伊朗红树林景观功能与生态连续性的评估

《Environmental Surfaces and Interfaces》：Evaluation of the function and ecological continuity of landscape in mangrove forests of Iran

本研究基于景观生态学理论，利用GIS和机器学习技术，分析了1989-2024年间伊朗红树林区域土地利用变化及生态功能与连通性。结果表明，建成区面积占比达46.40%且持续扩张，导致生态连通性下降12.31%；70%区域受生态屏障影响，其中港口和旅游码头开发是主要人为障碍。研究提出优先减少人为障碍并建立综合管理策略，以平衡区域发展与生态保护。

　　伊朗红树林生态系统的生态功能连续性评估是当前生态学研究中的一个重要课题。本研究通过分析土地利用/土地覆盖（LULC）的变化趋势，结合生态功能区域（EFA）、障碍效应指数（BEI）和生态连续性指数（ECI）三个核心指标，探讨了红树林生态系统在1989年至2024年间所面临的生态挑战。研究结果显示，随着人类活动的不断发展，红树林生态系统的生态功能连续性面临显著下降，而一些人工开发区域则呈现出快速扩张的趋势。

### 生态功能区域的识别与变化趋势

研究首先对红树林生态系统中具有生态功能的区域进行了识别。这些区域包括历史和文化遗址、植被覆盖、水资源以及受保护或管理的区域等。根据地图比例，这些区域的最小面积设定为25至200公顷。生态专家通过对35位相关领域的学者和机构专家进行调研，确定了至少30%的指定类别具有生态功能。研究发现，红树林生态系统的生态功能区域在1989年至2024年间呈现出一定的变化趋势，其中过去草地的面积减少了37.82%，而人工建成区的面积增加了46.40%。这表明，在研究区域中，人工活动的扩张对生态功能区域的形成和维持构成了显著的威胁。

### 障碍效应指数的计算与影响

障碍效应指数（BEI）用于衡量不同类型的障碍对生态连续性的阻碍程度。研究中通过GIS软件进行建模，对1989年至2024年间各LULC类别的障碍效应进行了计算和绘制。结果显示，人工建成区（包括住宅、商业、工业和道路）是主要的生态障碍，其对生态连续性的负面影响最为显著。此外，水体（如河流、湖泊等）也作为自然障碍，影响生态流动的路径。研究还指出，生态障碍的强度随着其密度和分布范围的增加而增强，特别是在高密度的人工建成区和主要交通网络附近，这种影响尤为明显。

### 生态连续性指数的评估

生态连续性指数（ECI）则用于评估生态系统的整体连通性。研究发现，从1989年至2024年，红树林生态系统的连续性指数下降了12.31%。这表明，随着人类活动的增加，红树林生态系统内部的生态连接性受到了严重破坏。研究还通过景观指标（如有效网格大小、景观比例、聚集指数、最大斑块指数、分割指数、景观形状指数和斑块密度）对生态系统的结构变化进行了分析。结果显示，尽管某些区域的景观比例和聚集指数有所下降，但部分指标如AI（聚集指数）在潮间带类别的变化中表现出显著的上升趋势，而分割指数（SPLIT）在裸地类别的变化中则显示出明显的下降趋势。

### 人类活动对红树林生态系统的影响

人类活动，尤其是港口和商业码头的建设、旅游业的发展以及基础设施的扩张，是导致红树林生态系统变化的主要因素。这些活动不仅改变了红树林的分布和面积，还对生态功能和连续性造成了深远的影响。例如，港口和码头的建设导致了严重的油污染，增加了沉积物中的重金属含量，同时对空气质量和水体营养物质含量也产生了负面影响。此外，过度的捕捞、放牧和资源开采活动进一步加剧了生态系统的退化。

### 生态管理与保护建议

为了应对这些挑战，研究提出了若干生态管理与保护建议。首先，建议优先实施综合海岸带管理（ICZM），将港口扩建、旅游开发和城市扩张与红树林保护目标相结合。其次，针对生态连续性下降的高风险区域，提出进行有针对性的土地恢复和重新造林工作，特别是在人工建成区和港口附近的缓冲区。此外，还建议采取明确的障碍减少措施，限制对关键红树林走廊的侵占，并在敏感水体周围设立保护缓冲区。这些措施有助于减少人类活动对生态系统的负面影响，提高生态功能和连续性。

### 研究的局限性与未来方向

尽管本研究在红树林生态功能和连续性评估方面取得了重要进展，但仍存在一定的局限性。例如，研究主要关注了人工障碍的影响，而一些自然障碍（如水体）也可能对生态连续性产生重要影响。因此，未来的研究需要进一步区分自然和人为障碍，以便更准确地制定管理策略。此外，研究还建议在未来的生态评估中，考虑社会经济因素，如社区对生态系统的依赖程度、治理能力以及执法力度，以增强生态管理的可行性和有效性。

### 与可持续发展目标的关联

本研究不仅对红树林生态系统的现状进行了评估，还与联合国可持续发展目标（SDGs）相呼应。例如，研究支持SDG 13（气候行动）通过评估红树林的碳固存潜力和指导生态恢复以增强气候韧性；支持SDG 14（水下生命）通过保护红树林及其生态连接性；支持SDG 15（陆地生命）通过保持和恢复栖息地；支持SDG 11（可持续城市与社区）通过指导可持续的沿海发展并减少港口和旅游业扩张带来的生态风险。同时，研究还强调了通过提供GIS数据支持，促进各利益相关者之间的合作治理，以实现更广泛的生态保护目标。

### 结论

红树林生态系统的生态功能连续性评估对于保护这些重要的自然资源至关重要。通过识别生态功能区域和障碍效应，可以为生态管理提供科学依据。研究强调，生态功能和连续性的评估不仅有助于了解生态系统的现状，还能为未来的生态规划和管理提供关键信息。因此，通过持续监测和管理这些区域，可以有效减少人类活动和自然威胁对生态系统的负面影响，从而实现生态可持续性与人类福祉的平衡。