《Forest Science and Technology》：Mangrove Ecosystem Health Index (MEHI): a new method to evaluate mangrove ecosystem health at landscape scale using spatial metrics, canopy density, and potential disturbance based on hexagonal grid
编辑推荐：
本研究创新性地提出红树林生态系统健康指数(MEHI)，通过整合增强红树林指数(EMI)、六边形网格空间度量与人为干扰指数，构建了景观尺度的红树林健康评估框架。在印度尼西亚塞加拉阿纳坎潟湖的验证表明，MEHI总体精度达90.91%(Kappa=0.87)，显著优于传统指数(P<0.05)。研究揭示了西部区域因入侵物种和人类活动导致的严重退化，而东部区域在社区主导的生态旅游项目支持下保持较好生态完整性。该指数为红树林精准修复、保护优先级划分及国家监测体系集成提供了可操作的科学工具。
研究背景与意义
红树林生态系统作为海岸带生态屏障，在碳汇、生物多样性维护及海岸防护方面具有不可替代的作用。全球范围内过去五十年红树林面积损失高达50%，主要驱动因素包括城市化、水产养殖等人类活动。印度尼西亚拥有约320万公顷红树林，但其生态系统正面临栖息地破碎化、入侵物种扩散及人为干扰的多重压力。传统评估指数如红树林质量指数(MQI)和红树林植被指数(MVI)存在依赖实地调查、可扩展性不足等局限，亟需发展融合遥感技术与空间显式分析的新方法。
研究方法创新
本研究提出红树林生态系统健康指数(MEHI)，其技术框架包含三个核心模块：
- 1.
植被特征提取：基于Landsat 8 OLI影像计算增强红树林指数(EMI)，其公式为EMI=(NIR-SWIR)/(GREEN+NIR)，通过近红外、短波红外与绿波段的组合增强植被信号，实现对红树林、尼帕棕榈、混合植被等土地覆盖类型的精确分类。
- 2.
空间格局量化：采用10公顷六边形网格作为分析单元，计算边缘长度(EL)、斑块密度(PD)、景观比例(LP)、平均斑块面积(MPA)、欧氏最近邻距离(ENND)、分形维数指数(FDI)、斑块凝聚指数(PCI)和分离指数(SI)等8项空间度量。六边形设计有效降低边缘效应，确保景观异质性捕获的稳定性。
- 3.
干扰强度评估：通过欧氏距离计算居民点、港口、道路、农田及河流等5类干扰源的距离梯度，构建标准化干扰指数(DI)，其计算公式为DI=-0.1×(Dswh/max(Dswh)+Dpmkn/max(Dpmkn)+...+Dsungai/max(Dsungai))。
MEHI指数合成与验证
通过加权线性组合将三类指标整合为健康指数：MEHI=0.8×冠层密度+0.1×空间度量均值-0.1×干扰指数。根据等间隔法将结果划分为差(0-0.333)、中(0.333-0.667)、优(0.667-1)三个健康等级。在塞加拉阿纳坎潟湖的验证显示，MEHI总体分类精度达90.91%，Kappa系数0.87，显著优于MQI(78%, Kappa=0.70)和MVI(82%, Kappa=0.75)。
主要发现与空间分异
- 1.
土地覆盖制图：EMI分类结果显示红树林面积722.65公顷，尼帕棕榈512.10公顷，混合植被1128.86公顷，林下植被2588.97公顷。西部区域尼帕棕榈和三叶鱼藤(Derris trifoliata)入侵严重，东部红树林结构完整。
- 2.
健康格局：在1445个六边形单元中，63.8%处于差等级，23.0%为中等，13.2%为优等级。健康单元集中分布于东部库塔瓦鲁村周边，该区域通过西曼贾生态旅游项目实施社区巡逻，有效遏制非法砍伐；退化单元主要位于中西部，受入侵物种扩散、道路建设及农业活动叠加影响。
- 3.
机制解析：冠层密度均值30.95%(标准差22.52%)反映植被覆盖空间异质性显著。空间度量显示西部斑块破碎化程度高(EL=956.06m, PD>3.5)，东部斑块连通性良好(PCI>85)。干扰指数表明港口、居民点周边500米范围内生态系统退化风险显著提升。
实践应用与政策价值
MEHI框架为红树林管理提供三层次决策支持：优等级区域作为生态核心区实施严格保护；中等区域通过植被补植、缓冲带建设防止退化加剧；差等级区域需开展入侵物种清除、水文恢复等综合修复。该指数可集成至印度尼西亚国家森林清单系统(KLHK, 2025)，支持2024年60万公顷红树林修复目标的监测评估。方法学的可移植性使其适用于全球类似滨海湿地生态系统的健康诊断与适应性管理。
