自然湿地生态恢复研究综述

湿地由于具有丰富的资源、独特的牛态结构和功能而享有“自然之肾”之称。为了更好地保护和开发利用湿地,世界各国都在积极采取措施阴止湿地的退化或消失,湿地的生态恢复与重建问题已成为生态学和环境科学的研究热点,在全面综述国内外湿地生态恢复研究进展的基础上,对湿地乍态恢复研究的重点和热点进行了探讨和分析,指出我国为做好湿地生态恢复工作尚需进一步加强湿地生态恢复的方法学、基础理论、应用技术和示范推广等方面的研究。     

广西黑水河湿地生物多样性现状与保护对策

广西黑水河湿地属于珠江水系,上游河段流经越南,系国际性河流,是中国17个生物多样性保护的关键地区之一,属于中越边境生物区,生态位保护具有跨国意义。2021年1月,采用路线法对黑水河湿地的生物多样性保护现状进行全流域实地考察,结果表明:黑水河湿地的生境类型多样,不仅汇集了繁多的生物种类,还孕育着生境交错地带特有的生物类群;湿地鱼类和鸟类物种多样性水平较高,湿地生物多样性等级属于一般水平,具有一定典型性和稀有性;黑水河湿地生物多样性保护和利用受到水质下降、生态环境污染、生物入侵及资源管理不到位等不利因素的影响,应该加强流域生境修复,健全相关法律法规,建立生物资源数据库,以湿地公园为依托,有效管理、合理开发利用湿地生物资源。     

湿地资源保护经济学分析——以北京野鸭湖湿地为例

湿地资源保护是全球生态保护的核心问题之一。在分析湿地资源保护的经济属性的基础上,以北京市野鸭湖湿地为案例,运用经济学的理论和方法以及清晰的图表重点分析了野鸭湖湿地资源保护过程中的外部性以及资源利用中成本与收益两个问题。研究结果表明:(1)从正外部性分析,个人收益小于社会收益,个人保护的湿地资源小于社会最优量,会造成湿地资源保护的不足;从负外部性分析,个人成本小于社会成本,个人对湿地资源的利用水平大于社会最优利用水平,造成湿地资源的过度利用;(2)根据湿地资源利用的成本收益分析结果,"搭便车"行为会造成湿地资源的退化甚至恶化;(3)明晰产权有利于湿地资源配置效率的提高。研究结果可以为中国湿地保护过程中出现的资源利用矛盾提供有益的借鉴,特别是为保护北京野鸭湖湿地提供理论支撑和政策建议。     

黄河三角洲芦苇湿地的恢复

近年来由于人类活动及自然灾害等多种因素的影响,黄河三角洲芦苇湿地生态系统的健康受到威胁,出现不同程度的退化。为进一步研究2002年开始实施的湿地恢复工程,选择未恢复区、恢复区比较其水、植被、土壤等生态特征,结合野外调查及实验分析数据,结果显示至2005年7月恢复区湿地水域面积比例增加,水质得到明显改善,植被群落呈正向演替,土壤达到中、轻度盐化土水平,水禽种类增加,生物多样性更加丰富。研究结果表明,以恢复湿地水文条件为核心措施的湿地恢复方案具有可行性。研究对于黄河三角洲其他类型湿地的恢复及改善其生态功能具有指导作用。     

湿地中的植物入侵及湿地植物的入侵性

湿地享有“自然之肾”之称,但湿地生态系统正在受到严重的破坏,植物入侵已经成为干扰湿地生态系统的重要因素。同时湿地植物具有高度的入侵性,湿地和植物入侵都是现代生态学的研究热点。本文总结分析了湿地容易受到入侵的6种主要原因,包括湿地生境类型多样,分布广泛;湿地位置与植物扩散路线相关性;干扰;富营养化;湿地的脆弱性;外来种缺少天敌等。归纳了21种全球性主要湿地入侵植物种及其生态习性,并对湿地植物具有高度入侵性的共同特点以及解释湿地入侵现象的5种假说:天敌逃避说、宽耐受性假说、有效利用说、杂种优势说和异株克生说等作了综述分析。     

湿地生态系统服务功能的价值评估

湿地生态系统服务功能的价值评估是目前生态学研究的热点领域之一。综述国内外湿地生态系统服务功能、价值相关研究成果,在此基础上,着重评述了湿地生态系统服务功能价值评估方法研究进程和价值评价2个方面的内容,给出了不同评估方法的特点,并对湿地生态系统服务功能价值评价涉及的价值排序、价值系数、价值动态各个侧面的研究分别予以评述,基于此对今后研究提出展望：明确主导服务功能价值、加强价值影响因素分析、开发价值动态模型、构建生态补偿机制、探讨人工湿地生态系统的服务功能价值流的变化。旨在加深对湿地生态系统服务功能价值的认知,为人类与湿地环境的可持续发展提供必要的理论支持。     

湿地功能评价的尺度效应——以盐城滨海湿地为例

湿地功能与空间尺度大小有着密切的联系,研究湿地功能的空间尺度效应对从功能上指导湿地系统的空间保护与管理工作有着重要意义。文章借助生态位理论构建了湿地功能的生态经济位评价模型,并以四个不同空间尺度为评价单元,探讨盐城滨海湿地功能评价的空间尺度响应特征。结果表明：随着评价尺度变大,高生态功能和高经济功能湿地面积表现为减少且减幅不断加大,较低和较高功能级别的湿地面积则随着尺度的变大而成倍增加;各功能级别湿地的空间形态也随之变化,且较低和较高功能级别的湿地空间扩展形态变化尤为突出;其原因是评价单元的变化,改变了单元内的地类结构,从而使其对应的某个湿地功能的主导优势地位发生了变化。研究结论表明大尺度评价结果更符合盐城滨海湿地“滚动开发”模式的特点,在湿地功能区划和湿地资源利用规划与管理方面更具有指导意义。     

湿地生态单元定义及其在湿地恢复中的应用

生态单元的概念在生态系统的环境保护和生物保护中被广泛应用。通过阐述湿地生态单元的定义、内涵和外延,分析了湿地生态单元的特征,介绍了湿地生态系统的内部生态单元、湿地"外援"生态单元和人工重建湿地生态单元等在湿地恢复中的应用案例,并对湿地生态单元未来需要关注的研究方向进行了总结,以期为湿地保护与精细化管理提供理论基础和科学依据。     

我国湿地生态状况评价研究进展

从湿地生态状况评价定义、国际重要湿地和全国重点湿地生态状况和主要评价方法等方面研究综述了我国湿地生态状况评价。对全国1413处湿地生态状况的研究显示,国际重要湿地生态状况总体较好,重点湿地生态状况较差,生态状况差有341处,占24.85%,并系统分析了各类湿地生态状况评价的方法、内容和结果。认为湿地生态状况评价是满足湿地保护管理需求的一项基本技术研究工作,开展湿地生态状况评价可以从不同空间、时间尺度反映湿地生态变化趋势,满足湿地生态系统保护修复的管理要求,并揭示各生态因子的内在关系,是提高湿地的保护、管理和合理开发的重要技术手段。最后分析了当前湿地生态状况评价所面临的难点,并提出了相关对策建议。     

基于景观格局分析的雄安城市湿地生态健康评价

城市湿地是城市生态系统的重要组成部分。近年来,高度的城市化发展使城市湿地原有的自然生态本底和水文特征发生根本性的变化,严重威胁到湿地生态系统的安全。为了维持良好的城市环境质量,如何维持和保护城市湿地的生态健康和可持续发展成为人们关注的热点问题。选择雄安城区（起步区、安新组团和容城组团）为研究对象,借助ArcGIS平台对Landsat遥感影像进行地类的提取和划分,采用Fragstats软件对研究区景观格局进行分析;在此基础上,利用"压力-状态-响应"模型,构建雄安城区湿地生态系统健康评价指标体系,探讨湿地的生态系统健康状况。研究结果表明：研究区耕地和建设用地占地面积大,其完整性、聚合程度和连通性优于其他景观类型;水域、未利用地和林地占地面积小,受人为活动影响,破碎化程度高,连通性比较差。研究区整体景观破碎度、聚合度较高,连通性和均匀度不显著。研究区湿地类型主要为坑塘和沟渠,湿地分布不均匀,呈现南多北少的格局;沟渠占地面积较大,完整性和连通性较好;坑塘连通性较差,破碎化程度、聚合度高于沟渠。研究区湿地生态健康综合指数为0.262,处于不健康状态,人为活动和气候是影响湿地生态环境的重要因子,急需加强湿地保护和修复工作。本研究结果为雄安新区的可持续发展和保护城市湿地资源提供理论依据。     

基于遥感生态指数的新疆玛纳斯湖湿地生态变化评价

以2000、2006和2016年3期的Landsat遥感影像为基础数据源,结合前人研究成果和实地考察,借助RSEI指数,对玛纳斯湖湿地生态环境进行监测和评价。结果表明:利用主成分分析技术集成植被指数、湿度分量、地表温度和土壤指数建立的RSEI指数具有一定的适用性,可较好的对玛纳斯湖湿地生态环境质量状况及其时空变化进行监测和评价。2000、2006和2016年RSEI指数均值分别为0.227、0.183、0.234,对RSEI指数进行分级处理后,发现流域生态环境质量"较差"等级居于主导地位,"优"等级有所增加,湿地生态环境质量向好的方向发展。气候变化和人类活动共同作用于玛纳斯湖湿地产生的生态环境效应,日益增强的人类活动是湿地退化的主要原因,多年来粗放型的农业发展使玛纳斯河流域人口、经济与生态环境之间的关系严重失调。从优化水资源配置角度提出对主要源流流域水土资源大规模开发的同时,应重视尾闾湖泊湿地的生态价值与可持续发展。     

北京市湿地生态补偿标准研究

确定合理的湿地生态补偿标准是构建有效湿地生态补偿机制的关键。以北京市境内的湿地为研究对象,利用DPSIR模型明晰北京市湿地生态补偿的机理;基于问卷调查数据,分别利用二元Logistic模型和Tobit模型对影响受调查者受偿态度和受偿意愿的相关因素进行分析;运用条件价值法以及考虑时间价值和经济社会发展阶段的修正湿地生态系统服务价值确定最终的生态补偿标准,并对北京市制定湿地生态补偿机制提出了政策建议。研究结果表明：（1）北京市合理的湿地生态补偿标准为2.728×10⁴-4.84×10⁴元hm^-2a^-1;（2）地区差异、受调查者对湿地保护政策的了解程度以及湿地与社区之间的关系显著影响其受偿态度;（3）地区差异、年龄、受教育程度、家庭收入情况、对生态补偿的了解程度显著影响其受偿意愿;（4）为减少将来推进湿地生态补偿过程中可能遭遇的潜在阻碍,北京市应该加强湿地保护相关政策的宣传普及工作,注重对基层政策落实情况的监督,协调湿地政策与社区的关系;（5）有必要结合地区特征制定差异化的湿地生态补偿标准。研究结果可为今后北京市探索建立湿地生态补偿机制、提升湿地保护效率提供科学数据和理论参考。     

若尔盖县湿地稳态转换的水文地貌生态阈值

以若尔盖县湿地为研究对象,在Google Earth影像和野外调查基础上获取若尔盖县人工沟渠的空间分布数据,并计算结构特征指数。从地形地貌和水文条件两个方面选择6项指标,利用熵值法筛选出对湿地稳态转换影响最大的指标并厘定生态阈值,包括理想值和临界值,通过1980-2015年土地利用数据识别若尔盖县湿地稳态转换区,最终基于乡镇尺度确定生态阈值调控范围,划分各乡镇湿地恢复优先性。结果表明：（1）若尔盖县存在四类湿地稳态转换区,其中稳态平衡区面积最大,占全县湿地面积的47.56%,退化转化区次之,占全县湿地面积的35.88%。（2）对若尔盖县湿地稳态转换影响最大的两项水文地貌生态指标为网络联通度和沟渠密度,权重分别为0.162和0.161。若尔盖县网络联通度的理想值为0.033、临界值为0.054;沟渠密度的理想值为0.011 km/km²、临界值为0.360 km/km²。（3）在若尔盖县需要进行湿地恢复的10个乡镇中,按湿地恢复优先性划分出3个三级恢复区、4个二级恢复区、3个一级恢复区,其中一级恢复区应优先恢复。     

空间约束背景下海岸带湿地保护边界研究

湿地保护边界划定是维护湿地可持续发展的基础前提,也是协调湿地保护与农地利用、城镇发展土地配置与空间布局的必经途径。研究从湿地保护边界的"源-汇"生态景观互动视角着眼,明晰了湿地保护源及保护优先等级,建构了空间约束评价与生态断界来刻画汇景观空间层次分异,借助最小累积阻力模型测度与划分了湿地保护边界及其类型。研究发现:(1)基于多重因素的空间约束评价与湿地生态断界的划分,通过最小阻力模型有效地刻画外部因子集成对湿地保护的限制及差异,以量化方式描绘湿地保护所处阻力最小地带,为湿地保护边界划分提供了新的思路。(2)杭州湾南岸生态断界与中高约束的区域占据研究区52.69%比例,无约束地域仅为12.79%,奠定了综合因素空间约束强势的基本格局。加之低度约束区域占据34.53%,显示杭州湾南岸区域多介于高低空间约束性势转换或过渡阶段,压缩了湿地保护的空间。(3)研究划分湿地保护边界范围与缓冲区带为49.11、24.07km~2,面积总和仅占据杭州湾南岸5.47%,湿地保护拓展和弹性调整空间极为有限。除生态断界提供湿地保护的天然边界外,湿地保护界限表现为保育林区、农地延伸型和水源保护型三类。     

洪河国家级自然保护区最小生态需水量与补水分析

湿地生态水文及其水资源优化配置已成为湿地研究中的重大科学问题之一.该研究基于湿地最小生态水位,以湿地静态补水与动态补水的定量方法,对洪河国家级自然保护区湿地最小生态需水量进行估算.研究结果表明:洪河湿地最小生态水位为51.5 m,静态需水量1863×104 m3,动态补水方案为1级补水量867.4×104 ～ 1518.0×104 m3/月,2级补水量693.9×104 ～ 1214.4×104 m3/月,3级补水量520.4×104 ～ 910.8×104 m3/月,4级补水量173.5×104 ～ 303.6×104 m3/月,5级补水量0.0×104 m3/月.研究确定的最小生态水位具有一定科学性,湿地生态水位提高30cm,能够为该区湿地植被群落的水生演替提供适宜生境.该研究结果可为其他湿地自然保护区的科学、有效管理提供理论依据.     

Functioning and dynamics of wetland vegetation of Lake Victoria: an overview

The aquatic macrophytic vegetation constituting the wetlands situated along the coast of Lake Victoria provides valuable services to both local and regional communities as well as an important ecological function through the transition between terrestrial and aquatic ecosystems. The wetland vegetation is typically rooted in the substrate on the landward side of the lake, but forms a floating mat towards the middle of the wetland and at the wetland/lake interface. Cyperus papyrus and Miscanthidium violaceum vegetation typically dominate the permanently inundated wetland areas along most of the shores of Lake Victoria. Due to the prevailing climatic and hydrological catchment conditions, these macrophytic plants (papyrus in particular) tend to exhibit high net productivity and nutrient uptake which strongly influences both wetland status and lake water quality. In addition, these wetlands provide important economic livelihoods for the local populations. The integrity and physical structure of these wetlands strongly influences their associated mass transport mechanisms (water, nutrients and carbon) and ecosystem processes. Wetland degradation in Africa is an increasing problem, as these ecosystems are relied upon to attenuate industrial, urban and agricultural pollution and supply numerous services and resources. In an integrated project focused on the wetlands of Lake Victoria, the ecological and economic aspects of littoral wetlands were examined and new instruments developed for their sustainable management.     

Synoptic assessment of wetland function: a planning tool for protection of wetland species biodiversity

We present a synoptic assessment intended to maximize the benefits to wetland species biodiversity gained through Clean Water Act regulatory efforts within 225 sub-basins in Missouri, Iowa, Nebraska and Kansas (US Environmental Protection Agency, Region 7), USA. Our assessment provides a method for prioritizing sub-basins potentially critical for supporting wetland species biodiversity and may assist environmental managers and conservationists constrained by limited resources. We prioritize sub-basins based on the projected increase in the risk of wetland species extirpation across Region 7 that would be avoided by applying a unit of regulatory protection effort within a sub-basin. Because the projected increase in risk avoided per unit effort has not been directly measured, we represent this quantity with an index of indicators drawn from readily available data. A conceptual model incorporating landscape and anthropogenic factors guides index development via a series of simple benefit-cost equations. We rank and map the final index scores to show the relative priority among sub-basins for protection effort. High priority sub-basins appear to be concentrated along the major river systems within the region, where sensitive wetland species and intensive agriculture tend to coincide. Protection of wetland species biodiversity is an important, but not exclusive, attribute around which priorities should be set. Nevertheless, incorporation of our results into management strategies should allow managers to cast their local decisions in the context of regional scale maintenance of wetland species biodiversity, increasing ecological benefits for a given protection effort.     

土地利用/覆被变化扎龙湿地蒸散发量及生态需水量的遥感估算

地表蒸散发量是影响湿地水热平衡的主要因素,也是水分损失的主要途径,对湿地生态需水量的合理确定和水资源的有效管理具有重要意义。借助遥感和GIS技术,利用2002、2010、2016年34景Landsat影像,基于时序NDVI数据对湿地下垫面物候特征的定量表征,准确获取了扎龙湿地保护区3个时期土地利用/覆被的动态变化信息。选用物理基础较好且应用广泛的SEBAL模型,估算了湿地的瞬时蒸散发量,并结合站点气象数据,实现了湿地蒸散发量在时间尺度上的扩展,分别得到日、月、年尺度的湿地蒸散发量,深入探究了扎龙湿地蒸散发的时空分布特征;最后从湿地湖泡需水量、植物需水量及生物栖息地需水量3个方面,定量估算出扎龙湿地3个时期的现状生态需水量。研究发现：扎龙湿地的土地覆被类型主要以芦苇沼泽、草地和耕地为主,其中芦苇沼泽分布占绝对优势,且2002-2016年持续增加了205.82 km²;草地、耕地呈持续减少态势,分别减少了119.35 km²和95.96km²,表明2002-2016年扎龙湿地生态系统呈恢复态势;湿地保护区蒸散发量年内均大致呈单峰型分布,符合夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季的规律,在年际上呈现明显的递增趋势,年蒸散发量由2002年的518.87mm增加到2016年的625.98mm,增加了20.64%。为满足湿地内的生态消耗,总体上2002-2016年湿地的生态需水量也相应的增加,保护区适宜生态需水量的变动范围为5.40亿-7.08亿m³,可以维持湿地湖泊、植被、动植物栖息地的健康态势。维持核心区健康状态的最小生态需水量变化范围为2.71亿-3.32亿m³。随着遥感数据时空分辨率的提高,基于蒸散发量反演的湿地生态需水量估算将更加实用和准确,为湿地保护区制定科学合理的补水方案提供有效的技术支撑。     

Differences of ecological functions inside and outside the wetland nature reserves in Sanjiang Plain, China

Conservation effectiveness of wetland nature reserves is determined by both the management intensity inside the reserves and the hydrological status outside the reserves. Therefore, differences of ecological functions inside and outside the reserves are an integrated indictor for assessing conservation effectiveness. Based on the land use map created from Landsat-TM satellite image and 1:50000 Digital Elevation Model (DEM) data in the study area, the catchments that belong to the wetland reserves were determined as their hydrological sensitive zones by SWAT (Soil and Water Assessment Tool) hydrological model. The ecological function indices of wetland reserves and their corresponding hydrological sensitive zones were calculated through expert consultation and value assessment on wetland ecosystem service functions. The results showed that the ecological functions of national wetland reserves were better than those of local reserves in general. However, the wetland ecological functions of hydrological sensitive zones of the former were not always better than those of the latter. Meanwhile, clustering analysis showed that the wetland ecological functions of several adjacent reserves in Nongjiang-Bielahonghe watershed were similar. But correlation analysis found that there existed a remarkable positive correlation between the wetland ecological function indices of local reserves and their hydrological sensitive zones.     

基于CVM的海涂湿地生态服务价值的模糊评估模型

正确评估海涂湿地生态服务价值有助于加强人们保护海涂湿地的意识,为海涂湿地围垦生态补偿标准的制定提供依据。视价格"便宜"、"适中"和"昂贵"为模糊集,基于CVM法区间型数据建立了传统模糊统计模型、赋权模糊统计模型和三相划分模型,并以此评价了杭州湾国家湿地公园单位面积年生态系统服务价值。结果显示:3种方法得到的单价分别为10.28、10.38、9.76元m~(-2)a~(-1),三者一致程度较高,与国内沿海湿地价值比较接近。分析了"生态价值"概念客观上的"模糊性"引致模糊数学模型的合理性;采用"橄榄球"式赋权建立赋权模糊统计模型以克服传统模糊统计模型中对区间数据均匀赋权的不合理性,结果在隶属度函数的光滑性和拟合度上好于后者;第三,三相划分模型拟合出3个模糊集的隶属度函数,可以比较相同价格在不同模糊集中隶属度差异。建立的模型对于基于CVM法的生态资源价值评估具有借鉴意义。