论文部分内容阅读
海岸带是兼具海陆两种不同属性的特殊地带,在海陆交互作用和人为因素的干扰下生态环境脆弱,极易受到影响。探索海岸带进行土地利用/覆被变化与碳氮磷储量变化的相互关系,有利于了解人类活动对土地资源的影响。自1988年海南建省以来,海南岛在政策的支持下得到快速发展,海岸带地区的土地利用类型更是经历了较大的改变。了解自然因素和人类活动对海南岛海岸造成影响,可以为海南岛海岸带的可持续发展提供科学依据。为了揭示海南岛海岸带近30年土地利用格局的时空变化特征及海防林、红树林的时空变化对海岸带碳储量的影响。以海南岛海岸带为研究对象,基于1988、1998、2008和2017年Landsat卫星遥感影像,运用RS、GIS技术和土地利用变化等相关方法,分析4期土地利用/覆被变化及驱动力分析,并选择海南岛海岸带防护林、红树林为典型研究区,结合海南岛海岸带24个样地的木麻黄海防林的土壤、叶片碳氮磷含量的实测数据和收集到的的红树林土壤和植被资料,分析了海南岛海岸带近30年来的土地利用/覆被变化,以及海防林、红树林的变化对海南岛碳氮库的影响。主要研究结果如下:2017年海南岛海岸带土地利用类型及其面积分别为耕地面积2253.66 km2,海防林面积454.34 km2,其他林地面积381.62km2,建筑面积558.10 km2,水域面积245.56 km2,红树林面积9.57 km2,其他用地面积64.39 km2。与1988年海岸带土地利用类型相比,耕地面积减少129.91 km2,减少比例为5%;海防林面积减少327.16 km2,减少比例42%;其他林地面积减少108.78 km2,减少比例22%;建筑面积增加447.74 km2,增加比例406%;其他用地面积减少92.54 km2,减少比例59%;水域及水利设施用地面积减少17.71 km2,减少比例7%;红树林面积减少32.16 km2,减少比例77%。影响土地利用/覆被变化的驱动力主要是自然与社会因素,自然因子主要是台风影响,社会因子包括人口增长、滩涂养殖、旅游开发、房地产开发和政策规划。对海南岛12市县24个样地的木麻黄海防林的表层土壤和叶片碳氮磷含量分析结果表明,海南岛海岸带防护林沙地土壤SOC、TN和TP的在0~10 cm 土层中平均含量分别为4.33、0.38和0.26 g/kg,平均C:N比值为12.44;在10~20 cm土层中SOC、TN和TP的平均含量为3.05、0.35和0.18 g/kg,平均C:N比值为8.79。海岸带土壤养分含量低,SOC、TN和TP含量与碳氮比在全国土壤的养分分级标准中都处于较低水平。林下和光滩TN均与年均温呈现显著正相关关系;土壤TP含量与年平均降水量显著相关,但林下与光滩的相反。林下0~10 cm 土层TN和TP含量和10~20 cm 土层SOC和TN含量显著大于光滩,表明海岸带木麻黄防护林的种植具有“肥岛”效应,有利于提高土壤C、N和P含量。海南岛海岸带植物木麻黄叶片TC、TN、TP平均含量分别为399.06、12.55和1.04 g/kg,三者均低于全球陆生植物的平均含量,平均C:N、C:P和N:P为32.02、420.65、13.10,三者均高于全球陆生植物的平均值。叶片碳氮磷生态化学计量学特征表明,木麻黄林可能主要受到土壤N的限制。0~10cm 土层的土壤pH与木麻黄的TN含量呈显著正相关,年均降水量与木麻黄的TN、TP含量呈显著正相关。从1988~2017年,因海南岛海岸带土地利用类型的转变,海岸带植被碳和0~20 cm 土壤有机碳含量共减少了 2543913.33~2557134.63 t(即 2.54~2.56 Pg C);海岸带植被和土壤氮磷含量(不包含红树林)减少了 75090.56~75506.36 t和16612.21~16646.67 t。其中,因海南岛海岸带红树林与木麻黄海防林的面积大量减少,海岸带0~20 cm土壤碳储量共减少了约1886228.7~1896150.89 t(即1.88~13.89 PgC);土壤氮磷含量(不包括红树林)分别减少了约47390.16~47702.2 t 和 7472.55~7498.41 t。