基于生态过程的海滨湿地景观演变动态模拟研究-以江苏盐城海滨湿地为例

面向国家和区域发展战略需求，跟踪国际前沿和热点研究领域。在江苏沿海开发上升为国家战略的背景下，立足盐城海滨湿地所处的特殊地理位置和自然地理特点，正确把握自然和人类影响下海滨湿地景观格局与生态过程之间的联系；从湿地水文、土壤和生物等生态过程系统监测入手，揭示湿地生物与非生物要素时空演变过程与规律；阐明湿地生态过程与景观格局动态演变关系；建立基于生态过程的海滨湿地景观演变动态模拟模型，进一步揭示自然和人类影响差异下的海滨湿地景观演变模式与响应机制；并通过对不同人为管理方式的情景模拟，预测海滨湿地景观未来演变趋势；以协调海滨湿地保护与合理开发利用为目标，阐明各种管理情景下湿地生态功能维持机制，提出湿地保护与管理调控对策。

江苏省海滨湿地以淤泥质滩涂湿地为主要特色，是我国土地后备资源极其丰富区域之一。2009年，江苏沿海开发上升为国家战略，海滨湿地保护与合理利用成为国家、政府和学者关注的焦点。在此背景下，本研究选择盐城典型海滨滩涂湿地，从自然和人类影响两方面，基于地形、土壤和生物等主要生态过程监测数据，以地统计分析和3S技术为手段，系统研究景观尺度海滨湿地生态过程与格局时空演变关系；并通过建立基于生态过程的海滨湿地景观机制模拟模型，阐明自然和人类影响差异下的海滨湿地景观演变模式与响应机制；针对不同管理情景，对未来海滨湿地景观演变特征与趋势进行预测研究。得出结论包括：（1）地形地貌因子是控制宏观尺度海滨湿地景观演变的主要因素之一，对湿地景观类型空间分异产生重要影响。研究表明，区域97%的湿地分布于高程0-2.5m范围内。其中米草主要分布于0.9-1.5m范围内，碱蓬为1.5-2.1m，芦苇则为2.1-2.7m。（2）景观尺度湿地土壤水分/盐分空间分异是海洋潮汐影响下水文和沉积过程共同作用的结果，是驱动海滨湿地景观时空演变的关键生态要素。其中，芦苇沼泽土壤水分阈值范围为33.1%-42.3%，碱蓬为33.1%-48.6%,米草为26.4%-55.3%；盐度阈值范围：芦苇为0.15%-0.53%，碱蓬为0.53%-0.88%，米草0.89%-1.44%。（3）海滨湿地植被类型地上生物量空间分异明显，反映了生物竞争在湿地景观演变中具有重要作用。其中80%芦苇地上生物量干重主要分布在1000-3000g/m2的范围，碱蓬为100-2000g/m2，占碱蓬带98%；米草植被为1000-3000g/m2，占米草带的72%。（4）基于过程的景观模型能够敏感检测自然与人为两方面影响下湿地景观时空演变模式与响应机制上的差异性。模型模拟结果显示，由于芦苇和米草扩张速度均较快,人工管理区湿地景观到2017年仅有少量碱蓬沼泽斑块幸存。自然条件区，景观演变带状格局特征维持到2025年，之后由于米草的迅速扩张导致碱蓬植被将于2035年基本消失。本研究结论对江苏沿海开发过程中协调湿地生态保护与合理利用具有重要实践指导意义。另外，在湿地遥感分类与生物量估算，地形空间分异以及景观过程模型构建等方面研究均体现出明显创新性，对推进湿地科学研究进展具有重要理论价值与意义。