1990-2020年广西北仑河口红树林扰动研究

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监测国家级自然保护区内红树林的扰动,可为滨海湿地生态系统的管理和保护提供数据支撑和决策支持。本研究使用谷歌云平台(Google Earth Engine,GEE)建立Landsat长时间序列卫星数据集,结合Land Trendr算法和(Continuous Change Detection and Classification,CCDC)算法研究了广西北仑河口红树林自然保护区1990-2020年间红树林的扰动情况并对两种算法的监测结果进行对比发现两种算法对红树林扰动检测的不同之处,最后结合研究区实际情况重点分析了北仑河口红树林在自然因素和人为因素的影响下的面积变动,根据历史情况给出相应的保护建议。结果表明:1)1990-2020年间,用Land Trendr算法检测出共有45.94 hm2的红树林发生了干扰,其中2001年保护区内红树林干扰面积最大,为12.91 hm2,2015年和2020年干扰面积次之,为10.54 hm~2和10.45 hm~2,干扰发生的地理位置主要分布在珍珠湾西北沿岸;同时检测出711.85 hm2的红树林恢复,1991、1992和1993这三年恢复面积最大,共恢复了600.46 hm2的红树林,占总恢复的84.35%,空间上集中在北仑河入海口和珍珠湾沿岸。2)基于Land Trendr算法检测出北仑河口保护区内红树林的干扰程度以低级和中低级干扰为主,干扰面积为26.60 hm2,占总干扰的56.85%;保护区的恢复程度以低级和中低级恢复为主,恢复面积444.60 hm2,占总恢复面积的62.46%,接近三分之二。3)1990-2020年用CCDC算法检测出98.98 hm2的红树林发生了干扰,最大干扰发生在2020年,为22.63 hm2,并且对比CCDC和Land Trendr检测扰动的年际折线图发现二者存在很高的一致性,表明两种算法对检测红树林扰动有效;两种算法检测出的最大扰动量分级差异明显,CCDC对中低级扰动更为敏感;另外CCDC可以对扰动发生的次数进行检测,发现扰动次数为1次和2次的地方占绝大多数,面积达101.79 hm2,占总面积的98.55%。本研究基于Land Trendr和CCDC算法解析了近30年北仑河口保护区内红树林发生扰动的年份、频率和面积,结合实际情况分析了扰动类型和驱动因素。认为,自然因素,如虫灾,台风等是导致干扰的主要原因,人类活动是北仑河口红树林干扰的次要原因;自然生长是红树林恢复的主要原因,人为保护是红树林恢复的次要原因。据此给出了相应的保护和管理策略。本研究的结论和方法可为制定科学合理的红树林保护和恢复政策提供重要的决策支持。
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