1954-2015年三江平原沼泽湿地变化的区域分异及影响因素

以湿地变化较为剧烈的三江平原为研究区域,结合GIS和RS技术,利用动态度、景观指数和地理探测器模型,在流域尺度上对1954-2015年三江平原沼泽湿地变化的区域分异及影响因素进行定量分析。结果表明：1954-2015年,三江平原各流域沼泽湿地面积呈现减少趋势,其中挠力河流域和同抚流域沼泽湿地面积丧失最多,安邦河流域、萝北流域和倭肯河流域沼泽湿地丧失速率较快;三江平原各流域沼泽湿地格局变化特征具有一定的差异性,倭肯河流域沼泽湿地斑块的集中化程度逐渐增强且破碎化程度逐渐减少,其他流域沼泽湿地的集中化程度逐渐减弱且破碎化程度增加,各子流域沼泽湿地斑块之间的连接性和稳定性均呈下降趋势,其中安邦河流域下降幅度最大,最能表现三江平原各子流域沼泽湿地景观格局变化的指数是斑块密度;人为干扰是影响三江平原各子流域沼泽湿地变化的主要因素,自然因素中对沼泽湿地变化影响最大的是地形地貌,其次是气温和降水量。     

三江平原沼泽湿地景观空间格局变化

景观空间格局是指大小和形状不一的景观斑块在空间上的排列,它是景观异质性的重要表现,同时又是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。这一研究可为环境资源的合理管理提供有价值的资料,已成为景观生态学研究的核心之一。通过选取斑块连接指数、分布质心和扩展等模型,来表征三江平原沼泽湿地景观近20a来空间格局变化情况。结果表明：（1）三江平原沼泽湿地的破碎化较为严重,斑块数量增加了46％,斑块密度净增加2倍。与1980年相比,1996年最大斑块面积缩小了63.57％,最大斑块周长缩短了52.47％。（2）三江平原沼泽湿地斑块间隙在不同时期都较大,且随着沼泽湿地面积的减小和斑块数量的增加,其斑块间隙越来越大,进一步说明沼泽湿地的破碎化较为厉害。（3）1980-1996年间三江平原沼泽湿地的分布质心向西南方向偏移了7.05km,1996-2000年向西北方向偏移了6.01km。（4）1980、1996、2000年三江平原沼泽湿地的扩展度分别接近于14.222、11.101和11.262。其值都远大于1,说明斑块形状与圆形相差较大,形状不规则。近20a来,人类活动对沼泽湿地空间格局变化的影响程度较大,1980-1996年尤为明显,而在1996-2000年,由于采取了保护措施,其影响程度开始变弱。     

三江平原土地利用/覆被变化对区域植被碳储量的影响

通过历史时期地图数字化和遥感图像解译得到三江平原1954～2005年的6期土地利用/覆被数据。根据IPCC《2006指南》提供的方法,评估土地利用/覆被变化对三江平原植被碳储量的影响。结果表明:三江平原1954～2005年土地利用/覆被变化显著,农田大面积增加,沼泽湿地、林地、草地面积锐减;土地利用/覆被变化主要发生在农田、沼泽湿地、林地和草地之间;农田是沼泽湿地、林地、草地的主要转出对象,林地的主要转入来源为农田和草地,沼泽湿地的主要转入来源为农田和林地。1954～2005年共有1.07×10³km²林地、5.73×10³km²草地和2.59×10⁴km²沼泽湿地转出为农田。土地利用/覆被变化导致三江平原植被碳储量不断减少,1954～2005年三江平原植被碳储量共减少57.48Tg。林地、沼泽湿地、草地向农田的转化及林地向草地、沼泽湿地的转化导致植被碳储量减少97.06Tg,农田向林地、沼泽湿地、草地的转化及草地、沼泽湿地向林地转化导致植被碳储量增加39.58Tg。     

排水对三江平原和若尔盖沼泽生态影响的比较

沼泽是重要的湿地生态系统类型之一,蕴藏着丰富的生物和泥炭资源,排干后可开垦耕地、育林或辟为牧场。自20世纪60年代以来,我国农、林、畜牧业发展对土地需求急剧扩大,排水疏干成为自然沼泽湿地退化的主要原因之一。本文比较了中国最大的两处沼泽湿地——三江平原和若尔盖高原沼泽湿地排水前后景观格局、植物群落和土壤特征的变化。排水后三江平原和若尔盖高原沼泽湿地面积减少,出现不同程度沼泽破碎化;植物群落呈现从沼生到中生的演替;土壤表层有机质分解加速,使土壤碳、氮及其他营养元素含量下降。排水后水位下降是使沼泽湿地生态特征发生变化的主要驱动因子。排水后土地利用方式不同,两处沼泽湿地在景观破碎化模式、土壤营养元素变化等方面具有差异。     

三江平原沼泽湿地生态承载能力综合评价

从湿地水资源、土地资源、水环境、生物资源等多方面入手,研究湿地生态系统的承载能力,采用分级评价方法,建立分级评价指标和承载模式,评价了沼泽湿地生态系统的生态弹性度、资源与环境承载力和承载压力度。利用基于加速遗传算法的层次分析技术确定承载模型的权重,计算得出的排序权值具有结果稳定、计算精度高的特点。应用到三江平原沼泽湿地生态承载力的综合评价中,结果表明整个三江平原大部分生态系统处于中稳、较高承载、中低压区。这说明三江平原生态承载能力比较高,人口压力不大,但要进一步提高生态承载能力,则需改善沼泽湿地生态环境,提高水资源利用效率。     

三江平原的“非点源”污染

正三江平原是由黑龙江、松花江及乌苏里江冲积而成的低平原,位于中国黑龙江省东北部,西起小兴安岭,东至乌苏里江,北起黑龙江,南抵兴凯湖。三江平原以低平无垠的平原为主体,构成平原地貌的类型有高低河漫滩、湖滩、古河道漫滩与洼地、阶地等。不同的地貌类型多呈缓坡过渡类型,地面坡降一般为1/5~1/10 000。三江平原水资源丰富,湖泊和沼泽     

三江平原自然湿地与人工湿地双向演替动态过程研究

基于遥感和GIS技术,分析1986～2005年三江平原自然湿地(湖泊、河流、沼泽湿地)与人工湿地(水田)的双向演替过程,统计分析自然地理环境背景(土壤类型、海拔高度、坡度和地貌类型)对此过程的影响。研究结果表明,1986～2005年间三江平原湿地双向演替过程以沼泽湿地与水田之间的相互转化为主。1986～1995年、1995～2000年和2000～2005年三时段内沼泽湿地转化为水田的面积占同期沼泽湿地转出总面积的比例分别为7.61%、37.99%和28.81%,相反,水田转化为沼泽湿地的面积占同期水田转出总面积的4.83%、13.69%和4.84%。三江平原发生沼泽湿地与水田双向演替过程的主要自然地理环境背景为土壤类型为草甸土和沼泽土,海拔高度为0～100 m,坡度为0～1°,地貌类型为低河漫滩、高河漫滩、洼地和一级阶地。     

三江平原沼泽几种主要植物中的微量元素

三江平原,位于黑龙江省的东北部,是由松花江、黑龙江和乌苏里江冲积形成的。总面积为5000平方公里,是我国最大的沼泽化低平原,也是我国重要的商品粮基地。目前约60%的土地覆盖着茂密的天然植被,其中沼泽化草甸和沼泽植被占天然植被面积的74.9%,是我国沼泽化草甸和沼泽植被集中分布的地区之一。本工作主要从植物化学元素的含量和组成特点,探讨沼泽的生态特征,进一步认识沼泽的发生、发展及其演化,为保     

基于水生态因子的沼泽安全阈值研究——以三江平原沼泽为例

在分析沼泽的蒸发,蒸腾,降雨,产流等水循环节和沼泽水量的季节动态基础上,利用系统动力学原理和方法对沼泽湿地蓄水量进行动态仿真,以预测沼泽蓄水量的动态变化;通过对比研究,分析沼泽的冷湿效应及其与治泽面积消长的相互关系,建立相关的统计模型;再通过植物生长的现场实验,研究沼泽代表植物对水分条件的依赖性,找出沼泽最小生态需水量临界;最后以沼泽最小生态需水量临界值为依据,结合统计模型和沼泽蓄水量动态仿真手段,计算沼泽的安全阈值,对三江平原沼泽湿地的案例分析验证了该方法的可行性。     

三江平原沼泽湿地群落演替系列β多样性

选择三江平原沼泽湿地4个群落演替系列,采用样方法研究其β多样性的变化.结果表明:以水分条件最充分的群落为起点,随着水分梯度递减和水平距离的增大,各群落与起始群落的相似性系数呈减小趋势.不同演替系列内群落间物种更替速率从低地向高地呈现增大趋势.各系列的基本演替趋势是物种数逐渐增多,共有种逐渐减少,群落间β多样性增大.演替机制分析支持了“初始植物区系组成说”.在三江平原沼泽湿地中,小叶章的优势地位将进一步扩大.     

异质生境水位差异对小叶章有性繁殖分配的影响

以三江平原湿地代表植物小叶章为对象,通过对杂类草草甸、典型草甸、沼泽化草甸、沼泽生境中小叶章个体大小与生物量差异及繁殖构件与植株生物量之间相关关系的分析,研究不同生境中水位对小叶章个体生物量与繁殖分配的影响。结果表明: 小叶章个体大小、高度及有性繁殖特征随水位升高而显著降低;杂类草草甸、典型草甸、沼泽化草甸和沼泽中小叶章的繁殖阈值分别为0.245、0.149、0.148和0.157 g;除沼泽化草甸外,其他3种生境中小叶章植株个体大小与繁殖分配均呈显著负相关;相较于个体大小,土壤含水量对于小叶章有性繁殖分配影响更大,不同生境中小叶章对个体大小和繁殖分配的差异投资是其具有良好生态适应性的基础条件。     

三江平原沼泽生态系统（疏干）演替对土壤动物的影响

三江平原沼泽生态系统（疏干）演替对土壤动物的影响孙帆,赵红音吕宪国,杨青（东北师范大学地理系,长春１３００２４）（中国科学院长春地理研究所,１３００２１）ＩｍｐａｃｔｏｆＳｗａｍｐＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｕｃｃｅｓｓｉｏｎｉｎＳａｎｊｉａｎｇＰｌａｉｎｏ...     

1954—2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及驱动力

受自然因素和人为因素的影响,近60年三江平原土地利用景观格局发生了明显变化。以遥感影像为主要信息源,利用地理信息系统技术和数理统计方法,对1954—2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及其驱动力进行分析。结果表明:1954—2010年三江平原耕地、居住建设用地和水域面积呈增长趋势,林地、草地和湿地面积呈减少趋势;土地利用综合动态度呈先增加后降低再增加的趋势;三江平原斑块密度、周长面积比、景观分离度和Simpson's多样性指数都呈先上升后下降的趋势,最小值出现在2010年,斑块密度和周长面积比的最大值出现在1976年,景观分离度和Simpson's多样性指数的最大值出现在1986年;1954—2010年三江平原斑块密度和周长面积比的高值区由东北向西南转移,低值区由中部向东部转移,景观分离度指数呈现先聚集后分散的趋势,Simpson's多样性指数由中间高四周低格局,逐渐转变为南部高北部低的格局。     

三江平原不同生境下小叶章茎解剖结构的比较

采用解剖学方法观察了三江平原3种不同生境(典型草甸、沼泽化草甸和沼泽)下小叶章茎的解剖结构。对厚角细胞层数、薄壁细胞层数、厚角细胞壁厚度、皮层厚度、维管束厚度和导管腔大小等6个参数进行了比较分析。结果表明,3种生境下生长的小叶章茎的结构组成基本相同,没有因生境的差异而产生某些特异性的结构,但各结构参数在数量、大小等方面均呈现出显著差异,表明小叶章对环境变化具有一定的结构适应能力。     

The impact of fire regimes on populations of an endangered lizard in montane south‐eastern Australia

The Blue Mountains water skink (Eulamprus leuraensis; Scincidae) is restricted to less than 40 fragmented swamp sites, all within the Blue Mountains and Newnes Plateau areas of New South Wales, Australia. Climate change is expected to increase fire frequency in the area, potentially degrading habitat quality for this endangered reptile. We quantified lizard abundances in 12 swamps using standardized surveys, and constructed a Global Information System (GIS) database to determine fire‐histories for each swamp since 1967. The abundance of Blue Mountains water skinks was negatively correlated with fire frequency, but not with time since fire. Indirect impacts of fire (mediated via shifts in vegetation density, moisture levels, prey availability and post‐fire predation) may be more important than direct effects in these cool, moist habitats. Although lizards were less common in swamps close to urban areas, and less common in frequently burnt areas, viable populations of this endangered reptile still persist even in anthropogenically disturbed swamps and in swamps that have experienced up to four fires in 20 years. Future research could usefully extend these analyses to other swamps in the locality, and explore the broader impacts of fire regimes on the distinctive flora and fauna of this threatened ecological community.     

小兴安岭森林沼泽甲烷排放及其影响因子

 利用静态箱-气相色谱法, 对小兴安岭5种森林沼泽生长季甲烷(CH₄)排放通量进行研究, 并探讨了温度、地下水位和植被等主要环境因子对CH₄排放的影响。结果表明: 毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽、落叶松(Larix gmelinii)-藓类(Moss)沼泽和落叶松-泥炭藓(Sphagnum spp.)沼泽的CH₄排放有明显的季节变化规律, 而白桦(Betula platyphylla)沼泽和落叶松-苔草(Carex schmidtii)沼泽CH₄通量的季节变化相对较小。落叶松-泥炭藓沼泽有爆发式CH₄通量现象出现, 对生长季CH₄排放通量影响较大。在生长季内落叶松-泥炭藓沼泽、毛赤杨沼泽和白桦沼泽为大气CH₄的源, 而落叶松-苔草沼泽和落叶松-藓类沼泽为大气CH₄的汇, 生长季CH₄的平均排放通量分别为(56.08 ± 200.38)、(15.34 ± 14.89)、(0.64 ± 0.88)、(–0.88 ± 1.76)和(–0.94 ± 3.00) mg·m^–2·d^–1。除落叶松-泥炭藓沼泽外, 不同森林沼泽类型间CH₄排放通量随地下水位升高而增大; 地下水位在–34.5 ~ –30.8 cm之间可能存在CH₄源与汇的临界点, 季节平均地下水位低于这一位置的森林沼泽为大气CH₄的汇。温度对森林沼泽CH₄通量的影响比较复杂, 二者间可能为正或负的显著(p＜0.05)或非显著(p＞0.05)相关关系。CH₄通量与乔木地上生物量有较强的负相关性, 这有可能成为小兴安岭森林沼泽CH₄通量的最佳预测因子。     

三江平原孤立湿地景观空间结构

受人类活动的影响,近几十年来三江平原大片连续湿地逐渐破碎化,形成了大量孤立湿地。湿地景观格局分析已成为湿地生态和全球变化研究领域的热点,因此以三江平原遥感影像为数据源,利用GIS技术和景观指数模型,在60m分析粒度下,对三江平原孤立湿地景观空间结构进行分析。结果表明:1研究区的中南部孤立湿地的斑块数量较多,而中东部孤立湿地的斑块面积较大,且孤立湿地斑块之间的邻近程度和连接度较高,三江、洪河自然保护区及研究区西部孤立湿地斑块的形状较复杂;2随着湿地斑块数量的递减,非孤立湿地在景观连接中起到的作用逐渐增加,孤立湿地在景观连接中起到的作用逐渐减小,但面积相对较大的孤立湿地斑块重要值一直处于较高水平,在景观连接中起着重要作用;3三江平原孤立湿地景观空间结构是地形地貌、农业开发活动、国家政策等因子综合作用的结果,应加强对孤立湿地的保护。     

排水疏干胁迫下若尔盖高原沼泽退化评价指标体系

沼泽退化评价指标体系研究是国际湿地科学研究前沿领域的关键科学问题之一.在长期野外考察的基础上,根据2009年3个排水疏干沼泽退化研究样带20个沼泽的植物群落生态观测和土壤分析数据,基于沼泽植物群落物种重要值的双向指示种分析(TWINSPAN),将沼泽样地划分为未受干扰(A型)、受长期低强度排水干扰(B～D型)和受短期高强度排水干扰(E～G型)3类,其中又可分为7个植物群落类型.采用主成分分析法(PCA)对沼泽退化进行分级,建立了若尔盖高原沼泽评价的植被指标体系(SVEI)和土壤指标体系(SSEI).基于SVEI,将沼泽划分为原始沼泽、轻度退化沼泽、中度退化沼泽和重度退化沼泽.基于SSEI,将红原县沼泽划分为原始沼泽、轻度退化沼泽和重度退化沼泽3个等级,将若尔盖县沼泽划分为轻度退化沼泽、中度退化沼泽和重度退化沼泽3个等级.SVEI或SSEI评价结果与TWINSPAN分类结果相似度均在70%以上,说明SVEI或SSEI对沼泽退化分级均具有较好的效果,可采用不同方法相结合的方式对高原沼泽进行综合评价.