泉州蓝色海湾河口湿地修复研究

摘要：为研究泉州蓝色海湾综合整治项目对泉州湾河口湿地修复的影响，基于生态系统服务理论，对泉州湾河口湿地区域的生态系统服务价值(ESV)评估，分析ESV在蓝湾项目实施前后的空间变化，并根据项目的实施情况对影响生态系统服务驱动力进行指认评价，探讨项目对河口湿地生态系统的影响，并识别潜在的生态系统服务驱动力。

研究发现，泉州湾河口湿地区域整体EVS在2019—2022年呈上升趋势；蓝湾项目区域处于EVS上升区，水文调节、生物多样性和美学景观3项生态系统服务对该区域的ESV提升有较大贡献，验证蓝湾项目的实施对区域ESV提升有正向影响；蓝湾项目中互花米草整治、红树林生态修复、鸟类栖息地营造及海岸生态化改造等工程是研究区域生态系统服务驱动力。根据蓝湾项目的建设情况提出研究区域中潜在的生态系统服务驱动力，尝试提出优化与修复策略。

 

河口湿地具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等重要生态功能[1]，同时还能降低城市热岛效应、完善城市防洪排涝体系，对于提高城市生态系统健康水平，建立城市生态安全格局，实现城市可持续发展至关重要[2]。生态系统服务(EcosystemServices)可以体现一个区域的生态价值和社会价值，联合国千年生态系统评估将其分为由多种驱动力(DriversofChanges)影响的四大类，包括供给服务、调节服务、文化服务和支持服务[3]。对生态系统服务价值(EcosystemServicesValue，ESV)的评估可以直观地反映区域变化和演替的趋势，有利于区域未来的规划和发展。

 

现阶段，中国大部分的河口湿地都面临着相似的问题，例如不同程度的水环境恶化、生物入侵加剧、重金属污染等[4-8]。随着公众生态意识的提升与政府对生态文明建设的大力推行，在多个城市展开了相应的河口湿地修复专项行动[9]，河口湿地的修复也成为相关行业和学术界的热点。

邓俊等的研究表明红树林恢复促进了湿地土壤氮、磷的积累，不同恢复模式对其含量产生影响[10]；魏巍探索了北方沙质土滨河绿地的生态修复方法：在采沙弃地、坑塘湿地、河口湿地、建筑垃圾4个方面提出了解决方案[11]；白杨等总结了河口湿地生态修复的策略和措施[12]；孔范龙等讨论了山东省日照市傅疃河口湿地的生态脆弱性特征及其影响因素，并提出了相应的生态恢复重建措施和工程[13]。

 

同时，基于ESV评估方法，大量湿地相关的研究得以展开，孟阳阳等分析了塔里木河干流上游、黑河中游和石羊河中下游等典型绿洲湿地空间格局及其ESV变化特征，认为湿地的保护与恢复对绿洲生态系统稳定性、提升ESV至关重要[14]；吴彬等根据生态系统服务功能，构建广西北部湾滨海湿地生态系统服务评价指标体系，对滨海湿地ESV进行动态评估，该结果可为深入了解滨海湿地生态系统、合理利用滨海湿地及对其采取合理保护措施提供科学依据[15]；马煜曦等针对崇明环岛湿地的特点建立了相应的指标体系，评估了其ESV，从服务供给、支付意愿及技术方法方面进行了讨论，并提出改进方向，为将来评估方法的改进提供参考[16]。

众多成果证明了生态系统服务理论在湿地生态系统研究中的导向性和可行性，其关注点主要集中于规划层面，即研究大尺度区域ESV的时空变化模式，对宏观的土地利用规划管理提出相应的科学依据。但是，针对小尺度区域的生态系统服务及其具体生态系统服务驱动力的研究较少。

 

本文以福建省泉州市蓝色海湾综合整治项目(以下简称“蓝湾项目”)及周边泉州湾河口湿地区域作为研究区域，尝试以生态系统服务理论中的ESV和驱动力作为评估方法与框架，通过对不同尺度下蓝湾项目前(2019年)、后(2022年)的ESV对比，分析蓝湾项目对区域生态系统的影响，并指认生态系统服务驱动力。本文旨在研究蓝湾项目对泉州湾河口湿地区域ESV的影响，探讨项目所提供的生态系统服务驱动力和潜在驱动力，同时为后续项目优化和其他较小尺度的河口湿地修复项目提供参考和借鉴。

 

1研究区域概况

 

1.1蓝湾项目概况

 

蓝湾项目包含一系列生态修复工程，旨在恢复河口湿地生态功能、保护海洋生物多样性、提高海岸防护能力、促进区域经济发展。项目位于泉州市境内的泉州湾河口湿地省级自然保护区实验区(24°48′～24°52′N、118°37′～118°39′E)，是泉州市重要的生态功能区，占据泉州市“一湾四山两江”的水山生态格局中“一湾”的西侧空间(图1)。

 

根据《福建泉州湾河口湿地省级自然保护区总体规划(2018—2027年)》的要求，蓝湾项目主要工程包括互花米草整治工程、红树林生态修复工程、鸟类栖息地营造工程、海岸生态化改造工程等。同时还开展以下科研监测工作：红树林生态系统研究及保护，互花米草防控研究，红树林对水体的净化研究，鸟类、鱼类、两栖动物等多样性调查，滨海湿地生态系统研究及保护等。

 

1.2泉州湾河口湿地区域保护对象

 

泉州湾河口湿地的多项指标达到国际重要湿地的B组标准，具有在生物多样性保护方面的国际重要性[17]。泉州湾河口湿地区域保护对象包括区域内的红树林、滨海湿地生态系统以及众多保护物种[18-20](表1)。

 

2数据来源及研究方法

 

2.1数据来源及处理

 

 

根据蓝湾项目的工程实施时间，经过筛选，选择2019及2022年的Landsat8波段数据，来源于USGS(https://glovis.usgu.gov/)以及中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台(https://www.gscloud.cn/)。结合现行《土地利用的分类现状》(GB/T21010—2017)，使用ArcGIS平台创建特征文件采取最大似然法分类对上述波段数据进行解译，提取2个时期蓝湾项目区域及周边泉州湾河口湿地区域的土地利用图。



根据MA对生态系统服务驱动力的定义进行制表[3]。

 

2.2ESV评估

 

采用Costanza等提出的当量因子法对研究区域的ESV进行计算[21]，根据谢高地等制定的ESV当量表[22]，对应研究区域的实际情况，计算并修正对应的标准单位ESV当量因子的价值量，再对场地中耕地、林地、草地、水体和湿地生态系统进行单位ESV赋值，以此作为泉州湾河口湿地区域ESV测算的基准(表2)。

 

2.3ESV动态变化

 

在提取出的2个时期泉州湾河口湿地区域土地利用图的基础上，使用ArcGIS平台上的渔网工具建立0.10km×0.10km网格，将项目区及泉州湾河口湿地区域划分为23627个单元网格，并计算每一网格的ESV，得到项目区及泉州湾河口湿地区域的ESV空间分布图。通过ArcGIS平台对数据进行叠加处理，对比2个时期ESV的变化情况并制图。

 

2.4生态系统服务驱动力

 

结合MA中状况与趋势工作组(theConditionandTrendsWorkingGroup)所建立的生物多样性和生态系统变化的直接驱动力图以及评估生物多样性、生态系统服务及人类福祉和驱动力之间的各种互相作用的千年生态系统评估概念框架，尝试总结生态系统服务的主要驱动力并建立指认框架[3]。