2  研究方法

 

为了更科学、高效地揭示一个区域海岸线生态系统承载力的变化规律，本研究将以地中海西北海岸线为研究对象，以景观格局为理论支撑，从时间和技术等多维度出发，通过遥感技术对研究地块过去 60 年的地表森林生物质③以及景观生态指数进行反演，实现对大、中、小尺度海岸线生态安全现状的科学、精准的时空演化模拟，进而为高效、科学地修复破碎化的沿海城市生态系统提供多维尺度的数据与技术支撑。

 

2.1  支撑理论

 

海岸线生态系统承载力最有力的衡量标杆是区域生态系统的自然复原力[13]。通过对其自然复原力进行科学的监控，实现对生态系统连通性规律的探索。生态系统、景观生态学和栖息地之间存在着不可分割的关系，生态系统的连通性由景观格局支撑，景观格局由不同土地性质的斑块、廊道、基质构成，是衡量生态系统连通性现状的重要元素[14]。沿海区域的任一景观格局要素遭到破坏，均可引发生态系统中能量循环的断裂，直接导致城市生态系统破碎化，丧失自然复原力[15]。

 

2.2  技术路线

 

在过去的一个世纪中，地中海西北海岸线区域用地性质发生变化的主要原因在于基础设施建设扩张，这些建设工程直接导致了林地面积骤减、湿地灌木区域萎缩、土地沙化等严重后果。因此选择以代表海岸线林地现状的森林生物质、基础设施面积、归一化 植 被 指 数（normalized difference vegetation index, NDVI）④、侵蚀区域面积作为本研究的生态因子[16]，通过对 1972—2022 年的生态因子进行提取，构建生态系统连通性监控与规律探索的动态模型（图 4）。

 

1）通过遥感技术对全球海岸线 60 年森林生物质进行监测，对大尺度全球海岸线森林碳储量生态安全现状基质进行监控比对。

 

2）通过仿真生态建模软件（如 Envi、HEC-RAS、QGIS、Cyclone 等），采用高分辨率微型载人飞机进行实地数据采集，对 Landsat 8 卫星陆地成像仪（operational land imager, OLI）和 Landsat 7、Landsat 5、哥白尼 Sentinel 卫星雷达的原始数据第 1~7 波段进行大气校正，并提取 NDVI。其计算方式是利用红光与近红外光的反射，获得城市沿海岸线区域的植被基质模型，该模型用以监控绿色植被的生长状况。

 

3）通过植被生态指数模型推演，实现对地中海西北海岸线上 2个核心海岸生态修复点位（德克雷乌斯角自然公园、瓦伦西亚市塞勒海滩）的高精度小尺度监控，通过模型构建，对其自然复原力进行解析，从而判定海岸线缓冲区修复案例在修复后的生态系统连通性状态，发现干扰因子。在此基础上，提出增强沿海城市缓冲区的自然复原力、构建海岸线生态安全屏障、优化沿海城市生态系统的策略[17]。