基于混合演化算法的乌梁素海芦苇凋落物分解模拟及预测

以乌梁素海湖滨植被带建群植物—芦苇(Phragmites australis)的凋落物为研究对象,基于野外分解袋法对芦苇凋落物进行分解实验,通过混合演化算法(HEA)建模。旨在揭示和预测芦苇凋落物在湖水中的分解过程,并结合阈值和敏感性分析,探讨凋落物分解释放的氮、磷元素与环境影响因子之间的关系。研究结果表明:(1)混合演化算法的最佳模型预测值与实际测量值之间拟合度高(r²=0.90—0.99),质量损失模型(ML-model)的拟合效果最好(r²=0.99)。(2)芦苇凋落物的质量损失(ML)随水温(WT)增高而增加;凋落物中的N元素先累积后释放,且pH较低(pH<8.326)时,促进N元素释放;凋落物中的P元素在整个过程中以释放为主,且WT较高(WT>=16.978℃)时,凋落物中P元素与溶解氧(DO)呈负相关; WT较低时, P元素与WT呈负相关。进一步证明,混合演化算法模型能够模拟和预测湖泊芦苇凋落物水中分解过程,识别和量化凋落物分解与环境因子的生态关系和阈值数据,可为浅水草型湖泊内源污染防治提供理论支撑。     

内蒙古高原湖滨湿地优势植物功能性状特征及其适应性

受人类活动和气候变化的影响,湖泊湖滨带退化速度显著加快。植物功能性状的方法可以量化植物特征,预测植物对外界环境干扰的反应,有助于理解退化湖滨带湿地植物应对环境变化所表现出的适应机制,对湖泊湖滨湿地生态系统植被的恢复与重建具有重要意义。在内蒙古高原典型湖泊湖滨湿地选取芦苇（Phragmites australis）、赖草（Leymus secalinus）、毛茛（Ranunculus japonicus）、鹅绒委陵菜（Potentilla anserina）、碱蓬（Suaeda glauca）、盐角草（Salicornia europaea）和拂子茅（Calamagrostis epigeios）7种优势植物的叶片和根系作为研究对象,对不同湿地植物的11种功能性状变化规律及其与环境因子的关系进行研究。旨在探究环境变化影响下湖滨带湿地植物的物种分布和功能性状的差异,以及湿地植物在不同湖滨带湿地生境下的适应策略。在评估植物功能性状差异基础上,采用环境矩阵连接性状矩阵（RLQ）结合第四角分析（Fourth-Corner）的方法分析环境因子对植物功能性状的影响。结果表明,内蒙古湖滨带湿地中7种优势植物为了适应不同的环境的影响,植物的功能性状均产生不同程度的种间与种内变异,在湖滨带湿地中植物的植株高度、叶片碳含量、叶片氮含量、叶片碳氮比、比根长、根组织密度、根氮含量对环境变化的响应比较敏感,土壤pH与叶片干物质含量呈显著负相关;土壤盐分与植株高度、叶片碳含量和叶碳氮比显著负相关,与叶片氮含量、根组织密度显著正相关;土壤的总氮含量与植株高度显著正相关,与比根长显著负相关;土壤碳氮比与植株高度和叶片碳含量显著负相关,与植物比根长显著正相关;土壤容重与根氮含量显著负相关。研究表明内蒙古高原湖滨带湿地植物的功能性状受环境的作用强烈,植物采取了不同的性状策略来适应环境。     

基于混合演化算法模型的岱海湖泊叶绿素a模拟及预测

基于2013—2017年岱海水质监测数据,分析岱海湖泊叶绿素a浓度时空分布特征,进而通过混合演化算法(HEA)建立湖泊叶绿素a浓度模拟和预测模型,结合生态阈值和敏感性分析,定量揭示和模拟预测湖泊叶绿素a浓度变化及其与环境因子之间的关系。研究表明:(1)岱海富营养化程度的季节变化呈显著性差异,表现为春季显著高于夏季和秋季,但空间变化不具有显著性差异。(2)基于混合演化算法模型的岱海湖泊叶绿素a浓度预测值与实际监测值之间拟合度高(R²=0.95)。(3)混合演化算法的最佳规则集表明,当水体化学需氧量大于172.049 mg·L^–1,且水温在13.97—20.36℃的范围内时,岱海湖泊叶绿素a浓度随水温增高而降低,随pH和水深的增高而增高;反之,叶绿素a浓度与总氮和水深均是负相关关系。混合演化算法模型能够模拟和预测湖泊叶绿素a浓度变化,识别和量化湖泊富营养化与环境因子的生态关系和阈值数据,可为干旱半干旱区内陆湖泊藻类水华的预测预警提供一定的理论依据和技术支撑。     

锡林河流域滨河带湿地植物功能性状及差异研究

作为河流景观重要组成部分的滨河带,是河流水体系统与相邻陆地之间的界面或生态过渡区。湿地植物及其群落在维系湿地生态系统稳定性及功能方面具有重要作用。本文通过对比锡林河流域滨河带上游、中游、下游以及放牧干扰下湿地植物20种功能性状,在流域尺度上探究滨河带湿地植物功能性状对环境和放牧强度的响应,研究表明:锡林河流域滨河带不同河段湿地植物各功能性状变异系数波动范围较大,其中叶片碳含量(LCC,LeafCarbon Concentration)变异系数最小为0.05,变异系数最大的是光合速率(Pn, Photosynthetic Rate),其值为2.64;湿地植物的结构性状与生理性状之间通过互补与替代、在功能上的平衡实现对环境的适应;湿中生草本、中生草本、旱生草本植株高度在退化样地显著低于轻微退化样地;植物株高、叶片LCC/LNC(LeafCarbonConcentration/LeafNitrogen Concentration)、 LNC/LPC(LeafNitrogenConcentratio/LeafPhosphorusConcentration)在五种共有植物种芦苇(Phragmit...