消失的泻湖的故事：加纳佛苏泻湖的栖息地测绘和生态评估

摘要

加纳沿海地区主要从事海洋和泻湖捕鱼。像加纳很多泻湖，佛塑泻湖是民生的其周边社区的主要来源。然而，泻湖和其相关的沼泽植被是受到来自人类活动引起的干扰严重威胁。由于这个原因，泻湖被认为是加纳污染最严重的泻湖之一。此外，研究表明，一个重要的保护挑战是泻湖的相关植被的库存不足。因此，研究的目的是地图和评估泻湖的栖息地和识别威胁泻湖。在实现研究目标，遥感和地理信息系统技术被用来有效地映射泻湖和集水区。该结果表明，佛塑泻湖的特征在于在泻湖大小大规模下降和植被覆盖。因此，积水已经下降了50.2英亩2070至17年身体发育和杂草。此外，它在结果泻湖的植被现在已经碎裂成六个不同植被类型和泻湖中的杂草使大约三分之一的泻湖的植被覆盖明显。 Also, adding to the threat of the lagoon were high levels of plastic waste and metal pollution. Hence, if current trend continues, the possibility of further degradation is very high. The main impact of this research was to provide evidence to the gradual disappearance of the Fosu lagoon.

一。介绍

海岸泻湖及其相关植被在海岸生态系统中非常重要，它们为水生动植物的栖息地、娱乐、防洪、盐矿开采和宗教活动提供了重要的服务[1，2，3]. 根据[4]海岸带的特点是脆弱、复杂和生产环境。因此，它们需要公众和政府机构的特别关注。然而，全球有相当数量的沿海泻湖因人类活动而消失，例如在红树林中建造和倾倒垃圾和液体废物污染泻湖。此外，外来物种和杂草的扩散以及全球海平面上升等自然现象也对改变沿海泻湖的生态系统产生了影响[五]。此外，沿海泻湖相关的植被仍面临急剧下降，特别是红树林植被。在[6]讨论了1980年至2005年世界红树林植被损失的19%。因此，这增加了沿海社区面临的脆弱性和风险。许多发展中国家红树林的枯竭引起了严重的环境和经济问题[7]。

和加纳的许多泻湖一样，福苏泻湖是周边社区的主要生计来源[2，8]. 它是涉水鸟类的集结地、觅食地和栖息地。然而，泻湖及其相关植被正受到人为干扰的严重威胁[9]。由于这个原因，泻湖被认为是加纳污染最严重的泻湖之一。此外，文学的艰苦审查表明，一个重要的保护挑战是泻湖的相关植被的库存不足。虽然很少有研究的鱼类在泻湖[状态进行10，11]，没有一个被定制识别并取佛塑泻湖的当前范围和条件的库存。重要的是，我们无法评估我们没有测量。因此，缺少泻湖相关的植被生态库存方面取得了生态评估困难。这阻碍了时间序列分析来了解的下降，因此进一步的项目的速度。随着佛塑泻湖及其相关植被的破坏增加，它正日益成为重要的映射和评估泻湖的栖息地和识别威胁泻湖。在此背景下，这项研究的最终目标是绘制和使用地理信息系统和遥感评估泻湖的栖息地，并确定威胁泻湖的破坏。

2.数据与方法

2.1。网站描述

该佛塑泻湖现在是死区的水体之一。它位于纬度之间5°06'N-5°07'N和经度1°15'W-1°16'W。泻湖位于开普敦海岸在加纳南部，有97.3亩面积。泻湖的平均水深为1.6米。它是由海到南界，并通过不同的植被包围。在佛塑泻湖（如图所示1)是由两个积水组成的。目前，泻湖的鱼类组成表明有五种：萨罗罗非鱼，双枝异枝，Pellonula leonensis，法尔基平尼斯蜥蜴和克拉丽亚斯·加里皮松。福苏泻湖流域地表植被以引种植被为主，红树林植被残馀面积少。

2.2。研究方法

利用遥感和地理信息系统技术，建立了佛苏泻湖及其相关植被的地理信息系统数据库。本研究从加纳城乡规划部门获得高分辨率航空照片，地面采样距离（GSD或像素大小）为0.39 m，之所以选择GSD，是因为泻湖集水区植被破碎，只有高GSD才能有效区分支离破碎的植被。利用卫星图像对佛苏泻湖进行勘测和绘制地图似乎是一个令人满意的选择，但这一方法尚未被证明能够区分佛苏泻湖的小碎片植被的全部范围。例如，分辨率为30 m的陆地卫星图像和分辨率为10 m的SPOT图像不能提供绘制5 m的小块植被所需的质量图像。

在映射佛塑泻湖和其相关联的植被，使用高分辨率的航空照片与协调基于对象的分类技术。这种方法提供了一个有前途，比基于像素的分类的更好的分类选项，并在其他实现目标提取零散的植被组成，水资源，以及入侵物种，机会的基于对象的分类提供这样的窗口。此外，没有使用传统的图像分类技术（监督和无监督的）另一个关键原因是因为你经常会在分类输出盐和胡椒的样子。在可进行基于对象的分类很多软件，该软件eCognition 9.3中使用，因为它的商业成熟度。多分辨率分割施加到像素组到对象，并随后使用基于规则的方法（决策树规则）分类。是用于OBIA的基本原理如下：（1）分割的打破图像向上成表示陆上特征和对象（2）分类，分类使用它们的形状，尺寸和空间和光谱特性的那些对象。高分辨率航拍照片被分为七个类别，分别是积水，红树林植被，半自然红树林，沿海盐沼，半自然盐沼，并介绍了灌木和杂草。在定义用于佛塑泻湖的栖息地的类，用于相位1的栖息地调查手册制备联合自然保护委员会广泛使用。

2.3条。实地访谈和可视化

由于正从20世纪70年代可靠的航空照片到1990年，这种方式可以帮助需要可视化转换质量数据的难度。俗称多量这种方法获得通过。一些研究，如[12，13，14]用这样的方法在定性数据转换成地图。其结果是，一个结构化的历史数据条件形式为面试旧-本地人渔民制备。此外，与印刷出空间图像的帮助下，共10（10），旧本地人渔民被采访。关于泻湖的初始范围和边界和相关联的植被，泻湖的先前水深，和泻湖的先前状态的信息被记录下来。然后，信息被分类并总结（如表1). 通过对历史数据的引导，建立了符合ArcGIS软件中历史数据描述的地图。

2.4条。精度评定

另一方面，为了确保分类的准确性是可以接受的，对分类进行了实地核查，并在进行准确性评估之后进行了核查。该方法利用RTK-GNSS接收机在野外采集随机GPS坐标并对其进行分类。总共选取了20个坐标点。坐标点是从RTK-GNSS机器上获取的。利用ArcGIS中的计算混淆矩阵工具，计算了总体精度和Kappa系数。

3.结果

Yevugah [15]认为卡帕大于0.75为优秀，0.4和0.75之间是相当不错的。2009年和2017年（获得的记录卡伯系数示于表2因此）被用于分析不够好。

3.1。在佛塑泻湖的空间范围

该佛塑泻湖的特点是在泻湖尺寸大幅度下降，植被覆盖。它在结果（图是明显的2和3)，泻湖的植被在过去四十年里被分割成不同的植被类型。地图数据2，3和4)显示1970年、2009年和2017年泻湖和集水区的空间范围。

3.2。在各种植被类的说明

3.2.1。死水（苦咸水）

存水是涵盖147.5英亩于1970年，112.4英亩在2009年和97.3英亩在2017微咸水（表3）。除了该地区的苦咸水一直被深度减少为好。

3.2.2。红树林植被

红树林植被班由红树林达（大红树). 上世纪70年代，红树林植被覆盖面积约为53英亩，但从2009年的10.54英亩减少到2017年的10.05英亩。红红树林是泻湖栖息地的原生物种。这是唯一仍然作为泻湖栖息地组成部分存在的本地物种。在过去的四十年里，最初的红红树林已经转变或转变成了不同的土地覆盖类型。虽然没有完全消失，但红红树林减少了81.03%。

3.2.3。半自然红树林

这种植物类由它夹杂着庄稼红色的红树林。从现场调查，这植被类混合在一起作物如香蕉和封面1.43亩。

3.2.4。滨海盐沼

这沿海盐沼类包括由草为主的草本植被的区域。这是泻湖的栖息地的非本地物种。当泻湖的栖息地的原生红树林红如红树林的下降，房屋和商业基础设施建设下降，由于人为活动创建它。它占地9.14亩。

3.2.5。半自然盐沼

与滨海盐沼类不同，滨海盐沼的原始植被是水果植物和蔬菜作物的混合体。现场调查表明，滨海盐沼逐渐向农田转变。

3.2.6。引进灌木

这个类是在泻湖的栖息地植被优势之一。它是由灌木树种不在本地原生，无论是种植还是自播种为主。它是由相思的种植灌木组成。它是覆盖59.83英亩泻湖的栖息地的植被覆盖的非本地物种。

3.2.7。杂草

泻湖植被覆盖以杂草为主，面积65.41英亩，占整个植被覆盖面积的38.7%(1/3)。它是迄今为止最大的植被覆盖面积。杂草既存在于泻湖内部，也存在于泻湖边缘。它是一种非本地/入侵物种，在过去的40年里稳步增长。杂草覆盖是多特异性的;两个或多个物种共存。它被认为是泻湖栖息地生物多样性下降的主要威胁之一。

3.3。确定了对环礁湖的威胁

3.3.1。废塑料

泻湖生态系统面临着各种各样的威胁，这些威胁来自不同的人类活动。已查明的一个主要威胁是向泻湖排放塑料废物。有四个主要的排水沟从开普敦海岸的内城连接到泻湖。这些排水管携带着大量的塑料垃圾，最后发现它们漂浮在泻湖中。造成这一威胁的主要原因是对废物的不当管理。垃圾管理不善的根本原因是生活垃圾处理不当，不分青红皂白地倾倒在下水道和未经许可的地方。

3.3.2条。金属污染

在泻湖的集水一个明显不协调的土地用途是机械车间。它占地7.10亩面积广阔。这个机械车间是在都市中最大的，因此吸引和容纳大量车辆。这技工车间在泻湖的边缘落在正确。

四。讨论

4.1。泻湖的栖息地破碎化

的潜心复习[16]揭示了泻湖的现状是人为活动的结果：边缘红树林的破坏，土地利用的变化，以及生活和工业废物的排放。然而，从这项研究中，一个突出的威胁，泻湖的栖息地，这表明是破碎的泻湖的植被。从结果来看，泻湖现在被分成六个植被类别，最初以红树林和灌木植被为主。泻湖植被破碎程度高，对泻湖栖息地的可持续性构成严重威胁。根据[4，17，生境破碎化是全球物种灭绝的主要原因之一。以福苏泻湖为例，栖息地的破碎化导致了连续栖息地总面积的减少，阻止了野生动物在植被斑块之间来回移动，总体上降低了栖息地的质量。此外，文献亦显示生境的破碎化和改变，对减低生境提供广泛生态系统服务的能力有负面影响[18，19]。该佛塑泻湖的栖息地是没有豁免，因为其栖息地的改变减少了它产生的生态系统服务的范围。特别是在食品领域提供的服务都受到了影响。Armah等。[16]假设泻湖里的鱼数量减少了。此外，在美丽的景观、文化遗产和健康环境方面的文化服务都受到了负面影响。此外，研究表明，100 m和500 m宽的红树林带可分别降低13%-16%和50%-100%的波高[20，21]. 然而，随着佛苏泻湖植被的破碎化，如杂草、半自然盐沼、沿海盐沼和半自然红树林，这些植被减少波浪作用的能力可能很差。因此，这将增加邻近沿海社区面临的脆弱性和风险。

4.2。土地利用变化

此外，土地利用和土地覆盖变化的泻湖流域已泻湖的栖息地状态不佳的贡献。在这项研究中，开普海岸大都市与弱土地用途管制的快速城市化已经到泻湖的栖息地的破坏作出了贡献。特别是，重要的土地使用，如在佛塑泻湖的栖息地的集水区的医院和体育场的选址已经引起了该地区的快速发展，也提出了土地征用的利益。对于再加上生活在城市的标准提高土地的高需求引发了城市居民获得环境敏感区。通过研究投影和情景表明，城市化进程将继续，或在未来加速。这造成了很多威胁的泻湖如果不采取措施，遏制当前的局势。

4.3条。泻湖逐渐消失

在佛塑泻湖流域的红树林植被的大量流失是严重的环境令人担忧。从结果中，红树林植被由81.03％下降和持续减少的可能性在很大程度上织机。有研究显示，例如，泰国已经失去了红树林[84％22]，雅加达湾印度尼西亚爪哇北海岸经历了大量的红树林下降[23]，在南非的夸祖鲁-纳塔尔，红树林广泛退化[24]。这些证据表明，在发展中国家的红树林都受到严重的威胁。

另外，因为即使最坏的情况发生在乍得湖佛塑泻湖的当前状态是不足为奇。在上消失湖的故事联合国环境报告[25，据推测，由于过度用水、干旱和气候变化，乍得湖的面积已经减少了90%。虽然乍得湖衰减的驱动因素与福苏泻湖不同，但可以肯定的是，福苏泻湖也在经历衰减，可以进入乍得湖阶段。目前，死水减少了34.03%。如果目前的趋势继续下去，进一步退化的可能性是非常高的，这可能会导致泻湖成为一个死泻湖。

栖息地映射和佛塑的生态评估在这项研究泻湖完成提供了科学的证据表明，泻湖正在消失。许多研究已经用这种方法来监视与大获成功的环境[五，26，27，28]。随着到泻湖和红树林的威胁，栖息地映射和评估他们的做法已被证明是更加有用。此外，如通过假定[29]，在GIS的进展和深入和更准确的栖息地映射和评估遥感技术承诺。

4.4条。塑料和金属污染

此外，对于在泻湖高体积的废塑料造成司机是作为这些因素的结果。Firstly, the metropolitan drain that enters the lagoon is wider in size (5 m); thus, it carries large volume of wastewater into the lagoon. Secondly, it was identified that the community that the metropolitan drain passes through predominantly practices open refuse disposal. Consequently, if not all, almost all their refuse are washed away by runoff water when it rains into the metropolitan drain. In effect, it finds its way in the lagoon. In [三十]，据透露，废塑料在泻湖的巨量对水生物非常有害的。塑料污染是一个问题困扰大多数泻湖或水体在世界[31]. 在[32，阿德里安假设每年有一百万只鸟类和十万只海洋哺乳动物死于海洋塑料污染。福苏泻湖的塑料垃圾问题比市政府预想的要严重得多。一个关键问题是塑料的降解可能需要500年到1000年的时间。因此，更多的塑料将积累在泻湖床。

从文献中有证据表明，重金属浓度的积水和泻湖的沉积物在旱季是显著更高[33]. 另外，另一个观察结果是，积水显示出高水平的营养物质（即。，和 ）在雨季，而pH和电导率分别在旱季更高。高水平的营养素有水生植物，如红树林的成长产生积极的影响;但是，它可以也引起藻类的快速增长。藻类的生长减少了在泻湖溶解氧的量[34]. 这证实了目前泻湖中藻类的扩张。同样，来自[33]揭示了泻湖沉积物中有高含量的金属（铁、铅、锌和锰）和鱼类样品中高浓度的金属（铁、锰、锌和铅）。铅的高浓度令人担忧，因为它没有营养价值[三十]。在不采取任何措施的场景和铅的浓度水平不断上升，导致poising的可能性会成为现实。

五，结论

该项目研究进入泻湖的栖息地映射和细节生态单元的当前状况取得了满意的结果。该研究显示，有一直在泻湖的栖息地，泻湖生态系统的碎片的大小有很大的下降，在废塑料污染和土地利用/在泻湖的栖息地土地覆盖变化的水平增加。一般来说，泻湖逐渐消失。在生物多样性丧失和变化在佛塑的生态系统服务泻湖是区域性的关注，并已福祉周边社区的不利影响。一个显著影响进一步恶化会带来将是增加渔民和鱼贩的贫困。建议在今后的研究重点放在这可以通过恢复和提高泻湖适当的措施。

数据可用性

用于支持这项研究的结果的主要数据是请直接从相应的作者。

利益冲突

作者声明，这篇论文的发表没有任何利益冲突。

致谢

我们承认Oguaa传统理事会因为他们给了我们和Ziongate地理空间信息和研究服务为他们的项目巨大贡献的权限。我们还认识到拉福德基金会用于资助号21775-1资助项目活动。

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