CN111401753A - 海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法 - Google Patents

海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，将海源干扰分为三种类型，选择目标滨海湿地，确定目标海岸线，计算所述目标滨海湿地中任一点到所述目标海岸线的衰减距离，根据海岸线变迁速率，计算得到目标海岸线的年均侵蚀速率；根据海岸线人工化干扰特征，设置不同海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值；根据海岸线地形地貌等特征，计算得到目标海岸线的自然暴露指数；根据年均侵蚀速率、岸线人工化干扰评估参考值、自然暴露指数以及衰减距离，评估海源干扰对所述目标滨海湿地生态系统的定量化影响。该方法有利于为制定滨海湿地的保护对策提供技术支撑，从而也有利于为开展受损滨海湿地的生态修复提供有益参考。

Description

海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法
技术领域
本发明涉及海洋生态技术领域，特别涉及海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法。
背景技术
海岸带地区处于陆海交错带，陆海相互作用强烈、人口密集、经济发达，人类活动干扰较大，是典型的生态脆弱区。滨海湿地系统作为一类典型的海岸带生态系统，从研究地理范围来看包含陆地边界和海洋边界两种类型边界。理解滨海湿地生态系统对陆源和海源干扰的响应关系是研究滨海湿地生态系统退化机制的关键。
目前来说，大多数评估方法主要研究陆源干扰对滨海湿地生态系统影响，缺乏有效定量化评估海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，因此不能根据海源干扰与滨海湿地生态系统的关系为滨海湿地保护和修复提供有益参考。
发明内容
为解决现有技术中评估海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化程度不足的技术问题，本发明提供了一种海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，有利于为制定滨海湿地的保护对策提供技术支撑，从而也有利于为开展受损滨海湿地的生态修复提供有益参考。
本发明提供了海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，包括：
分类海源干扰，得到不同的海源干扰类型，所述海源干扰类型包括：海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰；
选择目标滨海湿地，确定评估基准年的目标海岸线，计算所述目标滨海湿地中任一点到所述目标海岸线的衰减距离；
根据所述评估基准年目标海岸线，提取所述目标滨海湿地某一历史年的历史海岸线，并计算海岸线变迁干扰时所述目标海岸线的年均侵蚀速率；
分类海岸线，得到不同的海岸线开发类型，设定不同的海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值，并确定海岸线人工化干扰时所述目标海岸线的海岸线开发类型；
根据生态系统服务和权衡的综合评估模型模型，计算海岸线自然暴露干扰时所述目标海岸线的自然暴露指数；
根据所述衰减距离、所述年均侵蚀速率、所述评估参考值以及所述自然暴露指数，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述目标滨海湿地生态系统的定量化影响。
进一步地，所述计算所述目标滨海湿地中任一点到所述目标海岸线的衰减距离，具体包括：
根据所述目标滨海湿地，确定所述目标滨海湿地的评估区域；
将所述评估区域划分为多个大小相等的栅格；
将所述目标海岸线等分为N段海岸线线段；
计算任一栅格中心点分别到N段海岸线线段中点的衰减距离。
进一步地，所述计算所述目标海岸线的年均侵蚀速率，具体包括：
确定所述目标海岸线的中点以及所述目标滨海湿地向陆一侧中与所述中点距离最远的点，并将距离最远的点记为等分点；
将所述等分点分别连接所述目标海岸线的两个端点，并延伸至与所述历史海岸线相交，形成以所述等分点为顶点的角；
从顶点分别引N-1条射线，所述N-1条射线分别通过N段海岸线线段的端点，将所述目标海岸线和所述历史海岸线构成的封闭区域划分为N个评估封闭区域，并将所述历史海岸线划分为N段历史海岸线线段；
若第i段海岸线线段为侵蚀情形时，则根据第i个评估封闭区域的面积、第i段海岸线线段的长度以及第i段历史海岸线线段的长度，计算第i段海岸线线段的年均侵蚀速率
Figure BDA0002416208140000021
否则，第i段海岸线线段的年均侵蚀速率
Figure BDA0002416208140000022
进一步地，第i段海岸线线段为侵蚀情形时，第i段海岸线线段的年均侵蚀速率的计算方法，具体包括：
Figure BDA0002416208140000023
式中：
Figure BDA0002416208140000024
为第i段海岸线线段的年均侵蚀速率；Si为第i个评估封闭区域的面积；t1为评估基准年的年份；t0为选取的某一历史年的年份；di为第i段海岸线线段的长度与第i段历史海岸线线段的长度的均值。
进一步地，所述确定海岸线人工化干扰时所述目标海岸线的海岸线开发类型，具体包括：
根据人为开发利用岸线的方式，分类海岸线，得到不同的海岸线开发类型，所述海岸线开发类型包括：未开发海岛海岸线、围塘堤坝海岛海岸线、防护堤坝海岛海岸线、工业与城镇海岛海岸线以及港口码头海岛海岸线；
判断第i段海岸线线段中所包含海岸线开发类型，计算每一种海岸线开发类型长度与第i段海岸线线段长度的占比，以最大占比对应的海岸线开发类型作为第i段海岸线线段的海岸线开发类型；
根据第i段海岸线线段的海岸线开发类型，确定第i段海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值。
进一步地，所述计算海岸线自然暴露干扰所述目标海岸线的自然暴露指数，具体包括：
分类所述海岸线自然暴露干扰，得到不同的海岸线自然暴露干扰类型，所述海岸线自然暴露干扰类型包括：海岸线自然类型暴露干扰、风暴露干扰以及波浪暴露干扰；
根据生态系统服务和权衡的综合评估模型，计算所述目标滨海湿地的目标海岸的海岸线自然类型暴露干扰指数T、风暴露干扰指数W以及波浪暴露干扰指数V；
根据T、W以及V，计算所述目标海岸线的自然暴露指数EI，并记为所述目标海岸线的自然暴露指数EI；
若第i段海岸线线段的自然暴露指数包含多个值，则将均值作为第i段海岸线线段的自然暴露指数EIi。
进一步地，目标海岸线的自然暴露指数EI的计算方法为：
Figure BDA0002416208140000031
式中：EI为目标海岸线的自然暴露指数；T为目标海岸的海岸线自然类型暴露干扰指数；W为目标海岸的风暴露干扰指数；V为目标海岸的波浪暴露干扰指数。
进一步地，所述评估海源干扰对所述目标滨海湿地生态系统的定量化影响，具体包括：
选定海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰对滨海湿地生态系统的定量化影响的半衰减系数；
当所述半衰减系数相同时，根据第i段海岸线线段的年均侵蚀速率、第i段海岸线线段的评估参考值以及第i段海岸线线段的自然暴露指数，计算第i段海岸线线段的海源干扰值EVIi；
根据EVIi以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)；
根据I(x,y)，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域生态系统的定量化影响；
当所述半衰减系数不完全相同时，根据
Figure BDA0002416208140000041
以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响A(x,y)；
根据第i段海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响B(x,y)；
根据EIi以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响C(x,y)；
将A(x,y)、B(x,y)以及C(x,y)取几何平均值，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响；
根据所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域生态系统的定量化影响。
进一步地，所述第i段海岸线线段的海源干扰值EVIi，具体包括：
Figure BDA0002416208140000051
式中：EVIi为第i段海岸线线段的海源干扰值；
Figure BDA0002416208140000052
为第i段海岸线线段的年均侵蚀速率；Pi为第i段海岸线线段的评估参考值；EIi为第i段海岸线线段的自然暴露指数。
进一步地，目标海岸线的海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响A(x,y)、目标海岸线的海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响B(x,y)、目标海岸线的海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响C(x,y)或目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)的计算方法，具体包括：
Figure BDA0002416208140000053
式中：K(x,y)为A(x,y)、B(x,y)、C(x,y)或I(x,y)；Mi为
Figure BDA0002416208140000054
Pi、EIi或EVIi；Di(x,y)为任一栅格中心点到第i段海岸线线段中点的衰减距离；N为海岸线线段的数量，w为半衰减系数。
本发明的技术效果或优点：
本发明提供的海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，分类得到三种类型的海源干扰型，选择目标滨海湿地，确定评估基准年的目标海岸线，计算所述目标滨海湿地中任一点到所述目标海岸线的衰减距离，根据海岸线变迁干扰，计算得到目标海岸线的年均侵蚀速率，根据海岸线人工化干扰，设定了不同海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值，根据海岸线地形地貌特征，计算得到目标海岸线的自然暴露指数，根据年均侵蚀速率、评估参考值、自然暴露指数以及衰减距离，评估了海源干扰对所述目标滨海湿地生态系统的定量化影响。该方法分别定量评估海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰对滨海湿地生态系统的定量化影响，并综合了三种海源干扰类型对滨海湿地生态系统的定量化影响，从而定量评估了海源干扰对滨海湿地生态系统的定量化影响，有利于为制定滨海湿地的保护对策提供技术参考，从而也有利于为开展受损滨海湿地的生态修复提供有益参考。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一个海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的不同海岸线线段的年均侵蚀速率的计算方法示意图；
图3为本发明实施例提供的目标海岸线开发类型示意图；
图4为本发明实施例提供的基于InVEST模型估算结果的目标海岸线自然暴露指数的示意图；
图5为本发明实施例提供的半衰减系数相同时海源干扰对目标滨海湿地生态系统影响的定量化评估示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术中评估海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化程度不足的技术问题，本发明提供了一种海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，有利于为制定滨海湿地的保护对策提供技术参考，从而也有利于为开展受损滨海湿地的生态修复提供有益参考。
下面结合具体实施例及说明书附图，对本发明的技术方案作详细说明。
参考图1，图1为本发明实施例提供的一个海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法的流程图。本发明提供了一种海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，所述方法包括：
S1：分类海源干扰，得到不同的海源干扰类型，所述海源干扰类型包括：海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰。需要说明的是，海源干扰的分类根据滨海湿地来自向海一侧的重要生态干扰状况。
S2：选择目标滨海湿地，确定评估基准年的目标海岸线，计算所述目标滨海湿地中任一点到所述目标海岸线的衰减距离。本实施例中步骤S2具体包括：
根据所述目标滨海湿地，确定所述目标滨海湿地的评估区域；
将所述评估区域划分为多个大小相等的栅格；
将所述目标海岸线等分为N段海岸线线段；
计算任一栅格中心点分别到N段海岸线线段中点的衰减距离。
需要说明的是，评估区域可任意选择，为方便计算，本实施例中在目标滨海湿地中选择一个正方形评估区域，按照实际需求可将其划分成n*n个栅格，其中栅格中心点代表评估区域中一点，海源干扰对栅格中心点生态系统的定量化影响近似等于海源干扰对此栅格生态系统的定量化影响。
S3：根据所述目标海岸线，提取所述目标滨海湿地某一历史年的历史海岸线，并计算所述目标海岸线的年均侵蚀速率。本实施例中，步骤S3具体包括：
确定所述目标海岸线的中点以及所述目标滨海湿地向陆一侧中与所述中点距离最远的点，并将距离最远的点记为等分点；
将所述等分点分别连接所述目标海岸线的两个端点，并延伸至与所述历史海岸线相交，形成以所述等分点为顶点的角；
从顶点分别引N-1条射线，所述N-1条射线分别通过N段海岸线线段的端点，将所述目标海岸线和所述历史海岸线构成的封闭区域划分为N个评估封闭区域，并将所述历史海岸线划分为N段历史海岸线线段；
若第i段海岸线线段为侵蚀情形时，则根据第i个评估封闭区域的面积、第i段海岸线线段的长度以及第i段历史海岸线线段的长度，计算第i段海岸线线段的年均侵蚀速率
Figure BDA0002416208140000071
否则，第i段海岸线线段的年均侵蚀速率
Figure BDA0002416208140000072
其中：第i段海岸线线段为侵蚀情形时，第i段海岸线线段的年均侵蚀速率的计算方法，具体包括：
Figure BDA0002416208140000081
式中：
Figure BDA0002416208140000082
为第i段海岸线线段的年均侵蚀速率；Si为第i个评估封闭区域的面积；t1为评估时的年份；t0为选取某一年的年份；d为第i段海岸线线段的长度与第i段历史海岸线线段的长度的均值。
需要说明的是，评估封闭区域的面积的计算通过地理信息系统(GIS)计算得到。当第i个评估封闭区域为淤积情形时，则第i段海岸线线段的年均侵蚀速率为零，第i段海岸线线段的海岸线变迁干扰对目标滨海湿地的影响为0。
作为一个示例，参考图2，下面具体介绍一下，不同海岸线线段的年均侵蚀速率的计算方法。图2中O点为目标海岸线的中点，o点为目标滨海湿地中向内一侧距离O点最远的点，B点和C点分别为目标海岸线的两个端点，连接oB并延长至与某一时期的历史海岸线相交于A点，连接oD并延长至某一时期的历史海岸线相交于C点，从而形成了以o为顶点，oA和oC为两边的角，将目标海岸线等分14段海岸线线段，则除目标海岸线两端的端点，共有13个端点，从o点分别引经过13个端点的射线，得到13条射线，13条射线分别与某一时期的历史海岸线相交，从B点起为第1段目标海岸线线段，则根据年均侵蚀速率的计算方法可求得第4段(即bd段)目标海岸线线段的年均侵蚀速率，具体如下：
Figure BDA0002416208140000083
式中：
Figure BDA0002416208140000084
为第4段目标海岸线线段的年均侵蚀速率；S4为第4个评估封闭区域的面积就，即abcd形成的评估封闭区域的面积；t1为评估时的年份，t0为选取某一年的年份；d为第4段目标海岸线线段的长度与第4段历史海岸线线段的长度的均值。
S4：分类海岸线，得到不同的海岸线开发类型，设定不同的海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值，并确定海岸线人工化干扰时所述目标海岸线的海岸线开发类型。本实施例中根据人为开发利用岸线的方式，分类海岸线，得到不同的海岸线开发类型，所述海岸线开发类型包括：未开发海岛海岸线、围塘堤坝海岛海岸线、防护堤坝海岛海岸线、工业与城镇海岛海岸线以及港口码头海岛海岸线；
判断第i段海岸线线段中所包含海岸线开发类型，计算每一种海岸线开发类型长度与第i段海岸线线段长度的占比，以最大占比对应的海岸线开发类型作为第i段海岸线线段的海岸线开发类型；
根据第i段海岸线线段的海岸线开发类型，确定第i段海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值。
具体地，参考图3，图3为本发明实施例提供的目标海岸线的海岸线开发类型示意图。根据人为开发利用岸线的方式对目标海岸线的遥感影像进行解译，得到目标海岸线的海岸线开发类型分布情况。
需要说明的是，根据人为开发利用岸线的方式对海岸线进行分类为本领域技术人员公知常识。具体的，参考表1，海岸线开发类型包括：未开发海岸线、围塘堤坝海岸线、防护堤坝海岸线、工业与城镇海岸线以及港口码头海岸线。未开发海岸线对滨海湿地生态系统影响的初值为0，围塘堤坝海岸线对滨海湿地生态系统影响的初值为0.4，防护堤坝海岸线对滨海湿地生态系统影响的初值为0.6，工业与城镇海岸线对滨海湿地生态系统影响的初值为0.8，港口码头海岸线对滨海湿地生态系统影响的初值为1。
表1海岸线开发类型及其对滨海湿地生态系统影响的初值
Figure BDA0002416208140000091
S5：根据生态系统服务和权衡的综合评估模型(InVEST)模型，计算海岸线自然暴露干扰时所述目标海岸线的自然暴露指数。本实施例中，步骤S5具体包括：
分类所述海岸线自然暴露干扰，得到不同的海岸线自然暴露干扰类型，所述海岸线自然暴露干扰类型包括：海岸线自然类型暴露干扰、风暴露干扰以及波浪暴露干扰；
根据InVEST模型，计算所述目标滨海湿地的的目标海岸的海岸线自然类型暴露干扰指数T、风暴露干扰指数W以及波浪暴露干扰指数V；
根据T、W以及V，计算所述目标海岸的自然暴露指数EI，并记为所述目标海岸线的自然暴露指数EI；
若第i段海岸线线段的自然暴露指数包含多个值，则将均值作为第i段海岸线线段的自然暴露指数EIi。
其中：目标海岸线的自然暴露指数EI的计算方法为：
Figure BDA0002416208140000101
式中：EI为目标海岸线的自然暴露指数；T为目标海岸的海岸线自然类型暴露干扰指数；W为目标海岸的风暴露干扰指数；V为目标海岸的波浪暴露干扰指数。
具体地，参考图4，图4为本发明实施例提供的基于InVEST模型估算目标海岸线的海岸线自然暴露指数的示意图。提取目标滨海湿地的目标海岸，根据InVEST模型对目标海岸的自然暴露指数进行估算，即可得到目标海岸线的自然暴露指数。
S6：根据所述衰减距离、所述年均侵蚀速率、所述评估参考值以及所述自然暴露指数，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述目标滨海湿地生态系统的定量化影响。
本实施例中，S6具体包括：选定海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰对滨海湿地生态系统的定量化影响的半衰减系数；
当所述半衰减系数相同时，根据年均侵蚀速率、评估参考值以及自然暴露指数，计算目标海岸线的海源干扰值；
根据目标海岸线的海源干扰值以及衰减距离，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)；
根据所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域生态系统的定量化影响；
当所述半衰减系数不完全相同时，根据年均侵蚀速率以及衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响A(x,y)；
根据评估参考值以及衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响B(x,y)；
根据自然暴露指数以及衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响C(x,y)；
将A(x,y)、B(x,y)以及C(x,y)取几何平均值，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响；
根据所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域生态系统的定量化影响。
更具体地说，步骤S6包括：选定海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰对滨海湿地生态系统的定量化影响的半衰减系数；
当所述半衰减系数相同时，根据第i段海岸线线段的年均侵蚀速率、第i段海岸线线段的评估参考值以及第i段海岸线线段的自然暴露指数，计算第i段海岸线线段的海源干扰值EVIi；
根据EVIi以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)；
根据I(x,y)，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域生态系统的定量化影响；
当所述半衰减系数不完全相同时，根据
Figure BDA0002416208140000111
以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响A(x,y)；
根据第i段海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响B(x,y)；
根据EIi以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响C(x,y)；
将A(x,y)、B(x,y)以及C(x,y)取几何平均值，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响；
根据所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域生态系统的定量化影响。
需要说明的是，半衰减系数根据实际情况自行设定。
其中：所述第i段海岸线线段的海源干扰值EVIi，具体包括：
Figure BDA0002416208140000121
式中：EVIi为第i段海岸线线段的海源干扰值；
Figure BDA0002416208140000122
为第i段海岸线线段的年均侵蚀速率；Pi为第i段海岸线线段的评估参考值；EIi为第i段海岸线线段的自然暴露指数。
目标海岸线的海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响A(x,y)、目标海岸线的海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响B(x,y)、目标海岸线的海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响C(x,y)或目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)的计算方法，具体包括：
Figure BDA0002416208140000131
式中：K(x,y)为A(x,y)、B(x,y)、C(x,y)或I(x,y)；Mi为
Figure BDA0002416208140000132
Pi、EIi或EVIi；Di(x,y)为任一栅格中心点到第i段海岸线线段中点的衰减距离；N为海岸线线段的数量，w为半衰减系数。
具体地，目标海岸线的海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响A(x,y)的计算方法，包括：
Figure BDA0002416208140000133
式中：A(x,y)为海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响；
Figure BDA0002416208140000134
为第i段海岸线线段的年均侵蚀速率；Di(x,y)为任一栅格中心点到第i段海岸线线段中点的衰减距离；N为海岸线线段的数量，w为半衰减系数。
目标海岸线的海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响B(x,y)的计算方法，具体包括；
Figure BDA0002416208140000135
式中：B(x,y)为海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响；Pi为第i段海岸线线段的评估参考值；Di(x,y)为任一栅格中心点到第i段海岸线线段中点的衰减距离；N为海岸线线段的数量，w为半衰减系数。
目标海岸线的海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响C(x,y)的计算方法，具体包括：
Figure BDA0002416208140000136
式中：C(x,y)为海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响；EIi为第i段海岸线线段的自然暴露指数；Di(x,y)为任一栅格中心点到第i段海岸线线段中点的衰减距离；N为海岸线线段的数量，w为半衰减系数。
目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)的计算方法，具体包括：
Figure BDA0002416208140000141
式中：I(x,y)为海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响；EVIi为第i段海岸线线段的海源干扰值；Di(x,y)为任一栅格中心点到第i段海岸线线段中点的衰减距离；N为海岸线线段的数量，w为半衰减系数。
参考图5，作为一个示例，具体介绍一下半衰减系数相同时海源干扰对目标滨海湿地生态系统影响的。本实施例中，假设海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰的半衰减系数相同，均取1KM，在目标滨海湿地中选取评估区域，并将评估区域划分成10*10个栅格，将目标海岸线等分成100段海岸线线段，在栅格中取一点(x,y)，分别计算(x,y)点到100段海岸线线段的衰减距离，根据步骤S3、S4和S5分别计算第i段海岸线线段的年均侵蚀速率、评估参考值以及自然暴露指数，根据第i段海岸线线段的年均侵蚀速率、评估参考值以及自然暴露指数，计算第i段海岸线线段的海源干扰值，根据海源干扰值和衰减距离，采用公式
Figure BDA0002416208140000142
评估目标海岸线的海源干扰对(x,y)点生态系统的定量化影响，从而可评估目标海岸线的海源干扰对包含(x,y)点的栅格的生态系统的定量化影响，根据上述方法，可评估得到目标海岸线的海源干扰对评估区域内各个栅格的生态系统的定量化影响。选取不同的评估区域，可评估得到目标海源干扰对目标滨海湿地生态系统的定量化影响。参考图5，颜色越深，代表目标滨海湿地生态系统受海源干扰越严重。
需要说明的是，本实施例中的步骤S3、S4、S5不限制其执行顺序。
本发明提供的海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，分类得到三种类型的海源干扰型，选择目标滨海湿地，确定目标海岸线，计算所述目标滨海湿地中任一点到所述目标海岸线的衰减距离，根据海岸线变迁干扰，计算得到目标海岸线的年均侵蚀速率；根据海岸线人工化干扰，设定了不同海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值；根据海岸线地形地貌特征，计算得到目标海岸线的自然暴露指数。根据年均侵蚀速率、岸线人工化干扰评估参考值、自然暴露指数以及衰减距离，评估了海源干扰对所述目标滨海湿地生态系统的定量化影响。该方法有利于为制定滨海湿地的保护对策提供技术参考，从而也有利于为开展受损滨海湿地的生态修复提供有益参考。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.海源干扰对滨海湿地生态系统影响的定量化评估方法，其特征在于，包括：
分类海源干扰，得到不同的海源干扰类型，所述海源干扰类型包括：海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰；
选择目标滨海湿地，确定评估基准年的目标海岸线，计算所述目标滨海湿地中任一点到所述目标海岸线的衰减距离；
根据所述目标海岸线，提取所述目标滨海湿地某一历史年的历史海岸线，并计算海岸线变迁干扰时所述目标海岸线的年均侵蚀速率；
分类海岸线，得到不同的海岸线开发类型，设定不同的海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值，并确定海岸线人工化干扰时所述目标海岸线的海岸线开发类型；
根据生态系统服务和权衡的综合评估模型，计算海岸线自然暴露干扰时所述目标海岸线的自然暴露指数；
根据所述衰减距离、所述年均侵蚀速率、所述评估参考值以及所述自然暴露指数，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述目标滨海湿地生态系统的定量化影响。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标滨海湿地中任一点到所述目标海岸线的衰减距离，具体包括：
根据所述目标滨海湿地，确定所述目标滨海湿地的评估区域；
将所述评估区域划分为多个大小相等的栅格；
将所述目标海岸线等分为N段海岸线线段；
计算任一栅格中心点分别到N段海岸线线段中点的衰减距离。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述海岸线变迁干扰时计算所述目标海岸线的年均侵蚀速率，具体包括：
确定所述目标海岸线的中点以及所述目标滨海湿地向陆一侧中与所述中点距离最远的点，并将距离最远的点记为等分点；
将所述等分点分别连接所述目标海岸线的两个端点，并延伸至与所述历史海岸线相交，形成以所述等分点为顶点的角；
从顶点分别引N-1条射线，所述N-1条射线分别通过N段海岸线线段的端点，将所述目标海岸线和所述历史海岸线构成的封闭区域划分为N个评估封闭区域，并将所述历史海岸线划分为N段历史海岸线线段；
若第i段海岸线线段为侵蚀情形时，则根据第i个评估封闭区域的面积、第i段海岸线线段的长度以及第i段历史海岸线线段的长度，计算第i段海岸线线段的年均侵蚀速率
Figure FDA0002416208130000021
否则，第i段海岸线线段的年均侵蚀速率
Figure FDA0002416208130000022
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第i段海岸线线段为侵蚀情形时，第i段海岸线线段的年均侵蚀速率的计算方法，具体包括：
Figure FDA0002416208130000023
式中：
Figure FDA0002416208130000024
为第i段海岸线线段的年均侵蚀速率；Si为第i个评估封闭区域的面积；t1为评估基准年的年份；t0为选取的某一历史年的年份；di为第i段海岸线线段的长度与第i段历史海岸线线段的长度的均值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定海岸线人工化干扰时所述目标海岸线的海岸线开发类型，具体包括：
根据人为开发利用岸线的方式，分类海岸线，得到不同的海岸线开发类型，所述海岸线开发类型包括：未开发海岛海岸线、围塘堤坝海岛海岸线、防护堤坝海岛海岸线、工业与城镇海岛海岸线以及港口码头海岛海岸线；
判断第i段海岸线线段中所包含海岸线开发类型，计算每一种海岸线开发类型长度与第i段海岸线线段长度的占比，以最大占比对应的海岸线开发类型作为第i段海岸线线段的海岸线开发类型；
根据第i段海岸线线段的海岸线开发类型，确定第i段海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算海岸线自然暴露干扰时所述目标海岸线的自然暴露指数，具体包括：
分类所述海岸线自然暴露干扰，得到不同的自然暴露干扰类型，所述自然暴露干扰类型包括：海岸线自然类型暴露干扰、风暴露干扰以及波浪暴露干扰；
根据生态系统服务和权衡的综合评估模型，计算所述目标滨海湿地的目标海岸的海岸线自然类型暴露干扰指数T、风暴露干扰指数W以及波浪暴露干扰指数V；
根据T、W以及V，计算所述目标海岸的自然暴露指数，并记为所述目标海岸线的自然暴露指数EI；
若第i段海岸线线段的自然暴露指数包含多个值，则将均值作为第i段海岸线线段的自然暴露指数EIi。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，目标海岸线的自然暴露指数EI的计算方法为：
Figure FDA0002416208130000031
式中：EI为目标海岸线的自然暴露指数；T为目标海岸的海岸线自然类型暴露干扰指数；W为目标海岸的风暴露干扰指数；V为目标海岸的波浪暴露干扰指数。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述评估海源干扰对所述目标滨海湿地生态系统的定量化影响，具体包括：
选定海岸线变迁干扰、海岸线人工化干扰以及海岸线自然暴露干扰对滨海湿地生态系统的定量化影响的半衰减系数；
当所述半衰减系数相同时，根据第i段海岸线线段的年均侵蚀速率、第i段海岸线线段的评估参考值以及第i段海岸线线段的自然暴露指数，计算第i段海岸线线段的海源干扰值EVIi；
根据EVIi以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)；
根据I(x,y)，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域生态系统的定量化影响；
当所述半衰减系数不完全相同时，根据
Figure FDA0002416208130000032
以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响A(x,y)；
根据第i段海岸线开发类型对滨海湿地生态系统影响的评估参考值以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响B(x,y)；
根据EIi以及任一栅格中心点到第i段海岸线线段的衰减距离，评估所述目标海岸线的海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响C(x,y)；
将A(x,y)、B(x,y)以及C(x,y)取几何平均值，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响；
根据所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响，评估所述目标海岸线的海源干扰对所述评估区域生态系统的定量化影响。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第i段海岸线线段的海源干扰值EVIi，具体包括：
Figure FDA0002416208130000041
式中：EVIi为第i段海岸线线段的海源干扰值；
Figure FDA0002416208130000042
为第i段海岸线线段的年均侵蚀速率；Pi为第i段海岸线线段的评估参考值；EIi为第i段海岸线线段的自然暴露指数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，目标海岸线的海岸线变迁干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响A(x,y)、目标海岸线的海岸线人工化干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响B(x,y)、目标海岸线的海岸线自然暴露干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响C(x,y)或目标海岸线的海源干扰对所述评估区域中任一栅格中心点生态系统的定量化影响I(x,y)的计算方法，具体包括：
Figure FDA0002416208130000051
式中：K(x,y)为A(x,y)、B(x,y)、C(x,y)或I(x,y)；Mi为
Figure FDA0002416208130000052
Pi、EIi或EVIi；Di(x,y)为任一栅格中心点到第i段海岸线线段中点的衰减距离；N为海岸线线段的数量，w为半衰减系数。
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