本文關鍵詞：海平面上升影響下廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評估，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華東師范大學》 2015年

海平面上升影響下廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評估

李莎莎  

【摘要】：全球氣候變化所導致的海平面上升對海岸帶產(chǎn)生顯著影響。紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶沿海潮間帶的生態(tài)系統(tǒng),具有維持系統(tǒng)生物多樣性、保護海岸帶、凈化水質(zhì)、提供物質(zhì)資源等重要生態(tài)服務功能。同時海岸帶紅樹林是陸地向海洋過渡的特殊生態(tài)系統(tǒng),對海平面上升尤為敏感。評估海平面上升影響下紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性,為海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)應對海平面上升制定切實可行的減緩措施提供科學依據(jù),是保障海岸帶生態(tài)系統(tǒng)安全的重要前提。 本研究以廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)為研究區(qū)域,選用SPRC模型(Source-Pathway-Receptor-Consequence)分析了海平面上升對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的主要影響,構(gòu)建了海平面上升影響下廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評估模式。基于SPRC評估模式與IPCC脆弱性定義,構(gòu)建了脆弱性評價指標體系和基于過程的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價方法。在GIS平臺上實現(xiàn)廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性空間定量評價。運用SLAMM6.0預測海平面上升影響下海岸帶紅樹林地理空間分布和面積變化,定量評估海平面上升對海岸帶紅樹林的影響。在此基礎上,提出了廣西海岸帶紅樹林應對海平面上升的減緩措施。研究的主要結(jié)果如下： 1.基于SPRC評估模式分析了海平面上升對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響 源-途徑-受體-影響(Source-Pathway-Receptor-Consequence, SPRC)模型,體現(xiàn)了影響“源(S)”與“受體(R)”的相互作用及其過程,可分析系統(tǒng)中各要素間的因果關系,具有較強的空間邏輯性�；赟PRC模型構(gòu)建了海平面上升影響下廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評估模式,分析了海平面上升對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響。氣候變化所導致的絕對海平面上升是對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)可能產(chǎn)生影響的源(S)。海平面上升通過海岸帶地面垂直運動和海岸帶沉積速率途徑(P),影響不同紅樹林受體(R)。按廣西海岸帶地形地貌特征將主要紅樹林群系類型劃分為14類評價受體。氣候變化所導致的絕對海平面上升與海岸帶地殼垂直運動和沉積動力相互作用,導致的相對海平面變化可能改變潮間帶紅樹林生境(主要是高程),對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響(C)。當相對海平面上升速率超出紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的耐受范圍,將影響紅樹林生長、改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)和功能,最終導致生境喪失。如果海岸帶修建了堤壩,紅樹林向陸遷移路徑被切斷,將導致海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)大面積喪失。 2.構(gòu)建了定量評價紅樹林脆弱性方法 基于SPRC評估模式和IPCC脆弱性定義,并考慮指標可定量化、數(shù)據(jù)可獲取性和時空異質(zhì)性等特征,構(gòu)建了以海平面上升速率、地面沉降/抬升速率、生境高程、日均淹水時間、潮灘坡度和沉積速率為指標的脆弱性評價指標體系。在GIS平臺上量化各脆弱性指標,整合各指標間因果關系,構(gòu)建脆弱性指數(shù)計算方法,根據(jù)低、中、高潮間帶紅樹林群系生境的日均淹水時間差劃分脆弱性等級,建立了基于過程的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性空間定量評價方法。 3.實現(xiàn)了海平面上升影響下廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性空間評價 在GIS平臺上計算脆弱性指數(shù),劃分脆弱性等級,實現(xiàn)了不同海平面上升情景(近40年來廣西海平面上升(0.29cm/yr)、IPCCAIFI(0.59cm/yr)情景和IPCCRCP8.5(0.98cm/yr)情景)和短時間尺度(2010-2030)、中時間尺度.(2010-2050)和長時間尺度(2010-2100)下,廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性空間定量評價。研究結(jié)果表明：近40年廣西海平面上升情景下,海平面上升對廣西海岸帶紅樹林產(chǎn)生微弱影響,2100年5.4%紅樹林為低脆弱性。IPCC A1FI和IPCC RCP8.5海平面上升情景下,廣西海岸帶紅樹林受到顯著影響。2100和IPCC AIFI'情景下,13.4%紅樹林為中脆弱性。而2050年IPCC RCP8.5'情景下,25.8%紅樹林為中脆弱性,至2100年,37.3%紅樹林為高脆弱性。受影響區(qū)域主要分布在英羅灣、丹兜海、鐵山港、北海、茅尾海,欽州灣等地。這些區(qū)域沉積速率和地面抬升率較低,不能抵消海平面上升帶來的影響,導致棲息地淹水時間超過生態(tài)系統(tǒng)可忍受范圍。 4.應用SLAMM模型預測了海平面上升對海岸帶紅樹林的影響 運用Sea Level Affecting Mars Model SLAMM6.0,在不同海平面上升情景(近40年來廣西海平面上升、IPCC RCP8.5情景)和短時間尺度(2007-2025)、中時間尺度(2007-2050)和長時間尺度(2007-2100)下,定量預測海平面上升對廣西鐵山港紅樹林濕地的影響。SLAMM6.0預測結(jié)果顯示：近40年來廣西海平面上升情景下,2025和2050年紅樹林棲息地面積輕微減少,至2100年紅樹林棲息地受到較顯著影響。IPCC RCP8.5情景下紅樹林棲息地面積顯著減少,在2100年中、高潮灘紅樹林面積分別減少49.4%和60.2%。模擬結(jié)果顯示海岸帶沉積速率和地面抬升率較低的區(qū)域?qū)е录t樹林大面積減少,甚至棲息地喪失。 5.提出了應對海平面上升影響的對策與減緩措施 基于本文研究結(jié)果,提出廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)應對海平面上升的措施,(1)泥沙管理：通過維持紅樹林健康生長,合理設計海岸帶工程,適當設置促淤工程,控制紅樹林棲息地泥沙采集等方法,從生態(tài)系統(tǒng)、工程設計和減少人為干擾等多方面減少海岸帶侵蝕,促進紅樹林棲息地泥沙淤積：(2)控制圍墾：嚴格控制海岸帶紅樹林大面積圍墾,維持海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)保護與海岸帶社會經(jīng)濟發(fā)展間動態(tài)平衡,維護紅樹林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能完整；(3)紅樹林濕地恢復與重建：合理規(guī)劃紅樹林宜林地,利用疏浚泥快速營造紅樹林生長適宜地,恢復、重建紅樹林,促進紅樹林棲息地淤積,減緩海岸帶侵蝕和海平面上升對海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響。 本研究構(gòu)建的SPRC評估模式、脆弱性評價指標體系和脆弱性評估方法能夠客觀定量評價海平面上升影響下廣西海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性。SLAMM模型可定量評估海平面上升對廣西海岸帶紅樹林的影響。研究結(jié)果可為制定切實可行的減緩措施和保障海岸帶紅樹林生態(tài)系統(tǒng)安全提供科學依據(jù)。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S718.55
【目錄】：

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本文編號：191933