• 华南海岸生态景观演变对气候变化和人类活动的响应研究 9787218151267
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华南海岸生态景观演变对气候变化和人类活动的响应研究 9787218151267

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作者翁毅周永章 著

出版社广东人民出版社

ISBN9787218151267

出版时间2021-07

装帧平装

开本16开

定价58元

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商品描述
作者简介

翁毅
博士,广东财经大学岭南旅游研究院(院士专家工作站)副研究员,广州市可持续发展研究会和广东社会医学研究会理事。研究方向为资源环境一体化与区域可持续发展。已发表20余篇专业学术论文,主持和参与多项国家、省部级课题。

周永章
博士生导师,中山大学地球科学与工程学院教授、中山大学地球环境与地球资源研究中心主任、广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室主任。先后承担国家重大基础研究(科技部973项目)专题、中国科学院重点项目、国家自然科学基金、全国高等学校博士点基金、教育部很好青年教师基金、国家水利部专项等国家和省部级80多项课题研究。出版专(合)著8部,主编学术文集4部,在外重要学术刊物上发表论文300多篇。



目录
第1章研究缘起
1.1  研究背景及意义
1.1.1  研究背景
1.1.2  研究意义
1.2  相关研究进展
1.2.1  景观演变对气候变化的响应研究
1.2.2  景观演变对人类活动的响应研究
1.2.3  研究方法及进展
1.3  目前研究中存在的问题
1.4  研究目的与技术路线
1.5  研究方法
1.5.1  景观演变的厘定
1.5.2  人类活动对海岸生态景观影响的指标体系构建
1.6  资料来源及评估
1.6.1  野外实地考察
1.6.2  数据来源
第2章  华南海岸生态景观对气候变化和人类活动的响应概述
2.1  气候变化对华南海岸生态景观的影响分析
2.1.1  气候变暖对生物景观的影响
2.1.2  气候变化的河流响应
2.1.3  海平面上升对岸滩景观的影响
2.1.4  海平面上升与灾害效应
2.2  华南海岸生态景观对气候变化的响应
2.2.1  地质构造和气候变化控制整体的景观格局
2.2.2  景观格局的演化
2.3  人类活动对华南海岸生态景观的影响分析
2.3.1  海岸的综合利用
2.3.2  海岸的综合整治
2.4  华南海岸生态景观格局对人类活动的响应
2.5  华南海岸生态景观分类
2.5.1  从景观学和地貌学角度建立的分类体系
2.5.2  海景尺度的华南海岸生态景观分类体系
2.6  华南海岸生态景观格局特征
第3章  海岛景观演变对气候变化和人类活动的响应
3.1  研究区概况
3.2  气候变迁及其环境效应
3.2.1  气候变迁
3.2.2  环境效应
3.3  海岛景观演变对气候变化的响应
3.3.1  景观格局
3.3.2  海面遗迹
3.3.3  风沙沉积
3.4  人类活动对海岛景观的影响
3.4.1  生态修复与破坏性建设
3.4.2  农业经济建设
3.4.3  “南拓西进”的迁镇建设
3.4.4  人类活动强度的变化
3.4.5  海岛景观演变驱动力的定量分析
3.5  海岛景观演变对人类活动的响应
3.5.1  半环状景观空间异质性的动态变迁
3.5.2  由低对比度发展为高、低对比度兼有的景观结构
3.5.3  构成复杂的细粒镶嵌景观
3.5.4  整体景观功能发挥趋向稳定
3.6  受自然因素和人为因素共同驱动的海岛景观演变
第4章  三角洲河口海岸景观演变对气候变化和人类活动的响应
4.1  研究区概况
4.2  气候变迁及其环境效应
4.2.1  气候变迁
4.2.2  环境效应
4.3  三角洲河口海岸景观演变对气候变化的响应
4.3.1  景观格局
4.3.2  海侵边界
4.4  人类活动对三角洲河口海岸景观的影响
4.4.1  景观形成过程
4.4.2  景观基质变化
4.4.3  景观格局反映的功能分区
4.5  三角洲河口海岸景观演变对人类活动的响应
4.5.1  湿地退缩
4.5.2  地貌变迁
4.5.3  植被更替
4.5.4  水系简繁变动
4.5.5  水色变化
4.5.6  港口建设
4.6  人类活动加速作用下的三角洲河口海岸景观演变
第5章  海岸带城市景观演变对气候变化和人类活动的响应
5.1  研究区概况及研究方法
5.1.1  范围界定
5.1.2  数据来源和研究方法
5.2  气候变化及其环境效应
5.2.1  气候变化
5.2.2  环境效应
5.3  城市景观演变对气候变化的响应
5.3.1  城市景观格局在海退的过程中形成
5.3.2  海面遗迹
5.4  人类活动对城市景观的影响
5.4.1  水道变窄的灾害效应与河涌综合整治
5.4.2  湿地退缩与污染效应
5.4.3  植被碎裂与净化效应
5.5  城市景观演变对人类活动的响应
5.5.1  人工廊道效应与城市景观演变的关系
5.5.2  廊道效应对城市景观格局的影响
5.5.3  廊道效应对城市景观梯度分异的影响
5.5.4  城市扩展的规模效应
5.6  人类活动引导下的滨海城市景观演变
第6章  生物海岸景观演变对气候变化和人类活动的响应
6.1  研究区概况
6.2  红树林景观的气候变迁及其环境效应
6.3  红树林景观演变对气候变化的响应
6.4  人类活动对红树林景观的影响
6.4.1  经济建设
6.4.2  人类活动强度变化
6.5  红树林景观演变对人类活动的响应
6.5.1  建区十年红树林景观演变
6.5.2  养殖景观演变
6.5.3  海草景观演变
6.6  珊瑚礁景观的气候变迁及其环境效应
6.7  珊瑚礁景观演变对气候变化的响应
6.8  人类活动对珊瑚礁景观的影响
6.8.1  经济建设
6.8.2  人类活动强度变化
6.9  珊瑚礁景观演变对人类活动的响应
6.10 受气候变化和人类活动影响的生物海岸景观
第7章  沙坝—潟湖景观演变对气候变化和人类活动的响应
7.1  研究区概况
7.2  复合型沙坝—潟湖景观的气候变迁与环境效应
7.2.1  气候变迁
7.2.2  环境效应
7.3  复合型沙坝—潟湖景观演变对气候变化的响应
7.3.1  景观格局
7.3.2  海面遗迹
7.4  人类活动对复合型沙坝—潟湖景观的影响
7.4.1  沙滩利用——三大景观亚区的形成
7.4.2  由边陲小镇发展为滨海新城
7.4.3  人类活动强度变化
7.5  复合型沙坝—潟湖景观对人类活动的响应
7.5.1  复合型沙坝—潟湖景观稳定性的分析
7.5.2  沙质岸滩景观演变的环境效应
7.6  组合型沙坝—潟湖景观的气候变迁与环境效应
7.7  组合型沙坝—潟湖景观演变对气候变化的响应
7.8  人类活动对组合型沙坝—潟湖景观演变的影响
7.9  组合型沙坝—潟湖景观演变对人类活动的响应
7.9.1  河口地貌变化
7.9.2  沉积物变化对地貌的影响
7.10 整体生态效应扩大的沙坝—潟湖景观
第8章  结论与展望
附图
后记
参考文献

内容摘要
华南海岸是我国经济活动和社会活动最频繁的地区之一,也是我国改革开放的前沿阵地,与港澳历史渊源深厚,是中国经济发展的“风向标”。本书在评述国内外海岸景观演变研究的现状和趋势的基础上,剖析华南海岸生态景观格局和主要特征,选定福建东山岛、广州南沙区、广州中心城区、北海银滩和博鳌琼海旅游度假区及合浦山口红树林和徐闻灯楼角珊瑚礁国家自然保护区,通过比照、共证的方式,聚焦于气候变化与人类活动共同作用影响下海岸生态景观的演变,分析华南海岸生物海岸景观演变对气候变化和人类活动的响应。

主编推荐
本书得到国家自然科学基金(40371015)的支持,在前人研究的基础上,结合实地考察及钻孔数据展示全新世的自然驱动力和人为驱动力作用下华南海岸生态景观演变的“前世今身”,将千年尺度全新世气候变化、与几十年尺度人类活动作用下的海岸生态景观演变进行共证研究。除了在学术上为中国热带第四纪环境演变补充新发现和新证据之外,还期待此书能为读者提供一个反思人地关系的机会,成为可持续发展公众教育的“星星之火”。

精彩内容
第1章研究缘起1.1研究背景及意义1.1.1研究背景海岸带是世界上自然资源和生物多样性极其丰富的生态系统之一(杜建国等,2011),涉及河口、海湾、潟湖、潮滩、岛屿、珊瑚礁、红树林、海滨沙丘及各类海岸的近岸和远岸水域的不同尺度的景观系统。它是陆域景观要素集合与海域景观要素集合的并集,由此形成的景观富集带呈现出错综复杂的格局。
海岸生态景观反映出外部影响海岸景观格局的各种驱动力和内部各种景观组分间的过程与联系。海岸带是陆海交互作用剧烈的地带,是海、陆和气三大系统自然驱动力的聚合场所,包括常态驱动力,即波浪、潮汐、潮流、海流、盐水入侵、海平面上升等海岸地区特有的动力作用;也包括突变的海岸驱动力作用,如热带气旋、台风及风暴潮、海岸侵蚀、海岸洪涝等(蔡锋,2004)。作用于海岸生态景观系统的驱动力是自然界最复杂、最广泛的动力作用。因此,气候变化带来的海平面上升等全球性变化对海岸带景观格局的影响和作用极其深远。
海岸带生态景观的复杂性还在于人类活动。海岸带是全球人文和自然融合最为充分、频繁的地区,是气候变化和人类活动响应敏感的地带(陶晓燕,2006;张永战、朱大奎,1997)。人类活动包括对海岸带的建设和干扰以及对海岸带生态景观自然演变的积极响应等,极大地增强了海岸生态景观演变的复杂性、多样性和不确定性。正如气候变暖已是毫无争议的事实,在过去50年中,能在气候变化中检测到人类活动的影响,“很可能”是人类活动导致了全球气候变暖。对20世纪气候变暖的情况,IPCC前三次报告都表示升温0.6℃,第四次报告吸纳了2001年以来最新的科研成果,发现升温0.74℃。2007—2100年,全球平均气温升高幅度可能是1.8~4℃,海平面升高幅度是18~59cm。而造成这一趋势的原因有90%可能是人类活动,IPCC第五次评估报告指出,20世纪中叶以来的气候变暖95%是由人类活动造成的(秦大河等,2014)。不管发达国家减缓多少温室气体排放,在今后100年,全球变暖和海平面上升仍无法改变。随着人口激增和对资源的不合理开发,海岸带承受的环境压力剧增,出现生境破坏、赤潮频繁发生、外来物种入侵和海岸带植被逆向演替等一系列生态恶化问题(杜建国,2011),人为因素对其退化作用最大(蔡锋,2004)。
1.1.2研究意义海岸带一直是人类开发较早、人地关系紧密、系统物能交换最频繁和最集中的区域。21世纪人类对资源和环境的渴求,势必加大对具有高生产力的包括海岸在内的海洋生态系统的索取强度,其生态学研究正受到广泛关注。随着IGBP核心项目“海岸带陆海相互作用”的启动,海岸带的生态学研究成为学者们的关注焦点。海岸带生态景观演变的研究是和谐人海关系的构建及海岸带可持续发展中不可回避的重要问题。
本研究具有鲜明的地域特色。华南沿海拥有4824km大陆岸线,岛屿岸线总长为4601km,分别占全国的27%和32%,海岸景观类型丰富多样。华南海岸景观尺度上涵盖热带、亚热带海岸的生物海岸景观、弱潮海岸的沙质海岸景观和大湾套小湾的鹿角湾—基岩岬湾海岸,还有区域尺度上独特的弧形海岸景观格局(赵焕庭等,1999),生态景观的区域特色十分鲜明。而中国热带是全球唯一的双季风作用下的湿润热带,华南海岸则基本涵盖了中国热带海岸的范围。气候变化过程中华南海岸生态景观的变化反映了中国热带海岸第四纪环境演变历程。
同时华南海岸作为我国改革开放的前沿阵地,是经济建设和社会活动最频繁的地区之一,加之与港澳的历史渊源,对整个国民经济的发展和影响常常起到“风向标”的作用。在几十年至几百年尺度的环境变化中,人类活动驱动力的影响已经与自然驱动力相当甚至超过自然驱动力(黄镇国等,2004a)。因此华南海岸生态景观的演变日益受到社会公众的普遍关注。
1.2相关研究进展1.2.1景观演变对气候变化的响应研究1.2.1.1景观演变与海平面上升国外利用红树林景观记录研究气候变化引起的海平面上升及海侵过程起步较早。Muller(1969,1973)对现代和化石红树花粉形态进行了深入研究。B.Biswas(1973)通过对马来西亚东部滨岸的岩芯花粉分析,并结合有孔虫化石,很好地推断了该地区晚更新世以来的海面变化。C.D.Woodrofle(1981,1985)对开曼群岛红树林景观的沼泽地层及其与全新世海侵的关系作了较详细的研究,认为红树林泥炭是全新世中期海侵该地区下沉的主要依据,而海相真红树林属种所形成的泥炭才可以用于正确恢复海平面变化历史。通过红树林地层的测年、上下地层的对比分析所得出的海平面变化曲线与Scholletal(1961)所作的曲线基本一致。J.C.Ellison(1989,1993)将红树林沉积物孢粉作为海平面变化的指示物,成功地重建了汤加岛屿近几千年的海平面变化历史(张玉兰等,2019)。
不同物质组成的海岸对海平面上升的响应不一。软质海岸(沙滩和海岸沙丘等)的响应最为剧烈,硬质海岸的响应最弱,即海平面上升沙(泥)质海岸表现得最为脆弱,硬质海岸相对表现不敏感(Hansom,2001)。海平面的上升造成海岸侵蚀、滩地淹没和湿地沉积平衡的变化,岸滩景观面积缩小,引起景观服务功能弱化和产业发展方向的改变。海面上升会在近岸低洼的地方营造出新的湿地,使近岸陆地生态景观逐渐向湿地生态景观演替。在海面持续上升的情况下,湿地在陆地得不到补偿的空间,必然会导致湿地大面积消亡。1999年NichollsR.J.预测,到2080年,由于海面上升,会有约22%的海岸湿地消失。如果考虑海面与人为因素的综合作用,到2080年全球将有36%~70%的海岸湿地损失(谷东起,2003)。生物海岸则能对海平面上升做出积极的响应,通过其生物作用缓解浸淹效应(张乔民等,2003)。
1.2.1.2景观演变对海岸动力的响应随着全球变化过程中灾害事件增多,国外学者对频发的灾害事件对景观产生的影响给予了较多关注。这些研究表明,灾害事件是海岸突变驱动力的重要来源,主要包括了地震、台风、风暴(潮)和海啸等,它们对海岸景观格局的影响往往极具毁灭性。以风暴为例,风暴是控制短周期海岸线变化的最重要的因素,其中沙质海岸的表现最为突出。Ferreira(2006a)认为沙质海岸在风暴过后发生激烈改变,风暴在海岸线的侵蚀中占优势地位。但是,沙滩的脆弱性对风暴行为的响应,在一定程度上取决于风暴的频率和沙滩的恢复周期。对单次风暴而言,风暴频率超过沙滩的恢复周期,沙滩的侵蚀则加重。风暴群的定义取决于特定海岸区域对风暴事件的恢复能力,系列连续的风暴事件——风暴群的发生期间完全没有沙滩的恢复。Ferreira(2006b)的另一研究还表明短时间周期内由一组风暴引起的侵蚀,远远超过与较长时间周期相关联的单一风暴事件引起的侵蚀。正如葡萄牙西海岸,风暴群(两个为1组)在平均1年的周期内引起的侵蚀量与单一风暴事件在9年内引起的侵蚀量相当。相形之下,3个为1组的风暴群在平均4年的时间周期内与单一风暴事件23年内全部侵蚀量相当。Cooper等(2004)也通过对以色列西部海岸的研究,认为海滩和沙丘发生明显的形态演变,与极端风暴事件产生形式上的高能体系相一致。海滩不同的位置和风暴空间不均匀性,影响具体风暴对这些岬湾的影响强弱,因而海滩景观格局对风暴的响应也具有明显梯度差异。
经常性影响海岸景观发育与变化的自然驱动力主要包括海洋动力条件和泥沙物源供给、土壤的发育和动植物的定居等。其中海洋动力条件和泥沙物源供给往往是海岸景观面积,尤其是岸滩淤长与侵蚀的重要决定条件。它造成海岸带土地开发利用后备资源空间的丰缺差异,也是影响景观结构,尤其是以自然覆被为主体的景观结构差异的重要因子。生物气候差异及水分的蒸发、土壤的发育和动植物的定居等组合产生地域分异,则影响其农业景观的基质和生物景观的多样性。如隋唐之前,江苏海岸为延续数千年的堡岛海岸景观。黄河南北分流和全流夺淮期间,丰富的泥沙供给使海洋动力作用相对居于次要地位,沙质海岸被改变成岸线长达884km的淤泥质海岸湿地。1855年黄河北归,巨量的黄河泥沙来源突然消失,海洋动力条件与泥沙条件的对比关系发生了改变,江苏淤泥质海岸重新调整逐渐形成过渡型、侵蚀型和淤长型泥质海岸湿地景观(李加林等,2003)。在水动力作用下的细颗粒泥沙运动则是岸滩沉积和地貌演变的主要因素。(季小梅等,2006)在对乐清湾岸线大部分处于淤进状态的研究中发现(季小梅等,2006),长江入海南移和陆架区再悬浮的细颗粒物质是其泥沙的主要来源。尽管湾内水体悬沙浓度较低,但是低能的动力沉积环境仍有利于细粒沉积物落淤。
气候变化引起的海岸动力变化,也因受到滨海近岸地貌特征的影响引发岸线的变动。Schupp等(2006)在北加利福尼亚海岸的研究表明,激浪带向海倾斜的障碍物和露出地面的岩层,对海岸自然演化有明显的作用。激浪带向海倾斜的障碍物和露出地面的岩层在数量、位置和形态上明显存在联系,但通常在不超过7m的深度范围。它们可能在宽度、长度、距离和角度上有少量的变动。这些新的发现考虑到探索海岸带区域动力机制和发展,可预测海岸带管理的模式。
此外,景观与文化的相互作用显著,城市景观格局作为城市文化的载体,是城市文化的物质表现,而城市文化同时又建设和改变着城市景观格局,城市化过程诸如木板路、水槽和财产分隔线等文化特征,均会间断穿过海岸线环境的倾斜度而提供非自然的海岸景观(Wendy,2005),削弱海岸景观整体的自然美感。若综合考虑到居民点与海岸恢复目标相一致,城市化的海岸拥有自然的景观、沙丘和植被,能为景观提供相应的视觉缓冲(Rogers,2004)。
1.2.1.3景观演变对气候变化的响应海岸气候和水温的变暖,滨海潟湖湿地的消失引起动植物群落出现了一些变化。如近50多年来中温带典型的海洋性气候区青岛海岸带地区年平均气温1991—2002年比20世纪50年代升高了0.94℃,同期最冷月1月平均气温上升了2.18℃。茶树从南方引种成功并形成产业;一些本来在长江三角洲地区越冬的鸟类(如大天鹅)已迁至山东半岛越冬;部分在温暖海洋中的海洋动物也频现青岛(杨鸣,2005)。
另外,尽管中国热带第四纪气候波动不明显,但是这种气候波动在海岸景观上仍有反映。海滩岩、沙丘岩、老红砂等景观的形成年代为沿海晚更新世以来的古气候演变和海平面变化过程提供有力佐证。如海岸红土砾石台地代表中更新世冷湿(砾石堆积)转热干(红土化)的气候变化,老红砂台地代表晚更新世至全新世热干(风积)转热湿(红土化、古土壤)的气候变化,海岸贝壳堤则反映中全新世风暴潮增强的气候波动(黄镇国等,2006)。
1.2.2景观演变对人类活动的响应研究在海平面上升和海岸带大规模开发的同时,滨海环境暴露出一系列生态问题,由此在引发以脆弱性或易损性为起点的海岸带环境研究之后(黄鹄,2005;恽才兴等,2006),海岸景观如何响应人类活动成为学者们研究的热点话题之一。从短时间尺度上看,人类活动对海岸景观演变的影响作用超过气候变化的影响(Nordstrom,2005),然而在文明程度已明显占优势的滨海城市景观类型中不易被觉察。但是没有人能否认,人类在海岸景观改变过程中扮演着极其重要的角色(Nordstrom,2005)。
1.2.2.1关注滨海旅游生态演变的国外研究国外学者对海滨旅游活动引起海岸生态演变极为关注,并且就旅游城镇化在很大程度上干扰了海岸景观的稳定达成了共识。土耳其海岸区域约占总面积的30%,人口约占总人口的51%,游艇、水上的士、娱乐船只的使用和旅游码头的修建呈指数增长,其海岸结构改变当前海岸系统,并且极大地改变了自然沙滩系统沙源的供应(Burak等,2004)。Irtem等(2005)也认为土耳其Edremit湾100km的沙岸,海岸区域旅游活动和不合法的建筑修建造成了城市的混乱,而这些混乱只是众多环境问题中很小的一部分。与此相似,印度最小州——位于西部海岸的果阿的城市土地迅速增加,在沙滩和空地上的植被和水域减少,Murali等(2006)也将其城市化归结于与旅游业繁荣相联系的人类活动。[BF]Cancu’n[BFQ]岛(墨西哥)对潟湖盲目的旅游开发也反映了人为作用破坏海岸自然生态景观的演化(Wiese,1996)。
然而旅游活动即使是在潮间带岩岸简单地行走,也会引起生物群落的破坏(Klein等,2001)。Gheskiere等(2005)认为相对于附近非旅游区,旅游者常常走动的上部海滩拥有更低的有机物特征、更低的密度、更低的多样性和更高的群体压力。Brosnan和Crumrine(1994)认为这样的行走会引起多叶植物和眼镜蛇数量的明显减少,对于贻贝海床的破坏也将持续相当长时间(踩踏停止后至少两年)。当贻贝覆盖被海藻代替时,群落结构会发生改变。Schiel和Taylor(1999)对新西兰汽车旅游对潮间平台藻类聚集的影响研究表明,低密度的踩踏(10人)会使优势藻类(Hormosirabanksii)覆盖率降至25%,高密度踩踏(200人)会使褐藻覆盖率减少90%以上,损失的藻类引起下面造礁珊瑚的藻类消失(Barker和Roberts,2004);低密度踩踏的完全恢复需要几个月的时间,高密度踩踏的不完全恢复则需要1年以上。Milazzo等(2002)对意大利地中海浅的潮下带(平均低潮线0.3~0.5m)的踩踏研究也证实其对藻类相似的破坏作用。热带岩岸珊瑚礁坪区域的表现更为脆弱,踩踏无论是对局部还是对大面积珊瑚的可持续发展均造成直接的严重破坏(West等,2001)。
海岸沙丘的稳定性与植被覆盖率相联系,踩踏对沙丘植被的影响相当明显。在Jutland的实验当中,200人经过沙滩,植被覆盖率降低50%,但实际上旅游者的压力(夏天2560人通过)造成超过98%的植被消失。沙丘植被在踩踏条件下是极为脆弱的(通过对比其他的陆地植被),因为沙地土壤抵抗力极度低,沙丘植被的破坏恢复相当慢。Hylgaard和Liddle(1981)已证明踩踏对于沙丘植被无论是几天还是几个月的影响结果都是相似的(Wiese,1996)。
海滨的钓捕和旅游设施严重地打破海岸景观系统平衡,并引发一系列的生态问题。Liddiard等(1989)对斯旺西(南威尔士)的两处广阔的基岩海岸周围的研究表明,英国的螃蟹被钓鱼者开发利用。大概3000块岩石每天低潮时均被翻动,Bell等(1984)表明90%的大石头两周内在同一个位置被翻转,一些大石头一个夏天可能被翻动40~60次,岩石很少保持它们原来的位置。大石头上部和下部的表面有显著不同的动物和植物,人类行为引起栖息地稳定性的退化和生物多样性的减少。仅分布在希腊和土耳其的小部分海岸区域绿海龟的数量每年正

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