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植被是指区域内所有植物群落组合而成的植物覆被层,它是陆地生态系统的最重要组成部分。植被格局对区域生态环境状况有着决定性作用,对整个区域的生物多样性、水土流失等都有直接的决定性作用,而且直接影响到更大尺度的生态环境、生态安全以及社会经济的可持续发展。
崇明岛位于上海市的北部,是上海城市未来社会经济发展的重要支撑。植被生态系统是崇明生态岛建设的重要组成部分,并将在生态岛的开发与发展中产生重要影响。本研究综合运用RS与GIS技术,并结合景观格局分析软件Fragstats 3.3与植被生态效益分析软件Citygreen5.0,对崇明岛植被景观格局及其生态效益现状进行定量研究,以期为崇明生态岛植被景观的建设规划及实施提供科学依据。主要研究结果如下:
(1)为克服景观指数的可塑性面积单元问题,本研究选择斑块数、斑块密度、平均斑块面积等几个对粒度变化敏感的景观指数来研究景观指数的粒度效应。经Fragstats 3.3计算后绘制景观指数的尺度效应曲线,观察分析各景观指数随粒度变化的尺度域,最终确定研究所选指数的适宜粒度范围为12~15m。
(2)根据遥感数据,从景观类型斑块特征和景观整体水平对崇明岛及各分区的植被景观格局作定量研究。
就景观格局总体水平而言,崇明岛现有植被景观面积为287km2,占陆地总面积的18.1%。其中,面积最大的是湿地,占整个景观面积的51.4%;林地面积最小,仅占研究区面积的1.84%。园地、林带及附属绿地景观类型中小面积斑块数量居多,景观破碎化程度高,斑块分散分布,而且斑块的形状很复杂。湿地与林地以少数大斑块形式存在,斑块集中分布,这两种景观类型的斑块形状较为规整。植被景观生态类型的聚集程度较高,景观中各斑块在空间上的分布表现出非均衡化。斑块分布较均匀,具有较低的优势度。
各分区植被景观格局在总体上与整体具有一定的相似性。各功能分区中的湿地与林地以少数大斑块形式存在,斑块集中分布,这两种景观类型的斑块形状较为规整。园地、林带及附属绿地景观类型中小面积斑块数量居多,景观破碎化程度高,斑块分散分布,而且斑块的形状较复杂。
具体而言,崇东、长兴、横沙这三个研究区域内大斑块的比例较大,景观破碎化程度较低,区域内大部分斑块形状具有一些复杂性且集中分布。但崇东的植被景观具有较高的优势度,说明本研究区受到湿地这一优势景观生态类型控制且分布不均匀。同样,崇中植被景观中林地成为少数优势斑块类型。而长兴与横沙的植被景观优势度低,景观斑块分布均匀。崇西、崇南、崇北、崇中这些研究区域内小斑块的比例较大,景观破碎化程度较高,反映了高强度的人为活动干扰。比较而言,崇西、崇南、崇中研究区域内大部分斑块形状具有较高的复杂性;而崇北植被景观中大部分斑块形状趋于规整。 (3)CITYgreen5.0计算结果表明,在目前格局分布状况下,崇明岛植被在去除空气污染物、固碳、减少暴雨径流量方面做出了巨大的贡献。其中每年吸收碳8337吨,储碳总量达到107.1万吨,创造经济价值为17,726万美元;清除O3、SO2等空气污染物总计约2307844磅(合104.68吨),创造经济价值547万美元;在减少暴雨径流量方面,则节省了1003万美元,具体经济效益可达19,276万美元(以2005年为准)。