近30年中国滨海滩涂湿地变化及其驱动力

随着人类活动影响的不断加剧,滨海湿地正面临着退化的威胁。尤其是近三十年来,中国东部沿海地区经济发展迅速,中国滨海湿地在时空格局等方面发生了巨大改变。以Google Earth Pro(GEP)s遥感影像为数据源,基于Google Earth Engine(GEE)平台和随机森林分类方法,解译了1990—2020年中国滨海地区的遥感影像,提取不同年份滩涂湿地面积,分析了过去30年间滨海滩涂湿地空间分布变化,从自然原因和政策变化两个方面探讨了中国滨海滩涂湿地时空格局变化的驱动机制。研究表明,中国滨海滩涂湿地呈现总体减少的趋势,总面积减少了42.98%,其中光滩面积减少了46.30%,盐沼面积增加了4.95%。不同省份滩涂湿地面积变化总体趋势与全国一致,与国家政策紧密联系;但不同年份各省份因发展需求和压力不同,滩涂湿地的变化的进程有一定差异。泥沙沉积和水动力条件的变化是滩涂湿地变化的主要自然因素,方针政策的贯彻执行是滩涂湿地变化的重要人为因素,通过出台严格合理管控政策可以促进中国滨海滩涂湿地可持续发展。     

厦门滨海湿地景观格局变化研究

选取了厦门市1986年,1993年和2003年三个时期遥感影像解译数据作为基本信息源.在ArcGIS支持下,应用GIS技术获取滨海湿地基本数据,通过对景观格局指数的计算和分析,对过去17年间厦门滨海湿地的景观格局变化特征进行了研究.结果表明:湿地总面积呈下降趋势,由1986年的419.764km²下降至2003年的394.237km²,湿地斑块数量由1986年的810块增加至2003年的1092块.湿地景观破碎度不断增加,而研究区域湿地景观多样性指数和均匀度指数则下降.     

近30年来白洋淀湿地景观格局变化及其驱动机制

湿地是水陆相互作用形成的独特生态系统,其景观格局极易受到气候变化和人类活动的影响。利用1984—2014年的11期遥感影像数据,综合运用GIS技术和景观格局指数方法,对白洋淀湿地景观格局变化特征及其驱动力机制进行了分析。结果表明,1984—2014年期间,挺水植物和沉水植物呈减少趋势,农田和居民点持续快速增长,纯水体为"增加—减少—再增加"的趋势,林地和裸土地变化幅度不大。其中挺水植物一直是白洋淀最主要的景观类型,占研究区总面积比例达到37%—61%。农田的平均斑块面积最大,挺水植物的最大斑块指数和分维度指数最高,挺水植物和农田的聚集度指数最大,居民点、林地和裸土地空间分布离散,破碎化程度高,连通性差。1989—2004年白洋淀景观多样性指数呈减少趋势,景观格局趋于不稳定,同期聚集度指数上升,湿地连通性增加;1984—1989年和2004—2014年期间白洋淀多样性指数上涨,聚集度指数逐年下降,景观异质性增加。人口和社会经济发展是影响白洋淀景观格局变化的主要因素。     

近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素

湿地是水陆生态系统的转换区,是地球上生物多样性和生产力最高的生态系统之一。在快速城镇化和社会经济发展的推动下,京津冀地区湿地生态环境面临较大地威胁。利用1980年代末到2015年7期土地生态遥感解译数据,运用GIS空间分析和主成分分析方法,分析了京津冀地区湿地景观时空变化及其驱动力。研究结果表明:(1)1980s末—2015年期间,京津冀地区湿地面积的变化呈现从略微增长到快速减少趋势,近十年减少趋势略有减缓。湿地总面积减少了2695.05 km2,较1980s末年减少了20.08%;河北省湿地面积减少最多,且天然湿地减少占据主导地位,其次是天津市和北京市。(2)湿地面积损失较为严重的区域主要分布在环渤海区域、北京市和河北省张家口市和唐山市。湿地受损主要是水田和滩涂向非湿地转换引起的。(3)水田和水库坑塘构成的人工湿地是京津冀地区优势景观类型。湖泊、河渠、滩地破碎度增加,且空间分布离散,连通性差。(4)选取9个驱动因素指标进行主成分分析,人类活动是影响湿地景观格局变化的主要因素,城市扩张和农业发展是侵占湿地的主要表现形式,此外气候和政策等因素也对湿地变化存在一定影响。     

基于人为干扰度的盐城滨海湿地景观格局动态变化及响应

为了量化人类活动对盐城滨海湿地景观格局的影响,论文以盐城滨海湿地黄沙港东北侧至四卯酉河口岸段向南延伸4 km的区域为研究对象,基于景观格局指数、人为干扰指数和GIS等方法,利用1984—2020年的6期遥感影像数据,探讨了湿地景观格局和人为干扰度的动态变化及响应。结果表明:研究期间,研究区的自然景观面积总体上呈减少趋势,人工景观持续增长,不断向海推进,并逐渐取代自然景观成为研究区的主导景观;景观破碎化程度加剧,景观形状趋于规则,各斑块连接性减弱,景观多样性降低,但2013年后破碎化程度有减轻趋势;研究区人为干扰度在1984—2006年呈上升趋势,2006—2013年变化趋于平稳,2013年后干扰程度有所减轻;干扰重心由陆向海逐渐迁移,干扰贡献景观类型从耕地转为水产养殖塘。相对于研究区北部,南部区域的人为干扰度变化跳跃性大,中部核心区人为干扰则较为平稳;人类活动的干扰对研究区景观格局影响剧烈,不同程度的人类干扰对景观格局的影响程度也不同,且人为干扰过程与自然演替之间存在一定的对立性。研究表明,将研究区多年景观动态变化与人为干扰度相结合,可以很好地把握景观变化与人类干扰之间的关系,为盐城滨海湿地的管理、保护及海岸带生态环境可持续发展提供科学参考。     

基于人为干扰度的盐城滨海湿地景观格局动态变化及响应

为了量化人类活动对盐城滨海湿地景观格局的影响,论文以盐城滨海湿地黄沙港东北侧至四卯酉河口岸段向南延伸4 km的区域为研究对象,基于景观格局指数、人为干扰指数和GIS等方法,利用1984—2020年的6期遥感影像数据,探讨了湿地景观格局和人为干扰度的动态变化及响应。结果表明:研究期间,研究区的自然景观面积总体上呈减少趋势,人工景观持续增长,不断向海推进,并逐渐取代自然景观成为研究区的主导景观;景观破碎化程度加剧,景观形状趋于规则,各斑块连接性减弱,景观多样性降低,但2013年后破碎化程度有减轻趋势;研究区人为干扰度在1984—2006年呈上升趋势,2006—2013年变化趋于平稳,2013年后干扰程度有所减轻;干扰重心由陆向海逐渐迁移,干扰贡献景观类型从耕地转为水产养殖塘。相对于研究区北部,南部区域的人为干扰度变化跳跃性大,中部核心区人为干扰则较为平稳;人类活动的干扰对研究区景观格局影响剧烈,不同程度的人类干扰对景观格局的影响程度也不同,且人为干扰过程与自然演替之间存在一定的对立性。研究表明,将研究区多年景观动态变化与人为干扰度相结合,可以很好地把握景观变化与人类干扰之间的关系,为盐城滨海湿地的管理、保护及海岸带生态环境可持续发展提供科学参考。     

城市化背景下近30年武汉市湿地的景观变化

以1978—2007年6期Landsat TM(MSS)影像为基础数据,分析了城市化背景下武汉市湿地景观近30年的动态变化规律。结果表明：武汉市湿地景观面积逐年减少,平均年减小量为1655.79 hm²,年下降率为0.89%,其中1991—2002年湿地景观的年变化率高于武汉市湿地景观近30年间的年平均变化率,与建成区面积变化相对应;研究期内武汉市自然湿地面积减少,人工湿地面积略有增加;湖泊湿地是武汉市湿地景观的主要类型,其面积下降速度最快,是武汉市湿地景观面积减少的直接因素,人工湿地面积的增加并未改变武汉市湿地面积减少的趋势;快速城市化使武汉市湿地景观表现出斑块密度和景观破碎度逐渐增大、分维数逐渐减小、连通性降低的趋势。虽然保护性法律法规的实施遏制了湿地萎缩的速度,但并未改变湿地面积下降的趋势,因此,应进一步加强武汉市湿地保护与规划,并着重开展河流和湖泊湿地的保护。     

地形因子对盐城滨海湿地景观分布与演变的影响

地形作为景观结构和空间格局的重要影响因子,不仅为景观格局的形成提供基础,其空间特征也影响着景观的演变过程.基于2002、2011年地形高程信息和遥感影像,运用GIS技术,并结合分布指数,分析了盐城滨海湿地景观分布与演变对地形因子的响应特征.结果表明:①盐城淤泥质滨海湿地总体地形变化平缓,海拔0-2.5m的区域占整个研究区面积的97％以上.其中,米草带主要分布于0.9-1.5m,碱蓬带主要分布于1.5-2.lm,而芦苇带则主要分布于2.1-2.7m.②2002-2011年9年间湿地景观时间变化明显,其中,芦苇面积增加了3倍,碱蓬面积由26.80％骤降至11.51％,同期,米草面积则增加了50％之多.③湿地景观空间分布特征与地形关系比较明显.其中,米草空间分布向0.6-1.2m区间演变,显示出强烈的向低海拔区间扩张的趋势;碱蓬分布范围随地形的升高总体上呈下降趋势;芦苇在地形较高区间上的分布指数增长迅速,其优势分布区间向2.1-3.0m扩展.     

近40年艾比湖湿地自然保护区生态干扰度时空动态及景观格局变化

以新疆艾比湖湿地为研究区,利用1972、1998、2007年及2013年4个时期的Landsat遥感影像作为数据源,并结合湿地的土地覆被状况,参考《全国土地利用分类》建立艾比湖湿地生态干扰类型分类系统。借助生态干扰度指数、景观格局指数以及GIS空间分析方法,探讨艾比湖湿地的生态干扰度的时空动态及景观响应机制。结果表明:(1)1972—2013年,研究区的生态干扰度总体呈现较为稳定的趋势,但其空间分布发生变化。生态干扰度类型之间的转化速率有加快的趋势。(2)1972—2013年,边缘密度指数(ED),平均形状指数(MSI),面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)及景观分离度(DIVISION)4项景观格局指数大体呈上升的趋势,2013年区域的景观指数较为稳定。(3)景观格局指数与生态干扰程度有密切的一致性。生态干扰度与景观格局指数空间分布相关性大小依次为:边缘密度指数(ED)景观丰度密度(PRD)香农多样性指数(SHDI)平均形状指数(MSI)面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)景观分离度(DIVISION)。客观系统的认识和评价艾比湖湿地的生态系统及环境,可为干旱区实现自然环境的保护,协调土地利用及环境保护之间的关系提供较为实用的参考。     

莱州湾滨海湿地景观类型与土壤因子相关性研究

通过对Landsat 8 遥感影像的解译, 根据莱州湾滨海湿地特征并结合野外实际调查, 得到2013-2016 年莱州湾滨海湿地景观类型, 并分析景观格局变化与植被及土壤因子耦合关系。结果表明, 2013-2016 年莱州湾天然滨海湿地面积减少, 人工滨海湿地面积增加。至2016 年莱州天然滨海湿地面积811.41 km², 人工滨海湿地面积1256.01 km²,分别占39.25%和60.75%, 人工湿地中90%以上为养殖池和盐田; 滨海湿地向建设类转化的趋势明显; 天然湿地植被的变化与滨海湿地土壤养分之间存在着显著相互作用, 植被生物量和土壤养分含量是景观类型演变的驱动力因素, 其变化可以间接反应湿地变化后生态系统的变化。     

遮荫对紫花苜蓿地上生物量和化学计量特征的影响

采用遮荫试验模拟林地不同光照强度,研究紫花苜蓿地上生物量和C、N、P、K化学计量特征,为撂荒地林下间种苜蓿提供科学依据.结果表明：苜蓿地上生物量与光照强度呈显著正相关,遮荫处理显著降低了苜蓿地上生物量;62%遮荫处理下全C、N、P含量最高,分别为373.73、34.38和5.47 g·kg^-1,并且显著高于对照.遮荫对苜蓿地上部分K含量影响不显著.除72%遮荫处理下C/N显著高于对照外,其他各处理与对照差异不显著. N/P、C/P随遮荫强度增加呈先降低后升高的趋势.     

宁夏盐池苜蓿人工草地地上生物量季节动态研究

在干旱半干旱地区对草地进行水分生态学研究有重要意义,笔者曾对此提出过一些见解,并做过一些工作。本文旨在从人工草地苜蓿(Medicago sativa)种群地上生物量动态方面考察,为合理管理和利用苜蓿人工草地提供科学依据。     

滨海湿地植被地上生物量遥感反演

盐沼植被生物量是滨海湿地生态系统碳循环研究的重要参数,是湿地生态系统健康评价、资源可持续利用的关键指标,开展盐沼植被地上生物量监测方法研究具有重要意义。目前,遥感技术在湿地生物量监测领域已经得到广泛应用,但反演方法仍以统计模型为主,模型构建需要实测数据支撑,时空拓展性不强。选择江苏盐城丹顶鹤保护区为研究区,基于冠层辐射(PROSAIL)传输模型,通过局部和全局敏感性分析,对模型参数本地化,构建了互花米草地上生物量半经验反演模型,应用于Landsat 8 OLI遥感影像,获得了互花米草地上生物量的时空分布。研究结果表明,利用PROSAIL模型模拟互花米草冠层反射率,叶面积指数(LAI)、叶片干物质含量(Cm)、叶倾角分布参数(LIDF)、等效水厚度(Cw)、叶绿素含量(Cab)、叶片结构参数(N)为高敏感性参数,类胡萝卜素含量(Car)、土壤参数(P_soil)为低敏感性参数;利用不同时刻的遥感影像反演了地上生物量,遥感反演结果与实测数据对比,拟合度R²为0.83,均方根误差(RMSE)为0.43kg/m²,平均相对误差(MRE)为15.7%,精度较高,模型具有较好的时空普适性。研究发展了盐沼植被地上生物量遥感反演方法,解决了以往过于依赖现场实测数据构建反演模型的局限性,该方法可以为研究滨海湿地生态系统碳循环以及准确估算其碳汇潜力提供技术支持。     

中国海岸带围垦遥感分析

海岸带围垦是沿海区域缓解人口增长与城镇扩张所带来土地压力的重要途径和方式。建国以来,中国大陆沿海围垦大量滨海湿地以满足社会经济发展所导致的土地需求,对滨海湿地的资源、生态和环境造成影响和胁迫。为掌握近35年来中国大陆沿海地区的围填海状况,以5a为间隔,选取1985—2010年间Landsat系列卫星影像数据,基于遥感与GIS技术,解译6个年份的围垦岸线,计算分析围垦面积,研究并提出围垦强度系数。结果表明,1985—2010年,中国大陆沿海共围垦土地755183 hm~2,年均围垦30207 hm~2,围垦强度达到1.7 hm~2a~(-1)km~(-1),围垦总量趋势表现先减少后增加。环渤海经济圈与长三角经济圈围垦强度最大,其围垦总量占到全国总体的85.7%。围垦的时空分布及其利用形式受沿海区域自然地理条件和地区经济发展水平的制约和影响。     

遮荫对青桐幼苗生长性状与化学计量特征的影响

营养元素含量及化学计量比可反映植物器官营养元素的分配及互作关系,亦可反映其营养利用效率及生长环境的养分限制状况.以青桐(Firmiana platanifolia)幼苗为材料,分析4种不同光强(全光照,50％、75％和95％遮荫)对青桐幼苗生长,C、N、P、K含量及其化学计量特征的影响.结果 表明:遮荫对青桐幼苗的生长...     

辽东山区落叶松人工林地上生物量和养分元素分配格局

落叶松是我国北方最主要的人工用材林树种,由于人工林树种单一、结构简单等原因,导致土壤养分循环出现失衡.研究落叶松生物量和养分元素分配规律,可以为落叶松人工林的合理经营和养分循环研究提供科学参考.本文以辽东山区19年生二代落叶松人工林(胸径12.8 cm,树高15.3 m,密度2308株·hm^-2)为对象,研究其地上各器官(干、枝、皮、叶)生物量、碳和养分元素含量(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn)的积累规律和分配格局.结果表明：单株落叶松生物量为70.26 kg,林分水平落叶松生物量为162.16 t·hm^-2,各器官生物量差异显著,排序为：树干>树枝>树皮>树叶;单株落叶松养分积累量为749.94 g,林分水平落叶松养分积累量为1730.86 kg·hm^-2,其中,大量元素和微量元素的养分积累量均为树干显著高于树枝、树皮和树叶.全叶期每砍伐一棵落叶松(19年生),平均从系统中带出749.94 g养分元素;如果将树皮、树枝、树叶留在林地仅仅带走树干,带出的养分元素可减少40.7%.
     

江苏典型淤长岸段潮滩盐生植被及其土壤肥力特征

江苏沿海中部在辐射沙洲的屏蔽下 ,成为典型的淤长性岸段。滩涂土壤具有特殊的肥力特征。通过对东台市笆斗垦区这一典型淤长性海岸外侧潮滩断面的地形测量和盐土植被群落调查 ,结合历年 TM遥感卫星影像图片 ,选择了 5个地点 ,分别代表海堤内茅草滩、海堤外茅草滩、原生盐蒿滩、由互花米草演替而来的盐蒿滩及互花米草滩 ,并对各代表点进行群落样方调查和土壤采样 ,对土壤样品进行有机质含量、总氮含量等肥力特征的分析。结果表明 :11号点的有机质和全氮最高 ,分别为 1.6 32 %和 0 .0 6 7% ,3号点的全磷最高 ,为 0 .15 1% ,而 5号点的全钾和全盐最高 ,分别为 1.72 4 %和 1.82 3%。2 1号点的有机质和全氮在表层非常高 ,到第 2层急剧下降 ,再往下变化也较小 ,其变化幅度明显高于其他点。 3各点土壤的平均粒径从 1号点向 5号点逐渐变粗。对这些土壤肥力特征和盐生植被的关系进行了分析和讨论 ,指出凡受互花米草影响的土壤 ,其垂直变化梯度较小 ,而其它盐土植被类型土壤的垂直变化梯度较大     

越冬期遮阴条件下3个不同秋眠型紫花苜蓿品种叶片解剖结构与其光生态适应性

在我国南北气候过渡地区, 采用遮阴试验和石蜡切片法, 研究越冬期不同光强对3个不同秋眠型紫花苜蓿(Medicago sativa)品种(‘维多利亚’、 ‘巨人201’和‘游客’)叶片解剖结构的影响。结果表明: 随着光强减弱, 各紫花苜蓿品种表皮结构中上、下表皮角质层厚度, 气孔密度和气孔开度明显下降; 上、下表皮厚度呈上升趋势。随着遮阴强度增加, 叶肉组织中海绵组织细胞宽度显著上升, 栅栏组织厚度、栅栏组织细胞层数、栅栏组织厚度/海绵组织厚度显著下降; 品种间海绵组织厚度和栅栏组织细胞宽度变化趋势不一致。叶片结构整体特征中叶片厚度、叶肉厚度、中脉厚度、组织结构紧密度随光强减弱而显著下降, 组织结构疏松度明显上升, 叶脉突起度变化不明显。品种间各叶片解剖性状变幅及可塑性指数具有明显的差异, 表明其对弱光适应方式不同。Pearson相关分析表明, 各紫花苜蓿品种叶片气孔密度、栅栏组织厚度、叶肉厚度、叶片厚度及栅栏组织厚度/海绵组织厚度与光强呈显著正相关, 可能是紫花苜蓿叶片解剖结构光强敏感特征参数, 其中, ‘维多利亚’叶片敏感特征参数与光强相关程度较低, 与光强相关的性状较少。综合各项分析结果, 初步确定越冬期紫花苜蓿耐阴性与其秋眠性相关, 半秋眠型品种‘维多利亚’ >秋眠型品种‘巨人201’≥非秋眠型品种‘游客’。     

滩涂池塘生态系统的光合能量利用及其影响因子

研究了江苏沿海滩涂不同养殖模式下初级生产力特征、能量利用率及其影响因子.结果表明,滩涂养殖水体浮游植物的初级生产力存在垂直分布、日变化和季节的动态变化,这种变化与太阳辐射强度有直接的关系.滩涂养殖水体净初级生产量平均值为(7.58±2.52) gO2/(m2 · d),只占毛产量的55.41%,太阳能转化为鲢、鳙鱼产量的生态效率为0.020%～0.029%,这些指标低于我国高产养殖塘,鱼塘生态系统结构有待进一步优化.浮游植物生物量、透明度、N/P值、Mg2+浓度等因素显著影响水体初级生产力的大小,多元逐步回归表明浮游植物叶绿素含量和到达水体表面的太阳辐射强度是初级生产力的最主要因子,其回归方程为:Pg =0.0785Cha+0.0577 Iλ0+1.346;n=22, FCha>F Iλ0>F0.1,而盐度、Na+、Cl-浓度影响不显著.