Động lực học rừng ngập mặn được đánh giá qua dữ liệu vệ tinh đa thời điểm và độ phân giải cao: nghiên cứu điển hình tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên Quốc gia Rừng Ngập Mặn Zhanjiang (ZMNNR), Trung Quốc
Tóm tắt
Tóm tắt. Rừng ngập mặn đang suy giảm trên toàn cầu, chủ yếu do sự can thiệp của con người, do đó cần có sự đánh giá về tình trạng quá khứ và hiện tại của chúng (ví dụ: diện tích, phân bố theo loài, v.v.) để thực hiện các chiến lược bảo tồn và quản lý tốt hơn. Trong bài báo này, động lực bao phủ rừng ngập mặn tại Gaoqiao (Trung Quốc) đã được đánh giá qua thời gian sử dụng hình ảnh vệ tinh năm 1967, 2000 và 2009 (cảm biến Corona KH-4B, Landsat ETM+, GeoEye-1 tương ứng). Đầu tiên, phân tích đa thời điểm của dữ liệu vệ tinh đã được thực hiện, và sau đó các sự khác biệt sinh học và phi sinh học đã được phân tích giữa các cụm rừng ngập mặn khác nhau, được đánh giá thông qua phân loại giám sát của hình ảnh vệ tinh có độ phân giải cao. Một sự suy giảm lớn trong bao phủ rừng ngập mặn (−36%) đã được quan sát giữa năm 1967 và 2009 do sự canh tác lúa và các hoạt động nuôi trồng thủy sản. Hơn nữa, việc xây dựng đê đã ngăn cản việc mở rộng của rừng ngập mặn vào đất liền. Mặc dù có một sự gia tăng nhỏ về diện tích rừng ngập mặn được quan sát giữa năm 2000 và 2009 (+24%), tỷ lệ rừng ngập mặn / nuôi trồng thủy sản vẫn giảm do sự gia tăng nuôi trồng thủy sản tại các khu vực xung quanh. Từ bản đồ sử dụng/bao phủ đất dựa trên dữ liệu thực địa (đo đạc cây dựa trên ô 5 × 5 m) (tháng 8–tháng 9, 2009) cũng như giá trị phản xạ quang phổ (được lấy từ GeoEye-1 đã được chỉnh sửa), cả Bruguiera gymnorrhiza và Aegiceras corniculatum nhỏ đều có thể phân biệt với độ chính xác 73–100%, trong khi A. corniculatum cao chỉ được phân loại đúng với độ chính xác 53% do sự pha trộn với B. gymnorrhiza (độ chính xác phân loại tổng thể: 85%). Trong trường hợp của trầm tích, tỷ lệ cát có sự khác biệt rõ rệt giữa ba lớp rừng ngập mặn. Tổng thể, lợi thế của hình ảnh vệ tinh có độ phân giải rất cao như GeoEye-1 (0.5 m) cho việc đánh giá tính không đồng nhất không gian của rừng ngập mặn và/hoặc phân loại theo loài đã được chứng minh rõ ràng, cùng với độ phức tạp trong việc cung cấp phân loại chính xác cho các loài không nổi bật (ví dụ: Kandelia obovata) tại Gaoqiao. Mặc dù có những hạn chế như biến dạng hình học và dải panchromatic đơn, hình ảnh đã bỏ phân loại Corona 42 năm tuổi rất quý giá cho việc phát hiện biến đổi sử dụng/bao phủ đất khi so sánh với các tập dữ liệu vệ tinh gần đây.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bouyoucos, G. J.: Hydrometer Method Improved for Making Particle Size Analyses of Soils, Agron. J., 54, 464–465 1962.
Chapman, V. J.: Mangrove vegetation, Strauss and Cramer, Vaduz, 499 pp., 1976.
Chen, G. C. and Ye, Y.: Restoration of Aegiceras corniculatum mangroves in Jiulongjiang Estuary changed macro-benthic faunal community, Ecol. Eng., 37, 224–228, https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2010.10.003, 2011.
Chen, L. Z., Wang, W. Q., Zhang, Y. H., and Lin, G. H.: Recent progresses in mangrove conservation, restoration and research in China, J. Plant. Ecol.-UK, 2, 45–54, https://doi.org/10.1093/Jpe/Rtp009, 2009.
Cintron, G. and Schaeffer Novelli, Y.: Methods for studying mangrove structure, UNESCO, Paris, INTERNATIONAL, 1984.
Cottam, G. and Curtis, J. T.: The Use of Distance Measures in Phytosociological Sampling, Ecology, 37, 451–460, 1956.
Dahdouh-Guebas, F.: The use of remote sensing and GIS in the sustainable management of tropical coastal ecosystems, Environ. Develop. Sustain., 4, 93–112, https://doi.org/10.1023/a:1020887204285, 2002.
Dahdouh-Guebas, F. and Koedam, N.: Coastal vegetation and the Asian tsunami, Science, 311, 37–37, 2006a.
Dahdouh-Guebas, F. and Koedam, N.: Empirical estimate of the reliability of the use of the Point-Centred Quarter Method (PCQM): Solutions to ambiguous field situations and description of the PCQM plus protocol, Forest Ecol. Manag., 228, 1–18, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2005.10.076, 2006b.
Dahdouh-Guebas, F. and Koedam, N.: Long-term retrospection on mangrove development using transdisciplinary approaches: A review, Aquat. Bot., 89, 80–92, https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2008.03.012, 2008.
Dahdouh-Guebas, F., Zetterstrom, T., Ronnback, P., Troell, M., Wickramasinghe, A., and Koedam, N.: Recent changes in land-use in the Pambala-Chilaw Lagoon Complex (Sri Lanka) investigated using remote sensing and GIS : conservation of mangroves vs. development of shrimp farming, Environ. Develop. Sustain., 4, 185–200, 2002.
Dahdouh-Guebas, F., Van Hiel, E., Chan, J., Jayatissa, L., and Koedam, N.: Qualitative distinction of congeneric and introgressive mangrove species in mixed patchy forest assemblages using high spatial resolution remotely sensed imagery (IKONOS), Syst. Biodivers., 2, 113–119, 2004.
Dahdouh-Guebas, F., Collin, S., Lo Seen, D., Ronnback, P., Depommier, D., Ravishankar, T., and Koedam, N.: Analysing ethnobotanical and fishery-related importance of mangroves of the East-Godavari Delta (Andhra Pradesh, India) for conservation and management purposes, J. Ethnobiol. Ethnomed., 2, 24, 138–166, https://doi.org/10.1201/b14535-8, 2006a.
Dahdouh-Guebas, F., Verheyden, A., Kairo, J. G., Jayatissa, L. P., and Koedam, N.: Capacity building in tropical coastal resource monitoring in developing countries: A re-appreciation of the oldest remote sensing method, Int. J. Sust. Dev. World, 13, 62–76, 2006b.
Duke, N. C., Meynecke, J. O., Dittmann, S., Ellison, A. M., Anger, K., Berger, U., Cannicci, S., Diele, K., Ewel, K. C., Field, C. D., Koedam, N., Lee, S. Y., Marchand, C., Nordhaus, I., and Dahdouh-Guebas, F.: A world without mangroves?, Science, 317, 41–42, 2007.
Gao, X.-M., Han, W.-D., and Liu, S.-Q.: The mangrove and its conservation in Leizhou Peninsula, China, J. Forest. Res., 20, 174–178, https://doi.org/10.1007/s11676-009-0032-0, 2009.
Giri, C., Ochieng, E., Tieszen, L. L., Zhu, Z., Singh, A., Loveland, T., Masek, J., and Duke, N.: Status and distribution of mangrove forests of the world using earth observation satellite data, Global Ecol. Biogeogr., 20, 154–159, https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2010.00584.x, 2011.
Green, E. P., Mumby, P. J., Edwards, A. J., and Clark, C. D.: Remote Sensing Handbook for tropical Coastal management, Coastal Management Sourcebooks 3, 316 pp., 2000.
Hamilton, L., Dixon, J., and Miller, G.: Mangroves: an undervalued resource of the land and the sea, Ocean Yearbook, 8, 254–288, 1989.
He, B. Y., Lai, T. H., Fan, H. Q., Wang, W. Q., and Zheng, H. L.: Comparison of flooding-tolerance in four mangrove species in a diurnal tidal zone in the Beibu Gulf, Estuar. Coast Shelf S., 74, 254–262, https://doi.org/10.1016/j.ecss.2007.04.018, 2007.
Li, M. S. and Lee, S. Y.: Mangroves of China: a brief review, Forest Ecol. Manag., 96, 241–259, 1997.
Liang, S. C. and Dong, M.: Spatial heterogeneity of population structure of the mangrove Bruguiera gymnorrhiza at Yingluo Bay, South-China Coast, Acta Bot. Sin., 46, 1015–1024, 2004.
Masso i Aleman, S., Bourgeois, C., Appeltans, W., Vanhoorne, B., De Hauwere, N., Stoffelen, P., Heughebaert, A., and Dahdouh-Guebas, F.: The "Mangrove Reference Database and Herbarium", Plant Ecol. Evol., 143, 225–232, https://doi.org/10.5091/plecevo.2010.439, 2010.
Nagelkerken, I., Blaber, S. J. M., Bouillon, S., Green, P., Haywood, M., Kirton, L. G., Meynecke, J. O., Pawlik, J., Penrose, H. M., Sasekumar, A., and Somerfield, P. J.: The habitat function of mangroves for terrestrial and marine fauna: A review, Aquat. Bot., 89, 155–185, https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2007.12.007, 2008.
Neukermans, G., Dahdouh-Guebas, F., Kairo, J. G., and Koedam, N.: Mangrove species and stand mapping in GAzi bay (Kenya) using Quickbird satellite imagery, J. Spat. Sci., 53, 75–86, 2008.
Primavera, J. H.: Tropical shrimp farming and its sustainability, in: Tropical mariculture, edited by: Diego, A. P. S., 257–289, 1998.
Ramsar Sites information Service: http://www.ramsar.wetlands.org/Database/Searchforsites/tabid/765/Default.aspx (last access: 3 February 2010), 2009.
Ren, H., Jian, S. G., Lu, H. F., Zhang, Q. M., Shen, W. J., Han, W. D., Yin, Z. Y., and Guo, Q. F.: Restoration of mangrove plantations and colonisation by native species in Leizhou bay, South China, Ecol. Res., 23, 401–407, https://doi.org/10.1007/s11284-007-0393-9, 2008.
Ren, H., Wu, X. M., Ning, T. Z., Huang, G., Wang, J., Jian, S. G., and Lu, H. F.: Wetland changes and mangrove restoration planning in Shenzhen Bay, Southern China, Landsc. Ecol. Eng., 7, 241–250, https://doi.org/10.1007/s11355-010-0126-z, 2011.
Rönnbäck, P.: The ecological basis for economic value of seafood production supported by mangrove ecosystems, Ecol. Econom., 29, 235–252, https://doi.org/10.1016/s0921-8009(99)00016-6, 1999.
Satyanarayana, B., Idris, I. F., Mohamad, K. A., Husain, M. L., Shazili, N. A. M., and Dahdouh-Guebas, F.: Mangrove species distribution and abundance in relation to local environmental settings: a case-study at Tumpat, Kelantan Delta, east coast of peninsular Malaysia, Bot. Mar., 53, 79–88, https://doi.org/10.1515/Bot.2010.006, 2010.
Satyanarayana, B., Koedam, N., De Smet, K., Di Nitto, D., Bauwens, M., Jayatissa, L. P., Cannicci, S., and Dahdouh-Guebas, F.: Long-term mangrove forest development in Sri Lanka: early predictions evaluated against outcomes using VHR remote sensing and VHR ground-truth data, Mar. Ecol. Progr. S., 443, 51–63, https://doi.org/10.3354/meps09397, 2011.
Spalding, M., Kainuma, M., and Collins, L.: World Atlas of Mangroves, Earthscan Publications Ltd., UK, 319 pp., 2010.
Tam, N. F. Y., Wong, Y. S., Lu, C. Y., and Berry, R.: Mapping and characterization of mangrove plant communities in Hong Kong, Hydrobiologia, 352, 25–37, 1997.
Valiela, I., Bowen, J., and York, J.: Mangrove Forests: One of the World's Threatened Major Tropical Environments, Bioscience, 51, 807–815, 2001.
Walters, B. B., Rönnbäck, P., Kovacs, J. M., Crona, B., Hussain, S. A., Badola, R., Primavera, J. H., Barbier, E., and Dahdouh-Guebas, F.: Ethnobiology, socio-economics and management of mangrove forests: A review, Aquat. Bot., 89, 220–236, https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2008.02.009, 2008.
Ye, Y., Tam, N. F. Y., Wong, Y. S., and Lu, C. Y.: Growth and physiological responses of two mangrove species (Bruguiera gymnorrhiza and Kandelia candel) to waterlogging, Environ. Exp. Bot., 49, 209–221, 2003.
Ye, Y., Tam, N. F. Y., Lu, C. Y., and Wong, Y. S.: Effects of salinity on germination, seedling growth and physiology of three salt-secreting mangrove species, Aquat. Bot., 83, 193–205, https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2005.06.006, 2005.
Zhanjiang Mangrove National Nature Reserve: http://www.zjmangrove.org/en/about.asp (last access: August 2010), 2010.