小微湿地研究综述:定义、类型及生态系统服务

小微湿地作为一个"新兴"的概念，受到学者和政策制定者的日益关注。虽然小微湿地面积较小，但是却发挥着独特的生态功能。针对小微湿地的深入研究，有助于进一步拓展湿地科学的研究尺度，促进学科体系发展。介绍了小微湿地研究兴起的背景，总结了小微湿地的面积范围和分类体系，归纳了小微湿地的累加作用和景观特征，着重分析了小微湿地在维持关键物种种群、提供生物迁移踏脚石、调节雨洪、改善水质，以及营造城乡优美景观等方面提供的生态系统服务。提出未来需要进一步加强小微湿地生态过程和相关机理研究，将小微湿地建设与现行湿地保护体系和城乡生态环境建设有机结合，促进小微湿地建设的有序和可持续发展。     

合肥市小微湿地鸟类多样性的时空格局及其影响因素

小微湿地是城市生态系统的重要组成部分, 也是生物多样性的重要庇护场所。鸟类作为城市小微湿地生态系统的指示类群, 其多样性时空格局受多种环境因子影响。本研究于2020年8月至2021年7月采用样点法对合肥市45个小微湿地鸟类的种类、数量分布和生境因子进行了调查, 并获取湿地面积、湿地形状、建筑面积比例、植被面积比例、环境噪声、人为干扰和城市化指数等生境变量。通过α多样性和β多样性分析, 研究城市小微湿地鸟类多样性的时空特征及其决定因素。采用信息论模型选择和模型平均法以及基于距离矩阵的多重回归模型进行计算, 确定影响鸟类群落α多样性和β多样性及其组分的主要环境因子。结果显示, 研究区域共有鸟类13目39科102种, 其中水鸟31种, 国家二级重点保护鸟类2种, 安徽省重点保护鸟类17种, IUCN濒危物种红色名录中的易危(VU)物种1种。湿地面积和城市化指数对小微湿地陆地鸟类和水鸟的α多样性、β多样性及其组分均具有显著影响, 其中陆地鸟类物种丰富度在中度和低度城市化之间的小微湿地中达到最高值, 面积超过4 ha的小微湿地能维持较多的水鸟物种。植被面积比例对陆地鸟类多样性具有重要的影响, 而建筑面积比例对水鸟多样性具有显著影响。此外, 总体β多样性及其组分计算结果显示物种周转组分占明显优势, 表明城市小微湿地群作为城市复合生态系统的重要组成部分, 加强整体保护更为必要。研究结果对于加强城市鸟类保护和提高城市生态环境质量具有指导意义。     

北方典型沼泽湿地高低土壤水分下植物群落特征

北方沼泽湿地在水源供给、缓解水土流失、遏制草地沙化等方面具有重要作用,明确其植物群落物种组成和多样性特征对提升其生态系统服务功能具有重要意义。目前,在北方地区开展大尺度湿地植被调查的研究仍相对较少。土壤水分是驱动植物群落发展的主导环境因素之一,为了解高低土壤水分背景下湿地植物群落特征差异及关键驱动要素,对我国7个北方典型沼泽湿地的植物群落物种组成及多样性特征进行了调查,分析了植物群落物种组成及多样性特征与环境因子的关系,以及沼泽湿地植物群落内克隆植物的分布特征。研究结果发现不同沼泽湿地的植物群落物种组成和多样性差异显著,但无明显的地带性分布规律,物种分布呈现区域性。群落物种多样性受降水、温度、土壤养分等多种环境因素的共同影响。沼泽湿地高低土壤水分背景下植物群落的物种组成和多样性差异显著,低土壤水分下植物群落物种多样性指数显著高于高土壤水分下植物群落。低土壤水分下物种多样性主要受降水和总氮影响,而高土壤水分下物种多样性主要受温度和总磷的影响。高土壤水分下克隆植物物种数和盖度在沼泽湿地植物中占有较高的比例,表明克隆植物比非克隆植物更适应高土壤水分环境。研究结果表明了7个沼泽湿地植被的区域性...     

三江平原流域湿地景观多样性及其50年变化研究

基于统一的湿地景观分类系统 ,利用遥感和 GIS技术 ,选择两个典型流域为研究单元 ,通过对比定量研究了 5 0年来流域湿地景观多样性的变化过程 ;分析了湿地景观多样性变化对生态系统多样性和群落多样性的影响以及与面积的关系 ;探讨了流域地貌类型对湿地景观多样性形成的影响以及地貌多样性与湿地景观多样性之间的关系 ;通过湿地多样性指数分析发现湿地景观多样性受人类影响的阶段性变化特征 ,为流域湿地保护和退化生态系统的恢复提供定量分析依据     

合肥市不同类型湿地植物群落的物种多样性及群落特征研究

运用样地和样方相结合的调查方法,对合肥市不同演替进程的湿地类型进行调查研究,通过计算湿地植物的重要值与群落植物的α多样性与β多样性的相关指标分析了其群落多样性与群落特征.结果表明:合肥市典型的人工型湿地共有植物22科41属47种;半人工半自然型湿地共有植物10科21属21种;自然型湿地共有植物37科65属70种.湿地植物的多样性以及其群落特征与其人工性和自然性有关;在不同的外界干扰下,湿地的类型也不同,湿地处于不断的演替过程中.其群落的稳定性与物种多样性之间关系复杂,两者之间并非简单的正相关关系.在进行湿地群落和生态研究时,不仅要考虑其群落物种的多样性,也要考虑群落优势物种的组成,优势物种的优势度以及群落的演替趋势等因素.     

海河流域湿地生态系统服务功能价值评价

摘要：海河流域湿地生态系统给人类提供了许多重要的产品和服务,但在社会经济发展的过程中,这些服务并没有完全被认识到,给海河流域社会经济的可持续发展造成了一定的影响。本研究结合海河流域湿地生态系统的特征、结构及过程,将海河流域湿地生态系统服务功能划分为提供产品功能、调节功能、支持功能及文化服务功能4大类,以2005年为基准年,评价了海河流域湿地生态系统所提供的12类生态系统服务,将这12类服务功能划分为具有直接使用价值的产品和具有间接使用价值的服务。结果表明,海河流域湿地生态系统提供的12类生态系统服务的总价值为4123.66?108元,其中直接使用价值和间接使用价值分别为257.46?108元和3866.20?108元,间接使用价值是直接使用价值的15.02倍。海河流域单位面积的湿地生态系统提供的生态系统服务功能价值为47.05?104元/hm2,高于单位面积的GDP产值8.10?104元/hm2。研究认为海河流域湿地生态系统对支持和保护人类社会具有重要的作用,为管理者和决策者有效的保护和管理湿地提供了重要的信息。     

三江平原七星河流域湿地植物多样性及影响因素

湿地植物多样性是生物多样性的重要组成部分,在维护湿地生态功能和湿地生态系统稳定性方面发挥着极其重要的作用。为研究七星河流域湿地植物的多样性,选择七星河流域的七星河国家级自然保护区和三环泡国家级自然保护区,分别于2016年和2017年,对该流域内湿地植物进行了实地植物样方调查,共计调查194个样方,利用TWINSPAN进行了样方群落划分,并采用广义线性模型分析了影响植物多样性的影响因素。结果表明七星河流域湿地植物共有532种,隶属于80科,212属,主要群落类型为湿苔草-隐果苔草群丛;狭叶甜茅群丛;萍蓬草-狐尾藻群丛;漂筏苔草群丛;小叶章-臌囊苔草群丛;甜茅-芦苇群丛;芦苇群丛;貉藻群丛等,狭叶甜茅群丛物种多样性较单一,芦苇群丛的物种多样性较丰富。广义线性模型分析结果得出物种多样性与植被密度密切相关,植被密度越大,物种的多样性越小。为七星河流域物种多样性研究提供了重要的基础数据。     

海南羊山湿地的传粉网络及其季节动态

传粉网络是植物和传粉者之间形成的网状相互作用关系, 为理解群落物种多样性形成与维持机制提供了全新的视角。湿地是典型的群落交错区, 环境异质性与物种多样性都很高, 传粉网络可能比草地和森林等生态系统具有更复杂的结构。该研究针对海南岛海口市南郊的羊山湿地, 比较4个样地在旱季(5月)与雨季(8月)的传粉网络及其动态变化, 揭示湿地生态系统的传粉网络结构特征以及在干湿季的变化规律。结果表明, 羊山湿地传粉网络共有71种开花的植物, 131种传粉者, 传粉网络呈现低连接度、高嵌套度、中等网络特化程度的结构特征。在季节动态方面, 4个样地旱季的植物与传粉者种类高于雨季; 而传粉网络的连接度、嵌套度与网络特化程度没有明显的季节差异。白花鬼针草和水角等多个物种可同时在雨季和旱季开花, 使得植物-传粉者的种间关系虽然存在季节变化, 但传粉网络在旱季与雨季间的动态变化不大。总体而言, 羊山湿地物种多样性较高, 边缘效应较明显, 传粉网络结构较稳定。     

优势种去除对崇明东滩盐沼湿地生态系统的影响

盐沼生态系统环境梯度明显,物种组成较简单,是研究生物多样性与生态系统功能关系的理想对象。本研究以崇明东滩盐沼湿地为研究区域,研究优势种去除对植物群落结构以及底栖动物群落的影响。结果表明:(1)去除处理仅对植物群落分株密度有极显著效应(P0.01)。去除组和对照组物种组成差异随时间增加而减小,处理效应逐渐减弱。(2)去除组底栖动物密度均低于对照组,但差异不显著。(3)盐沼植物群落特征与底栖动物群落有密切关系,植物密度、冠层高度与底栖动物密度相关性极显著。去除优势种后,植物群落分株密度升高,群落内剩余物种占比有所上升,次优势种对群落的补偿效应具有较大贡献;而底栖动物群落密度下降,其生物量和多样性指数的变化趋势与密度并不一致。上述结果表明生物多样性变化影响了盐沼湿地生态系统植物群落和底栖动物群落结构,进而可能影响物质循环和能量流动过程。     

基于CiteSpace的小微湿地文献计量分析

随着湿地研究的发展,小微湿地开始受到研究者和政策制定者的共同关注。我国小微湿地的研究尚处于起步阶段,仅有少数文献介绍了小微湿地的概念、管理和营造技术。为了深入了解小微湿地的研究现状,检索了web of science核心数据库1990年至今关于小微湿地相关的研究论文,并运用CiteSpace软件对检索到的3072篇小微湿地研究文献的逐年发表数量、学科分布、核心作者与国家地区、关键词和文献被引用情况进行了可视化分析,追溯探讨了小微湿地的发展和研究动态及热点。结果显示,1990年以来,针对小微湿地的研究呈持续上升态势;小微湿地研究涉及生命科学、环境、生态、水产等137个学科,可以归为16个聚类,主体研究的各个聚类间有着继承和衍生关系,交叉重叠较多;小微湿地对全球变化的响应与适应及在"碳中和"中的贡献、小微湿地的生态服务功能及适应性管理、小微湿地对面源污染的净化功能可能是未来几年的研究热点,城市小微湿地的研究和工程运用也将成为本研究领域的增长点。     

Biodiversity dynamics of freshwater wetland ecosystems affected by secondary salinisation and seasonal hydrology variation: a model-based study

Freshwater wetlands worldwide are under threat from secondary salinisation and climate change. Given that many freshwater wetlands naturally have highly variable hydrology, it is important to understand the combined effects of salinity and water regime on wetland biodiversity. Here a mathematical model has been developed to explore the biodiversity dynamics of freshwater wetland ecosystems affected by secondary salinisation and seasonal hydrology variation. The model shows that seasonal hydrological change can drive the wetland ecosystem into a stable oscillatory state of biodiversity, with the same period as the wetting and drying cycle. The initial condition of a wetland mediates the ecological response of the wetland ecosystem to salinity and seasonal variability. There are two manifestations of stability that occur in relation to wetland biodiversity: monostability and bistability. In model simulations, some wetland ecosystems may respond to the effects of seasonal change quickly, while others may do so more slowly. In ‘slow response’ wetlands, seasonal variability has a weak impact on the ecosystem properties of stability, resilience, sensitivity and the species richness–mean salinity relationship. In contrast, ‘fast response’ wetlands are seasonally controlled heavily. Seasonal variability can play a critical role in determining ecosystem properties. Changes in the strength of seasonality can induce the transition between monostability and bistability. Seasonal variability may also reduce wetland resilience, exacerbating the risk of secondary salinisation. On the other hand, seasonal variability may provide opportunities for the restoration of salinised wetlands by increasing their sensitivity to management actions and facilitating recovery processes. Model simulations show that the response of the stable biodiversity oscillation to changing mean salinity is dependent on seasonality strength (primarily for fast response wetlands) and other wetland conditions. Generally, there are two types of wetland responses to changes in mean salinity: type 1 wetlands exhibit a graded response of species richness (a surrogate for biodiversity), whereas a hysteretic response occurs in type 2 wetlands. Species diversity displays critical behaviour: regime shifts in diversity occur at the thresholds of mean salinity, strength of seasonality or initial species diversity. The predictions are consistent with previously-published field observations in salinised freshwater wetlands. Handling editor: D. Hamilton     

Conflicting demands on wetland ecosystem services: nutrient retention,biodiversity or both?

1. Wetland ecosystems may, besides having considerable economical value, increase landscape biodiversity and function as traps for nutrients from land to freshwater‐ and marine systems. As a result of these features, wetlands are nowadays often protected and restored, and many countries have even initiated wetland construction programmes. 2. In the present study, we aim at increasing the knowledge on how to improve the design of a wetland with respect to both biodiversity and nutrient retention, by analysing physical, chemical and biological features of a large set of constructed wetlands. 3. Our results show that a combination of the wetland features, namely shallow depth, large surface area and high shoreline complexity are likely to provide a high biodiversity of birds, benthic invertebrates and macrophytes and to have high nitrogen retention, whereas a small, deep wetland is likely to be more efficient in phosphorus retention, but less valuable in terms of biodiversity. 4. Hence, among the features used to design new wetlands, area, depth and shoreline complexity have fundamental, and sometimes conflicting, effects on nutrient retention and biodiversity. This means that there are, within limits, possibilities to direct the ecosystem function of a specific wetland in desired directions.     

渤海沿岸湿地生物多样性变化特征

全球气候变化和人类活动干扰的加强,对全球生物多样性造成了前所未有的干扰和破坏。近年来随着我国东部沿海的人口经济快速增长、资源需求进一步增大,生物多样性保护面临着巨大的挑战,进而影响地区经济和生态环境的可持续发展。在区域尺度上评估我国滨海湿地生态系统生物多样性空间格局及其变化特征,对于科学认识和合理保护滨海湿地生态系统生物多样性,和制定生态环境保护决策具有十分重要的意义。以渤海沿岸湿地生态系统生物多样性为研究对象,通过InVEST模型,和物种丰富度指数,评价了该地区生物多样性现状及其变化。结果表明:(1)渤海沿岸湿地生态系统主要以水库坑塘为主,其次为草本沼泽。在2000—2010年期间,渤海沿岸湿地生态系统总面积几乎不变,主要为草本沼泽和水库坑塘之间的转换。(2)湿地生物多样性较高的区域主要分布在辽东湾中部、渤海湾东南部和莱州湾西北部。由于城市化进展的加快,人类活动的干扰加强,近10年来,渤海沿岸湿地生境质量逐渐降低,生物多样性呈退化趋势。频繁的人类活动对该地区湿地生物多样性产生巨大的负面影响,应多建立自然保护区加以保护。(3)生物多样性变化热点区主要分布在渤海湾东南部和莱州湾西北部。冷点区域主要集中在渤海湾的中北部。在渤海湾东南部和莱州湾西北部的变化热点区内,生物多样性呈改善趋势,说明有效的生态系统转换和湿地保护区的建立,可以实现发展与保护共存,达到了双赢的效果。     

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。     

流域湿地景观空间梯度格局及其影响因素分析

景观空间格局研究是景观生态学的核心研究内容之一。吸取一般景观生态学的空间思想和实际工作积累,从流域尺度,研究湿地景观基本空间梯度格局及其影响因素。研究表明,流域中湿地景观具有特殊的纵向梯度、横向梯度和景观内部结构特征,它们构成了流域湿地景观空间结构的主体,在维护流域整体景观结构和生态功能方面发挥重要作用。自然和人为因素都会影响流域湿地景观的空间梯度格局,但自然因素主要影响湿地景观内部结构的复杂性。而人为因素对流域湿地景观纵向梯度、横向梯度的连续性和内部结构的多样性均产生重要影响。     

中国内陆湿地生态系统服务价值评估——以71个湿地案例点为数据源

湿地生态系统为人类生存和发展提供了多种服务功能,不仅包括水资源、水产品等直接输出功能,还包括调蓄洪水、净化水质、调节大气成分等调节服务功能和文化服务功能。通过对已经发表湿地生态系统服务功能价值评价相关的文献进行搜集和整理,得到全国71个湿地案例点的价值评价数据,在此基础上对湿地生态系统各项服务功能在全国各区域的生态系统价值量进行对比分析。全国湿地价值评价结果显示,按照各项服务功能按照价值量高低排序依次为调节气候调蓄洪水涵养水源净化水质保持土壤产品输出固碳释氧生物栖息地旅游休闲科研教育。在对全国湿地进行分区分析得知,东北平原及山区、东部地区和青藏高原地区在各项调节、供给服务功能方面发挥着显著的积极作用,这3个区域同时也是我国湿地的密集分布区。结合不同地理分区下的湿地生态系统服务功能价值量特点,可以实现区域发展与湿地生态环境研究的协同发展,并能够为湿地的保护和建设起到科学、合理的参考方案。     

Does the implementation of environmental flows improve wetland ecosystem services and biodiversity? A literature review

Environmental flow releases are a tool for wetland restoration, but there has been no systematic evaluation of their success. We systematically assessed 102 published studies from a wide range of wetland ecosystems across the globe to determine whether releasing environmental flows could maintain or promote biodiversity and increase ecosystem services, and which strategies were most effective. We found that environmental flow releases remarkably increased regulating services (sediment regulation and water purification) and supporting services (primary production and habitat maintenance), and maintained biodiversity and provisioning services. Biodiversity responses were positive only in river wetlands, and were negative in coastal, lake, and marsh wetlands; the overall delivery of ecosystem services responded positively in all ecosystem types except artificial wetlands. The effects were positive for ecosystem services under all environmental flow regimes, and seasonal minimum flow releases could maintain biodiversity and improve ecosystem services. We also found that long‐term environmental flow releases (years to decades) maintained biodiversity. Values of a change‐in‐flow parameter (D) ranging from 0 to 10% improved both biodiversity and ecosystem services. In summary, long‐term implementation, a high‐flow regime, and D ranging from 0 to 10% for the environmental flows promoted biodiversity and improved ecosystem services around the world, particularly in river wetlands. Regional‐level conclusions might be applicable to guide the implementation of environmental flow releases, but small sample sizes reduce their reliability. We also found that the effect sizes of environmental flow release projects for biodiversity and ecosystem services were significantly and positively correlated in rivers, but not in other wetlands.     

Loss of biodiversity and hydrologic function in seasonal wetlands persists over 10 years of livestock grazing removal

Ecological restoration provides a means to increase biodiversity in ecosystems degraded by natural and human‐induced changes. In some systems, disturbances such as grazing can be key factors in the successful restoration of biodiversity and ecological function, but few studies have addressed this experimentally, especially over long time periods and at landscape scales. In this study, we excluded livestock grazing from plots within a grassland landscape containing vernal pools in the Central Valley of California for 10 years and compared vernal pool hydrology and plant community composition with areas grazed under an historic regime. In all 10 years, the relative cover of native plant species remained between 5 and 20% higher in the grazed versus ungrazed plots. This effect was particularly prominent on the pool edges, though evidence of invasion into the pool basins was evident later in the study. Native species richness was lower in the ungrazed plots with 10–20% fewer native species found in ungrazed versus grazed plots in all years except the first year of treatment. Ungrazed pools held water for a shorter period of time than pools grazed under an historic regime. By the ninth year of the study, ungrazed pools took up to 2 weeks longer to fill and dried down 1–2 weeks sooner at the end of the rainy season compared to grazed pools. The results of this study confirm that livestock grazing plays a key role in maintaining biodiversity and ecosystem function in vernal pools.     

滇西北高原入湖河口退化湿地生态修复效益分析

选取滇西北高原典型退化湿地剑湖,对入湖河流永丰河入湖河口退化湿地进行的生态修复措施及其效益进行研究,评估其恢复效果,为高原退化湿地的修复和污染湖泊的治理提供依据。研究地修复2a后,入湖河口湿地景观格局得到较大改善,空间结构得到优化配置;水质状况明显改善,水体透明度提高101%,水体中总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、硝氮(NO-3-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的含量较恢复前明显下降,去除率分别达到62.5%、89.3%、62.5%、91.7%、68.0%,这一水质降解结果表明:基底修复促进了入湖河口水文状况的改善,而依据植物对不同浓度污水的适应状况进行多生活型、多种类的植物配置,并适当增加沉水植物比例,有效发挥了植物的净化作用,但不同湿地植物群落之间净化效果存在差异,显示了植物对氮磷的喜好程度和植物间的互作关系,而相同植物群落在不同浓度污水条件下的表现同样存在差异。因此,污染水体的治理必须选择性利用适合不同污水浓度的水生植物进行合理的群落配置,同时,根据水质变化及时对植物进行适应性调整,有利于植物的生长和湿地生态系统的稳定,以及湿地生态系统结构和功能的恢复。该退化湿地修复后,每年可产生以净化功能效益为主的生态系统服务功能价值185万元,以水源涵养和生物多样性保育、生态旅游等的生态系统服务功能价值32.7万元,以及以生态农业系统为主的市场价值270万元,呈现了较好的经济、社会效益和生态效益价值。