質(zhì)污染等；④海岸帶土地利用變化雖然提高了海岸生物的生產(chǎn)力，但城市擴(kuò)張、圍墾等一系列城市化活動(dòng)減少了濕地、灘涂面積，一定程度上破壞了生物多樣性。與此同時(shí)，土地利用變化引起入海泥沙、有毒污染物的通量變化，也在一定程度上破壞了生物多樣性［26］。綜上所述，針對(duì)海岸帶地區(qū)土地利用變化及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究，對(duì)研究全球氣候變化、海平面上升、陸地與海洋交互作用及由此引起的岸線變遷、入海營養(yǎng)鹽和懸浮物及沉積物等的物質(zhì)通量變化、海岸帶生物多樣性，海岸帶區(qū)域乃至整個(gè)全球C、N等物質(zhì)總循環(huán)等都具有十分重要的意義。海岸帶作為陸海相互作用的特殊區(qū)域，針對(duì)海岸帶土地利用變化及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究在全球變化研究中具有重要的地位。#p#分頁標(biāo)題#e# 2 國內(nèi)外海岸帶土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)研究進(jìn)展 2．1 海岸帶土地利用變化研究進(jìn)展 國內(nèi)外開展的土地利用變化研究，研究層面主要集中在全球和區(qū)域兩個(gè)范圍。目前研究的重點(diǎn)已經(jīng)由全球范疇轉(zhuǎn)移至區(qū)域范圍，依據(jù)不同方法，通過對(duì)大量不同區(qū)域、不同尺度案例的分析和實(shí)證比較，探討研究土地利用變化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。研究區(qū)域主要集中于城市用地［27］、牧草地［28］、農(nóng)業(yè)用地［29］等一些典型地區(qū)、熱點(diǎn)地區(qū)及環(huán)境脆弱區(qū)［30］。國內(nèi)外許多專家和學(xué)者［31］從多學(xué)科不同角度、側(cè)面、層次上對(duì)海岸帶土地利用變化進(jìn)行了研究與嘗試，主要研究工作集中于海岸帶土地利用變化研究的物質(zhì)通量變化與C、N元素循環(huán)等方面。 2．1．1 海岸帶土地利用變化驅(qū)動(dòng)力研究 運(yùn)用多種土地利用變化指數(shù)模型及其圖示表達(dá)，韓磊等［32］分析和揭示了美國海岸帶土地利用變化時(shí)空特征，總結(jié)了20世紀(jì)后半葉，美國海岸帶土地利用時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)因素，發(fā)現(xiàn)海岸帶區(qū)域土地利用在結(jié)構(gòu)特征、數(shù)量變化、時(shí)空動(dòng)態(tài)特征等方面明顯不同于美國48州，近50a來，人口、經(jīng)濟(jì)和政策因素是美國海岸帶區(qū)域土地利用變化的主要因素。以TM影像數(shù)據(jù)作為信息源，獲取我國南方沿海地區(qū)土地利用狀況及其變化信息，分析海南、福州和廣州等地區(qū)土地利用變化特征和驅(qū)動(dòng)機(jī)制，總結(jié)得出，研究區(qū)土地利用變化主要受城鎮(zhèn)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素影響［33～35］。朱會(huì)義等［36］利用遙感和GIS方法，對(duì)環(huán)渤海地區(qū)1985～1995年土地利用變化情況進(jìn)行空間分析和統(tǒng)計(jì)分析，確認(rèn)土地管理政策、人均居住用地的增長、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及城市擴(kuò)張是研究區(qū)域土地利用變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。通過對(duì)東部沿海地區(qū)土地利用變化情況進(jìn)行分析，依靠空間信息分析手段，研究發(fā)現(xiàn)，人口增長、政策因素、工業(yè)化與城市化水平提高、經(jīng)濟(jì)高速增長和農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步是浙江省和上海市土地利用變化的主要驅(qū)動(dòng)因素［37，38］。歐維新等［39］利用RS和GIS方法分析了鹽城市1983～2001年，海岸帶景觀格局的時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)力因子。分析研究表明，1983～2000年，鹽城市因海岸帶開發(fā)利用加大，使生態(tài)環(huán)境壓力增大、景觀斑塊數(shù)量倍增、斑塊面積大幅度減少、景觀破碎化程度增加，嚴(yán)重威脅鹽城海岸帶生物多樣性。景觀斑塊數(shù)量倍增，平均斑塊面積大幅度減小，景觀基質(zhì)構(gòu)成由比重勢均的人工、自然景觀變成了以耕地、水域?yàn)橹鞯娜斯ぞ坝^。海岸帶景觀異質(zhì)性減弱，表現(xiàn)為多樣性指數(shù)降低、破碎化指數(shù)增大、分維數(shù)減小。同時(shí)研究表明，自然地理?xiàng)l件、人口增長、經(jīng)濟(jì)收益差異、政府政策是導(dǎo)致鹽城海岸帶景觀格局變化及其區(qū)域差異的主要驅(qū)動(dòng)因素。國外學(xué)者針對(duì)海岸帶土地利用變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制也進(jìn)行了大量實(shí)證研究，從自然環(huán)境、人口變化、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面詳細(xì)闡述了土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素［40～42］。綜合國內(nèi)外研究分析成果，海岸帶土地利用變化除了受到氣候、地形、地貌等自然因素的影響以外，更重要的是因?yàn)榇罅客鈦砣丝诘挠咳雽?dǎo)致區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及由此引起的海岸帶地區(qū)快速城市化進(jìn)程的加速，致使海岸帶地區(qū)土地利用發(fā)生了根本變化。 2．1．2 海岸帶土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測 利用多光譜影像數(shù)據(jù)，結(jié)合航片資料，通過特征變異法，對(duì)浙江省土地利用情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測。開展基于衛(wèi)星影像的大比例尺土地利用變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測，可充分利用已有的近期航攝影像，發(fā)揮其高分辨率的優(yōu)勢。研究結(jié)果表明，過去10a浙江省沿海地區(qū)的土地利用／覆蓋方式發(fā)生了顯著變化，這些變化除了體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、建設(shè)用地的數(shù)量增減上，還表現(xiàn)為不同類型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和空間分布的變化［43，44］。劉高煥等［45］通過分析黃河三角洲整體的發(fā)育過程、新生濕地自然生態(tài)演替過程（1984～2000年）以及40a人類對(duì)土地利用的變化過程（1956～1996年），研究黃河三角洲土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測與海岸帶綜合管理。針對(duì)黃河三角洲地區(qū)的綜合開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用地學(xué)信息空間分析方法，構(gòu)建了黃河三角洲生態(tài)環(huán)境空間格局與變化過程的研究體系，并對(duì)黃河三角洲發(fā)育演化、海岸帶蝕淤變化、土地利用結(jié)構(gòu)變化、土地鹽堿化等進(jìn)行了系列分析。基于TM和ASTER遙感影像，結(jié)合應(yīng)用多源遙感數(shù)據(jù)，在遙感和地理信息系統(tǒng)處理軟件的支持下，經(jīng)過幾何糾正、圖像裁剪和圖像增強(qiáng)處理后，采用最大似然比法結(jié)合人工目視解譯對(duì)影像進(jìn)行了識(shí)別分類，通過對(duì)我國南部沿海地區(qū)進(jìn)行實(shí)證研究，分析研究區(qū)土地利用變化的過程，包括土地利用變化的數(shù)量、速度、空間轉(zhuǎn)移及其區(qū)域差異等［46～48］。大量分析研究表明，海岸帶地區(qū)土地利用類型和強(qiáng)度發(fā)生了很大變化，究其原因，沿海地區(qū)城市化的迅猛發(fā)展以及由此引發(fā)的大量人口涌入是主要因素。原有的林地、濕地、灘涂等土地利用類型漸漸被建設(shè)用地所覆蓋，一定程度上嚴(yán)重破壞了海岸帶地區(qū)的景觀類型和生態(tài)環(huán)境。 2．2 海岸帶土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境影響研究進(jìn)展 關(guān)于海岸帶土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境影響方面的研究，已有研究層面涵蓋局部地區(qū)、周邊區(qū)域乃至全球，其出發(fā)點(diǎn)是為了更大程度、更加深入地了解和研究影響海岸帶生態(tài)環(huán)境變化的參數(shù)及時(shí)空變化特征，為實(shí)現(xiàn)海岸帶綜合科學(xué)管理提供一定的理論依據(jù)和科學(xué)參考。 2．2．1 海岸帶土地利用變化對(duì)全球變暖、海平面上升的影響 土地利用變化導(dǎo)致大氣中溫室氣體含量發(fā)生改變，而溫室氣體又是影響全球變暖、海平面上升的關(guān)鍵因素。土地利用變化、人口的增加、CO2和CH4排放量的提高使得全球變暖成為全球氣候變化的主要標(biāo)志。研究表明，土地利用變化對(duì)全球大氣CO2含量增加起著重要的作用。在人口高速增長的驅(qū)動(dòng)下，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加速，森林覆被減少速率加快，而森林覆被減少同時(shí)增加了大氣中CO2的含量，全球范圍的土地利用變化使得高生物量的森林系統(tǒng)蛻變?yōu)榈蜕锪康纳鷳B(tài)系統(tǒng)，次生和退化的森林、耕地和牧場向大氣釋放了0．164（±0．4）×1016 g的CO2［49］。N2O雖然是排在CO2和CH4之后的第三大溫室氣體，其對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)約為5％，僅次于CO2的60％和CH4的15％［50］，但研究結(jié)果證明［51］，1mol N2O的增溫效應(yīng)是等量CO2的150～200倍，而且大氣中的N2O具有較長的滯留時(shí)間，同時(shí)參與大氣中許多光化學(xué)反應(yīng)，破壞臭氧層，濃度一旦增加，就難以得到控制和下降。近年來大氣中N2O的濃度正以每年0．2％～0．3％的速度遞增［52］，2001年大氣中N2O的濃度達(dá)到314μg／L［53］，預(yù)計(jì)到2050年大氣中N2O的濃度將達(dá)到350～400μg／L［52］。溫室氣體經(jīng)過長期積累達(dá)到全球范圍，繼而加速氣候變暖的趨勢，最終導(dǎo)致全球氣候變暖和海平面上升。#p#分頁標(biāo)題#e# 2．2．2 海岸帶土地利用變化對(duì)入海物質(zhì)通量的影響 河流是營養(yǎng)物質(zhì)輸入海洋的重要途徑，土地利用變化在一定程度上增加了河流湖泊的營養(yǎng)物質(zhì)含量，研究表明，全球總N的通量為0．292×1012 mol，總P的通量為130×108 mol，溶解N總的河流通量為35×1012 g N／a，顆粒N總的通量為27×1012 gN／a。流域是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，不同的土地利用方式使得營養(yǎng)物質(zhì)被輸出，并經(jīng)過一系列生物物理化學(xué)反應(yīng)后經(jīng)河流輸入海洋。Smith等［54］的研究分析指出，混合農(nóng)田單位面積的溶解N和溶解P輸出總量分別是鄰近林地的2．5和1．6倍。He－tling等［55］在美國東北部研究了營養(yǎng)物質(zhì)輸出輸入平衡，研究發(fā)現(xiàn)占研究區(qū)面積76％的森林是研究區(qū)內(nèi)N流失的主要來源，占輸入總N含量的37％。濕地也是影響入海營養(yǎng)元素流失的主要覆被類型。李秀珍等［56，57］以遼河三角洲為例，從濕地景觀結(jié)構(gòu)角度模擬了葦田對(duì)營養(yǎng)物截留作用的影響。綜合以上研究，森林和濕地等自然覆被，因?yàn)檩敵鰻I養(yǎng)物質(zhì)相對(duì)較少，成為營養(yǎng)物質(zhì)的匯，同時(shí)森林和濕地面積減少，又是入海營養(yǎng)物質(zhì)尤其是N的主要輸入源。由于土地資源的不合理利用，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)土地利用類型發(fā)生變化，致使水土流失、土地退化，伴隨著一定天氣和氣候條件下引發(fā)的洪水，使得河流含沙量增加，最終河流攜帶的懸浮物與沉積物淤積于河口，亦或進(jìn)入海洋，影響著海岸形態(tài)和動(dòng)力條件。全球每年入海泥沙總量為200×108 t，其中約120×108 t是由河流供給。Jagdish等［58］研究了Costarica的Terraba流域土地利用變化與沉積物輸出動(dòng)力間的特征，研究發(fā)現(xiàn)，流域內(nèi)森林砍伐率和農(nóng)業(yè)用地的比重分別與泥沙供應(yīng)因子存在著明顯的線性相關(guān)性。Nelson等［59］對(duì)正在快速城市化的流域土地利用和河流沉積物、懸浮物的相對(duì)影響研究得出，流域內(nèi)人類活動(dòng)尤其是城市快速發(fā)展，使河流年含沙量增加了50％，達(dá)到44t／（km2•a）。Corbett等［60］模擬比較研究了海岸帶林地流域（38hm2）與城市流域（15hm2）流入毗鄰河口的徑流量和泥沙含量，得出的結(jié)果顯示城市流域流出的徑流量與泥沙含量分別是林地流域流出的徑流量與泥沙含量的5．5（±2．7）與5．5（±2．3）倍。綜合以上研究成果，流域入海的泥沙產(chǎn)出及輸移過程雖是在一定天氣和氣候條件下產(chǎn)生的，受自然條件的影響較大，但土地利用變化仍是其主要的驅(qū)動(dòng)因素。農(nóng)作物對(duì)泥沙輸出有一定抑制作用，但長期耕作與農(nóng)業(yè)用地的利用方式變化卻大大促進(jìn)了泥沙的產(chǎn)出［61］。城市內(nèi)雖然產(chǎn)沙較少，但市區(qū)內(nèi)城市化發(fā)展帶來的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)卻對(duì)泥沙輸出有很大的幫助。林地是涵水固沙最好的土地利用類型，但大面積的森林砍伐導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)泥沙含量急劇增加。 2．2．3 海岸帶土地利用變化對(duì)生物多樣性的影響 生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基本條件。海岸帶是生物量最大的生態(tài)系統(tǒng)之一，具有很高的生物生產(chǎn)力。生物棲息地的破壞和減少已成為影響海岸帶生物多樣性的重要因素。人類的圍墾灘涂濕地、砍伐森林等土地利用活動(dòng)，直接影響和改變了海岸帶生態(tài)環(huán)境狀況、減少了海岸帶生物的棲息地，導(dǎo)致海岸帶生物多樣性減少。由于土地利用變化所產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)和泥沙也對(duì)海岸帶生物多樣性產(chǎn)生一定影響，過量的營養(yǎng)物質(zhì)和泥沙破壞了生物食物網(wǎng)的平衡，進(jìn)而影響海岸生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。珊瑚礁是生物多樣性和高生產(chǎn)力的中心，Kiessling［62］的研究表明，大約有1 426種生物起源于珊瑚礁中，比淺水環(huán)境中的生物起源數(shù)量多了50％，珊瑚礁提供的各種空穴與縫隙，適合各種生物的棲息，所以珊瑚礁區(qū)的生物歧異度相當(dāng)高。此外珊瑚蟲對(duì)地球上大氣中的碳循環(huán)扮演重要的角色，它們將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCO3，是CO2的匯和CaCO3的源，從而減輕溫室效應(yīng)、降低大氣溫度。海岸帶土地利用變化導(dǎo)致水土流失，使河口和海灣附近淤泥沉積、懸浮物增加，在風(fēng)力和沿岸流的作用下，一部分泥沙降低了海水能見度，進(jìn)而影響珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)藻類的光合作用；一部分泥沙覆蓋在珊瑚礁上，抑制了珊瑚自身的呼吸作用致使珊瑚的生產(chǎn)力降低直至死亡。Moss等［63］在研究Australia大堡礁附近的Cairns海岸時(shí)發(fā)現(xiàn)，在過去100a時(shí)間里，因?yàn)橥恋乩米兓鸬淖匀桓脖淮竺娣e減少引起入海泥沙增加，海水中懸浮顆粒物的濃度最高達(dá)到了1 000mg／L，能見度為0。除此以外，因土地利用變化引起的污水排放對(duì)紅樹林植物的破壞和影響，也影響了生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。紅樹林屬于高產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)，是營養(yǎng)物質(zhì)的儲(chǔ)存地也是源地，同時(shí)具有提供多種生態(tài)環(huán)境的特性。 2．2．4 海岸帶土地利用變化對(duì)自然覆被的影響 因土地利用變化以及其他人類活動(dòng)導(dǎo)致海岸帶特有的自然植被發(fā)生變化，這些植被類型及其組合又因各自生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜性和差異性，生態(tài)環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)也各不相同。紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶低能海岸潮間帶上部的木本植物群叢，具有生命力極為頑強(qiáng)的特性，因其逆濃度梯度吸收的功能，在沿海灘涂，它能夠落地生根并極容易成活。紅樹林是陸地向海洋過度的特殊生態(tài)系，除了經(jīng)濟(jì)價(jià)值外，紅樹林更重要的作用在于它的防風(fēng)固沙、凈化空氣、抵御溫室效應(yīng)造成海平面上升、濃集Hg等放射性物質(zhì)、凈化水質(zhì)等［64］。除此以外，紅樹林還能有效地防止和減少赤潮的發(fā)生，促進(jìn)海洋生物的生長繁殖。紅樹林作為天然的防風(fēng)屏障，還對(duì)水流具有滯緩作用，有利于泥沙沉積進(jìn)而促淤保灘保護(hù)岸堤。紅樹林生態(tài)系統(tǒng)具備積聚泥炭和淤泥的功能，使其可以適應(yīng)海平面的上升。海岸帶的沼澤濕地具有抵御海平面上升的影響和養(yǎng)分截留的作用。潮灘鹽沼植物對(duì)動(dòng)力沉積作用也有一定影響，可抵消海平面上升的影響。Vos等［65］的研究表明，互花米草可使波高降低71％，波能降低92％。海岸帶土地利用變化，尤其是海岸帶圍墾造地直接影響海岸帶自然覆被發(fā)生變化，港口建設(shè)圍墾、鹽田圍墾、公路建設(shè)圍墾和工程建設(shè)圍墾等一系列圍墾行為，嚴(yán)重破壞了海岸帶的植被類型，海岸帶沼澤濕地面積大量減少。#p#分頁標(biāo)題#e# 3 重點(diǎn)研究內(nèi)容 海岸帶地區(qū)環(huán)境兼有陸地環(huán)境和海洋環(huán)境的雙重特性，作為全球變化研究的主要區(qū)域，其土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)研究應(yīng)側(cè)重于局部海岸帶地區(qū)因?yàn)橥恋乩米兓瘜?dǎo)致的陸海物質(zhì)通量、土地利用變化與沿海水體水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系，尤其是定量化研究，對(duì)于揭示海岸帶土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)的機(jī)制和動(dòng)力有重要的作用。海岸帶土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)主要有： （1）沿海灘涂形成機(jī)理與演變過程研究。綜合分析相關(guān)歷史資料和成果，對(duì)自然狀態(tài)下沿海灘涂形成機(jī)理進(jìn)行深入分析，對(duì)沿海灘涂圍墾背景下沿海新生灘涂的形成機(jī)理、空間分布特征進(jìn)行系統(tǒng)研究。從沿海灘涂沉積記錄入手，在巖芯年代學(xué)和多環(huán)境指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究沿海灘涂的自然演變過程，對(duì)潮灘沉積記錄中潮溝與灘脊沉積體系的演化做深入探討。 （2）灘涂圍墾與土地利用變化的過程與驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究。分析一定時(shí)段內(nèi)沿海灘涂圍墾的數(shù)量與空間布局，總結(jié)不同時(shí)期灘涂圍墾方式和土地利用特點(diǎn)，利用多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)，配合實(shí)地調(diào)查進(jìn)行解譯判讀，構(gòu)建不同年代不同時(shí)相的灘涂圍墾與土地利用數(shù)據(jù)庫，綜合運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)、地統(tǒng)計(jì)學(xué)等方法，分析灘涂圍墾與土地利用變化的時(shí)空格局特征，基于此，闡述灘涂圍墾與土地利用變化之間的相互作用關(guān)系，揭示灘涂圍墾與土地利用變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。 （3）灘涂圍墾與土地利用變化的生態(tài)響應(yīng)研究。分析比較不同圍墾與土地利用變化情況的土地質(zhì)量特征變化情況，揭示灘涂圍墾與土地利用變化對(duì)沿海灘涂土地環(huán)境質(zhì)量演變規(guī)律。選取典型研究區(qū)域，建立生態(tài)系統(tǒng)層次的生物多樣性評(píng)估指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)框架，比較不同圍墾時(shí)間、方式下灘涂的生物多樣性變化，揭示灘涂圍墾與土地利用變化對(duì)生物多樣性的影響。 （4）海岸帶土地利用變化與陸海相互作用的物質(zhì)通量研究。以水文站點(diǎn)相關(guān)歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，補(bǔ)充相應(yīng)實(shí)測數(shù)據(jù)，分析相應(yīng)時(shí)段內(nèi)河流懸浮物與沉積物含量以及入海泥沙量變化差異，探尋土地利用變化與沉積物輸出動(dòng)力間的特征，研究灘涂濕地、林地及不同利用方式下土壤總氮、總磷、溶解氮、顆粒氮的通量變化情況，以及有機(jī)氮礦化、硝化、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮微生物同化轉(zhuǎn)化過程的總速率和季節(jié)變化規(guī)律。 （5）灘涂圍墾與土地利用變化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化研究?；跒┩繃鷫ㄅc土地利用變化的生態(tài)響應(yīng)特點(diǎn)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分析框架，分析灘涂生態(tài)系統(tǒng)的主要服務(wù)功能，闡述灘涂圍墾與土地利用變化對(duì)各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響及其相互作用關(guān)系，探討灘涂圍墾與土地利用變化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能響應(yīng)機(jī)理，構(gòu)建灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能綜合評(píng)價(jià)體系，綜合評(píng)價(jià)自然灘涂與圍墾灘涂的生態(tài)服務(wù)功能，對(duì)比不同土地利用方式下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能特點(diǎn)，揭示沿海灘涂的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化，評(píng)價(jià)灘涂圍墾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的綜合影響。 （6）灘涂圍墾與土地利用變化的情景模擬與優(yōu)化調(diào)控研究?；跒┩繃鷫ㄅc土地利用數(shù)據(jù)庫，考慮灘涂自然的沉積過程與圍墾等人類活動(dòng)的影響，構(gòu)建沿海灘涂圍墾與土地利用變化模型，模擬一定時(shí)段內(nèi)沿海灘涂的土地利用變化情況，同時(shí)設(shè)定不同情景下的模型參數(shù)，預(yù)測未來近期、中期、遠(yuǎn)期的土地利用變化不同情景。分析不同土地利用變化情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化情況，探討沿海開發(fā)戰(zhàn)略對(duì)灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能可能產(chǎn)生的影響，選擇合適的土地利用變化情景，并提出灘涂圍墾與土地利用的調(diào)控策略。 4 結(jié)論與討論 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了解決日趨緊張的能源和資源短缺問題，人類開始由陸地向海洋進(jìn)軍，海岸帶勢必成為人類向海洋進(jìn)軍的踏板，城市化的加速發(fā)展、人口的大量涌入、港口建設(shè)的不斷擴(kuò)大、工業(yè)工廠的擴(kuò)建和改建，都影響著海岸帶地區(qū)的景觀格局和生態(tài)環(huán)境。海岸帶土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)研究，旨在探討沿海地區(qū)土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力、調(diào)查研究海岸帶土地利用變化的動(dòng)力學(xué)特征、明確土地利用變化的可持續(xù)性和多樣性及其與沿海地區(qū)的綜合可持續(xù)發(fā)展能力之間的關(guān)系、探討海岸帶土地利用變化與生物地球化學(xué)及氣候之間的內(nèi)在聯(lián)系等。關(guān)于海岸帶土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)影響研究，許多國際研究團(tuán)體和科學(xué)家制定了很多研究計(jì)劃和研究方向，各學(xué)科從多種角度、側(cè)面和層次對(duì)海岸帶土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)影響進(jìn)行研究與嘗試。我國海岸帶土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)影響研究，目前主要集中于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的個(gè)別典型地區(qū)，如環(huán)渤海地區(qū)［66］、珠江三角洲地區(qū)［67］等，更大面積的海岸帶土地利用變化及環(huán)境效應(yīng)影響研究相對(duì)較少，全國層面的研究還是空白。雖在方法論研究取得了長足的發(fā)展，但驅(qū)動(dòng)力機(jī)制分析、模型等方面研究相對(duì)不足，雖然人類活動(dòng)是影響土地利用和環(huán)境變化的主要驅(qū)動(dòng)力，但構(gòu)建模型時(shí)很難將社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等方面的驅(qū)動(dòng)力貢獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析模擬，需綜合運(yùn)用CLUE－S、CA和MAS構(gòu)建土地利用變化模型，進(jìn)行土地利用變化模擬和預(yù)測，以更好的分析海岸帶土地利用變化驅(qū)動(dòng)力機(jī)制和環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)。
