滇西北高原湿地景观变化与人为、自然因子的相关性

人为活动的干扰与自然因子的变化共同作用于湿地生态系统,但两者对湿地生态系统作用的贡献率存在差异,目前尚缺乏进一步的研究。本研究基于面向对象分割和目视解译相结合的技术方法,研究了滇西北高原典型湿地纳帕海汇水区内28年来(1987—2015年)的湿地类型、分布及其空间格局的变化特征,并探讨其与当地人为活动的干扰(主要社会经济发展指标)、自然因子(主要气候因子)之间的相互关系。结果表明:(1)湿地总面积共计减少2456.46 hm~2,其中,原生沼泽、沼泽化草甸和草甸面积分别减少了1152.07,1257.72,202.74 hm~2,湖泊面积增加了156.07 hm~2;(2)湿地景观多样性发生显著变化,其中,斑块数量(NP)由1987年的221增加到2005年的299,随后减少到2015年的260;香农多样性指数(SHDI)由1987年的1.81增加到1999年的1.84,随后减少到2015年的1.75;聚集度指数(contagion index)由1987年的52.82减少到1999年的52.02,随后增加到2015年的53.49;(3)湿地分布面积和香农多样性指数与第一、二、三产业值,以及年均温度呈负相关,与降水量呈正相关;斑块数量、聚集度指数均与第一、二、三产业值,以及年均温度呈正相关,与降水量呈负相关;(4)社会经济发展主要指标对湿地面积和景观多样性指数变化的解释度为63.50%,气候因子对其的解释度为36.50%。整体上,人为活动的干扰是导致该区域湿地不断萎缩、景观多样性改变的关键驱动力。减缓人为活动对湿地生态系统的过度影响,是当地保护湿地资源、维护湿地生态功能的关键。     

滇西北高原典型退化湿地纳帕海植物群落景观多样性

采用时空替代法,运用3S技术,结合植物群落实地调查,研究了云南西北高原典型退化湿地纳帕海的植物群落景观多样性格局。结果表明:人为干扰加速了纳帕海原生沼泽、沼泽化草甸植物群落景观向草甸、垦后湿地植物群落景观演替,湿地环境不断丧失,湿地功能逐渐退化;不同演替阶段沼泽植物群落景观多样性在空间上呈现出不同的格局是对湿地环境变化的响应,体现了湿地环境变化与功能现状,并在一定程度上反映了人为干扰的类型与强度。     

滇西北高原纳帕海湖滨湿地退化特征、规律与过程

采用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)方法,研究了滇西北高原纳帕海湖滨湿地退化特征、规律与过程.结果表明: 纳帕海湖滨湿地植物群落可以划分为4个群丛,群落演替规律为水生植物群落→沼泽植物群落→沼泽化草甸植物群落→草甸植物群落.随植物群落演替,群落盖度、密度、多样性指数、物种丰富度和地上生物量均增大,群落高度减小;植物水分生态型演替规律为水生植物→沼生植物→湿生植物→中生植物.随群落演替,湿地水体矿化度、硬度和碱度均降低,氨氮和总磷含量升高,总氮和硝态氮含量变化不明显;土壤pH、有机质和全氮含量逐渐降低,全磷和全钾含量逐渐升高,速效氮和速效磷含量先增大后减小.CCA分析表明,群落结构和物种组成主要受水分梯度影响,土壤pH、全磷和湿地水的总氮、氨氮对湿地植物物种分布和群落演替影响显著.     

莱州湾滨海湿地景观类型与土壤因子相关性研究

通过对Landsat 8 遥感影像的解译, 根据莱州湾滨海湿地特征并结合野外实际调查, 得到2013-2016 年莱州湾滨海湿地景观类型, 并分析景观格局变化与植被及土壤因子耦合关系。结果表明, 2013-2016 年莱州湾天然滨海湿地面积减少, 人工滨海湿地面积增加。至2016 年莱州天然滨海湿地面积811.41 km², 人工滨海湿地面积1256.01 km²,分别占39.25%和60.75%, 人工湿地中90%以上为养殖池和盐田; 滨海湿地向建设类转化的趋势明显; 天然湿地植被的变化与滨海湿地土壤养分之间存在着显著相互作用, 植被生物量和土壤养分含量是景观类型演变的驱动力因素, 其变化可以间接反应湿地变化后生态系统的变化。     

纳帕海高原湿地浮游病毒丰度及与环境因子相关性研究

目的 利用EFM技术对纳帕海湿地不同季节7个水样样品中的浮游病毒丰度开展了调查,并对影响浮游病毒丰度的环境因子进行了相关性分析。方法 元素检测,叶绿素a检测,荧光显微镜检测浮游细菌及浮游病毒的丰度。结果 从生态分布上来看旱季和雨季浮游病毒丰度的平均值分别为3.63×106/mL和3.71×107/mL,浮游病毒丰度季节性变化不显著。从对影响浮游病毒丰度的环境因子相关性分析来看,旱季浮游病毒与Chl-a具有弱负相关性（r=0.49,P<0.05）;而雨季浮游病毒丰度与Chl-a具有显著正相关性（r=0.37,P<0.05）,表明雨季纳帕海湿地浮游病毒丰度受Chl-a含量的影响较大。旱季浮游病毒丰度与温度显著负相关,虽然在雨季浮游病毒丰度与温度也呈负相关,但并不显著;在雨季,水体pH变化较明显,而浮游病毒丰度与水体pH呈显著负相关,表明湿地的来水主要在雨季,而离子组成变化大。虽然在雨季和旱季,从多点采样的平均值来看浮游病毒丰度并无明显差异,但从一些局部的采样点来看,雨季的浮游病毒丰度显著高于旱季,说明在纳帕海区域浮游病毒的分布并不平均,因采样点环境的不同会产生明显的区别。结论 对纳帕海高原湿地浮游病毒生态分布的调查,是对该地域生态学研究的补充,使得这一独特地理环境的微生物研究更加系统化。     

滇西北高原纳帕海湿地植物多样性与土壤肥力的关系

采用植物群落研究法与原状土就地取样技术,研究了滇西北高原典型退化湿地纳帕海植物多样性、土壤养分、酶活性格局特征及其相互关系.随着湿地原生沼泽向沼泽化草甸、草甸的演替,湿地植物群落盖度增加、物种组成增多,群落优势种优势度减小,伴生种数量增加,植物多样性呈增加趋势;湿地土壤有机质、全氮含量不断减少,过氧化氢酶、蛋白酶、蔗糖酶活性增加,脲酶活性降低.植物α多样性指数(辛普森、香浓-维纳指数)与湿地土壤有机质、全氮含量呈负相关,与土壤过氧化氢酶、蛋白酶、蔗糖酶活性呈正相关,与脲酶活性呈负相关;土壤有机质、全氮含量与过氧化氢酶、蛋白酶、蔗糖酶活性呈一致负相关,与脲酶活性则成正相关.湿地景观在一定程度上反映了人为生产活动干扰的类型与强度,其植物多样性、土壤养分和酶活性特征及其相互关系是湿地生态系统演替过程中时空间体现,研究结果揭示了人为干扰下湿地退化的生态学过程及机理,可为我国高原湿地生物多样性保护,退化湿地生态恢复与湿地资源可持续利用提供一定的理论依据.     

旅游干扰下滇西北高原湖滨湿地植被及土壤变化特征

研究了旅游干扰下滇西北高原碧塔海和属都湖湖滨湿地植被和土壤变化特征. 结果表明： 采用TWINSPAN分类方法将22个典型湿地样点划分为原生湿地、轻度退化、中度退化和重度退化4个类型.沿退化梯度,碧塔海和属都湖湿地植物群落的密度、盖度、物种数、Shannon多样性指数增大,植被高度下降,碧塔海湿地植物群落的Whittaker多样性指数增大;碧塔海湿地植物物种数、土壤有机质、全氮、孔隙度、速效氮、速效磷、速效钾含量低于属都湖湿地,群落密度、高度、土壤全钾、pH值变化规律则相反.利用42种植物的重要值和11个土壤理化指标进行典范对应分析,发现土壤有机质、全钾、全氮等养分含量是影响旅游干扰下碧塔海和属都湖湖滨湿地植物物种分布的关键因素. TWINSPAN分类和植被-土壤变化特征分析表明,旅游干扰对碧塔海湿地的影响比属都湖湖滨湿地更大.     

滇西北纳帕海湿地景观格局变化及其对土壤碳库的影响

采用3S技术和In-situ原状土就地取样技术,对滇西北纳帕海湿地26a来的景观格局变化及其驱动下的湿地土壤碳库变化研究表明:纳帕海景观格局变化显著,与1974年相比,景观破碎化程度增强、斑块形状趋于复杂、呈离散分布,湿地景观类型总面积比例呈略有增加(1994年)至大幅减小(2000年)的变化,非湿地景观类型总面积比例则呈略有减小(1994年)至大幅增加(2000年)的变化并取代湿地景观成为基质景观.响应景观类型面积变化,土壤碳储量由1974年的33.46×104 t增至1994年的36.91×l04 t,2000年降至32.92×104 t;随景观类型的转化,1974-1994年土壤碳库积累量为6.08×104 t,择放量为2.63×104 t,1994-2000年积累量为2.01×l04 t,但碳释放量为5.99× 104 t,是前20a的2.28倍.纳帕海湿地景观格局和土壤碳库的变化是自然和人为因素共同作用的结果,在地质、水文和气候等自然因素提供的变化背景上,排水、垦殖、过度放牧、无序旅游、汇水区植被破坏等强烈的人为活动干扰加剧了变化.     

近40年来若尔盖高原高寒湿地景观格局变化

基于Apack软件,通过选取景观面积指数、景观多样性指数和景观破碎化指数等景观格局指数,从景观水平上研究了近40a来若尔盖高原高寒湿地景观空间分布格局特征的动态变化过程.结果表明:(1)高寒湿地景观空间格局以自然湿地景观为主要特征,自然湿地景观的斑块数和平均斑块面积均明显高于人工湿地景观.沼泽湿地景观斑块数最多,面积最大,所占比例高于95%;(2)高寒湿地景观具有高度的空间异质性.若尔盖县湿地景观的面积最大,占该区湿地景观总面积的近50%,湿地率也居五县之首;红原县和玛曲县次之;阿坝县和碌曲县最小;(3)高寒湿地景观面积呈先减少后增加的变化趋势.但与20世纪60年代相比,2000年湿地景观面积仍呈萎缩状态,总面积减少59857.83 hm2;(4)近40a来,若尔盖高原湿地景观呈集中连片分布,聚集度均高于0.95;优势度水平较高,但多样性指数水平较低.湿地景观的斑块数呈先下降后持平的变化趋势,而平均斑块面积则表现为增加的变化趋势;湿地景观分布质心也发生了明显的空间位移,经历了先向西北方向偏移12.54km;再向东南方向偏移了11.33km;最后又向北偏移了1.1km.     

云南纳帕海高原湿地水体酵母菌多样性及其与理化因子的相关性

【目的】研究纳帕海水体酵母菌的种群多样性、空间分布特征及其与理化因子的相关性。【方法】采用醋酸纤维素滤膜过滤平置培养方法,分离纳帕海水体酵母菌;利用26S rRNA D1/D2区域序列分析和形态特征对分离得到的酵母菌进行分类鉴定;运用R 4.2.2和Canoco 5软件分析纳帕海水体酵母菌的多样性及其与理化因子的相关性。【结果】从纳帕海高原湿地水体中共分离获得565株酵母菌,鉴定为21个属,36个种。优势种为胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)、季也蒙迈耶氏酵母(Meyerozymaguilliermondii)以及禾本红酵母(Rhodotorulagraminis)。总氮是影响纳帕海高原湿地水体酵母菌种群数量的主要理化因子,与酵母菌种群数量呈显著性负相关。【结论】纳帕海水体酵母菌资源比较丰富且存在明显的空间异质性,人类活动和总氮对纳帕海水体酵母菌数量分布影响较大。纳帕海高原湿地水体酵母菌的群落组成与其他高原淡水湖泊具有较大差异,与其他高原水环境相比,纳帕海高原湿地具有独特的酵母菌资源,有待进一步研究。     

高原湿地草海水生植物多样性变化研究

采用文献对比,结合野外补点调查和观测,研究高原湿地草海水生植物多样性变化.结果表明：近三十年来,到草海越冬的黑颈鹤种群有逐渐增大趋势,1985年223只、2005年506只,到2011年约为1000只.2005年草海共有维管束植物49种,隶属25科37属,较1983年新增5科10属11种,2012年调查发现草海水生植被朝沼泽植被方向演替发展,荆三棱群落与水葱、李氏禾、水莎草和灯芯草群落一起发展为草海湖滨带主要优势挺水植物群落.空心莲子草在水体东部、东南及东北部入侵危害严重.外界干扰是草海生物多样性变化的主要原因,减少人为负面干扰、维护草海及周边环境稳定是保护和增加水生植物多样性的重要举措.     

滇西北高原闭合半闭合退化湿地的生态恢复效果

选取滇西北高原典型退化湿地纳帕海,对比植被恢复前后入湖河流廊道、草甸(汇水过渡区)、湖滨带植物群落物种的组成、水质、土壤有机质和全氮含量的变化,分析流域完整尺度恢复实践的有效性.结果表明:研究区湿地植物在恢复初期由8科12属13种迅速增加至18科22属28种;地上生物量从318.56 g·m-2上升到507.68 g·m-2;湖滨及河流岸带植物群落恢复前后变化明显,耐污种逐渐减少或消失,出现了消失多年的沼泽植物黑三棱和水毛莨群落;土壤有机质和全氮含量分别由恢复前的28.85和0.79g·kg-1增加到50.26和1.45g·kg-1,水体中的TN、TP和COD含量较恢复前显著下降,去除率分别达到67.9％、79.2％和71.2％,水体透明度提高了179％,湿地生态系统结构和功能得到了改善和恢复.在高原闭合半闭合湿地区,采取植被恢复措施及其技术方法行之有效.     

厦门滨海湿地景观格局变化研究

选取了厦门市1986年,1993年和2003年三个时期遥感影像解译数据作为基本信息源.在ArcGIS支持下,应用GIS技术获取滨海湿地基本数据,通过对景观格局指数的计算和分析,对过去17年间厦门滨海湿地的景观格局变化特征进行了研究.结果表明:湿地总面积呈下降趋势,由1986年的419.764km²下降至2003年的394.237km²,湿地斑块数量由1986年的810块增加至2003年的1092块.湿地景观破碎度不断增加,而研究区域湿地景观多样性指数和均匀度指数则下降.     

滇西北高原纳帕海湿地湖滨带优势植物凋落物分解特征研究

选取滇西北高原纳帕海湿地湖滨带优势植物茭草(Zizania caducifolia)、水葱(Scirpus tabernaemontani)和刘氏荸荠(Heleocharis liouana)作为研究对象,采用网袋法对凋落物的分解动态进行研究,并分析了凋落物的初始化学组成。结果表明:3种凋落物都表现出随时间进程残留率有逐渐减少的趋势,但残留率并不与时间呈线性相关。水葱凋落物残留率(70.5%)显著高于茭草(56%)和刘氏荸荠(52.5%)(P﹤0.05),茭草与刘氏荸荠凋落物残留率无显著差异。不同凋落物分解速率存在差异。刘氏荸荠分解速率最大、茭草其次、水葱最小,平均分解速率常数k值分别为0.067、0.062和0.039。3种凋落物在不同时段分解速率存在差异,凋落物的分解与温度的关系非常密切,随着温度升高,分解速率加快,且呈线性增长。此外,3种凋落物在C、N组成上也存在显著差异,但没有发现凋落物分解速率与凋落物本身C、N、C/N间的密切关系。     

基于PCA的滇西北高原纳帕海湿地退化过程分析及其评价

以滇西北高原纳帕海湖滨过度放牧、水文改变协同胁迫(简称GAD)和过度放牧单独胁迫(简称GD)退化湿地为研究对象,将其划分为4个梯度:原生湿地、轻度退化、中度退化、重度退化,采用聚类分析和主成分分析(PCA)在“植物-水体-土壤”系统上进行湿地退化过程、机制探讨及定量评价.沿退化梯度,植物群落演替规律为“水生植物群落→沼泽植物群落→沼泽化草甸植物群落→草甸植物群落”,群落结构趋于复杂,向中生植物群落演替;矿化度、总硬度、总碱度、氮、磷等水质指标在GD梯度上升,在GAD梯度下降,水文改变对水质影响显著;土壤有机质、全氮、速效氮含量降低,全磷、全钾有所增加,速效磷和速效钾含量无明显变化规律.基于PCA建立了纳帕海湖滨湿地退化模型,并给出不同程度退化湿地的阈值.     

博斯腾湖小湖区湿地景观变化特征研究

以博斯腾湖小湖区为研究区,采用5个不同时期的Landsat影像为主要数据源,运用景观转换系数和重心迁移模型对1996~2015年研究区湿地景观变化进行分析,以揭示博斯腾湖小湖区的景观变化类型与景观的重心变化特征。结果显示:(1)近20年有地表水的湿地与旱地的重心变化强烈,1996~2001年有地表水的湿地重心变化达到最大值,向西南迁移10.57km,旱地重心变化也达到最大值,向东南迁移8.78km。(2)近20年明水与旱地的重心迁移呈顺时针向心偏移。(3)稳定型景观是研究区的主要构成类型,占总类型的89.72%,非稳定型景观保持在总类型的11.28%,研究区湿地景观变化逐渐呈稳定趋势。研究表明,气候因素、湖泊水位和区域湿地保护措施是影响研究区湿地景观变化的主要驱动因素。     

放牧对滇西北高原纳帕海沼泽化草甸湿地土壤氮转化的影响

选择位于滇西北高原纳帕海国际重要湿地内的典型沼泽化草甸湿地为研究对象,采用原位土柱室内控制实验法研究了放牧干扰(猪翻拱扰动和牲畜践踏)对沼泽化草甸湿地土壤氮转化的影响。研究结果表明,放牧活动显著提高了沼泽化草甸湿地表层土壤的容重和pH值,降低了土壤含水率、TOC、TN和NH_4~+-N含量,而对NO_3~--N含量影响不显著。放牧干扰下沼泽化草甸湿地土壤的矿化速率和硝化速率均表现为猪翻拱扰动样地(ZG)牲畜践踏样地(JT)对照样地(CK);表现为ZGJTCK。放牧干扰促进了沼泽化草甸湿地土壤的矿化和硝化作用,猪的翻拱活动比牲畜践踏活动对土壤氮矿化和硝化作用的促进作用更显著。放牧干扰下沼泽化草甸湿地土壤的反硝化速率表现为ZGCKJT,猪的翻拱活动促进了土壤N_2O气体的排放,而牲畜践踏活动抑制了土壤N_2O气体的排放。相关性分析表明,受放牧干扰的沼泽化草甸湿地土壤的矿化和硝化速率均与土壤容重、pH呈显著正相关,与土壤含水率、NH_4~+-N、TOC、TN含量呈显著负相关;反硝化速率与TOC含量呈显著负相关。     

浙江西门岛湿地景观格局与人为干扰度动态变化

基于西门岛湿地2007和 2010年两期SPOT 5影像(空间分辨率均为5 m)数据,结合西门岛湿地土地利用现状,参考《全国土地利用分类》（试行）、海域使用分类海洋行业标准以及综合考虑遥感数据特性,建立西门岛湿地人为干扰类型分类系统;应用景观格局指数法、GIS空间分析法,得到景观指数和人为干扰度指数,探讨了西门岛湿地景观格局与人为干扰度动态变化.结果表明: 研究期间,西门岛湿地景观异质性、破碎度和优势度降低,景观形状复杂度降低.西门岛湿地人为干扰中心由分散发展到集中;干扰中心主要贡献景观类型是裸地和居民点;干扰总程度由海域向陆地逐渐加重,居民点、码头、交通用地干扰总程度最高.滩涂养殖、泥滩地、浮筏养殖景观的人为干扰度跳跃性大.水陆交错带出现干扰总程度较低但干扰极不平稳的现象.无干扰、半干扰和全干扰型景观的斑块数量下降.无干扰、半干扰景观的平均斑块面积增加,全干扰景观的平均斑块面积减少.无干扰景观的平均形状指数下降,半干扰型和全干扰型景观形状有复杂化趋势.     

滇西北高原典型湿地湖滨带优势植物种子繁殖对增温的响应

基于IPCC对未来大气增温的预测,采用开顶式生长室(OTC)增温技术,以不增温为对照,研究滇西北高原典型湿地纳帕海湖滨带优势植物水葱和黑三棱在大气增温2.0和3.5℃处理下种子的繁殖特征.结果表明:大气增温对植物结实率影响显著,但存在种间差异.其中,增温对水葱的结实率有促进作用;黑三棱结实率在增温2.0℃处理下显著下降,但在增温3.5℃处理下又恢复到对照水平.增温促进了2种植物穗的生长,在增温2.0、3.5℃处理下水葱的穗长分别增加82.9%、89.0%,小穗数分别增加133.3%、150.0%,每株穗生物量分别增加了10.1%、89.6%,每株穗生物量占总生物量的比例分别增加79.5%、409.3%;在增温2.0、3.5℃处理下,黑三棱穗长分别增加66.1%、95.2%,每株穗生物量占总生物量的比例分别增加878.8%、1052.6%.增温显著增加了水葱和黑三棱每穗种子产量,在增温2.0、3.5℃处理下,水葱每穗种子产量分别增加33.7%、58.3%,黑三棱每穗种子产量分别显著增加3.4%、69.5%.在增温2.0、3.5℃处理下水葱种子长分别增加5.4%、6.9%,种子长宽比分别增大9.1%、5.3%;而增温对黑三棱的种子形态无显著影响.最高温和最低温是影响2种植物种子繁殖的主要温度因子.温度增高引起的生长季提前、营养生长期延长以及有机物积累量增加,为植物繁殖扩散提供了充足的物质和能量积累,可能是2种植物在增温条件下繁殖能力提高的原因.     

鄱阳湖湿地水位变化的景观响应

根据《湿地公约》和《全国湿地资源调查技术规程(试行)》关于湿地内涵和界定条件,利用现代遥感技术和地理信息技术,提取鄱阳湖湿地面积为3886km²。在此基础上,利用多时段遥感影像,分析了湿地在相似水位条件和不同水位条件下的景观变化。结果表明,在相似水位条件下,鄱阳湖湿地景观变化主要表现为居民地和裸地面积增加,水域面积变化不明显;在不同水位条件下,鄱阳湖湿地景观变化比较显著。景观变化驱动力分析表明,湿地水位变化是湿地景观变化的主要因素。