二、红树林湿地动态变化

（一）数据来源与处理

以1988年Landsat-TM（接收时间为1988年6月8日，02:29，分辨率30m，潮汐水位180cm）、1998年Landsat-TM（接收时间为1998年8月23日，02:21，分辨率30m，潮汐水位50cm）和2009年SPOT（接收时间为2009年2月12日，02:55，分辨率10m，潮汐水位100cm）3期遥感影像作为主要数据源，在ENVI 4.7中对3个不同时期的遥感影像进行几何校正，选择能较好表现红树林信息的波段组合进行监督分类，对照2009年2月、3月、4月、8月、9月、12月及2013年11月在东寨港红树林湿地实地调查的结果，再在ArcGIS中进行人工修正，对错分、漏分的类别进行修改。将东寨港景观类型划分为：红树林、养殖塘、建设用地、农用地、水域（包括东寨港海域、周边河流、湖泊及水库等）、有林地（包括经济林、用材林及荒地等）6类。在ENVI 4.7中，通过混淆矩阵分析，用已知的地物类型建立感兴趣区域，对分类结果进行验证。ENVI用户精度、总体精度、Kappa系数等分类精度指标评价结果表明，3期影像解译精度均为85%以上。经实地考察验证和数据修正后，分类总体精度为90%以上。

通过解译1988年、1998年、2009年3期不同的遥感影像，并将3期影像在ArcGIS中进行叠加处理，利用基于斑块的红树林空间演变分析方法，分析造成红树林斑块变化的驱动力及其变化途径。根据东寨港红树林湿地变化情况，确定斑块存在扩张、萎缩、碎化、消失和新增5种变化途径，并将导致东寨港红树林斑块变化的驱动力分为自然因素和人为因素两大类。

自然因素主要为红树林斑块变化的自然过程，指在未受到直接、明显及具有破坏性的人为干扰下，红树林斑块在自然状态下或保持稳定，或发生扩张、萎缩、碎化、消失、新增等变化。自然因素包括温度、降水、盐度、洪水频率、沉积过程、土壤化学等环境因素，以及物种扩散、演替、竞争和病虫害等生物因素。

人为因素主要包括建造养殖塘、人工造林、工程建设、围垦和其他人类活动。其中，建造养殖塘指监测初期在有红树林植被生长的区域或滩涂上开挖养殖塘并养殖虾、蟹、鱼等水产品，可能导致红树林斑块碎化、萎缩，或者消失；人工造林指在裸滩上人工种植红树林，或是在红树林斑块内、斑块之间的祼地、红树林稀疏地人工补种红树林，可能导致斑块扩张和新增；工程建设指建造人工栈桥、实验站或其他人为建设活动，可能导致斑块碎化、萎缩及消失；围垦指人工围海造田，种植红树林以外的植被；其他人类活动指研究区周边居民自由出入红树林并在红树林片区内进行的随意采挖、捕捞活动，其中围垦和其他人类活动都可能导致斑块碎化、萎缩，或者消失。

在长期的生态系统演变过程中，导致红树林斑块发生变化的原因可能不是单一的，这些因素作用于斑块上导致的结果可能是积极的，也可能是消极的。例如：①对同一斑块而言，在监测期内，有一部分是因开挖养殖塘而发生变化，而另一部分则是因为周边居民不断进入林内进行布网捕捞或者采挖底栖生物等导致变化，这些因素对斑块的变化起消极作用，即斑块对应发生的变化是斑块数量增多，总面积减少，甚至也可直接导致斑块的消失。②对同一斑块而言，不同因素的作用也会产生积极的影响。某一斑块可能通过自身的繁衍，经过一段时间整体斑块面积会增加。③对不同斑块而言，除人工种植外，植物再通过自身的繁衍，可能使得原有不相连的斑块最终合为一个斑块。

（二）东寨港红树林动态变化

对各年份红树林面积及斑块数量统计结果表明：东寨港红树林面积最大时为1988年，面积为1809.4hm ² ，斑块数量为81个；1998年面积居中，为1738.7hm ² ，斑块数量为112个；2009年面积最小，为1608.2hm ² ，斑块数量为238个。1988—1998年，研究区内红树林以平均每年7.1hm ² 的速度减少，年变化率为-0.4%；1998—2009年，研究区内红树林以平均每年11.9hm ² 的速度减少，年变化率为-0.7%。结合表2-2可以看出，1988—2009年东寨港红树林湿地红树林总面积呈递减趋势，并且破碎化程度加剧。如图2-3所示，1988年东寨港红树林连片或者呈条带状分布；1998年一些红树林斑块边缘的植被零星消失，也有部分斑块中间植被消失，斑块出现碎化；2009年原先呈条带状分布的斑块消失，被零星分布的斑块取代，原有大面积连片分布的红树林林地也萎缩变小，甚至由之前的一个变为几个，一些小斑块消失。

除红树林外，其他5种景观类型变化情况如表2-2所示：养殖塘及建设用地面积表现为净增加，但养殖塘面积增幅呈现降低趋势，而建设用地增幅在不断升高；有林地面积表现为先增加后减少；与有林地面积变化情况相反，农用地及水域面积都表现为先减少后增加。

结合图2-3、图2-4可以看出，1988—2009年研究区红树林、农用地、有林地等类型在向建设用地、养殖塘用地转化。6种景观类型间的面积转化统计结果（表2-3）显示：1988—1998年，约有面积多达475.4hm ² 的农用地和144.3hm ² 的有林地变成了养殖塘，285.5hm ² 的农用地和208.8hm ² 的有林地转变为建设用地，130.6hm ² 的红树林被养殖塘侵占，48.1hm ² 的红树林被围垦成农用地，76.9hm ² 的红树林转变为有林地，另有98.1hm ² 的红树林消失；1998—2009年，仍有160.1hm ² 的红树林演变成了建设用地、养殖塘、农用地、有林地等其他类型，127.3hm ² 的红树林消失不见。

已有研究表明，中国红树林减少的原因主要有人为砍伐、填海造陆或围海造田、开挖养殖塘和盐田、海岸工程及环境污染等。从研究区范围内景观类型面积变化及其转化可以看出，东寨港红树林湿地变化的主因是人为影响，主要为大量扩增建设用地、毁林建塘及围垦等。自20世纪50年代末以来，在经济利益的驱动下，毁林养殖、围海造田、城市建设等人类活动使得红树林面积减少。特别是1959—1989年三江地区大面积围垦红树林种植水稻和椰树，导致红树林大面积减少。1997年塔市曾出现过大规模毁林建造养殖塘的行为，后被相关部门制止，但2002年再次出现此类行为。近年来红树林旅游热潮大肆兴起，游船常年在河道内行驶使得河道两侧的红树林向后退了近1m。

除人类活动外，极端气候对红树林也造成了不容忽视的影响。2008年我国南方数省经历了历史上罕见的持续低温冰冻雨雪天气，此次极端天气给华南沿海各省红树林带来不同程度的伤害，一些红树林仅表现为枯黄、落叶，部分则因冻害而死亡。

（三）红树林变化驱动因素分析

经累计计数法计算，1988—2009年，红树林斑块数量净总变化量为132个，毛总变化量为152个；斑块面积净总变化量为182.7hm ² ，毛总变化量为243.1hm ² ；斑块数量和面积的总变化率分别为77.6%和38.8%。从图2-5中可以看出，导致斑块数量变化的最主要原因为自然过程，其次为围垦和其他人类活动，再者为建造养殖塘，工程建设和人工造林影响最小，具体到各途径则表现为自然状态下的斑块新增（45.4%）、扩张（5.9%）和消失（6.6%），围垦造成的斑块碎化（11.8%）及建造养殖塘造成的斑块碎化（7.9%）和萎缩（2.6%）。造成面积变化的原因与导致斑块数量变化的原因相反，主要为人为因素，其中人工造林影响最大（24.5%），其次为围垦和其他人类活动，建造养殖塘居第三位。具体来看，面积变化主要是由于自然状态下的斑块扩张（23.1%），围垦造成的斑块萎缩（17.1%）和碎化（4.4%），建造养殖塘造成的斑块碎化（11.5%）和萎缩（9.2%），以及人工造林导致的斑块扩张（23.9%）。

在按面积百分比统计计算下，1988—2009年红树林斑块数量净总变化量为112个，毛总变化量为122个；斑块面积净总变化量为182hm ² ，毛总变化量为242.1hm ² ；斑块数量和面积的总变化率分别为74.4%和38.7%。从图2-5可以看出，导致斑块数量变化的原因依次为自然过程、围垦和其他人为活动、建造养殖塘、人工造林。其中，自然过程对斑块数量变化的影响最大，具体表现为自然状态下的斑块新增（56.6%）、扩张（7.4%）和消失（8.2%）；围垦和其他人类活动导致的斑块碎化（11.2%）；建造养殖塘造成的斑块碎化（4.7%）；人工造林出现的斑块新增（4.9%）。造成面积变化的主要原因为人为因素，其中围垦和其他人类活动影响对红树林面积的影响达到23.2%，由此导致斑块萎缩（17.3%）和碎化（4.7%）；在人工造林的影响下斑块得以扩张（24.0%）；建造养殖塘则直接导致斑块萎缩（9.0%）和碎化（11.3%）。植被自身繁殖使得斑块扩张（23.1%），受自然环境的影响斑块在扩张的同时也有部分消失（3.4%）。

在按主要变化途径统计计算下，1988—2009年红树林斑块数量净总变化量为112个，毛总变化量为122个；斑块面积净总变化量为187.9hm ² ，毛总变化量为282.7hm ² ；斑块数量和面积的总变化率分别为74.4%和45.1%。由图2-5可以看出，导致斑块数量变化的最主要原因为自然过程导致的斑块新增（56.6%）、扩张（7.3%）和消失（8.2%）；其次为围垦和其他人类活动导致的斑块碎化（13.1%）和萎缩（2.5%）；建造养殖塘引起的斑块萎缩（2.5%）和碎化（3.3%）；人工造林主要表现在引起斑块新增（4.9%）。导致面积变化的原因与前两种统计方法获得的结果大致相同，主要原因为人为因素。围垦和其他人类活动的比重最大，为29.3%，其最主要的表现是造成斑块的萎缩（15.3%）和碎化（13.4%）；建造养殖塘对面积变化的影响居第二位，影响结果同围垦和其他人类活动，也为造成斑块的萎缩（7.2%）和碎化（17.9%）；人工造林（21.0%）和自然过程（23.6%）都主要是造成了斑块的扩张。

综合三种不同方法统计结果可以看出，导致东寨港红树林斑块数量变化的自然作用力（58.6%、72.2%、72.1%）均大于人为作用力（41.4%、27.8%、27.9%），主要变化途径为自然过程引起的斑块新增、扩张和消失。自然状态下，红树林可通过自身繁殖对红树林斑块数量造成一定影响。与人工造林不同，红树林自身繁殖受到海水的影响，自身繁殖不会成片大面积增长，当繁殖体扎根成长到一定高度和冠幅时可在影像上显示出来。这点也可从研究区不同时期影像解译结果中得到印证——从1988年至2009年期间，东寨港红树林通过自身扩散形成了许多小的、不连片的、不规则的斑块。

自然过程对红树林面积变化作用力相对于人为干扰作用力较大。不同的是，在本研究中，导致东寨港红树林面积变化的主要原因在于人为作用力，三种不同方法统计下人为作用力分别为70.4%、70.3%和76.4%，远大于自然过程。