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Land:“爱奥尼亚弧”区域海岸沙丘系统栖息地监测研究

已有 110 次阅读 2025-12-12 17:58 |个人分类:学术软文|系统分类:论文交流

Land 编委鉴赏

本文聚焦海岸沙丘生态监测,在方法整合与实践价值上优势显著。文章的核心亮点是构建了多维度可落地的栖息地评估体系:以植被社会学调查识别群落特征,结合GIS技术实现栖息地时空动态可视化,再借景观指数与火险评估指数量化干扰影响,“野外调查-空间分析-干扰评估”的闭环设计,保障数据科学完整,也为同类脆弱生态系统监测提供清晰技术路径。

从学科发展看,其对优先级栖息地的长期追踪及野火、入侵物种等干扰因素的解析,为地中海海岸沙丘保护研究补充关键实证数据,对理解“干扰事件-栖息地响应-生态修复”关联机制有重要启示,为制定保护策略提供支撑。

此外,文中栖息地分区对比方法与景观碎片化分析思路,可直接优化现有监测方案,对人类活动与栖息地退化关联的探讨,也为跨区域生态压力对比研究提供借鉴。

          

文章导读

海岸沙丘系统作为海陆交界的独特生态单元,既承担着防风固沙、维系生物多样性等关键生态服务功能,也是欧盟认定的需重点保护却面临严峻生存挑战的栖息地类型。地中海沿岸的沙丘生态系统因气候干旱、地貌动态性强,加之人类活动与生物入侵的叠加影响,其脆弱性尤为突出,开展系统监测与保护研究已成为区域生态治理的紧迫需求。

这项研究的价值不仅在于填补了地中海中南部海岸沙丘栖息地长期动态监测的实证缺口,为评估该区域生态系统健康状况提供关键数据支撑;更在于其建立的多技术融合监测方法,可为全球同类脆弱海岸生态系统的研究提供可复用的技术范式,为制定精准的栖息地修复与管理策略奠定科学基础,对推动海岸生态保护领域的理论研究与实践应用具有重要意义。

          

研究材料与方法

本研究聚焦意大利普利亚大区塔兰托市“爱奥尼亚弧 (Ionian Arc)”海岸带,研究区域西起“斯托纳拉”国家生物遗传保护区“帕特米斯科分区”西界,东至塔拉河河口,全长约6千米、总面积74公顷。该区域年降水量约500毫米且集中于冬季,干旱期长达5个月,分布着意大利南部规模较大的海岸沙丘系统,涵盖桧属植物群落、阿勒颇松林等植被,以及多处欧盟《栖息地指令》认定的重要栖息地,是研究海岸沙丘生态的典型区域。

研究方法上,研究团队整合多技术手段:2022-2023年以分层随机法布设47个2-200平方米的植被样方,按苏黎世-蒙彼利埃学派方法开展调查;用QGIS3.28软件结合2006-2022年正射影像绘制栖息地地图,通过LecoS插件计算景观指数;以“带状样方”法评估栖息地保护状态,再借归一化燃烧比等指数分析火险影响,形成了系统的监测与分析体系。

             

表1. Braun-Blanquet盖度等级与Van Der Maarel转换值

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研究结果与讨论

1.植被群落分类与特征

研究通过聚类分析将47个植被样方划分为10个群落组,涵盖从海滨先锋群落到内陆灌木群落的完整梯度。其中,滨海边的“碱蓬-海芥属群落”以盐生、一年生植物为优势,如海滨海芥、刺沙蓬,是沙丘最前沿的先锋植被;内陆稳定区的“尖叶天门冬-大果桧群落”以大果桧为建群种,是优先级栖息地的核心群落。

        

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图1. 聚类分析树状图

        

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图2. 轮廓分析图

        

值得注意的是,部分区域出现“含金合欢群落”,金合欢作为入侵物种,在野火干扰后的区域快速扩散,已开始取代原生的桧属与灌丛植被。这一现象印证了入侵物种与干扰事件的协同作用,对原生栖息地完整性构成威胁,与地中海其他海岸沙丘研究中“干扰促进入侵”的结论一致,但本文首次明确了该区域金合欢对优先级栖息地的取代速率。

       

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图3. 样带群落序列图

         

2.优先级栖息地历时性变化

通过对2006-2022年影像的分析,优先级栖息地呈现“先扩后缩”的趋势:2006-2019年面积从20526平方米增至31522平方米,斑块数量从86个增至100个,平均斑块面积从238.67平方米升至315.22平方米;但2019-2022年面积降至28256平方米,斑块数量减少至78个,主要因2020-2021年两场大火导致部分斑块消失。

        

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图4. 2006-2022年2250*栖息地分布图

        

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图5. 火灾区域A、B 分布

         

从景观指数看,斑块凝聚力指数 (PCI) 从2006年的9.471升至2022年的9.589,表明未受火灾影响的斑块连通性提升;分形维数指数 (FDI) 从2013年的1.127增至2022年的1.134,反映斑块形状因扩张与火灾干扰叠加而更复杂。这一动态说明优先级栖息地具有自然恢复潜力,但野火是打破恢复进程的关键干扰因子,未来保护需优先防控火灾风险。

        

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图6. FDI与PCI变化趋势图

          

3.火灾影响与栖息地相应

通过归一化燃烧比与差值归一化燃烧比分析,2020-2021年的两场火灾对栖息地造成差异化影响:高烈度区域集中在沙丘内部,主要破坏灌丛与阿勒颇松林栖息地,导致木本植被大量死亡;低烈度区域多为海滨草本群落,恢复较快。

         

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图7. 火险等级分布图

               

实地调查发现,火灾后恢复最快的物种为金合欢,其在高烈度区的盖度1年内达30%,而原生的大果桧幼苗存活率不足10%。这一结果揭示火灾不仅直接减少栖息地面积,还通过改变物种竞争格局为入侵物种创造优势,加剧原生栖息地退化。作者据此提出,火灾后的人工干预需同步开展入侵物种清除与原生植被补植,才能有效遏制栖息地退化。

         

研究总结

本研究聚焦意大利普利亚大区塔兰托“爱奥尼亚弧”海岸沙丘系统,旨在监测欧盟92/43/EEC指令保护的栖息地,评估其保护现状及干扰因素影响。

研究采用植被社会学调查、GIS制图、景观指数分析及NBR/dNBR火险指数等方法。结果显示,2250*栖息地2006-2019年面积扩张,2019-2022年因野火显著缩减且碎片化加剧;金合欢、戟叶落地生根等入侵物种通过竞争空间与资源威胁本土植被。研究区70%为共同体关注栖息地,30%被入侵物种或火灾迹地占据,部分区域因旅游践踏、海岸侵蚀,导致近海风成沙丘栖息地缺失或碎片化。

研究证实,野火与入侵物种是核心威胁,为该区域海岸沙丘生态系统管理与修复提供科学依据,强调需制定针对性保护策略以缓解干扰影响。

         

原文出自Land 期刊:https://www.mdpi.com/3050694

    

Land 期刊介绍

主编:Christine Fürst, University of Halle, Germany

期刊创刊于2012年,期刊涵盖土地系统科学、地表景观、土壤和水、城乡发展、土地与气候相互作用、水-能源-土地-食物纽带关系 (WELF)、生物多样性研究和健康关系、土地建模和数据处理、生态系统服务以及多功能性等研究,并致力于人类可持续发展。现已被 Scopus、SSCI、AGRICOLA、AGRIS、GeoRef、RePEc 等多个关键数据库收录,5-Year Impact Factor: 3.4 (2024)。

2024 Impact Factor:3.2

2024 CiteScore:5.9

Time to First Decision:16 Days

Acceptance to Publication:2.4 Days

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