基于累积风险评估的潜在海洋保护区识别及其对海洋空间规划的启示——以印度尼西亚东加里曼丹岛Balikpapan湾为例

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海洋保护区(Marine Protected Areas,MPAs)作为一种基于区域的保护策略,被认为是维持生态系统服务和生物多样性最广泛使用的工具。有效的MPAs策略可用于支持海洋空间规划(Marine Spatial Planning,MSP),MSP反过来也可以实现海洋分区和保护的有效性。然而,由于数据的缺乏以及各种人类活动的聚集使得MPAs的选划往往不够充分,增加了生态系统的累积风险。此外,全球海岸带地区密集且复杂的人类活动也使得MPAs的正确选址十分困难。基于此,本研究通过揭示累积风险在潜在的MPAs选址过程中的应用来证明其有效性。为此,本研究利用两种不同的软件(即InVEST和Marxan)来模拟累积风险。通过累积风险模型,识别高人为影响区域。模型输入以及运行包括以下三个步骤:(1)确定关键栖息地,(2)确定重要物种的分布,以及(3)确定海岸带地区空间利用的动态变化。在此基础上,进一步结合当地经验、实地调查、统计分析、卫星图像和建模等方法,估算模型输入,并以Balikpapan湾为例进行研究。以下是本研究的主要发现:通过使用卫星图像和地面控制点信息,本研究识别了Balikpapan湾及其附近的关键栖息地信息。SPOT-7卫星图像被用于判别海床以及绘制Balikpapan湾及其附近海底生境的分布。同时,Sentinel-2B卫星图像被用于识别和绘制红树林的分布。利用从政府机构获取的地面控制点信息和辅助数据来进行最大似然法的分类(监督分类法)。最终,研究识别了沙地、滩涂、海草、珊瑚礁和红树林等5种重要生境。水体被归为“其他”的类别。本研究利用实地调查和当地经验信息,识别了以往研究中报道的重要物种现有的以及潜在的威胁。研究结果显示,尽管由于人类的入侵和干扰(作为最大的威胁),先前报道过的物种出现频率有所下降,但目前仍然可以找到这些物种。研究识别的物种分布包括儒艮(Dugong dugon)、短吻海豚(Orcaella brevirostris)、江豚(Neophocaena phocaenoides)、东方宽吻海豚(Tursiops aduncus)、亚洲小爪水獭(Aonyx cinereus)、绿海龟(Chelonia mydas)、玳瑁(Eretmochelys imbricata)、丽龟(Lepidochelys olivacea)、三刺鲎(Tachypleus tridentatus)、巨鲎(Tachypleus gigas)和圆尾鲎(Carcinoscorpius rotundicauda)。以重点小组讨论为基础的驱动力-压力-状态-影响-响应(Driver,Pressure,State,Impact,and Response,DPSIR)方法被用作分析社会和经济动态、环境变化和海岸带空间利用对策的一般概念框架。基于分析结果,确定了海岸带地区变化动态的驱动因素(Driver)是人口和经济活动。这些驱动因素给沿海生境带来了压力(Pressure),如工业废弃物产生量的增加、环境恶化、填海造地、土地密集利用等,它导致Balikpapan湾及周边地区的环境条件(State)发生变化。环境条件的改变表现在海岸带生境、沿海生态系统和沿海水域水质等方面。这些变化造成对生态(景观变化和生物多样性减少)、经济(社区和宏观经济增长)和社会(社会矛盾和土地/使用冲突的发生)的影响(Impact)。为了减少对海岸带利用动态的影响,政府颁布了相关政策(Response)。以上信息被用于运行累积风险评估模型。在模型中,研究设置了不同的保护情景(现状,保护,管理和开发)。结果表明,风险较高的区域是近岸地区,而Balikpapan湾与人类活动最相关的区域产业主要是海岸带开发、农业、海洋运输和渔业。未来的保护方案将使高风险生境面积减少2.64-21.66%,而低风险生境数量增加10.04-49.61%。在此基础上,现有的累积风险评估结果在潜在的MPAs选址以及挑选过程中提供成本、生态以及生物基本信息。研究结果中,重叠情景图中显示的输出结果可以在海洋资源利用的空间分配方面提供重要数据支撑。它还可以最大程度地减少人类使用与保护之间的冲突,突出显示高风险区域,了解风险原因,并提高MPAs的有效性。本研究利用该方法,以鲎作为特定物种进行案例研究。本研究使用问卷调查作为基准数据,以评估鲎受到的威胁及数量状况。调查结果显示印尼的鲎种群数量正在减少。导致鲎数量下降有两个主要原因,一是人们习惯在鲎捕捞区域弃置垃圾,例如河岸和垃圾堆(27.7%)及沙滩垃圾(19.8%)。刺网法(48.3%)和底拖网法(42.4%)是捕获鲎的主要渔具。由于这些地区普遍食用成年鲎(90.0%),受访者亦提及大规模捕捞成年鲎(29.3%)。记录幼鲎的存在是确保保护区能够支持鲎种群活力的一个重要标准。通过海滩进行实地调查,确定了鲎的产卵/育苗栖息地。在东Balikpapan海岸的河口Teritip海滩发现了幼体。进一步评估了亚洲鲎幼体的种群密度和印度尼西亚东加里曼丹Teritip海滩的育苗生境特征。三个鲞类幼体被发现,包括中华鲎(T.tridentatus)、巨鲎(T.gigas)、圆尾鲎(C.rotundicauda),并发现成年个体的存在。它们的种群密度以圆尾鲎(1.56-12.50个/100 m2)为主,其次是巨鲎(1.56-3.13个/100 m2)和中华鲎(1.56-3.13个/100 m2)。圆尾鲎的分布格局表明,幼鲎在八月至九月期间靠近红树林栖息地,而十月期间则相对向海。同时,巨鲎和中华鲎的分布格局从9月到10月发生了转变。上述结果得到了影响最大的栖息地的参数支持,尤其是沉积物中的淤泥含量。根据种群密度和栖息地特征,潮间带有0.4平方公里被确定为育苗/产卵场。这些研究结果对成年鲎海洋保护区(MPA)的建议是必不可少的。将保护目标和风险评估相结合,以支持特定物种的决策过程。根据这一发现,我们建议,由于人为威胁的风险较小,因此最高重叠情景(8.443 km2)是鲎保护核心区域的最佳选择,同时,其他重叠情景(58,456 km2)也可以视为缓冲区。这些潜在的保护区涵盖了鲎生命周期的代表性生境。当前的研究表明,这种方法也可以适用于生态系统目标中的多物种和特定物种。本研究为进一步管理提供了基线数据,如生物多样性数据、关键生境数据和社会经济数据,并可用于建立更多MPAs的案例研究,特别是在Balikpapan湾及其附近。此外,它提供了一个使用累积风险的新概念,在使用HRA-InVEST和Marxan工具选址过程中,可以最大限度地减少人类使用和保护之间的冲突。这项研究结果也支持空间规划,以改善可替代发展的管理。然而,本研究仍需改进数据,以提高准确性和减少不确定性。
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