中国湿地生态站现状、发展趋势及空间布局

湿地调查与监测是全面了解和掌握湿地变化,开展湿地保护和修复的前提和基础。湿地生态站是开展湿地长期监测和野外试验的平台,对研究湿地生态系统过程与功能,揭示湿地变化机理具有重要作用。系统梳理了我国现有的湿地生态站,分析了当前湿地生态站建设中面临的问题,指出：与国际主要生态观测网络相比,我国综合性湿地生态站数量较少、比例偏低,导致在湿地生态系统监测和评估上存在较大空缺;现有生态站存在层级结构不合理、监测指标体系不规范等问题,制约了国家尺度湿地生态系统监测评估的需求。研究基于中国湿地生态站的现状,提出综合性湿地生态站布局原则,认为：应反映湿地生态系统类型代表性及湿地的空间分布特征,体现综合站-区域站-卫星站的层级结构特点,服务国家湿地保护和生态修复的战略需求。按照上述布局原则,对今后综合性湿地生态站的空间布局提出建议。同时,对湿地站发展定位、聚焦的前沿科学问题、湿地联网研究及国际合作方面提出了展望。     

湖泊湿地生态服务监测指标与监测方法

湖泊湿地生态系统为人类提供了维持生存发展的多种生态系统服务,是社会经济可持续发展的重要基础。然而,全国范围内的湖泊湿地资源被大量开发利用,极大地削弱了湖泊湿地提供生态系统服务的能力,人类自身福祉也受到严重威胁。开展湖泊湿地生态系统服务动态监测能减少生态系统服务重复计算、推动生态系统服务管理实践。本文在分析湖泊湿地生态系统服务监测必要性的基础上,探讨了湖泊湿地生态系统服务监测指标选取的原则和思路,并初步构建了适宜于我国湖泊湿地生态系统服务动态评估、权衡分析和生态生产函数构建的最终服务和生态特征监测指标体系。最终服务是与人类效益有直接关联的生态功能量,生态特征指标是产生生态系统最终服务的关键指标,主要包括生态结构、生态过程和生态功能指标。供给服务和文化服务一般是最终服务,而调节服务既可以是中间服务(生态功能)又可以是最终服务,支持服务是中间服务(生态过程)。针对调节服务和文化服务评估的困难性及调节服务的重复计算问题,本研究提出通过宏观监测(3S技术监测)和典型湖泊湿地定位监测相结合的多尺度湖泊湿地生态系统服务监测方法,构建湿地监测项目开展生态系统最终服务和生态特征指标数据监测。本研究对构建生态生产函数、开展湖泊湿地生态系统服务动态评估和权衡分析具有重要意义,是生态系统服务从认知走向管理实践的重要基础。     

粤港澳大湾区湿地遥感监测与评估:现状、挑战及展望

粤港澳大湾区水热丰沛河网密布，岸线曲折峡湾众多，复杂的自然条件孕育了丰富的湿地资源，构成了区域生态安全屏障的重要防线。近几十年来气候变化与区域高强度人类活动的双重胁迫下，大湾区湿地资源面积衰减、质量退化趋势明显，亟需开展湿地资源监测与评估研究，为国家战略提供基础保障。现阶段湿地遥感已实现由最初的湿地面积、形态提取向湿地生物物理参量提取的过程转变，然而粤港澳大湾区特有的气候特征，限制了传统光学影像在湿地遥感领域的应用，大大提升了此区域长时间序列湿地遥感数据获取的难度。此外，如何实现湿地生态价值与生态资产对接与评估，也是现阶段自然资源监测管理面临的重大课题之一。本文基于粤港澳大湾区建设的国家战略需求，讨论湿地资源在构建大湾区生态安全保障体系中的重要地位，厘清大湾区湿地资源保护与利用存在的关键技术瓶颈与核心科学问题，围绕湿地遥感监测、湿地资源生态资产价值评估、湿地生态功能分区与定位等关键问题，指出开展粤港澳大湾区湿地遥感监测与评估面临的挑战，明确构建"天-空-地"湿地遥感监测的综合技术体系实施方案，并展望粤港澳大湾区湿地常态化监测与资产评估的几个重要方向：1构建适用于不同自然环境特征的湿地分类体系；2融合升级现有湿地监测与评估技术手段，发挥"天-空-地"一体化监测平台的技术优势；3全区域监测与重点调查相结合；4从调查监测迈向资源动态监控与演变机制分析；5面向陆海统筹的湿地区划与综合管治；6多学科、跨区域、跨行业协作。     

湿地退化研究进展

受经济发展、城市扩张、气候变化的影响,湿地退化已经成为全球性现象,是当前国际湿地科学前沿领域的热点。从湿地退化标准、退化特征、退化分级、退化过程、退化机理、退化监测体系、退化评价指标与指标体系、退化监测新技术及其生态恢复理论与技术9个方面系统地介绍了当前湿地退化研究进展。结果表明湿地退化过程、退化机理、退化评价指标体系和退化湿地监测、恢复与重建研究是当前研究的重点,在未来相当长的时间内,全球气候变化、湿地退化的微观过程与机理、湿地生态系统的可持续利用将会是重要的研究方向。最后就我国当前湿地退化研究存在的问题进行了分析,并提出近期湿地退化研究亟待开展的11项研究工作,供我国湿地退化研究工作者参考。     

长江河口典型湿地碳库动态研究方法

湿地生态系统在维持碳平衡和全球气候调节中起着重要作用。长江河口湿地生态系统是国际公认的生态过程敏感区,选择长江河口典型湿地——崇明东滩作为长期碳循环观测和实验模拟的研究对象,针对长江河口湿地生态系统碳库动态研究具体的科学问题,从"土壤-植被-大气"连续体(SPAC)碳流过程监测、涡度相关法碳通量监测、植物生长控制实验(开顶式气候室,OTC)、"湿地碳循环-气候变化"生态过程模型构建、多方数据源校正等方面,总结了全球气候变化条件下长江河口湿地碳库动态的研究方法。旨在了解长江河口湿地生态系统碳库动态特征,探寻湿地碳平衡的主导控制因子,评估中国东部沿海湿地碳库对全球气候变化的响应。进而为提出长江河口湿地碳储备功能的保育策略提供理论依据。     

基于RS和GIS技术的湿地景观格局变化研究进展

湿地是自然界最富生物多样性的生态景观,具有独特的生态结构与功能,蕴含的丰富资源为人类生存与发展提供了物质保证.湿地景观格局是各种生态过程综合作用的结果,湿地景观格局研究是湿地生态学领域研究的热点问题,目前RS和GIS技术的结合已成为湿地景观格局变化研究的重要途径和手段.本文从RS和GIS技术支持下的湿地景观格局研究方法、湿地景观格局指数和湿地景观格局演变驱动力等方面综述了国内外湿地景观格局变化的研究进展,探讨了RS和GIS技术相结合在湿地景观格局变化监测研究、湿地景观格局指数选取与应用以及自然和人为共同作用的驱动机制问题中的应用,指出目前研究中存在的不足,并对未来的研究进行了展望.     

我国湿地生态状况评价研究进展

从湿地生态状况评价定义、国际重要湿地和全国重点湿地生态状况和主要评价方法等方面研究综述了我国湿地生态状况评价。对全国1413处湿地生态状况的研究显示,国际重要湿地生态状况总体较好,重点湿地生态状况较差,生态状况差有341处,占24.85%,并系统分析了各类湿地生态状况评价的方法、内容和结果。认为湿地生态状况评价是满足湿地保护管理需求的一项基本技术研究工作,开展湿地生态状况评价可以从不同空间、时间尺度反映湿地生态变化趋势,满足湿地生态系统保护修复的管理要求,并揭示各生态因子的内在关系,是提高湿地的保护、管理和合理开发的重要技术手段。最后分析了当前湿地生态状况评价所面临的难点,并提出了相关对策建议。     

基于遥感生态指数的新疆玛纳斯湖湿地生态变化评价

以2000、2006和2016年3期的Landsat遥感影像为基础数据源,结合前人研究成果和实地考察,借助RSEI指数,对玛纳斯湖湿地生态环境进行监测和评价。结果表明:利用主成分分析技术集成植被指数、湿度分量、地表温度和土壤指数建立的RSEI指数具有一定的适用性,可较好的对玛纳斯湖湿地生态环境质量状况及其时空变化进行监测和评价。2000、2006和2016年RSEI指数均值分别为0.227、0.183、0.234,对RSEI指数进行分级处理后,发现流域生态环境质量"较差"等级居于主导地位,"优"等级有所增加,湿地生态环境质量向好的方向发展。气候变化和人类活动共同作用于玛纳斯湖湿地产生的生态环境效应,日益增强的人类活动是湿地退化的主要原因,多年来粗放型的农业发展使玛纳斯河流域人口、经济与生态环境之间的关系严重失调。从优化水资源配置角度提出对主要源流流域水土资源大规模开发的同时,应重视尾闾湖泊湿地的生态价值与可持续发展。     

湿地生态水文模型研究进展

建立湿地生态因素和水文因素之间的响应模型是当前湿地研究的一个新领域,可为湿地的保护、评价和管理提供科学依据。本文依据湿地生态水文过程特征,将湿地生态水文模型分为湿地生态水分循环估算模型、湿地生态水文化学过程模拟模型和湿地生物对水文过程的响应模型,综述了当前湿地生态水文模型的研究进展,并在此基础上探讨了湿地生态水文模型的研究重点和发展趋势。     

湿地生态水文模型研究综述

变化环境下湿地生态水文格局及过程发生了深刻变化,已对流域、区域乃至我国水安全和生态安全构成威胁。湿地生态水文模型是揭示湿地生态格局与生态过程的水文学机制的有效工具和重要手段。介绍了湿地生态水文模型的概念、内涵、构建方法及分类,回顾了湿地生态水文模型的国内外发展历程,论述了目前湿地生态水文模型研究应用的重点领域:湿地生态水文调控与生态补水、流域湿地生态恢复重建与水资源综合管控和气候变化下湿地生态水文变化评估与应对策略。针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需加强研究的重点方向。     

湿地生态单元定义及其在湿地恢复中的应用

生态单元的概念在生态系统的环境保护和生物保护中被广泛应用。通过阐述湿地生态单元的定义、内涵和外延，分析了湿地生态单元的特征，介绍了湿地生态系统的内部生态单元、湿地"外援"生态单元和人工重建湿地生态单元等在湿地恢复中的应用案例，并对湿地生态单元未来需要关注的研究方向进行了总结，以期为湿地保护与精细化管理提供理论基础和科学依据。     

湿地生态水文结构理论与分析

针对水土资源开发利用引发的湿地消退问题,通过研究湿地水分运动与补给规律,分析湿地和径流进退的关系、湿地生境和生物的扩展关系,分析湿地水文连接度下降引起的湿地消退效应.根据湿地水循环原理和湿地生境空间分布规律,建立湿地径流场与生物多样性场的概念,从而提出湿地生态水文结构理论.以维持湿地存在、保障湿地生物多样性为目标,通过湿地径流场与生物多样性场的耦合关系,将湿地划分为中心区和适宜活动区,以维持湿地生态水文结构所需要的水分条件定义为湿地生态需水.湿地生态需水问题的核心为确定湿地生态水文结构,并以湿地中心区和适宜活动区为边界条件,通过地表水地下水转化的水量平衡模型对湿地生态需水量进行分析计算.以维持中心区的水分条件作为最小生态需水;维持适宜活动区的水分条件作为适宜生态需水.湿地生态水文结构更对湿地管理提供生态安全阈值.根据湿地生态水文结构的稳定程度,建立湿地生态安全危机管理机制,进行不同级别的预警管理.     

基于MODIS与Landsat 8的艾比湖湿地旱情时空变化及其影响因素分析

对干旱区艾比湖湿地旱情进行多源遥感监测,分析干旱对艾比湖湿地的生态安全与农业生产的影响,为水资源合理配置与干旱预警提供依据。选用2013年5月到2016年5月的MODIS温度和植被指数产品数据反演TVDI指数,并构建二维特征空间,分析土壤水分的时空分布特征,结果表明:TVDI可以有效地反演土壤水分,且精度较高;通过分析,艾比湖湿地土壤水分格局呈现由"极湿润-湿润-正常"面积减少,"干旱-极干旱"面积增加的趋势;在此基础上分析了影响艾比湖干旱变化的影响因素,近年来随着温度升高,风速与蒸发量增加,降水量减少,使艾比湖湿地旱情急剧恶化。利用多源遥感能很好的实现大面积、长时间、高精度的旱情监测,在四年间艾比湖湿地的旱情有所加剧,湖水面积与冰川萎缩变化较为严重,可见艾比湖湿地旱情情况较为不乐观,需加强水资源管理,开展艾比湖旱情监测对于干旱区湖泊生态有重要的理论与实际意义。     

南京滨江湿地生态健康评价及生态旅游资源提升对策

选取南京江北新区绿水湾、龙袍和八卦洲三块长江河流湿地作为研究区, 结合湿地生态特点构建湿地生态健康和生态旅游资源评价指标体系, 并分别展开评价。评价结果表明: (1)南京江北新区三湿地生态健康总体处于一般水平, 其中龙袍湿地相对优于绿水湾和八卦洲湿地, 自然湿地相对优于人工湿地; (2)江北新区湿地生态旅游资源总体处于一般水平, 优势和特色总体均不突出。为此作者在空间上将评价区湿地划分为生态保育区、生态修复区和修复保育区, 分别实施不同的生态管控要求。并建议通过水体活化净化、湿地生态保育、种植业功能转换等16项生态工程来提升现有湿地的生态健康与生态旅游资源水平。同时开展生态工程实施效果预评价, 评价结果显示工程实施后可使研究区湿地生态旅游资源水平由原来的一般水平提高到良好水平, 其中人工湿地提升效果总体优于自然湿地。     

基于大型底栖无脊椎动物完整性指数的鄱阳湖湿地生态健康评价

湿地生态健康评价对于掌握湿地的健康状况、理解人类活动干扰对其影响及实施生态预警等有重要意义。鄱阳湖对于维持其流域甚至长江中下游的生态平衡十分重要,目前尚未建立起其较完善的生态健康评价指标体系。大型底栖无脊椎动物完整性指数(benthic macroinvertebrate-based index of biotic integrity, B-IBI)是广泛应用的湿地生态健康评价方法。基于30个采样点(7个参照点,23个受损点)的大型底栖无脊椎动物采样数据,构建鄱阳湖湿地的B-IBI指数,采用自然断点法划分非常健康、健康、一般、差和极差5个健康等级标准,据此评价湿地生态健康状况。研究表明:(1)基于B-IBI指数的鄱阳湖湿地生态健康评价结果为一般;(2)就采样点B-IBI分值而言,呈现出西部健康状况优于东部的格局,其中国家级自然保护区内状况较好,而工业区、城镇、农田及河流入湖口附近状况较差;(3)B-IBI指数与前期构建的景观发展强度指数(LDI)、栖息地环境质量指数(QHEI)以及植被完整性指数(V-IBI)具有显著相关性,表明基于不同指数的评价结果较为一致。本研究构建的B-IBI指数能为鄱阳湖湿地的生态健康评价和监测提供重要方法。     

白洋淀湿地生态系统最终服务价值评估

白洋淀湿地是华北平原最大的淡水湿地,为不同尺度的受益者提供了多项生态系统服务。开展白洋淀湿地生态系统最终服务(final ecosystem services)价值评估能用直观的经济数据揭示白洋淀湿地生态系统对不同尺度受益者的直接贡献,为白洋淀湿地生态保护创建生态补偿等经济驱动机制。基于白洋淀湿地生态特征和受益者分析,确定了白洋淀湿地生态系统最终服务价值评估指标体系,并以2011年可利用数据为基础,综合运用市场价值法、替代成本法、个体旅行费用模型法和支付卡式条件价值法评估了白洋淀湿地提供给人类的经济价值。评估结果表明:2011年白洋淀湿地生态系统服务总价值为35.55×10~8元,其中调蓄洪水和休闲娱乐是白洋淀提供的主导服务。对所评估的8项生态系统最终服务按价值量排序,依次为调蓄洪水休闲娱乐淡水产品原材料生产非使用价值水资源供给释氧固碳。评估结果比较全面地反映了白洋淀湿地对受益者的直接贡献,不仅能提高管理部门和受益者的湿地保护认知,也为管理部门确定白洋淀湿地生态补偿标准提供了重要数据基础。同时,评估指标的确定为区分白洋淀湿地生态系统中间服务和最终服务,构建白洋淀湿地生态系统服务监测指标体系,开展白洋淀湿地生态系统最终服务动态评价、权衡分析及驱动因子研究提供了重要方向,有助于湿地生态系统服务研究由静态评估向湿地生态系统服务的优化管理方向发展。     

基于综合权重法的青岛市湿地生态安全评价

基于压力-状态-响应(PSR)模型构建了青岛市湿地生态安全评价指标体系,利用综合权重法确定权重,并通过指标综合指数对青岛市湿地生态安全进行评价。结果表明:青岛市全市湿地生态安全综合指数为61.63,处于低水平的安全状态。人口增长、区域开发、水耗增加是湿地压力的主要来源;湿地景观良好,抗压和自我调节能力较强,总体状态较好;但环保科技投入总体相对较低,产业优化升级速度较慢。青岛市各区市湿地生态安全综合指数排序为:胶州市黄岛区平度市市区即墨区莱西市崂山区城阳区。胶州市、黄岛区和平度市湿地处于安全状态,其他区域处于临界安全的状态。以国家级湿地公园为代表的城市湿地生态功能区划分有利于湿地的管理和保护,是决定区域湿地生态安全的重要因素;而人口和开发压力大,水耗严重,则直接降低了湿地生态安全。建议通过划定青岛市湿地保护红线、加速产业优化转型、加大环保科技投入等三方面提高青岛市湿地生态安全。     

互花米草入侵对滨海湿地生态系统的影响研究进展

滨海湿地受海、陆生态系统的交互影响,是典型的生态脆弱带和敏感区。互花米草是全球海岸带最为成功的外来入侵物种,对滨海湿地生态系统已经产生了重要的影响。本文对已有相关研究进行了系统梳理,揭示了互花米草入侵对滨海湿地生态系统生物地球化学循环(碳循环、氮循环、磷循环及土壤重金属迁移)和入侵地生物群落(微生物、植物和动物)的影响。并在此基础上对今后研究的重点提出了展望: 加强互花米草入侵对滨海湿地生态系统健康影响机制研究;重点关注全球变化背景下互花米草群落与湿地环境互馈耦合;开展长时序定位监测,厘清滨海湿地生态系统对互米草不同入侵阶段的响应差异,以期对互花米草的生态利用和治理提供指导。     

吉林省典型湿地生态评价

湿地生态评价是湿地景观规划、管理和保护的基础,以湿地功能为基本线索,以植被为标志,建立湿地生态评价目标系统(包括湿地生态系统服务功能、湿地生态保护功能和湿地资源等3个综合指标,其中还包括15个生态评价因子).通过运用层次分析法(Analytic Hierarchy Process简称AHP)对生态评价因子的等级化处理,评价指标权重的确定,计算出各生态评价因子的综合评价指数(CEI).根据综合评价指数将吉林省典型湿地划分为3种不同湿地生态现状类型,即当CEI＞0.7时,表示湿地生态环境质量较好,依次是莫莫格湿地、长白山湿地、三湖湿地和向海湿地;当0.7＞CEI＞0.5时,表示湿地生态环境质量一般,依次是敬信湿地和查干湖湿地;当CEI＜0.5时,表示湿地生态环境质量较差,依次是大布苏湿地.在此基础上,提出区域湿地的有序开发与环境保护协调发展的基本思路.     

运用植物区系质量指数快速评估湿地植被恢复成效

目前通常采用的评估湿地保护和恢复成效的指标体系较为复杂, 常涉及生物学、环境科学和社会学等多个学科, 导致监测评估成本高, 并难以实现综合的定量评估, 因此有必要提出能够在较大程度上表达生态环境状况的综合生态指标。植物区系质量指数(Floristic Quality Assessment Index, FQAI)反映了植物区系中物种的生态保守性程度, 作者将其作为主要生态指标, 来验证该指标用于湿地植被恢复成效定量评估的有效性。作者以四川盆地丘陵和平原地区湿地植物为对象, 构建了区域库塘及河滩湿地植物区系质量指数计算方法与赋值表, 以成都市重要水源地——云桥湿地的3年生态恢复成效为案例进行了检验。结果表明, 在云桥湿地3年恢复期间, 植物物种组成及其比例在恢复年限间无显著差异, Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数在3年中也并未发生显著变化, 但生态保守性系数平均值(CC_mean)和植物区系质量指数(FQAI)均随恢复年限显著上升, 表明FQAI可以快速、有效地实现生态系统水平湿地植被恢复成效的比较和定量评估。