近20a来我国红树林资源变化遥感监测与分析＊

吴培强，张 杰，马 毅，李晓敏

（国家海洋局 第一海洋研究所，山东 青岛266061）

红树林是自然分布于热带和亚热带海岸潮间带的木本植物群落，是海上滩涂特有的森林类型［1］，主要分布在海陆过渡地带的淤泥质潮滩上，是全球四大湿地生态系统中最具特色的湿地生态系统。红树林具有重要的自然与社会价值，在御风消浪、护堤护岸和保护生物多样性方面所发挥的作用。

我国红树林面积在历史上曾达250 000hm2，20世纪50年代为40 000hm2左右（不包含港澳台），2001年全国林业调查中，全国（不包含港澳台）红树林总面积为22 024.9hm2［2］。由于20世纪60年代以来的毁林围海造田、改造盐场、围海养殖、城镇建设等人类不合理的开发活动影响，导致我国红树林严重破坏，面积剧减，林分质量下降，生物多样性降低，红树林资源损失严重。正确掌握红树林资源状况，对于我国红树林的保护和管理有着重要的意义。

遥感技术具有探测范围大、获取资料周期短、受地面条件限制少、手段多、获取的信息量大等优点，近年来已被广泛应用于湿地调查和变化监测中。有学者利用遥感影像开展了红树林遥感监测方面研究［3-8］。还有学者分别利用多期遥感影像开展了深圳河河口、珠江口、淇澳岛和福建省不同时段的红树林资源变化情况分析［9-13］。目前国内有关红树林的研究，大多都研究红树林分布集中且范围相对较小的区域，对全国范围的、长时间序列的红树林研究较少。我们利用1990年前后、2000年前后和2010年前后的遥感影像共计48幅对我国红树林资源状况进行监测并分析其变化情况。

1 研究区与数据

1.1 研究区概况

我国红树林主要分布于海南、广西、广东、福建、浙江、香港、澳门和台湾，其中海南、广西和广东占全国红树林总面积的97%。自然生长的红树林分布介于海南的榆林港（18°09′N）至福建福鼎的沙埕湾（27°20′N），人工种植的红树林北至浙江省乐清湾（28°25′N）［14］。我们的研究区域为浙江、福建、广东、广西和海南五个省（区）（图1）。

图1 研究区范围示意图Fig.1 Location of the study area

1.2 数据处理

以1990年前后的Landsat-5TM、2000年前后的Landsat-7ETM+多光谱图像和2010年前后的HJ-1 CCD 影像为主要数据源（表1），以现场踏勘数据等为辅助数据。首先分别对Landsat（短波红外、近红外和红）和HJ（红、近红外和绿）影像进行波段组合，得到近似真彩色合成影像，然后利用经正射校正的遥感影像，分别对3期影像进行地理配准，配准误差控制在1个像元以内。

表1 遥感影像数据列表Table 1 List of the remote sensing images

2 我国红树林分布状况

基于这48幅遥感影像并结合搜集的文献和书籍［2，9-14］，采用一样的提取原则和方法对研究区开展红树林信息提取，结果见表2、图2～图4。从1990年前后、2000年前后和2010年前后3期提取结果可知：

浙江省红树林主要分布于温州市和台州市；福建省红树林主要分布于漳江口、九龙江口、洛阳江口和沙埕湾；广东省主要红树林分布于高桥至界炮岸段、东海岛西侧、新寮岛周边滩涂、水东港、海陵湾、镇海湾、淇澳岛、深圳湾、红海湾、达濠区和大亚湾；广西红树林主要分布于英罗港、丹兜海、铁山港、大风江口、茅尾海、钦州湾、珍珠港和北仑河口；海南省红树林主要分布于东寨港、清澜港、高隆湾、新英湾、后水湾和花场湾。

表2 我国红树林面积统计表Table 2 Statistics of the mangrove area in China

1990年我国红树林总面积为13 519.6hm2。其中，广东省面积最大，为7 733.2hm2，占全国的57.2%；海南省次之，为3 795.5hm2；浙江省最少，仅为17.3hm2，占全国的0.1%。2000年较1990年略有增多，为16 053.6hm2，其中仍以广东省面积最大，浙江最少，但广西壮族自治区面积有显著增多，为3 247.2hm2。2010年我国红树林总面积为24 578.2hm2，比2000年有增加；广东省红树林面积最大，但所占比重略有下降；广西壮族自治区红树林面积为6 594.5hm2，较2000年增加了近一倍；海南省和福建省红树林增加，分别为4 891.2hm2和941.9hm2，浙江省红树林面积最少。

图2 1990年前后我国红树林分布图Fig.2 Distribution of the mangroves in China around 1990

图3 2000年前后我国红树林分布图Fig.3 Distribution of the mangroves in China around 2000

图4 2010年前后我国红树林分布图Fig.4 Distribution of the mangroves in China around 2010

我国在2001年开展了全国实地红树林调查［2］，利用该调查数据与我们的2000年红树林信息提取结果进行对比。对比结果表明，浙江省、广东省和海南省在红树林面积和分布两方面差异不大；福建省较调查数据有所减少，主要是由于影像的成像时间处于高潮位造成的；广西壮族自治区2001年全国调查有红树林8 375.0hm2，而我们提取的信息广西仅为3 247.2hm2，相差较大，分析原因，主要有以下3个方面：1）2001年调查结果可能包括红树林滩涂面积；2）滩涂上分布的一些稀疏和幼小的红树林，在影像上未能识别，导致文中提取的红树林面积偏少；3）受遥感影像成像时间的限制，使用的影像正处于高潮位，部分红树林被海水淹没。

3 我国红树林动态变化分析

基于1990年、2000年和2010年前后3期红树林的分布状况，结合历史资料，分析了1990—2000年、2000—2010年和1990—2010年的红树林变化情况。结果表明：近20a来我国红树林面积不断增加，1990年为13 519.6hm2，2010年为24 578.4hm2，增加了11 058.8hm2，年平均变化率为4.1%。其中，1990—2000年增加了2 534.0hm2，增长速度253.4hm2／a；2000—2010年增加了8 524.8hm2，增长速度852.5 hm2／a（表3）。

表3 各省红树林变化情况Table 3 Changes in the area of mangroves in individual provinces

图5 20a来我国5省红树林面积变化图Fig.5 Changes of the mangroves in the 5provinces of China in the past 20years

3.1 1990—2000年红树林变化分析

10a间，除海南省红树林面积变化不大外，其余各省均有不同程度增加。其中，广西壮族自治区红树林面积增加最多，增加了1 492.3hm2，增长了85.1%；广东省红树林总面积增加了988.8hm2，位列第2。依据监测结果结合历史资料得出，红树林自然保护区的建立是促使红树林面积增加的主要原因。福建省的漳江口和九龙江口红树林保护区的建立，使得漳州市增加了94.0hm2；广东省为保护海滩涂红树林及鸟类而建立的湛江红树林自然保护区，使得湛江市红树林面积增加明显，增加了2 055.2hm2（图6为湛江红树林自然保护区核心区高桥镇）；海南省儋州市红树林面积增加了97.0hm2，增长了19.3%，主要由于新英湾自1992年建立保护区以来，保护区内红树林得以保护和管理，促进了红树林的生长；另外浙江省和广西壮族自治区在政府的支持下，人们在沿岸滩涂开始人工栽种，促使红树林显著增多。由于短期高利润水产养殖业的迅猛发展和沿海经济发展，大面积的红树林被“围海造田（椰）”、改红树林滩涂为水产养殖池塘和建设用地，使得部分区域的红树林破坏严重。其中浙江省温州市乐清湾红树林面积由1990年的17.3hm2锐减到2000年的1.6hm2；广东省深圳市红树林面积从1990年的424.7hm2减少到2000年的88.4hm2，减少近80%；福建省福州市和广东省中山市在2000年的影像上未监测到红树林。

3.2 2000—2010年红树林变化分析

21世纪的第一个10a，福建省、广东省、广西壮族自治区和海南省红树林面积均有不同程度增加，分别增加了672.6hm2、3 408.9hm2、3 347.3hm2和1 096.2hm2，浙江省变化不大。此10a间，由于促使红树林保护和管理政策的日益完善，且上述地区社会经济的平稳发展，人们环保意识的增强，政府保护力度加大，不断建立红树林保护区，所以红树林面积有显著增加。福建省福州市源于闽江口的人工栽种，红树林面积共增加246.4hm2；广东省珠海市自2000年批准成立淇澳岛市级红树林保护区以来，政府的扶持和帮助使珠海市红树林面积从2000年的167.5hm2增加到2010年的768.2hm2（图7）。但乱砍滥伐、围垦造陆和养殖等人为破坏活动仍然存在，使得东莞市、汕尾市、临高县等红树林面积减少；至2010年广东省中山市和海南省万宁市未监测到红树林。相比1990—2000年，红树林毁林行为相对减少。

3.3 1990—2010年红树林变化分析

图6 1990-10（a）和2000-10（b）湛江市高桥红树林分布Fig.6 Distribution of mangroves in Gaoqiao of Zhanjiang City in October，1990（a）and October，2000（b）

图8 1990-07（a）和2011-02（b）漳州市九龙江口红树林分布图Fig.8 Distribution of mangroves in Jiulong Estuary of Zhangzhou City in July，1990（a）and February，2011（b）

近20a来，浙江省红树林总面积变化不大，仅增加了2.6hm2；广西壮族自治区红树林面积增加最多，增加了4 829.6hm2，年增长速度为13%；广东省红树林增加了4 397.7hm2，增长率为56.8%；海南省和福建省红树林面积分别增加了1 095.7hm2和723.2hm2。从提取结果可以看出，红树林自然保护区的不断建立，漳州市（图8）、湛江市、北海市、海口市等区域红树林面积持续增加；但部分区域内红树林分布范围却发生很大变化，如广东省湛江市东海岛附近红树林湿地大面积地开发利用为养殖，而高桥镇至界炮镇一带滩涂红树林种植面积却不断地增加；海南省海口市红树林总面积增加了359.2hm2，分布范围却在减少，到2010年仅在清澜港保护区内有分布，其余区域被围填为建设用地。随着人口压力增大，沿海区域经济的发展，工业污水、生活废水的大量排放和不合理的围垦养殖，对红树林造成了破坏。浙江省温州市和广东省深圳市等地区由于当地人们开展海滩水产养殖和城镇建设对红树林滩涂进行围垦，使得红树林大面积减少；东莞市在20a间红树林减少了290.5hm2，至2010年从影像上未监测到红树林分布。

4 结 论

采用卫星遥感调查与现场调查相结合的方法，分析了3个时期我国浙江省、福建省、广东省、广西壮族自治区和海南省红树林的状况以及近20a来的变化情况，得出以下结论：

1）1990年前后、2000年前后和2010年前后我国红树林总面积分别为13 519.6hm2、16 053.6hm2和24 578.2hm2；20a中，广东省红树林面积一直居于首位，面积约占全国的50%，浙江省红树林面积最少，不足全国的1‰。

2）我国红树林面积在逐年增加，但红树林的分布点个数在减少，红树林由原来的沿岸分散分布趋于自然保护区集中分布；受人为因素的影响，天然林面积不断地减少，人工林面积增加。

3）围填海是造成红树林减少的主要原因，自然保护区建立是红树林增加的主要途径。

需要注意的：

1）利用TM、ETM+和HJ影像开展我国红树林资源变化遥感监测与分析时，由于所用影像的空间分辨率为30m，造成红树林与周边地物存在混合像元，而且地物特征存在“异物同谱”现象，给目视解译带来一定的困难，导致信息提取结果与实际情况可能存在一定的偏差。

2）潮汐对红树林遥感数据结果造成影响，主要是北部湾区域内潮差比较大，高潮时部分红树林会被淹没；对于红树林幼苗，在没有形成一定规模前，从遥感影像上无法识别，因此遥感提取的红树林数据会存在一定的偏差。

致谢：文中所用TM 和ETM+数据由NASA 免费提供，HJ数据由中国资源卫星应用中心免费提供。

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［1］ LIN P.Mangrove ecosystem in China［M］.Beijing：Science Press，1997.林鹏.中国红树林生态系统［M］.北京：科学出版社，1997.

［2］ WANG W Q，WANG M.The Mangroves of China［M］.Beijing：Science Press，2007.王文卿，王瑁.中国红树林［M］.北京：科学出版社，2007.

［3］ BLASCO F，AIZPURU M，GERS C.Depletion of the mangroves of Continental Asia［J］.Wetlands Ecology and Management，2001，9（3）：255-266.

［4］ PROISY C，COUTERON P，FROMARD F.Predicting and mapping mangrove biomass from canopy grain analysis using Fourier-based textural ordination of IKONOS images［J］.Remote Sensing of Environment，2007，109：379-392.

［5］ BEHARA S，KHAIRUL A M，INDRA F I，et al.Assessment of mangrove vegetation based on remote sensing and ground-truth measurements at Tumpat，Kelantan Delta，East Coast of Peninsular Malaysia［J］.International Journal of Remote Sensing，2011，32（6）：1635-1650.

［6］ WANG Y Q，BONYNGE G，NUGRANAD J.Remote Sensing of Mangrove Change Along the Tanzania Coast［J］.Marine Geodesy，2003，26：35-48.

［7］ SETO K C，FRAGKIAS M.Mangrove conversion and aquaculture development in Vietnam：A remote sensing-based approach for evalua-ting the Ramsar Convention on Wetlands［J］.Global Environmental Change，2007，17：486-500.

［8］ SALEH M A.Assessment of mangrove vegetation on Abu Minqar Island of the Red Sea［J］.Journal of Arid Environments，2007，68（26）：331-336.

［9］ LI T H，ZHAO Z J，HAN P.Detection and analysis of mangrove changes with multi-temporal remotely sensed imagery in Shenzhen river estuary［J］.Journal of Remote Sensing，2002，6（5）：364-369.李天宏，赵智杰，韩鹏.深圳河河口红树林变化的多时相遥感分析［J］.遥感学报，2002，6（5）：364-369.

［10］ WANG S G，LI X，ZHOU Y Z，et al.The change of mangrove wetland ecosystem and controlling countermeasures in Qi'ao Island［J］.Wetland Science，2005，3（1）：13-20.王树功，黎夏，周永章，等.珠江口淇澳岛红树林湿地变化及调控对策研究［J］.湿地科学，2005，3（1）：13-20.

［11］ CHEN L Y，HU Z N，ZHONG S Q，et al.Applying the remote sensing information to analyze Guangxi mangrove development variety characteristic［J］.Guangxi Sciences，2005，12（4）：308-311.陈凌云，胡自宁，钟仕全，等.应用遥感信息分析广西红树林动态变化特征［J］.广西科学，2005，12（4）：308-311.

［12］ LI X，LIU K，WANG S G.Mangrove wetland changes in the Pearl River Estuary using remote sensing［J］.Acta Geographica Sinica，2006，61（1）：26-34.黎夏，刘凯，王树功.珠江口红树林湿地演变的遥感分析［J］.地理学报，2006，61（1）：26-34.

［13］ HUANG W D，CHEN W H，DENG X M，et al.Distribution of Mangrove in Fujian Province［J］.Environmental Science &Technology，2010，33（12）：164-170.黄文丹，陈文惠，邓祥民，等.福建省红树林分布时空变化与驱动因素分析［J］.环境科学与技术，2010，33（12）：164-170.

［14］ CHEN L Z，WANG W Q，ZHANG Y H，et al.Recent progresses in mangrove conservation，restoration and research in China［J］.Journal of Plant Ecology，2009，2（2）：45-54.