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潮灘，是指沿海的大潮高潮位與低潮位間的潮浸地帶，雖然這里植被覆蓋不多，但卻有著非常重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。2018年12月，《自然》周刊在線發(fā)表了一份全球潮灘地圖，描述了海岸生態(tài)系統(tǒng)的變化，1984~2016年間，16%的潮灘已經(jīng)消失。潮灘減少的原因眾多，包括河流沉積物減少、地面沉降、海平面上升、工程建設(shè)、生物入侵等，其中最重要的兩個因素就是圍墾和植物入侵，這在我們的研究區(qū)域——長江口潮灘濕地，是兩個最為明顯的影響因素。之前的許多研究工作，顯然也關(guān)注到了這兩個因素，但是很可惜，大多只是孤立討論了某種因素對潮灘的影響。我們經(jīng)過多次野外考察，感覺入侵與圍墾的影響可能不是相互獨立的兩種作用，因此就決定在這方面開展一些工作。進展一切順利，該工作的結(jié)果最后發(fā)表在2020年的Remote Sensing上?？措s志名稱大家就知道是通過遙感方法進行分析，但我們今天這篇文章并不想解析遙感的技術(shù)細節(jié)。曾幾何時，互花米草入侵幾乎可以成為崇明東灘的代名詞，這是一種原產(chǎn)于北美的植物，1997年作為促淤植物引種到九段沙，2001年引種到東灘。其強大的繁殖能力和生長速度，還有高耐鹽堿性特征，很快一枝獨秀，取代了本地的蘆葦和海三菱藨草，成為長江河口的優(yōu)勢種。而崇明東灘被認為是東亞-澳大利西亞遷徙水鳥的重要站點，互花米草入侵可能會影響遷徙水鳥的中途棲息地。在復旦大學等的積極建議下，2013年崇明東灘開始了最大規(guī)模的生態(tài)修復工作。崇明東灘的圍墾，在歷史上也是非常有名的，自上世紀50年代以來，崇明島的面積增加了一倍多，其中圍墾功不可沒。早期的圍墾，主要是為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，把潮灘圍起來瀝干，變成農(nóng)田、魚塘等，之后慢慢又變成建筑用地或者改造成人工濕地或林地。當然，現(xiàn)在針對互花米草的生態(tài)治理工程，從工程角度來看，也屬于一種圍墾。 于是，這塊經(jīng)歷了圍墾與互花米草入侵，然后又進行生態(tài)治理的區(qū)域，就進入我們的法眼，被選中作為第一條考察樣帶（2km寬），稱為東灘（DT）。另兩條樣帶，一個是僅僅經(jīng)歷互花米草入侵而沒有人工圍墾的九段沙（JDS），當然還要找一條沒有圍墾也沒有被互花米草入侵的對照樣帶（CG）。當然，周邊還有兩個小島——長興島和橫沙島，也可以用于整體上的比較分析。 樣帶位置：a) 淺藍色的框是圖b和c的位置；b) 紅色框是東灘樣帶，橙色框是對照組樣帶；c）白色框是九段沙 如前所述，涉及遙感影像處理的具體過程，這里就不贅述了，有對分析方法感興趣的朋友可以去找原文看看。這里僅僅對處理結(jié)果進行分析。 （1）長江河口潮灘沿著長江的流向展現(xiàn)出明顯的淤積趨勢。 1996~2018年間，隨著崇明島和九段沙島嶼面積不斷增加，潮灘總面積表現(xiàn)出較大的年際變化，這是自然潮灘變化的特征。而同期，周邊長興島的潮灘面積非常穩(wěn)定，2009年因青草沙水庫圍堤使島嶼面積驟然增加。同樣，2006年前橫沙島的面積也是很穩(wěn)定的，直到2017年因圍墾導致面積持續(xù)增加，圍墾后的橫沙島面積比長興島還大了！這可能就顛覆很多人的常識了。長江河口潮灘1996-2018年動態(tài)變化 
(a)崇明島、(b)長興島、(c)橫沙島和(d)九段沙1996-2018年圍墾、潮灘和島嶼的面積 就三個樣帶潮灘累計面積而言，DT的潮灘面積2006年前快速增長，之后緩慢增長；CG的潮灘面積在2002年前快速增長，2009年之后穩(wěn)定在10.7 km2；JDS的潮灘面積1996-2018年增長速度持續(xù)增加。下圖中DT（↑）和CG（↓）1998年累積潮灘面積速度減緩之后增加，這是因為98大堤穿越了這兩個樣帶。而DT在2013年急劇增加0.91 km2（↓），正是互花米草治理工程的貢獻。
1996~2018年樣帶潮灘累積面積 （2）入侵互花米草有顯著的促淤效果，可增加2.54倍。 鑒于互花米草2001年引種，對其治理2013年開始，我們將研究時間分成三個階段：1996~2001年（圍墾+入侵），2002~2012年（無控制條件），以及2013~2018年（入侵治理）。在這三個時間段，DT的新增淤積面積先增后減，JDS的趨勢剛好相反，而CG在整個時間段呈明顯下降趨勢。這不同的趨勢變化，恰好說明了圍墾與入侵的存在聯(lián)合影響。
各樣帶三階段的淤積面積 要分析互花米草的促淤效果，不得不先說一下潮灘淤積的物質(zhì)基礎(chǔ)，那就是長江的輸沙量。上世紀的后半世紀，崇明東灘因長江龐大的輸沙量而快速增長；進入21世紀，長江沉積物開始減少（據(jù)大通水文站數(shù)據(jù)），崇明北部潮灘增長速度放緩甚至出現(xiàn)侵蝕。我們觀察到，三個樣帶潮灘累積面積與年輸沙量、年平均含沙量之間都存在極顯著的負相關(guān)關(guān)系?？梢該?jù)此推論：河流輸沙量的減少是潮灘淤積速度減緩的重要原因之一。
2000-2018年長江年輸沙量和年平均含沙量 那么，為了量化河流輸沙量、互花米草入侵和圍墾對各島嶼的影響，最簡單也是最合適的分析就是多元線性回歸。分析的細節(jié)大家可以慢慢看下面的表格，這里直接說我們的結(jié)論：崇明島（全島）、橫沙島和對照樣帶的潮灘淤積主要受河流輸沙量的影響；雖然入侵互花米草對東灘樣帶的影響在2013年生態(tài)工程前后變化顯著，但是對九段沙以及九段沙樣帶的影響是主要因素；長興島則主要受圍墾的影響。四個島嶼和三個樣帶多元線性回歸的數(shù)據(jù)統(tǒng)計 
我們的這項研究分析了長江河口潮灘的時空動態(tài)變化，通過比較三個樣帶分析了互花米草入侵和圍墾對潮灘的共同作用，并指出了四個島嶼潮灘淤積的主要驅(qū)動因素，可為未來長江河口海岸帶管理和生物多樣性保護提供依據(jù)。對于保護遷徙水鳥而言，未來保持對東灘互花米草的監(jiān)測是非常必要的，并且每年應(yīng)清除新增的斑塊。對于非鳥類棲息地，且近期已明確規(guī)劃為農(nóng)田或魚塘的圍墾區(qū)，在可控范圍內(nèi)保留互花米草加速淤積速度也不失為一種有效途徑。
Liu Y-F, Ma J, Wang X-X, Zhong Q-Y, Zong J-M, Wu W-B, Wang Q, Zhao B*. Joint Effect of Spartina alterniflora Invasion and Reclamation on the Spatial and Temporal Dynamics of Tidal Flats in Yangtze River Estuary. Remote Sensing. 2020, 12(11):1725. https:///10.3390/rs12111725
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