漩门湾不同类型湿地大型底栖动物群落特征比较研究

为研究漩门湾围垦后自然滩涂湿地和不同利用方式人工湿地7种生境的大型底栖动物群落结构现状和受扰动情况,2010年10月至2012年7月在两个区域中进行了为期两周年8个季度的大型底栖动物调查,结果表明:两周年共获得大型底栖动物5门8纲41科63种;第一周年为47种,其中自然滩涂湿地41种,人工湿地14种;第二周年为58种,其中自然滩涂湿地50种,人工湿地10种,人工湿地的物种数明显少于自然滩涂湿地。采集到的物种以软体动物和节肢动物为主,分别为32种和23种,各占总物种数的50.00%和37.10%。两周年的年均栖息密度和年均生物量在生境间从高到低依次为,年均栖息密度第一周年HSGTHHRLSCNYSK,第二周年GTHSHHSCNYRLSK;年均生物量第一周为HSRLHHGTNYSKSC,第二周年是HSHHRLGTNYSCSK。3种大型底栖动物的生物多样性指数(Margalef丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(J))分析表明,两周年7种生境3种多样性指数均处在不断的变化之中,人工湿地的Margalef丰富度指数(S)和Shannon-Wiener多样性指数(H')相对于自然滩涂湿地偏低,而Pielou均匀度指数(J)人工湿地大于自然滩涂湿地。聚类和排序的结果表明,围垦使大型底栖动物的群落结构发生明显的变化。ABC曲线分析结果表明,自然滩涂湿地受到的干扰程度较轻,而人工湿地受到的干扰程度较大。围垦改变了潮滩高程、水动力、盐度、沉积物特性,再加上人类活动的影响,这些因素是造成底栖动物群落结构及生物多样性变化的主要原因,围垦结束后的生态修复十分必要。     

城市化对土壤生态环境的影响研究进展

城市土壤是城市生态系统中最重要的组成部分之一,发挥着重要的生态系统服务功能。在全球快速城市化的背景下,城市土壤受到人类活动的强烈干扰,土壤物理、化学性质发生改变,土壤退化与污染日益加重。城市土壤退化导致土壤动物生态特征与行为模式发生变化,城市景观格局与土地利用类型的变化强烈影响了土壤动物的栖息地,为土壤动物的生存与生物多样性带来潜在威胁;另一方面,城市化过程改变了土壤微生物群落组成与功能特征。城市化直接影响了城市土壤维持植物生长、土壤自然消减能力以及碳储存功能等重要的生态系统服务功能。针对城市化过程对土壤生态环境产生的一系列影响,需要采用科学的管理方式,改善土壤理化性质,提高土壤环境质量,保护和恢复土壤生物多样性,从而增强城市土壤的生态系统服务功能。     

基于CA-Markov和InVEST模型的城市景观格局与生境质量时空演变及预测

由人类活动引起的城市景观格局变化是影响陆地生态系统的重要因素之一,城市景观格局分布对区域生物多样性服务功能的影响极大.为研究城市景观格局和生境质量演化及其变化原因,以武汉市作为典型区,基于武汉市2005、2010和2015年3期景观类型信息,使用马尔柯夫模型分析其景观格局时空变化特征;采用CA-Markov模型模拟预测武汉市2020年自然增长情景下的景观格局发展方向;使用Logistic回归模型分析景观变化的驱动力;结合InVEST模型评价3期景观格局分布下的生境质量分布和变化,以及2020年模拟情景下的生境质量分布特征,探究景观格局变化与人类活动之间的关系.结果表明: 2005—2015年间,研究区景观类型变化以耕地和人工表面为主.耕地面积呈现逐年减少的趋势,主要转变为人工表面.人工表面面积不断增多,主要由水田和旱地转变而来.研究区整体景观生境质量级别下降,大量高生境质量级别的景观向低生境质量级别转化.整体景观生境质量指数减少,生物多样性服务功能降低,生境质量发生退化.2015—2020年间,武汉市景观格局和生境质量继续保持2005—2015年的变化趋势,表现为人工表面增加、景观生境质量指数减少、生物多样性服务功能降低、生境质量退化.研究区景观格局变化的主要驱动因子是国内生产总值变化和地区财政收入变化.人类社会经济活动是影响研究区景观格局变化和生境质量下降的重要驱动力,城镇化扩张和填湖造地是武汉市生态景观变化的主要原因.     

莱州湾南岸滨海湿地的景观格局变化及累积环境效应

在湿地景观类型分类基础上,利用遥感技术及GIS技术提取了1987和2002年莱州湾南岸滨海湿地Landsat 5、Landsat 7 卫星假彩色合成影像的空间属性数据,利用斑块动态度、斑块密度指数、景观多样性指数、斑块破碎化指数研究了湿地景观格局变化及其累积环境效应.结果表明,15年间莱州湾南岸滨海湿地景观总面积基本不变,但自然湿地总面积减少了49.1%,减少的自然湿地主要转化为养殖池、盐田等人工湿地.湿地景观格局的变化还表现为景观多样性指数下降、斑块破碎化指数升高.湿地景观格局变化引起自然湿地的总净初级生产量下降,环境净化功能、抗御自然灾害功能降低,陆地中生植物、旱生植物外来及有害植物侵入湿地,湿地生态系统服务价值下降等累积环境效应.     

江苏沿海滩涂围垦与社会经济发展的耦合关系

沿海滩涂湿地是脆弱的生态敏感区,滩涂围垦是沿海国家和地区拓展土地资源的重要方式之一。近年,沿海地区快速城市化下的滩涂围垦导致了沿海湿地生态系统退化等一系列环境问题。基于环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve,EKC）模型,以江苏北部沿海湿地为研究区,结合遥感影像和社会经济数据,刻画滩涂围垦过程、强度及社会经济发展过程,揭示近40年江苏沿海滩涂围垦主要类型、阶段性变化特征,阐述滩涂围垦与社会经济发展的耦合关系。研究结果显示,养殖水体扩张是近40年江苏滩涂围垦利用的主要方式;相比养殖水体聚集发展的盐城市,以启东为典型代表的南通市经历了相对较完整的养殖水体的滩涂围垦过程,其养殖水体面积与区域渔业产值存在指数关系,即当人均地区产值达到约9.55万元时,区域渔业产值的增长不再以通过围垦增加养殖水体面积为主要途径;从江苏沿海滩涂围垦来看,滩涂围垦与社会经济发展之间存在典型倒U型曲线关系。苏北滩涂围垦可分为3个阶段,初期阶段（1980-2005年）,滩涂围垦随着经济发展而急剧增加;中期（2005-2014年）,当人均GDP约为3.64×10⁴元时滩涂围垦速度达最大;后期（2014-2018年）,滩涂围垦随着经济发展呈现下降趋势。3个阶段中,单位滩涂围垦面积与人均GDP增长关系由4.11元/km²,17.08元/km²增加至60.77元/km²,呈显著增加的趋势。经济发展,农业和农村经济改革以及国家和地方各级政策均对滩涂围垦具有重要影响。严格的国家环境保护政策将是有效控制滩涂围垦、保护生态环境的重要手段。     

盐城自然保护区人工湿地及其生态效益研究初报

盐城沿海滩涂即盐城国家级自然保护区,根据海涂演变规律、演变趋势及滩涂湿地２与自然保护的迫切需要,保护区管理处经研究论证后,在核心区边缘地带试验建立了２２０公顷的人工湿地生态系统,从而改善了自然生态环境,促进了生物多样性的保护与发展。通过对建成后人工湿地水鸟的分布动态调查,结果表明它已产生了初步的生态效益。     

基于景观格局的胶州湾大沽河口湿地生态安全

以胶州湾大沽河口湿地为研究区,利用TM遥感影像为数据源,运用ENVI 4.4软件在GIS技术支持下,提取1986、2002和2010年研究区自然湿地、人工湿地、非湿地3大景观类型的空间信息;运用景观格局指数原理和方法构建生态安全指数,定量分析研究区景观动态变化,阐明景观格局变化下,生态安全状况及驱动机制.结果表明:1986-2010年,研究区在自然与人为双重干扰下陆地面积萎缩,斑块数增多,优势景观消失,景观趋于复杂化、破碎化、分离化;1986-2010年,人类活动对景观干扰愈加明显,景观干扰指数与生态安全指数存在负相关性,研究区各景观损失度上升,生态安全指数下降,其中以自然湿地中河流与河口湿地和芦苇湿地景观的恶化程度最大.基于面积因素构建的各景观生态安全度依次为:非湿地＞人工湿地＞自然湿地;新建并发育的人工林景观和新整合的少海东湖人工湿地公园,在一定程度上弥补了研究区的生态损失,缓和了生态保护与经济发展之间的矛盾,探索出一条湿地保护新型道路.     

自然和人工管理驱动下盐城海滨湿地景观格局演变特征与空间差异

将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据1987年、1997年、2007年3个时相的景观资料,运用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析不同驱动力下湿地景观格局的变化差异。结果表明:(1)人工管理区,景观斑块平均面积由205.31 hm2降至55.60 hm2,景观多样性指数1.4284降低到1.2928,优势度从0.3634上升到0.7766,表明景观破碎化明显,景观多样性呈降低趋势,优势度则呈上升趋势。景观变化的结果导致景观带状特征变弱,镶嵌性特征十分明显;1987—1997年期间,景观格局空间演变表现为从陆地向海洋的单向演替;而1997—2007年,景观演替呈现多向性特征。(2)自然湿地区,景观优势度呈下降趋势,从0.4844下降到0.3164;而景观多样性呈上升趋势,其指数从0.9019上升到1.4754。景观带状格局发育更加明显,各景观带宽趋于均匀,并且景观从陆地向海洋呈单向演替特征。(3)影响海滨湿地景观格局演变的驱动因素是:自然湿地区主要受海洋潮汐作用影响,其主要自然过程如地貌过程和植物群落演替过程等呈连续性变化,从而导致景观演变呈带状连续性发展;人工管理区主要受人为管理影响,人为管理往往使生态过程的连续性发生突变,从而使景观演变呈多向性特征。     

1973—2020年黄河三角洲滨海盐沼湿地景观格局演化模式和驱动因素

明晰滨海盐沼湿地景观格局演化模式和驱动因素,有助于制定合理的盐沼湿地修复策略、维护区域生态系统健康和可持续发展。以黄河三角洲滨海盐沼湿地为例,基于Landsat系列卫星影像获取1973—2020年共十个时期土地利用/覆被数据,得出盐沼湿地时空变化及其与周边土地利用/覆被的相互转化;利用改进的景观格局状态与演化识别模型(SEDMS),分析盐沼湿地景观格局演化模式,并利用地理探测器探究其空间分异驱动因素。结果表明：(1)1973—2020年,盐沼湿地面积减少了252.35 km²,空间范围总体向外海迁移且趋于集中。盐沼湿地转出类型主要为草地、养殖池/盐田和耕地,转入类型主要为滩涂未利用地和水体。(2)盐沼湿地景观格局演化模式呈明显的阶段性特征：1973—1995年为动荡期,演化模式以消失和破碎为主导;1995—2010为过渡期,格局演化模式逐渐由消失和破碎为主导转变为扩张为主导;2010年后为稳定期,格局发生演化的区域较少,总体以新增和扩张为主。(3)36%的盐沼湿地出现了多次格局演变模式的转变,滩涂未利用地、耕地对于景观格局演化频数的影响最为显著,人工表面、养殖池/...     

基于生态系统服务评价的围填海区域景观生态红线划分方法及应用研究

以围填海活动为代表的高强度的人类开发利用方式从根本上改变了海岸带地区的自然属性,区域生态环境发生了深刻变化。定位于我国大陆沿海的围填海区域,通过人机交互目视解译的方法获取我国大陆沿海围填海区域的矢量数据,基于围填海活动影响下海岸带区域的景观类型和生态系统服务变化的评估结果,识别我国海岸带的生态脆弱区和重点保护区,提出围填海区域景观生态红线的划分方法。通过分析可知:(1)围填海区域景观生态红线区呈现出"总体分散、局部集中"的的分布特点;(2)景观生态红线区主要分布在人工湿地和残存自然湿地中。围填海区域是进行海陆统筹研究的关键区域,而景观生态红线作为识别其重要生态功能区,并进行二次保护和抢救性保护的有效手段,将为我国海岸带生态管理提供新思路和新方法。     

基于土地利用变化和生态系统服务的海岸带生态安全综合评价——以胶州湾为例

以土地利用为主的陆域开发活动能改变近海环境质量,并影响和改变原有海岸带生态系统服务功能的供给模式,对海岸带生态安全产生一定的负面影响.目前在海岸带生态系统研究领域较多采用陆地生态系统研究模式,未能真正体现海岸带作为海陆结合的独立的环境体系的特点,并缺乏对陆域活动驱动与生态系统服务功能响应和生态安全实现之间复杂关系的科学解释.本研究基于海岸带生态系统服务的空间异质性和流动性特点,以“土地利用变化(LUCC)-生态系统服务(ES)-生态系统安全”为研究主线,构建海岸带生态安全评价模型,探讨以土地覆被变化为主的陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响机理及其时空变异规律.从模型的评价结果上看,作为生态安全系统中主要压力表征的胶州湾陆域土地利用变化,与相应海域内的生态系统服务状况和生态安全状态呈现出一定的相关性和趋势性.随着环胶州湾地区城市化进程中大量用地流转为城乡建设用地,胶州湾中相应海域的生态系统服务状态下降,进而带来该海域生态安全状态恶化.本文所提出的基于压力-状态-响应(PSR)框架的海陆结合的生态安全评价模型,以探讨陆域活动对海岸带生态系统服务功能和区域生态安全的影响及其时空变异规律为目的,可以克服目前研究中只关注陆域部分而忽视陆域活动与海域部分之间的联系和相互影响的缺陷,对海岸带生态安全评价研究具有一定的改进作用.     

滨海湿地生态系统土壤微生物及其影响因素研究综述

土壤微生物是滨海湿地生态系统中不可或缺的关键组分,在土壤发育、物质循环和污染物净化等诸多土壤生态过程中发挥着重要作用,对滨海湿地生态系统的维持与健康具有重大影响。系统梳理了滨海湿地土壤微生物群落结构特征和多样性,综述了土壤理化性质、植被状况、水文因素、生物入侵、全球变化、湿地开垦、石油污染等因素对滨海湿地土壤微生物的影响。在此基础上,对今后的研究重点提出了4个方面的展望:(1)加强全球变化多因子交互作用下滨海湿地土壤微生物的响应机制;(2)强化滨海湿地土壤微生物与环境因子的互作机理;(3)深化滨海湿地水动力条件对土壤微生物的影响机制;(4)开展土壤微生物与滨海湿地生态系统物质循环综合研究。研究以期为滨海湿地生态系统的保护和修复提供参考。     

三大沿海城市群滨海湿地的陆源人类活动影响模式

随着陆源人类活动对滨海湿地的干扰日益强烈,研究滨海湿地陆源人类活动影响规律对于滨海湿地资源管理和保护具有重要的现实意义.以我国三大沿海城市群(环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲)滨海湿地为研究对象,分别选取围海造地(直接因子)和流域污染物(营养盐、非点源无机污染物)输入(间接因子)表征1990-2000年间滨海湿地的陆源人类活动影响强度及规律.研究发现,虽然围海造地仍然以农业用地为主(＞50％),但城市建设用地比例随人口城市化率增高而增加,以珠江三角洲城市群最高;在环渤海湾和珠江三角洲城市群区域超过60％的滨海湿地面积受到高或中等污染物输入强度影响,长江三角洲城市群区域则有44.7％的滨海湿地面积处于中等污染物输入强度及以上.通过叠加围海造地和污染物输入双重陆源人类活动的综合影响强度表明,珠江三角洲城市群平均强度指数达到0.79,且处于中等及以上影响强度区域面积比例达到78％,均高于其他两个城市群滨海湿地区域.空间分析结果表明,陆源人类活动对滨海湿地的强影响区域多集中分布于河流人海口、较为发达城市滨海区以及海岸线附近.     

植物功能性状与湿地生态系统土壤碳汇功能

湿地生态系统碳平衡对气候变化极为敏感,是陆地生态系统碳循环响应全球变化的重要环节。然而,湿地生态系统碳汇调节机制仍不十分清楚,并且对影响因子的研究多集中在非生物因子上。综述了植物功能性状和功能性状多样性对湿地生态系统土壤碳汇功能的影响,阐明了生物因子对生态系统碳循环响应全球变化的重要性,介绍了植物功能性状对生态系统碳输入和输出过程的影响,简述了植物功能性状多样性的研究现状及其在指示生态系统碳汇功能现状和预测未来趋势等方面的应用。从优势植物、植物种间关系和植物-微生物种间关系3方面总结了植物功能性状多样性直接和间接影响生态系统碳循环的途径。展望了植物功能性状和功能性状多样性与湿地生态系统土壤碳汇功能的研究前景。     

琼北火山熔岩湿地生态安全格局研究

火山熔岩湿地作为湿地系统中重要组成部分,广泛分布于海南岛北部火山岩地区,其生态安全状况直接影响着与其相连的水陆生态系统的安全。基于Landsat遥感影像、DEM数据以及植被覆盖指数,通过构建稳定性及敏感性评价体系,在景观斑块尺度上对海南岛北部火山熔岩湿地分布区1988-2018年的稳定性动态变化及敏感性现状进行分析,旨在探索该区域生态安全分布格局。结果表明：（1）1988和2018年两个时间节点的湿地斑块稳定性均以府城镇、城西镇、龙泉镇等熔岩湿地主要分布区域的稳定性最高,西南部农业用地区域及北部沿海地区斑块稳定性最弱;（2）1988-2018年期间研究区域熔岩湿地稳定性整体呈增长趋势,面积重心和稳定性重心在向南转移的同时在东西方向上呈收缩状态;（3）研究区域极度敏感和高度敏感区域主要分布在湿地密集分布区域,不敏感区域则主要分布在研究区域北部的海口市区及开发利用较多的沿海乡镇;（4）稳定性与敏感性结果呈正相关关系,湿地斑块稳定性低的沿海及城镇地区,在生态上多表现为不敏感和低敏感,而湿地斑块稳定性高的区域通常表现出高敏感性。这也说明自然生态系统相较人工生态系统,虽然其结构更为完善稳定,抗干扰能力相对较强,但也更容易遭到破坏,恢复周期长,因而在城镇发展等人为活动中需要慎重对待高敏感区域。     

滨海湿地生态系统服务及其价值评估研究进展

滨海湿地是介于海陆之间的过渡地带,具有丰富的生物多样性和很高的生产力,能为人类提供诸多生态系统服务,但它又是对人类活动极为敏感的生态脆弱区。沿海经济的发展使湿地资源的有限性与人类需求的无限性之间的矛盾日益突出,导致湿地多样性丧失、服务功能退化等。在阐述滨海湿地特征及其服务产生机理的基础上,介绍了运用经济学方法对生态系统服务进行评价的进展,分析了各方法的优缺点及应用情况,最后对滨海湿地生态系统服务价值评估中存在的问题进行了总结归纳,评估所面临的困难一方面来自生态系统本身的复杂性;另一方面来自经济学方法的局限性。因此今后的研究应从生态系统服务的形成机制入手,注重生态学及经济学理论的结合,改善评估方法,提高评估结果的有效性和可信度,为湿地资源管理及生态补偿机制制定提供有力支持。     

白洋淀流域生态系统服务评估及其调控

政策制定者在制定土地利用相关政策时需要权衡各方面的利益关系,协调资源保护和经济发展之间的关系.由于缺乏有效的评价与权衡办法,目前对这方面研究还较少.采用InVEST模型,评价了白洋淀流域7种服务功能指标,分析了其空间分布特征.通过情景(政策情景与保护情景)分析,较好的反映了农业直接经济收入与服务功能之间的关系.结果表明:生物多样性、水源涵养、土壤保持和固碳重要区域主要分布在流域西部、北部和流域中部山区;水质保护和授粉重要区域主要分布于流域东部、南部和中部平原区.政策情景下,产水量第二,农业产出有所下降,固碳能力较保护模式差,N/P输出最少.保护情景下产水量最大,农田产出价值不变,氮磷保持与政策情景差不多,但固碳效果最好.通过权衡不同情景下服务功能得失,筛选既不损害流域居民实际经济收入,又能使得水文服务功能得到提高的管理模式.研究表明InVEST模型可以很好的用于对自然资本评估和空间化特征分析,通过建立不同情景,评价结果可以用于权衡不同管理策略下服务功能得失,是一种评价和预测自然资本变化的有效方法,对政策制定和策略筛选具有重要的指导意义.     

粤港澳大湾区生态系统服务识别、分类及制图

海岸带生态系统服务识别、分类与制图是合理利用海岸带自然资源,协调海岸带开发与保护矛盾的重要基础。现有生态系统服务分类方法在海岸带应用存在一定的局限性。在前人研究的基础上,以我国城市化和工业化水平较高的粤港澳大湾区为研究区,对该区域海岸带生态系统服务进行识别、分类,并在此基础上使用地图大数据与遥感解译的土地利用数据对海岸带生态系统服务进行了制图。共识别出35种海岸带生态系统服务,并对其中的31种服务进行制图。结果表明,建立的这套方法能较为系统地展示粤港澳大湾区生态系统服务的类型及空间分布特征。具体而言,该区域供给服务和文化服务在城市中心区较为集中,而调节服务多分布于城市周边。对识别的生态系统服务进行综合叠加分析,可将研究区分为文化服务主体区、供给服务主体区、调节服务主体区。建立的海岸带生态系统服务识别、分类体系和制图方法可操作性强,能为我国海岸带生态系统的保育、修复和重建提供科学基础。     

人类活动对中国国家级自然保护区生态系统的影响

我国已建立了超过2740个自然保护区,面积约占陆地国土面积的14.8%。以我国446个国家级自然保护区作为研究对象,基于遥感信息提取、模型与方程估算、时空趋势分析,揭示2000—2015年不同类型自然保护区、自然保护区不同区域生态系统质量和关键服务的时空变化特征,利用土地覆盖变化量化人类活动并进一步分析人类正面与负面活动对生态系统质量和关键服务的影响。结果表明:(1)国家级自然保护区内土地覆盖变化表明存在不同程度的人类活动,总体表现为保护区外较保护区内剧烈,说明保护区对生态系统具有明显保护作用。(2)农田开垦、居民点修建、工矿建设、能源资源开发等人类活动对保护区生态系统的负面影响表现为草地、湿地开垦导致耕地、水库坑塘面积增加,城镇居民点与工矿建设用地扩张侵占草地。(3)湿地面积净增加而林地、草地面积净减少,反映了湿地保护、退田还湖等措施的积极作用,然而退耕还林、退牧还草局限于部分保护区;(4)气候变化是自然保护区植被覆盖度微弱上升、净初级生产力下降、生态系统水源涵养量微弱增加、土壤保持量明显增加的主要原因,而人类活动仅在局部对生态系统产生影响。为了推动我国自然保护区体系的完善和保护作用的发挥,需要统一保护区建设标准及其规范,完善保护区法律制度,积极开展相关基础科学研究。