黄河三角洲不同水位梯度下芦苇植被生态特征及其与环境因子相关关系

对黄河三角洲滨海湿地不同水位条件下芦苇植被生态特征进行动态调查,并分析其与土壤理化性质的相关关系。结果表明:芦苇湿地土壤电导率随水位梯度变化差异显著,长期水淹的芦苇区土壤电导率最低;在不同水位梯度下,芦苇生态特征表现出较强的差异性,相比之下,在水位较高的条件下,芦苇株高、茎粗、盖度和生物量均为最高值,产量达到了10 t·hm-2;研究区土壤营养元素含量总体均处于较低水平,且不同水位条件下营养元素在各土层中的分布具有一定的差异;相关性分析表明,土壤粘粒、粗粘粒、细粉粒、粗粉粒与土壤营养元素均呈现不同程度的相关性,土壤有效磷含量与高度、茎粗、盖度、生物量均呈极显著正相关,因此土壤有效磷可能是黄河三角洲滨海湿地芦苇植被生长的限制性营养因子。     

黄河三角洲湿地不同景观类型影响下植被与土壤因子的空间分布特征

以黄河三角洲湿地为研究区, 结合遥感影像和实地调查数据, 构建湿地景观类型和主要影响因子的空间分布格局, 解析不同景观类型下的植被及土壤因子的空间分布特征以及耦合关系。结果表明: 农田、湿地植被区是研究区内面积最大的景观类型, 分别占有46.87%、20.6%, 而植被覆盖贡献率59.07%、37.62%, 生物量贡献率59.08%、36.04%, 是湿地蓝碳资源的重要补充。另外, 黄河三角洲湿地年均有效磷(AP)以Ⅳ级土壤为主, 土壤肥力标准处于缺乏状态, 景观类型中农田区年均AP最高, 湿地植被区最低; 年均有效钾(AK)以Ⅲ级土壤为主, 处于中等状态; 光滩、盐田区年均AK高、湿地植被区最低。最后,相关性分析显示: 春秋两季, 有效钾与Shannon-wiener指数、植被覆盖度呈显著负相关, 成为植物生长、凋零过程中主控因子。     

黄河三角洲滨海湿地潮沟分布与植被覆盖度的关系

基于黄河三角洲滨海湿地2005、2010与2017年3个时期的Landsat TM/OLI影像,利用遥感和地理信息技术,对黄河三角洲滨海湿地的潮沟与植被覆盖度的分布格局与动态变化进行了分析,并运用网格搜索法,对研究区的潮沟与植被覆盖度进行相关分析。结果表明:(1) 2005—2017年黄河三角洲滨海湿地植被覆盖度不断提高,低植被覆盖度的面积减少了233.73 km2,高植被覆盖度的面积增加了165.85 km2;(2) 2005—2017年黄河三角洲滨海湿地的潮沟长度和面积不断增加,频数也在增加,其中2017年滨海湿地东南部的潮沟长度达到216.13 km,面积为22.23 km2,长度和面积分别比2005年增加了36.91%和49%;(3) 2005—2017年黄河三角洲潮沟分布与植被覆盖度呈负相关,其中2010年、2017年的潮沟与植被覆盖度呈显著相关(P0.05),这说明黄河三角洲的潮沟的空间分布与区域植被的长势密切相关。     

苏干湖湿地植被地上生物量空间格局及其对水盐的响应

地上生物量是反映湿地植物群落数量特征和生产能力的重要因子,内陆盐沼湿地植被地上生物量空间分布格局及其水盐响应机制,对湿地生态水文学研究具有重要的理论意义。采用湿地群落学调查和支持向量回归模型（SVR）相结合的方法,将苏干湖湿地划分为山洪区、泉水区等5个分区,研究了植被地上生物量的空间异质及其影响因素。结果表明：支持向量回归模型在内陆盐沼湿地植被地上生物量反演方面具有较高的拟合精度;苏干湖不同区域湿地植物群落地上生物量空间格局呈现出复杂的空间分异规律,对地下水埋深和土壤全盐量的响应也存在明显差异：河洪区的植被地上生物量随地下水埋深、土壤全盐量的增加呈先增大后减小的趋势,湖水区的植被地上生物量与地下水埋深呈显著正相关关系,而土壤全盐量则相反,山洪区的植被地上生物量随地下水埋深的增加呈先增大后减小的趋势,泉水区的植被地上生物量随地下水埋深的增加逐渐减小,台地区的植被地上生物量与地下水埋深和土壤全盐量均无显著相关性。苏干湖湿地不同等级植被地上生物量在空间上呈现出多斑块组成的镶嵌体结构形态,体现了湿地植物应对土壤水盐等环境因子变化的生态适应机制。     

松嫩平原大安古河道湿地的恢复与重建

近半个世纪以来,松嫩平原大安古河道湿地退化严重,湿地提供资源的能力和生态功能逐渐丧失,生态环境日益恶化。为改善区域生态环境和居住条件,1994-2000年,湿地的恢复和重建试验在大安古河道试区展开。在恢复地表径流循环的基础上,试验重点在于扩大湿地面积、消减湿地水土的盐分和提高湿地生物多样性。至2000年,试区湿地面积增国550hm^2,湿地水土含盐量下降30％-80％,湿地植被盖度提高30％-40％,水禽从无到有,已增至数十种。试验表明,以恢复地表径流为核心措施的湿地恢复与重建具有可行性。此项研究对于松嫩平原其他湿地的恢复和重建,促进其资源和生态功能再生具有指导作用。     

白洋淀湿地区土壤有机碳密度及储量的空间分布特征

湿地生态系统碳储量是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,提供重要的生态系统服务功能。白洋淀湿地是国家重要生态湿地和华北平原最大的淡水湿地,同时是雄安新区的核心水系,湿地区土壤碳储量的估算研究将为湿地生态系统服务评估和湿地生态恢复提供数据支撑。研究通过对白洋淀湿地7种不同地类的105个土壤剖面进行分层取样,揭示了其湿地土壤有机碳密度及储量的空间分布特征,结果表明：（1）白洋淀湿地区土壤有机碳含量整体偏低,在各层土壤中,淹水芦苇湿地的有机碳含量均显著高于其他植被类型,约为其他类型土壤碳含量的3倍左右。（2）在各植被类型中土壤有机碳含量均以表层（0-20 cm）最高,其分配比例均集中在30%左右,随着土壤剖面深度的增加,湿地土壤的有机碳含量逐渐减少。（3）不同植被类型土壤有机碳含量与土壤有机碳密度的差异显著,具体表现为：乔木园地 < 旱地 < 常绿针叶林 < 落叶阔叶林 < 水田 < 台田芦苇 < 淹水芦苇。（4）根据估算,白洋淀湿地区的土壤有机碳储量约为5816.77×10³Mg。随着雄安新区环境治理工作的推进,白洋淀湿地区生态系统固碳将呈现持续向好态势,结合生态恢复和土地布局优化,尽量减少雄安新区建设中土地流转带来的碳排放影响,对提高区域生态效益具有重要意义。     

黄渤海滨海湿地植被类型、生物量及其与土壤环境因子的关系

理解湿地植被类型、生物量与环境因素间的关系,是湿地植被恢复的基础。本文在野外调查的基础上,采用TWINSPAN对黄渤海滨海湿地进行类型划分,利用冗余度分析来确定影响研究区湿地类型分布和生物量差异的环境因素,以期为湿地的恢复提供科学依据。结果表明:黄渤海滨海湿地可以划分为11种类型;土壤电导率和土壤总碳对黄渤海滨海湿地类型的分布有显著影响;湿地具有较高的生物量,其中,互花米草(Spartina alterniflora)群落的生物量最高(48512 kg·hm~(-2)),盐地碱蓬(Suaeda salsa)、芦苇(Phragmites australis)和柽柳(Tamarix chinensis)群落的生物量较高,均超过5000 kg·hm-2,其他类型的生物量较低,小于5000 kg·hm-2;影响研究区湿地类型生物量的主要因素为土壤有机碳和总氮含量。在气候变暖、氮沉降增加情况下,滨海湿地生物量将进一步增加,滨海湿地具有很大的固碳潜力。因此,加强研究区湿地的保护和退化湿地的生态恢复,是增加滨海湿地碳汇和应对气候变化的有效途径。     

水蚀风蚀交错带植被恢复对土壤物理性质的影响

黄土高原北部晋陕蒙接壤区是典型的水蚀风蚀交错带和强烈侵蚀中心,探讨该区植被恢复对土壤性质的影响有助于该区植被恢复模式的合理选择和土壤生态效应的科学评价。以神木六道沟小流域为研究区域,探讨了土壤物理性质变化与植被恢复的关系。结果表明,研究区土壤容重、砂粒含量以及饱和导水率普遍较高,表层(0-20cm)均值依次为1.38gcm-3、44.2%和1.46mmmin-1,而土壤总孔隙度与粘粒含量则较低,表层均值分别为45.6%和2.4%,反映了研究区土壤荒漠化的严峻现状,其中北坡(迎风坡)表现尤为严重。与农田相比,采用自然弃耕、种植紫花苜蓿(Medicagosativa)和柠条(Caragana korshinskii)、恢复次生天然草地等不同的植被恢复模式可以不同程度地降低土壤容重,增加土壤总孔隙度、饱和导水率以及团聚体稳定性,改善土壤的物理性质,而且随着恢复时间(1-30a)的延长,这种效应会进一步增强。通过种植人工草地并使其自然恢复为次生天然草地的植被恢复模式,对土壤结构的改善作用显著优于直接种植柠条灌丛和自然弃耕等模式。但是,短期内(30a)植被恢复对土壤颗粒组成、比重等物理性状无显著影响,意味着土壤一旦出现沙化将很难逆转。从对植被恢复响应的敏感性而言,土壤容重、总孔隙度以及团聚体稳定性可以作为土壤生态效应评价的主要指标。     

露天煤矿区生态风险受体分析——以内蒙古平庄西露天煤矿为例

煤矿露天开采行为导致矿区岩体剥离、植被破坏和土壤物理化学性质的巨大改变,对采矿区土壤生态系统造成剧烈扰动,使其成为水土流失、滑坡等矿区潜在生态风险的主要受体。以内蒙古平庄西露天煤矿区土壤生态系统为研究对象,通过分析矿区主要景观单元的土壤理化性质、植被演替规律与土壤线虫群落结构特征,研究其生态脆弱性分布与变化规律。结果表明矿区土壤系统的成熟度与稳定度与其形成年限具有相关性,但与农田生态系统和未受扰动的自然生态系统相比,煤矿开采区与排弃物堆放区的土壤结构较差、土壤肥力偏低、动、植物群落成熟度和稳定性较差。受土壤养分条件及土壤微生物数量等因素的限制,其植被自然恢复速度慢,生态系统脆弱,需通过土壤改良、合理选种适生植物、改善土壤养分条件,促进植被重建。     

人工恢复黄河三角洲湿地土壤碳氮含量变化特征

为阐明湿地恢复对土壤碳氮含量的影响,本文以黄河三角洲芦苇湿地为研究对象,比较了退化区与连续淡水恢复区土壤pH值、盐分、有机碳、全氮、氨态氮、硝态氮的含量变化,研究结果表明,（1）随着恢复年限的增加,各样地各层土壤pH值总体上降低,电导率显著降低（P < 0.05）,表明退化湿地的人工恢复可明显降低其盐度;恢复区上层（0—20cm）土壤盐分均低于下层（20—40cm）,未恢复区则相反;（2）随着恢复年限的增加,0—20cm土壤有机碳、全氮含量增加,分别由恢复前的（7.710?0.756）g/kg、（0.66?0.021）g/kg增加到恢复7a后的（16.96?0.213）g/kg、（1.277?0.027）g/kg,恢复区有机碳、全氮含量在空间上的变化表现为上层大于下层;（3）各样地硝态氮含量均低于氨态氮含量,碳氮比值介于4—8之间;（4）相关分析表明,湿地恢复后土壤各因子间有显著的相关性,有机碳与全氮两者显著正相关,氨态氮与pH、盐分、有机碳、全氮均达到极显著正相关关系（P < 0.01）。该研究结果对于评估湿地恢复效应,指导湿地恢复的实践具有重要作用。     

黄河三角洲人工恢复芦苇湿地生态系统健康评价

研究目的是对黄河三角洲人工恢复芦苇湿地生态系统的健康状况进行评价。按照层次分析法的思想,从环境、植物群落和植物生理生化特征等3个方面构建评价指标体系。在专家意见的基础上,确定各个指标的权重,计算生态系统健康指数。通过与自然芦苇湿地对比,对人工恢复芦苇湿地的健康状况进行评价。结果显示:人工恢复芦苇湿地的土壤有机质、全氮和全盐含量、群落盖度、密度和地上生物量等指标显著低于自然芦苇湿地,地表水电导率、叶片的APX、DHAR、MDHAR等酶的活性显著高于自然芦苇湿地,其生态系统健康指数低于自然芦苇湿地。这说明在短时间内,人工恢复芦苇湿地的健康状况和自然芦苇湿地还存在一定差距。恢复时间对生态系统健康评价有重要影响,长时间尺度上监测数据的积累是全面、深入了解生态系统、评价生态系统健康状况所必需的。     

Evaluating the ecological performance of wetland restoration in the Yellow River Delta,China

Long-term monitoring is essential to evaluate the effects of wetland restoration projects. A monitoring program before and after restoration has been carried out in the study area located in the Yellow River Delta since 2001. Water quality, soil salinity, soil organic matter, plant community, and bird species were chosen as indicators in this program. During the past seven years, the restored wetland showed increasing efficiency in reducing water pollution levels. Soil quality was constantly improved through salinity reduction and soil organic matter accumulation. The vegetation community quickly re-established after the restoration was initiated in 2002. The restored vegetation communities provide favorable habitat conditions for birds and thirty-seven bird species were observed in October 2007. Based on Canonical Correspondence Analysis (CCA), plant species and vegetation community are mainly influenced by soil salinity and water depth. These indicate that conducting freshwater to the project area is an efficient measure for vegetation restoration. While monitoring results show that the restoration project had positive effects on the wetland ecosystem over the past seven years, two issues remain for future study: (1) the contribution of harvesting vegetation to stabilizing nutrient removal rate and the accumulation of soil organic matter in the soil; and (2) the effects of excessive propagation of Phragmites australis on spatial heterogeneity and plant diversity.     

洞庭湖湿地土壤环境及其对退田还湖方式的响应

土壤物理、化学和生物学特性是构成土壤环境的主要组分,综合影响湿地生态系统的调蓄功能和演替恢复。本文以农田（水田和旱地）和自然湿地系统（苔草地和芦苇地）为对照,以3种退田还湖生态系统（种植杨树、芦苇和自然恢复）为研究对象,采用主成分和聚类分析,探索湿地土壤总体环境与生态系统演替过程的相关性。研究结果表明,土壤总体环境与生态系统恢复有很好的一致性。退田还湖为自然水域后,土壤环境的恢复接近于自然湿地系统,在3种退田还湖方式中恢复最好;杨树林地对土壤环境的恢复效果优于人工芦苇地,在一定程度上对湿地土壤环境有所改善,特别是对土壤有机质积累、土壤粘粒形成等过程的改善,但是其土壤环境与苔草等自然湿地发育的土壤仍然有较大差异;因子重要性分析表明水文情势是控制湿地土壤环境恢复的决定性因素,其次是人类干扰强度和方式。     

上海大莲湖湖滨带湿地的生态修复

采用改变土地利用模式、水系改造和植被配置等技术开展了上海青浦大莲湖湿地修复示范工程。本文从2008年8月到2010年3月跟踪调查了土地利用方式、鸟类群落、两栖爬行类、水质等多类指标来对示范工程进行评估。结果表明,实验区生态系统的生境结构和生物多样性组成都发生了明显的变化。实验区内土地利用由主要以人工养殖鱼塘和林地为主的人工湿地(人工鱼塘占50%,林地占25%),转变为以开放性水域和乔灌草相结合的半自然状态下的自然湿地(明水面面积占30%,各类植被群落占50%,人工鱼塘完全消失),植被从只有片段化林地转变为乔木、灌木丛、草本植物及各类水生植物相结合的格局;工程后鸟类种类和数量均高于工程前(新纪录到11种鸟类),鸟类多样性指数和均匀性指数也有明显增加,其中目标鸟类——雁鸭类新增6种,种类和数量都呈显著增加;两栖爬行类种类变化不大,共记录到6科12种,但整体数量比工程前增长了59.1%;水质指标的变化也很突出,与工程前人工鱼塘相比,实验区内水体中总氮(TN)、硝态氮(NO3-N)、总磷(TP)、叶绿素a(Chla)、高锰酸钾指数(CODMn)等主要指标均有显著下降(P<0.05),水质改善显著。由此说明,修复工程改善了大莲湖湖滨带湿地的生态环境,生物多样性得到较好的恢复,呈现出良好的湿地修复效果。     

基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例

山水林田湖草系统保护与修复工程实施的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。从乌梁素海流域山水林田湖草的生态现状与功能出发,对乌梁素海流域水土流失、土地沙化等生态敏感性及土壤保持、水源涵养、生物多样性等生态功能重要性进行系统评价,形成基于生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果。以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,以乌梁素海流域生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果为基础,制定了“一中心、二重点、六要素、七工程”的乌梁素海山水林田湖草生态保护与修复体系,并基于此将乌梁素海流域生态保护修复分为6个主要治理区域,形成“四区、一带、一网”的生态安全格局,通过具体工程实施,流域生态环境质量和生态服务能力将取得明显提升,防风固沙能力有效增强,生物多样性持续改善,水环境质量稳定达标,生态系统的稳定性明显加强。通过乌梁素海流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复关键区域的识别提供了定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

再生水浇灌方式对芦苇地土壤水文生态特性的影响

为提高再生水资源在芦苇群落生态恢复中的高效利用,采用温室内模拟实验的方法,以未灌溉(CK)为对照,对再生水(FS)、再生水清水轮灌(QF)及清水灌溉(QS)等3种浇灌方式下的芦苇地盐碱含量及水文物理参数进行测定分析,以其阐明不同浇灌方式下芦苇地的土壤水文生态效应。结果表明:清水灌溉、清废轮灌降盐压碱效果显著(P0.001),而再生水灌溉后土壤含盐量增加12.8%。与未灌溉相比,3种浇灌方式均使土壤容重减小,孔隙度增大,改善土壤水文物理效果表现为清废轮灌清水灌溉再生水灌溉。Horton模型比较适合描述灌溉后芦苇地土壤水分入渗过程,清水灌溉、清废轮灌改善了土壤水分的渗透性能,初渗率和稳渗率均比未灌溉增加,而再生水灌溉后初渗率下降15.0%。3种浇灌方式均能增强芦苇地贮蓄和保持土壤水分的能力,清废轮灌、清水灌溉、再生水灌溉的饱和蓄水量分别比未灌溉增加11.5%、4.3%、2.4%,涵蓄降水和供植物生长有效水分贮存能力表现为清废轮灌最好,其次为清水灌溉,而再生水灌溉则较差。     

基于CiteSpace的湿地恢复研究进展

由于人类活动、气候变化等影响,全球湿地退化不断加剧,关于湿地恢复的相关研究也越来越多,但缺乏系统的文献梳理,对研究领域的热点演变特征及发展趋势认识不足。基于文献计量学软件CiteSpace.5.5R2及中国知网(CNKI)和Web of Science核心数据库检索的文献数据,对湿地恢复领域的发文量、作者群、发文机构、文献共被引、高频关键词及突现等进行可视化分析。结果表明：(1)国内外关于湿地恢复研究的发文量总体上均呈现增长趋势,2008年之后发文量均显著提升,国内研究较国外晚了近10年,但发展迅速,国际影响力提升较快;(2)国外主要研究机构包括United States Geological Survey、Louisiana State University、University Florida、University Wisconsin等,均为美国机构,形成了以William JM-John WD、Zedler JB、Jos TA Verhoeven-Leon P M Lamers、Jeffrey WM等核心研究团队;国内以中国科学院、北京师范大学、中国林业科学研究院为主,形成了崔保...     

Current status and future prospects of Zoige Marsh in Eastern Qinghai-Tibet Plateau

Zoige Marsh, located in the Northeastern Qianghai-Tibet Plateau, is the largest highland marsh in the world. The marsh is one of the hotspots for biodiversity, harboring many endemic and endangered species, including Grus nigricollis, the only plateau crane. Zoige Marsh has a large area of high-quality grasslands, serving as the fifth largest livestock base in China, and it is also the major water source to the headstream of the Yellow River. However, due to global warming and unwise use of the marsh resources, including ditching for grassland enlargement, peat exploitation, and livestock grazing, since the 1970s, Zoige Marsh has suffered severe ecosystem degradations such as vegetation recessive succession, biodiversity loss, soil deterioration, and rodent disasters. It is therefore imperative to restore the damaged marsh. We propose in this paper that ecological engineering and livestock population control must be taken as measures for ecological restoration and biodiversity protection.     

不同渍水时间对苗期和花期大豆生长及碳氮代谢的影响

以大豆品种南农99.6为材料,通过盆栽试验研究了苗期和花期渍水对大豆生长及碳氮代谢的影响.结果表明: 渍水显著抑制了大豆的生长,植株生物量、叶面积、叶片色素含量和光合速率均显著下降,而丙二醛(MDA)含量显著升高;随着渍水时间的延长,各生理指标的变化幅度增大;渍水胁迫解除后有一定的恢复,渍水10 d处理后恢复能力较渍水20 d处理强.可溶性碳、氮物质及关键酶对渍水反应不同,可溶性糖含量以及叶片谷氨酰胺合成酶和蔗糖合成酶的活性上升,而可溶性蛋白含量下降.渍水对苗期大豆植株生物量、叶面积和MDA含量的影响比花期小.苗期和花期渍水时间越短,大豆受到的伤害越小,其恢复能力也越强.渍水时间在10 d内,大豆植株能够通过自身的调节逐渐恢复.