【摘 要】
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太湖流域是全国经济社会最具活力的区域之一,其快速发展依赖于流域生态的健康与稳定。湿地作为太湖流域生态系统中最重要的部分之一,维持着流域水源涵养、生物多样性等功能,是地区生态安全的基石。上世纪以来,太湖流域以“围湖造田”为主的开发和建设,对湿地资源造成了较大的破坏,也导致地区自然灾害频发。在对灾害反思后,太湖流域的湿地资源保护被重视,以“退田还湖”为代表的生态修复策略开始实施。在长三角一体化上升到国
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太湖流域是全国经济社会最具活力的区域之一,其快速发展依赖于流域生态的健康与稳定。湿地作为太湖流域生态系统中最重要的部分之一,维持着流域水源涵养、生物多样性等功能,是地区生态安全的基石。上世纪以来,太湖流域以“围湖造田”为主的开发和建设,对湿地资源造成了较大的破坏,也导致地区自然灾害频发。在对灾害反思后,太湖流域的湿地资源保护被重视,以“退田还湖”为代表的生态修复策略开始实施。在长三角一体化上升到国家战略后,对太湖流域湿地生态保护与治理有了新的要求与布局。不同时期对太湖流域湿地资源利用与保护实施,也使太湖流域湿地景观格局发生显著的动态变化。定量化揭示其中发展规律、驱动机制并对其未来的发展模拟预测,能够为流域湿地保护与管理决策提供科学依据,也能够为其他流域湿地保护与利用提供借鉴。本研究基于景观生态学理论、多尺度理论等基础理论,采用景观格局指数分析、生态系统服务价值测算、相关性分析、多层logit模型等研究方法和技术手段,分析1990-2020年间太湖流域湿地景观动态变化趋势,解析湿地景观格局动态变化与湿地生态系统服务价值变化规律,并以此探讨其在流域、地类、地块多层次上的驱动机制,最后运用多层次驱动机制和CA-Markov模型模拟预测2030年太湖流域湿地景观格局变化趋势,基于此提出流域湿地管理和保护策略。研究结论如下:(1)运用RS和GIS技术,以1990、2000、2010和2020年TM遥感影像为数据源,对4个时期太湖流域湿地景观格局动态变化进行研究,并分析30年间湿地生态系统服务价值的变化规律。研究表明:1)1990-2000年,在大规模的建设开发活动下,太湖流域湿地总面积减少了3010.35km~2,其中自然湿地减少了4554.01km~2,湿地生态系统服务价值降低了35.73%;2)2000-2010年,在“退田还湖”等生态修复工程实施初期,自然湿地的减少趋势得到控制,湿地生态系统服务价值提高了77.96%,湿地斑块数目(NP)增加了126%,香农多样性指数(SHDI)呈上升趋势;3)2010-2020年,湖泊湿地呈现增长趋势,坑塘与水库面积显著增加,受湿地总面积减少的影响,湿地生态系统服务价值下降;4)总体来看,1990-2020年太湖流域湿地面积减少了29.40%,湿地生态系统服务价值减少了50.07%。近30年间,太湖流域湿地生态系统服务价值对湿地景观格局的香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)敏感度最高。(2)太湖流域湿地景观动态变化的驱动力存在显著的多尺度特征,结合流域相关省域统计年鉴及中国水利统计年鉴获得因素数据,结果表明:1)湿地转移有41.03%是受流域层次整体环境影响的,58.97%是由地类和地块层次的差异造成的。2)在微观尺度的地块层面上,湿地转移受与建设用地、水田和河流的距离影响最大,从社会区位因素上看,道路及建设用地对湿地动态变化具有负向影响,湿地变化受与建设用地距离影响最大,从自然区位因素来看,湿地与各地类的距离均对湿地变化呈正向作用。3)在中观尺度的地类层面上,湿地转移湿地动态转移与三种地类的平均距离均有显著相关性,其中与未利用地(湖泊、河流水面等)呈显著正相关,而与到建设用地和农用地的平均距离呈显著负相关。4)地类层各变量对湿地转移的作用在流域层次存在显著差异,流域层次通过地类层次对湿地转移的间接作用呈现多种方式。在宏观尺度的流域层面上,湿地与建设用地、人口等关系较为显著和清晰,主要分析其对于中观尺度地类层次的作用力,得出流域层次各指标对于地类层次的影响方面,在到建设用地和农用地距离两者上较为显著,对于与未利用地距离的驱动效果较小。(3)通过驱动机制和2000、2010年实际情况,模拟2020年太湖流域湿地景观状况,并与实际相比较,进行机制验证,随后对2030年太湖流域湿地景观状况进行模拟预测,得到结果:1)2030年太湖流域湿地景观模拟下,总体呈现出稳中向好的趋势。2)斑块水平层面除了河流湿地,其他各类自然湿地均呈现出较2020年更佳的景观指数,滩涂湿地斑块数目、平均斑块大小都有了提升。而人工湿地方面,水田斑块数目减少,最大斑块指数上升了,显示出水田聚拢连接的趋势,坑塘与水库平均斑块大小、最大斑块指数显著下降。3)景观水平层面,太湖流域湿地多样性水平总体有所提升,斑块数目、斑块平均大小均保持稳定。4)未来10年湿地转移率高于50%的范围主要集中在苏州市吴江区太浦河流域、太湖无锡沿岸、浙江杭湖交界区,镇江句容小范围市域4个区域。
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