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海岸带是海岸景观格局驱动力体系(包括海、陆和气三大系统自然驱动力和人为驱动力)的耦合场所。海岸生态景观演变较好地记录全球变化信息和海岸带目前的压力状念。日趋严重的人类资源索取和干扰活动,加剧了海岸生态景观演变的复杂性、多样性和不确定性。IGBP核心项目“海岸带陆海相互作用”的启动,使海岸带的生态学研究成为当前学者们关注的焦点。加深对海岸带生态景观演变的理解是构建人海关系,实现海岸带可持续利用的重要基础。
本研究在野外考察的基础上,重点分析华南海岸生态景观在全球变化和人类活动下影响下的变化,剖析景观格局的变动、新格局的形成机制与景观演变对全球变化(特别是6000 aB.P.以来,全新世中期的气候变化及其环境效应)和人类活动(主要是改革开放以来,数十年经济和社会建设)的响应,揭示海岸生态景观的演化机理。本研究以福建东山岛、广州南沙区、广州中心城区、广西合浦山口红树林和广东徐闻灯楼角珊瑚礁国家自然保护区、广西北海银滩和海南琼海博鳌旅游度假区为典型研究区,分析海岛景观、三角洲河口海岸景观、海岸带城市景观、生物海岸景观和沙坝-渴湖景观在全球变化和人类活动作用下的演化过程,反映华南海岸生态景观演变与全球变化和人类活动的关系。
本研究取得如下主要结论和认识:
(1)全球变化和人类活动影响下的华南海岸生态景观演变存在着时空分异。全球变化引起了气候变化和海平面上升,它们对华南热带海岸生态景观的影响具有明显的区域性和复杂性。日益频繁的人类活动加剧了华南海岸生态景观变化的易变性和不确定性。
(2)不同类型海岸生态景观对人类活动的响应具有明显区别。海岛景观呈半环状动态淤进和侵蚀的菱形格局,沙坝渴湖景观和生物海岸景观分别呈线形蚀退和淤进的带状格局,三角洲河口呈扇环状向四周淤进和扩展。城市景观由点状格局向有明显拓展轴的面状格局转变。
(3)自中全新世以来,华南海岸气候呈波动性变化,但各个研究区气候波动幅度存在一定的差异。全新世中期以来,东山岛的气候经过了明显的热-暖两个阶段,银滩、南沙和广州的气候有一定波动性,博鳌和徐闻均为波动很小的热带气候。全新世大暖期的气候比现今的气候热,现今的气候是晚全新世气候的延续。东涌PD孔红树林孢粉和硅藻测定分析表明珠江三角洲河口地区(南沙)在晚全新世最暖,而其它华南海岸在中新世最暖。
(4)华南海岸现今的生态景观格局自全新世海侵后开始发育,是晚全新世(3000~2000aB.P.)的产物。海平面变化商接引起景观格局变迁,现今的华南海岸生态景观格局是在海侵转为海退,海平面较为稳定的过程中逐渐形成。气候变化引起海平面波动和植被变迁等一系列环境效应,在海岸生态景观上反映为海面遗迹和风沙沉积等形式。
(5)海岛景观演变对全球变化最突出的响应是海岛景观格局在全新世中期海侵盛期(4000aB.P.~3000 aB.P.)转向海退,海平面相对稳定的过程中逐步形成的。海岛景观演变分别以海滩岩、沙堤等海面遗迹和砂丘岩等风沙沉积等形式响应全球变化。当前海岛景观在人类活动作用下呈半环状动态淤进和侵蚀的菱形格局,海岛景观分别在岸线、植被和土地利用方式等方面发生较大改变。人为干扰强度增大表明人类活动对海岛景观的影响正在加大。运用灰色关联分析确定渔业和牧业的发展是造成海岛数十年景观格局演变的主要力源。对比农业经济区划20年,7个乡镇产业聚类结果与区划前较为一致。发展海岛综合农业是景观格局趋向稳定的重要支撑。
(6)三角洲河口海岸景观演变对全球变化的响应体现为它是在中全新世(6000 aB.P.)逐渐发展起来的。6000~2500 aB.P.期间基本上仅限于湾顶区域发生淤积充填。结合东涌PD孔和周围的钻孔由全新世红树林分布推断的海侵边界印证了南沙三角洲河口海岸的景观格局是在中全新世海退过程中逐步发展起来。在人类活动作用下,南沙由以湿地景观为基质的滨海小镇,逐步发展成为热带三角洲河口海岸的滨海新城。三角洲河口海岸景观呈扇环状向四周淤进和扩展的格局,三角洲河口海岸景观演变对人类活动的响应主要体现在湿地退缩、地貌变迁、植被更替、水系简繁变动、水色变化等方面。目前南沙的人类活动仍处于以农业活动为主的中干扰阶段,但强和中干扰景观型的对比态势明显减弱。强干扰的迅速增强可能会在较短时间剧烈改变目前的景观格局。
(7)气候变化及其环境效应在城市景观演变中体现为城市景观的格局是在海退的过程中形成。中心城区在中全新世和晚全新世曾两度海侵,但从整体上中心城区在海退过程中逐渐出露。广州的中全新世的滨岸沙坝等海面遗迹,可作为当时海面多次波动的依据。改革开放以来,广州滨海城市化的进程加快,强干扰占绝对优势改变着其景观格局。中心城区人工廊道效应与城市景观演变关系研究表明:人工廊道与城市景观在数量上呈二次曲线关系,人工廊道与城市景观的变化具有非同步性和一致性。人工廊道效应影响着城市景观的梯度分异,城市景观呈定向扩展。城市扩展由向四周扩展的无序状态向按规划方向延伸转变,经历“假城市化”和城市蔓延阶段,这表明人类活动开始引导滨海城市景观演变。
(8)中全新世大暖期以来红树林景观和珊瑚礁景观格局基本形成。中全新世的冷波动亦有体现,6700~6200 aB.P.出现9次高频率、大幅度的气候突然变冷的“雷州事件”,珊瑚礁上相应形成了9个清晰的景观分层。全球变暖的大背景有利于红树林景观和珊瑚礁景观的自然恢复,生物海岸景观呈线形淤进的带状格局。华南生物海岸景观分布的区域大多已辟为自然保护区,其人类活动的影响处于弱干扰阶段,但弱干扰与中干扰之间的对比差异不如保护区建设前明显。养殖景观与生物海岸景观的不同步增长,给生物海岸景观的稳定性带来一定的压力。
(9)全球变化在沙坝-潟湖景观演变的响应表现为景观格局在6000~3000 aB.P.海侵向海退的变化过程中逐步形成。5800 aB.P.为全新世最高海平面阶段。沙坝-潟湖景观演变分别以海滩岩、沙(贝壳)堤和海蚀遗迹等海面遗迹的形式等响应全球变化。人类活动对沙坝-潟湖景观演变的影响,主要体现为旅游经济活动上。人类活动加速岸滩蚀退或潟湖的淤积,沙坝潟湖景观呈线形蚀退和淤进的带状格局。复合型、组合型沙坝渴湖景观组内和组间景观呈同步变化,海岸景观生态过程与联系使得整体演变效应明显地扩大。目前沙坝-潟湖景观处于中(弱)干扰向强干扰阶段发展,中干扰与强干扰之间平衡对比的变化是影响沙坝-潟湖景观稳定性的重要因素。
(10)华南海岸生态景观演变对中全新世以来的气候变化及其环境效应和人类活动响应显著。中全新世以来的全球变化控制和影响着华南海岸生态景观的发育与形成。本研究表明,华南热带海岸中全新世的大暖期、新冰期(Ⅱ、Ⅲ)及气候波动可由华南海岸植物孢粉(红树孢粉)和海岸沉积物(海滩岩、沙丘岩和贝壳堤等)等记录来佐证。海岛景观、三角洲河口海岸景观、海岸带城市景观、生物海岸景观和沙坝-潟湖景观的发育形成过程则相应着中全新以来的最高海平面变化、海平面波动和海侵海退等变化。将全新世中期以来和改革开放以来相对照,人类活动迅速地改变了海岸生态景观的演变进程,华南海岸生态景观在经济活动和社会发展中发生不同程度的改变。目前人类活动对海岸生态景观的影响强度从强到弱依次为:珊瑚礁>城市>沙坝渴湖>三角洲河口>海岛>红树林。这表明华南海岸生态景观并非各种类型都表现为脆弱性,人类活动对生态景观的调控具有较大的空间。