基于人地关系视角的鄱阳湖水陆交错带范围划分

水陆交错带是典型的过渡性地理空间,是地理学研究的关键样带,承载着特殊且复杂的人地关系。根据鄱阳湖过水性、吞吐型、季节性特点,考虑行政区划完整性与尺度效应,基于高分辨率遥感影像和长时间序列水位变化数据,利用非监督分类、目视解译、调查验证等方法,从自然和行政区划两个维度划分了鄱阳湖水陆交错带的地域范围,阐述了其自然、经济和社会等基本特征,分析了其理论基础、现实意义及科学内涵。研究表明：(1)鄱阳湖水陆交错带最大自然范围约为2508.08 km~2,行政范围涉及11个县(市、区)78个乡镇单元,包含行政村974个;(2)其景观要素变化多样,经济发展主要以生态农业、生态旅游业为主,人口分布呈现带状特征,与交错带范围高度吻合;(3)自然基础、尺度效应和内涵特征是其范围划分的理论基础,探究其人与环境相互作用的过程、机理与规律是重要现实意义;(4)未来可以从景观格局变化、人地关系分解、社会生活变迁等方面开展进一步研究,以揭示该区域特殊人地关系变化。     

水位调控措施治理互花米草对大型底栖动物群落的影响

采用物理控制措施治理崇明东滩自然保护区外来入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)的蔓延和扩散,对保护该地区的生物多样性具有重要的意义.研究跟踪了崇明东滩治理互花米草示范样地内水位调控措施对大型底栖动物群落的影响.结果显示,潮间带大型底栖动物的密度和生物量具有显著的季节性波动,实施持续水位调控措施样地中大型底栖动物的密度、生物量和丰富度指数均显著低于同时期对照样地.破堤排水后的恢复样地中,随着恢复时间延长,大型底栖动物密度、生物量和丰富度指数均有不同程度的恢复.应用DCA排序方法有助于进一步分析大型底栖动物群落与水位调控措施强度之间的相互关系.研究结果表明,水位调控措施会对盐沼植被中大型底栖动物的密度、生物量和多样性产生负面影响,但这种影响在治理互花米草水位调控措施结束后可逐渐自然恢复.     

人类活动与气候变化对洪湖春旱的影响

近年来洪湖地区干旱事件频繁发生,对该地区农业生产与生态环境造成了极大影响。利用1960—2011年气候资料、近30年洪湖水文、土地利用资料,采用湖泊水量平衡方法、统计学等方法,研究分析了人类活动和气候变化对洪湖春季干旱的影响。结果表明:伴随全球气候变化该地区年降水和夏季降水呈增加趋势,而春季降水尤其是春季少雨年的降水量减少趋势明显,其减少速率为12.57 mn/10a,达到了α=0.1显著水平;洪湖5月水位高度依赖春季降水,降水对它贡献率为0.36 m/100mm。近20年来,洪湖周边两县市水产养殖面积增加了7倍,在降水偏少时,农业灌溉需水量20a增加了4.14×10~8m~3以上;水产养殖消耗大量春季水资源,对洪湖5月水位的影响率为-0.158 m/10~4hm~2,达到了0.1的显著性水平。人类活动与气候变化是洪湖春旱增多加重两个重要原因,比较它们的变化量与影响率,人类活动对洪湖春旱的影响更大。为维护洪湖生态功能,减轻干旱影响,必须调整农业结构。     

大型浅水湖泊鄱阳湖湿地微生物的研究现状

鄱阳湖是我国第一大淡水湖泊,同时也是一个典型的季节性通江浅水湖泊,独特的水文特征和多样的湿地景观类型形成了复杂多样的微生物群落。本文综述了鄱阳湖水文节律、营养盐及重金属含量对湖泊微生物群落组成的影响,以及水位高程和湿地围垦对鄱阳湖湿地土壤微生物分布特征的影响,同时还探讨了未来湖泊湿地微生物的研究方向和鄱阳湖所拥有的独特研究条件,以期为未来湖泊微生物研究提供重要参考。     

若尔盖高原湿地甲烷排放的时空异质性

集中于北美落基山高山湿地甲烷排放的零星报道远不能解析全球高山湿地甲烷源强. 因此,世界范围内其他区域高山湿地甲烷排放的研究对于合理估计全球高山湿地甲烷源强,意义重大.采用静态箱-气相色谱法,基于3种典型湿地类型的甲烷排放数据,认为若尔盖高原湿地生长季甲烷的平均排放量为4.69 mg CH4 m-2 h-1.同时根据2a数据,初步分析了甲烷通量及其对环境因素和生物因素的响应特征,结果表明:(1)甲烷排放昼夜变化具有双峰模式 (主峰出现在15:00,次峰出现在06:00),可由土壤温度以及植物气孔开启来解释.(2)若尔盖湿地甲烷排放季节动态较为典型,即在7月份或8月份出现排放高峰,冬季甲烷排放较少.生长季,对3类群落类型,表面温度与甲烷排放显著相关 (r2=0.55,P<0.05,n=30),地表水位和植物群落高度与甲烷排放相关性更为显著 (r2=0.32,0.61,P<0.01,n=30).分析认为该季节节律是由温度以及植物生长状况直接影响的,而水位则是使该节律发生波动的原因(高原气候).(3)群落尺度下,物候学上相当重要的两个时期,甲烷排放通量均有较高的空间变异 (植物生长高峰变异系数为38%,积雪融化高峰为61%).通过逐步回归线性分析,发现植物生长高峰期,地表水位和群落高度是影响甲烷排放空间差异的主要因素 (r2= 0.43,0.59,P<0.01,n=30).(4)景观尺度下,生长季,景观尺度下甲烷排放有较大的空间变异,湖滨湿地甲烷平排放量最高为11.95 mg CH4 m-2h-1,其次为宽谷湿地,其排放量为2 12 mg CH4 m-2h-1,河岸湿地表现为甲烷吸收,其吸收量为0.007 mg CH4 m-2h-1.地表水位、植物地上生物量以及植物高度能够很好地解释甲烷排放的景观差异.     

三峡工程运行后对洞庭湖湿地的影响

长江三峡工程建成运行后,其下游第一个大型通江湖泊——洞庭湖的水文、水质以及湿地环境等均发生了很大变化。三峡工程已经开始影响到洞庭湖的泥沙淤积、水位波动、水质以及植被演替等。以三峡水库调度运行方案、河湖交互作用和洞庭湖湿地植被分布格局为基础,从长江三峡工程对洞庭湖水文、水质以及湿地植被演替等方面综述了三峡工程对洞庭湖湿地的综合影响。三峡工程减缓了长江输入洞庭湖泥沙的淤积速率,对短期内增加洞庭湖区调蓄空间、延长洞庭湖寿命有利。总体上减少了洞庭湖上游的来水量,改变了洞庭湖原来的水位/量变化规律。给洞庭湖水环境质量造成了直接或间接的影响,对其水质改变尚存一定争议,但至少在局部地区加剧了污染。水位变化和泥沙淤积趋缓协同改变了洞庭湖湿地原有植被演替方式,改以慢速方式演替,即群落演替的主要模式为:水生植物—虉草或苔草—芦苇—木本植物。展望了今后的研究趋势与方向,为三峡工程与洞庭湖关系的进一步研究提供参考。     

近35年官厅水库消落带消涨特征及分区

水库消落带作为重要的生态交错带,是深入分析生态要素内在作用机制的特殊区域。以华北内陆大型水库——官厅水库为研究对象,选择1979—2013年Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像作为数据源,分析35年来官厅水库消落带的消涨特征、时空分布差异及其变化趋势,在此基础上进行消落带淹水时长和淹水频次的分区研究,揭示消落带生态结构的形成过程。研究结论如下:(1)近35年来,官厅水库水位落差较大,达8.19m,水位变化分为3个特征时期:1979—1996年,涨落周期约为4—5a的间歇涨落期;1996—2007年,水位持续下降达7.12m的持续萎缩期;2007—2013年,涨落周期为2 a,且年际变化差稳定在0.75m的频繁涨落期。(2)35年来,官厅水库水位消涨形成118.31km~2的消落带,对应3个特征时期形成消落带的面积依次为80.20km~2,76.81 km~2和19.89km~2。间歇涨落期形成的消落带主要分布在永定河河口及平坦的康西草原一带;持续萎缩期的消落带有明显向西北河岸带扩张的趋势;频繁涨落期的消落带以库心区域水位回升为主,面积仅19.89 km~2。(3)1979—2013年,基于淹水累计时长的分区中,消落带整体上表现为淹水累计时长随边岸向库区中心逐渐递增的趋势,25.85%的消落带淹水时长不足5a,71.77%的消落带淹水时长大于16 a,但随着淹水时长减少,消落带区域植物旱化现象突出,同时植被群落盖度和多样性降低。淹水频次分区中,相同淹水频次的区域在空间上离散分布,一次淹水区面积为32.79km~2,在消落带中所占比例优势明显,但累计淹水时长差异同样显著,分别为2 a和26 a,淹水最为频繁的消落带共经历了9次淹水过程;分区中的土壤有机质含量差异表明,淹水频次越高越有利于土壤有机质的积淀。     

基于数字高程模型的生态净化系统分析与设计

采用现场调查与系统模拟的方法,以辽东湾复合湿地生态系统为研究对象,全面分析了生态系统内各生态单元对有机污染物的净化能力,提出了复合生态系统的污染物净化量估算模型,并基于研究区的数字高程模型(DEM)信息,对整个湿地生态系统重新进行了优化设计.结果表明：各生态单元对化学需氧量(COD_Cr）、生化需氧量(BOD₅）、石油类等污染物的净化能力存在差异,导致不同组成与结构的生态系统净化负荷有所不同;系统原COD_Cr净化量为188.9 kg·d^-1、净化负荷量为2.84 g·m^-2·d^-1,而根据研究区DEM信息对系统进行优化设计后的COD_Cr净化量为313.3 kg·d^-1、净化负荷量达4.72 g·m^-2·d^-1,净化效率提高了近20%.     

鄱阳湖典型湿地土壤微生物活性对季节性水位变化的响应

为探究湿地土壤微生物对季节性水位变化的响应关系,以鄱阳湖湿地土壤为研究对象,在2014年3、6、10及2015年1月4个季节采集了3个不同高程样带的土壤样品,对土壤微生物基础呼吸、生物量及胞外酶等活性进行了测定。研究结果表明:(1)季节性水位变化不仅显著改变了土壤有机碳、溶解性有机碳、有效磷等含量,也使得微生物量碳和4种水解酶β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、磷酸酶活性表现出夏冬季较高、秋季最低的动态变化,而2种氧化酶酚氧化酶和过氧化氢酶的表现正好相反。(2)水位高程和地上植被类型同样对土壤微生物产生了显著影响,表现为南荻样带有较高营养元素含量和微生物活性。(3)一些土壤理化指标(含水量、铵态氮、有机碳、有效磷等)与微生物活性(微生物量、基础呼吸、酶活)显著相关;季节水位变化对微生物活性的影响大于高程差异。研究结果表明水位波动对湿地土壤微生物活性产生了重要影响,鄱阳湖水文节律的改变将影响到湿地土壤的正常生态功能。     

洱海漂浮草垫的物种组成及分布

研究通过调查洱海2017年夏季和冬季漂浮草垫的物种组成及分布模式, 探究洱海在水位上升过程中, 哪些挺水植物更易形成漂浮草垫而存活下来。夏季共调查到漂浮草垫18个, 植物分属15科, 18属, 24种, 冬季共调查到漂浮草垫22个, 植物分属13科, 17属, 22种, 形成洱海漂浮草垫的植物共15科, 19属, 26个物种。草垫下水体中总氮(TN)、总磷(TP)、溶解性总磷(TDP)都明显高于开阔水域的(P<0.05), 而开阔水域的溶氧(DO)明显高于草垫下水体的(P<0.05)。结果表明在夏季和冬季漂浮草垫面积大小与其组成草垫的物种数和漂浮草垫生物量都呈显著正相关(P<0.01), 而在夏季和冬季漂浮草垫面积大小与漂浮草垫单位面积平均生物量相关性都不显著(P>0.05), 漂浮草垫面积大小与漂浮草垫下最长根在夏季相关性显著(P<0.01), 而在冬季相关性不显著(P>0.05)。漂浮草垫主要分布在离岸距离60 m以内以及水深不超过2 m的水域, 漂浮草垫面积大部分都小于600 m2(夏季占87%, 冬季占95%), 每个漂浮草垫的物种数都小于10个, 漂浮草垫下最长根主要分布在40—120 cm。组成漂浮草垫的物种中菰(Zizania latifolia)的频度和相对生物量在夏季和冬季(频度: 夏季-73.33%, 冬季-66.67%; 生物量: 夏季-43.38%, 冬季-41.91%)都是最高的, 说明菰相比其他挺水植物更容易形成漂浮草垫从而避免洱海水位上升对其生长和繁殖的影响, 这可能是菰成为洱海单优挺水植物的主要原因。而菰比其他挺水植物更容易形成漂浮草垫的机制则需要更进一步的研究。