黄河三角洲自然湿地动态演变及其驱动因子

以1989、2000和2009年3期Landsat TM和ETM+影像为基本数据源,结合地理信息系统技术与实地考察校正,分析黄河三角洲自然湿地的演变动态及其驱动因子.结果表明,受水盐等因素的影响,自然湿地的分布在空间上呈现出规律性变化.1989-2000年,黄河三角洲的自然湿地面积的年变化率为-0.3,动态度为3.1,而在2000-2009年,其年变化率为-1.8,动态度为5.1,表明自然湿地面积变化情况有所加剧.对湿地变化原因的分析表明,黄河水情是自然因素中最重要的方面,部分自然湿地亚类之间存在相关性;养殖池、水田建设等人为因素与自然湿地的减少有着显著的相关性,灌草地减少则与居民和工矿建筑用地增加有密切关系.     

湿地土壤埋深对芦苇、香蒲种子萌发的影响

土壤埋藏深度是影响湿地植物种子萌发与幼苗生长的重要因子。通过室内模拟实验,分析了松花江下游沿江湿地7种土壤埋深(0、5、10、15、20、25和30 mm)对芦苇和香蒲2种典型湿地植物种子发芽率、发芽速率、芽长和根长的影响,旨在利用芦苇、香蒲等湿地植物以有性繁殖的方式为松花江下游沿江湿地恢复提供技术支持。结果表明:土壤埋深对芦苇、香蒲种子的发芽率和发芽速率均有显著影响,2种植物种子发芽率、发芽速率随土壤埋深增加波动变化;0和25 mm土壤埋深时芦苇种子发芽率较高、发芽速度较快;0和>20 mm土壤埋深时香蒲种子发芽率较高、发芽速度较快;从芽长和根长来看,<10 mm的土壤埋深更利于2种植物存活和生长;相同土壤埋深情况下,芦苇种子较香蒲种子具有更强的萌发能力。     

人工恢复与自然恢复模式下苔草草丘生态特征比较

本研究以哈尔滨太阳岛草丘湿地为对象,对比了人工恢复与自然恢复下苔草草丘个体和种群的生态特征,并分析其与环境因子的关系.结果表明:苔草植株生长随时间呈现先增加后降低的变化趋势(5—8月),初期(5—6月)生长迅速,6月达到峰值.人工恢复和自然恢复模式下,苔草草丘个体和种群特征差异显著:自然恢复下苔草叶面积、叶宽、单株鲜重、单株干重、丘墩高度、直径、丘顶面积、丘墩表面积、丘墩体积等苔草草丘个体特征均显著高于人工恢复,人工恢复下苔草草丘密度、盖度、生物量等种群特征显著高于自然恢复,物种多样性无显著差异.土壤含水量、水深、草丘密度、丘间距离是导致2种恢复模式下苔草草丘生长差异的主要因素,自然恢复区土壤含水量、水深、间距均显著高于人工恢复区,对草丘个体的形成和发育具有促进作用,人工恢复区高移栽密度是导致草丘密度、盖度、生物量高于自然恢复区的主要因素.建议未来开展苔草草丘湿地恢复和保护时,应参考自然恢复湿地中草丘的分布特点,适当调整丘间距离(54.22～117.89 cm)和种群密度(1.9～3.1 墩·m^-2),同时采取干旱区春季适当补水措施,保持适宜的土壤含水量和水深,促进苔草草丘的生长发育和快速恢复,维持其种群长期健康稳定.     

贮存时间对盐地碱蓬种子萌发及生长特征的影响

研究黄河三角洲滨海湿地不同贮存年限盐地碱蓬种子的萌发及植株生长特征,以期为利用土壤种子库进行滨海湿地盐地碱蓬群落的恢复提供科学数据。种子萌发实验结果显示：随着种子贮存年限的增加,盐地碱蓬种子活力呈明显下降趋势(P<0.05),表现为种子发芽率和发芽速度的下降;在同一盐度条件下,盐地碱蓬种子发芽率、发芽速度随贮存年限增加呈线性下降趋势;同一年限的种子随盐度的增加,发芽率呈线性下降趋势。植株生长实验结果显示：贮存时间短的种子出苗率高于贮存时间久的种子;随着贮存时间的增加,盐地碱蓬植株的密度呈下降趋势,但植株高度、含水量及单株鲜重及干重无明显差异,而单位面积生物总量差异显著(P<0.05)。在未来滨海湿地盐地碱蓬群落的修复过程中,应该根据滨海湿地的退化时间制定盐地碱蓬群落的恢复方案。研究结果可为滨海湿地生态恢复提供理论支持和科学参考,以实现滨海湿地恢复过程中降低恢复成本、提高恢复效率、加快恢复进程的目标。     

干湿交替对臌囊苔草草丘生理生态的影响

苔草草丘作为一种典型的湿地植被景观,其生理生态特征受到水文情势变化的影响。本文以臌囊苔草(Carex schmidtii)为研究对象,通过室内模拟实验,研究了不同生长期干湿交替对臌囊苔草株高、茎粗、叶宽和生物量等生态特征的影响,并对苔草的叶绿素含量进行了分析。结果表明:生长初期,30天干湿交替(A1)条件下臌囊苔草生长旺盛,株高、茎粗和叶宽明显高于其他处理;生长后期,苔草生长对不同季节处理的响应显著,5月处理组(A组)苔草的茎粗和叶宽更具优势;臌囊苔草的生物量和叶绿素含量主要受不同生长期处理的影响,而干鲜比随干湿交替处理变化明显。因此,在臌囊苔草生长初期,保持较长周期的干湿交替有利于促进臌囊苔草的生长和叶绿素含量的提高,而生长后期适宜的补水和缩短干湿交替周期可以有效增强臌囊苔草物质积累的能力,增加生物量。研究结果为臌囊苔草草丘湿地的恢复与保护提供了科学依据。     

黄河口湿地典型植物群落土壤水、盐入渗过程模拟

为探究积水条件、盐分条件对黄河三角洲河口湿地土壤水盐运移规律的影响,本研究采用实验室原位土柱实验,对芦苇、柽柳和盐地碱蓬3种典型河口湿地植被土壤的入渗过程及水盐重分布过程进行观测,并采用Hydrus-1D模型模拟水分入渗及重分布后的土壤剖面含水率、含盐量分布状况。结果表明：积水深度对土壤水分运移影响明显,不同积水深度条件下3种类型土壤的入渗速率均表现为先升高后骤降的变化趋势,并随入渗时间延长而不断衰减并趋于稳定;入渗实验结束后,0～30 cm土层含盐量基本与入渗水含盐量一致,在水盐运移末端(深度100 cm)趋近于土壤原始含盐量;水盐重分布后,剖面各层土壤含水率的差异减小,各层含盐量同入渗实验结束时含盐量相比基本保持不变;Hydrus-1D能很好地模拟土壤水盐入渗速率及土壤剖面的整体变化趋势,研究结果可为河口湿地水盐调控、湿地水文连通修复提供理论依据。     

黄河口湿地生态网络构建与评价

构建生态网络能够有效连接破碎的生境, 对保护物种多样性具有重要意义。以黄河口为研究区域, 利用最小耗费距离模型和重力模型构建黄河口湿地“三横两竖”的生态网络框架, 并基于景观连通性指数法、廊道土地利用类型分析法和网络结构分析法对黄河口湿地生态网络进行了评价。研究结果表明: (1)通过构建生态网络, 生境源地的的IIC和PC分别提高到之前的4.5倍和8.6倍, 各生境源地的斑块重要性较为均衡。(2)不同生境源地之间相互关系密切程度随着距离和面积的变化存在差异。(3)黄河口湿地生态网络的α指数为0.4396, β指数为1.8125, γ指数为0.6304, 具有较大优化提升空间。(4)草本沼泽和灌丛湿地是生境源地主要景观组成, 盐沼湿地、草本沼泽和灌丛湿地是构成生态廊道的优势景观, 分别占生态网络景观组成的31.23%、23.86%和17.30%。黄河口湿地生态网络的构建对黄河口湿地生态保护和保护区规划有重要的参考价值。     

苔草草丘恢复湿地的景观格局变化——以哈尔滨太阳岛为例

湿地景观变化是湿地生态学领域研究的重要内容。湿地景观要素在不同时间和空间的变化过程研究是揭示湿地演变规律,开展生态恢复实践的重要科学基础。以哈尔滨太阳岛苔草草丘恢复湿地为例,采用野外调查与3S技术相结合的方法,选取草丘面积、斑块形状特征、草丘数量及形态特征等指标,探究草丘湿地恢复过程中的景观变化,为开展湿地恢复提供了重要的科学依据。结果表明:经过8年的恢复,苔草草丘景观变化明显。草丘数量增多,丘墩高度、直径、植株高度、冠幅显著增加(P0.05);湿地恢复后,苔草群落向外扩展722 m~2,苔草草丘总面积达2222 m~2,扩展率为48.13%;在湿地微地貌和水文条件等因素的综合作用下,草丘群落扩展方向具有一定规律性,斑块边界和质心分别向西南方向扩展了29.91 m和迁移了5.9 m,扩展度和曲线边界比重不断增加,斑块形状和边界趋于复杂,景观空间异质性增强;利用根茎克隆繁殖结合水位调控可实现苔草草丘的快速恢复。     

预处理方式对香蒲和芦苇种子萌发的影响

有性繁殖是植物种群形成与维持的主要方式。为探索退化湿地的快速恢复方法,为松花江下游退化湿地恢复提供科学依据,本研究开展了香蒲和芦苇种子快速发芽的有性繁殖实验。研究采用滤纸为发芽基质,通过变温培养试验,以未浸种处理为参照,分析了蒸馏水、双氧水(H₂O₂)、硝酸钾(KNO₃)和高锰酸钾(KMnO₄)溶液浸种的预处理方式对香蒲、芦苇种子发芽率和发芽速率的影响。结果表明:不同预处理方式对香蒲、芦苇种子的发芽率和发芽速率均具有显著影响。KMnO₄溶液浸种再清洗处理条件下,香蒲种子发芽率和发芽速率均显著高于其他处理,平均发芽率可达未浸种处理条件下的3.1倍,发芽速率为16.17±0.80。芦苇种子的发芽率和发芽速率在经KNO₃溶液浸泡再清洗处理后效果最佳,种子发芽率达96%-99%,发芽速率达28.43±0.71。因此,分别对香蒲、芦苇种子采用KMnO₄和KNO₃溶液浸泡再清洗的预处理方式可以缩短出苗时间,提高发芽率,从而加速湿地植被恢复进程。     

黄河三角洲重度退化滨海湿地盐地碱蓬的生态修复效果

采用翻地、施肥和芦苇碎屑培肥等土壤改良方法,利用盐地碱蓬在黄河三角洲重度退化区进行生态修复实验研究。结果表明:重度退化湿地土壤改良后,盐地碱蓬能够成功生长,3种改良方法均可有效的降低重度退化盐碱地的土壤含盐量,改良后的土壤Na离子含量均显著低于对照组,土壤脲酶和磷酸酶活性与对照相比有了显著的提高,表明改良后土壤肥力得到了改善。3种改良方法比较,培肥处理组土壤Na离子含量显著低于其他两种方法;盐地碱蓬生物量达到最高值,说明增加有机物的培肥方法可有效的改良重度退化盐碱湿地土壤,达到较为理想的生态修复预期效果。