珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康评价

基于湿地生态系统健康理论和压力-状态-响应模型,以珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统为研究对象,构建了红树林湿地生态系统健康评价指标体系,并确定了具体的评价指标、评价标准、指标权重、评价等级和评价方法,对珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康状况进行了评价.结果表明:2008年,淇澳岛红树林湿地生态系统总健康指数为0.6580,评价等级为Ⅱ级(健康);压力、状态和响应指标的健康指数分别为0.3469、0.8718和0.7554,说明该评价系统存在一定的压力,而状态和响应方面较好.作为省级自然保护区,珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康水平有待进一步提升.红树林湿地生态系统健康评价研究目前尚不成熟,进一步研究需重点关注针对红树林特征的评价因子筛选、相关数据的长期定位监测、生态系统健康与生态系统功能的定量关系研究等.     

福田红树林湿地生态系统EWE模型构建

以福田红树林湿地生态系统为研究对象,将其生物组成分为红树植物、底栖动物、浮游植物、浮游动物、鸟类和碎屑等15个功能组,运用Ecopath with Ecosim(EWE)软件,构建了福田红树林湿地生态系统的EWE模型,探讨了红树林湿地生态系统的状态、特征及不同物种之间的营养关系,并评价红树林湿地生态系统当前的健康状况。分析表明,福田红树林湿地生态系统能流的最主要来源是碎屑,能流主要在营养级Ⅰ到Ⅳ之间流动,转化效率最高发生在第Ⅰ和第Ⅱ营养级之间(28.8%),总体转化效率为11.2%,且系统对营养级Ⅱ的利用最为充分。处于低营养级的功能组在系统能量传递的过程中起着非常关键的作用,并且对整个系统的影响强烈。生态系统总体特征参数生物量/总流量(TB/TT)、连接指数(CI)和系统杂食性指数(SOI)分别为0.163、0.123和0.018,综合分析表明,福田红树林湿地生态系统目前有退化的趋势。     

基于GIS与RS的漳江口红树林湿地生态系统健康评价

以漳江口红树林湿地为研究对象,选取2005、2011、2015及2017年Google Earth影像为基础数据源,基于土地覆盖数据构建红树林湿地生态系统健康评价指标体系,结合压力-状态-响应(PSR)模型及生态系统健康指数,探究红树林湿地生态系统健康状况的时空分异特征及影响因素.结果表明:(1) 2005-2017年漳江口红树林湿地生态系统健康状况呈恶化趋势,健康等级由亚健康转变为一般,其中压力、响应健康状况大幅下降,状态健康状况略微改善;(2) 2005-2017年研究区各子区域间健康状况存在明显差异,前阶段(2005-2011年)健康指数从大到小依次为西部>中部>东部>北部>南部,后阶段(2015-2017年)健康指数从大到小依次为东部>中部>西部>北部>南部;(3)海平面上升、互花米草入侵、水产养殖池与网箱养殖扩增及海堤建设等是研究区湿地生态系统健康恶化的主要原因,同时保护区的建设及多种保护措施的实施对湿地生态系统健康维持具有积极作用.     

湿地生态系统网络模型鲁棒性分析

近年来随着人类活动的加剧，湿地生态系统的结构和功能都受到强烈干扰和破坏，研究遭受干扰后的湿地生态系统结构的演化过程，对湿地生态系统的保护、管理、恢复都有重要意义。本文根据复杂网络相关理论和生态系统特征构建湿地生态系统的网络模型，同时基于生物的谢尔福德耐受性和生态系统的自我调节能力，提出了一种考虑过载和欠载状态的湿地生态网络结构的演化模型。从初始负载、负载容量、负载冗余范围和负载重分配四个方面对遭受攻击的生态网络结构的演化过程进行刻画，同时利用鲁棒性指标揭示物种遭受干扰消亡后对湿地生态系统鲁棒性的影响。针对Teacapan湿地生态系统数值仿真，发现不同营养级的关键物种消亡对生态系统结构和鲁棒性的影响程度不同。初级生产者中的关键物种(红树林的碎屑和水中物质)消亡会导致Teacapan湿地生态网络结构迅速崩溃，生态系统鲁棒性指标迅速下降为0;而消费者中的关键物种消亡对生态网络结构波动和系统鲁棒性的影响较小，生态系统能够在一定时间内达到二次平衡，此时湿地生态系统仍具有一定的抵抗外界干扰的能力。这一结果体现了红树林中的碎屑作为支撑食物链的主要食物来源对湿地生态系统的重要性，为湿地生态系统的动植物...     

滨海红树林湿地生态系统健康的诊断方法和评价指标

健康的红树林湿地生态系统是指系统组分之间及系统整体维持动态的平衡,在适度的自然与人为干扰下,红树林生态系统服务功能发挥正常。本文筛选并评述了包括指示物种法、结构功能指标法、生态系统失调综合症诊断法、生态系统健康风险评估法、生态脆弱性和稳定性评价、生态功能评价法等6种可用于红树林湿地生态系统健康的诊断方法,分析了各自的应用前景。以压力-状态-响应模型为主线,构建了红树林湿地生态系统健康评价指标体系。在未来研究中,需进一步加强指标的筛选、评价标准与权重的确定,将生态系统健康水平与其生态服务功能相关联,开展具体案例分析。     

滨海蓝碳湿地碳汇速率测定方法及中国的研究现状和挑战

滨海盐沼、红树林和海草床蓝碳湿地生态系统具有高效的固碳-储碳能力,准确测定滨海蓝碳湿地生态系统碳汇速率,对于评估滨海湿地碳中和能力、生态恢复新增碳汇规模及碳贸易至关重要。深入思考滨海蓝碳湿地生态系统碳汇定义的内涵,提出狭义碳汇和广义碳汇的概念,介绍沉积物碳累积+植被净初级生产力法以及生态系统碳通量收支法2个目前国际上应用最多的滨海蓝碳湿地碳汇速率测定方法,特别是深入分析作为开放系统的滨海盐沼生态系统和海草床生态系统碳汇速率测定面临的诸多问题与挑战,梳理中国红树林、滨海盐沼和海草床生态系统碳汇速率的测定结果及国家尺度滨海蓝碳湿地生态系统碳汇规模,最后提出中国在滨海蓝碳湿地碳汇速率测定实践中急需加强的基础研究领域,以期为科学地计量中国滨海蓝碳湿地生态系统碳汇速率与碳汇规模提供方法参考和技术支撑。     

湛江红树林国家级自然保护区湿地生态系统服务价值评估

为科学评估湛江红树林国家级自然保护区湿地生态系统最终服务价值, 综合运用生态学和经济学方法, 对2013 年湛江红树林国家级自然保护区高桥和营仔小区湿地生态系统的供给、调节和文化3 类10 项最终生态服务进行评估。结果表明, 2013 年湛江红树林国家级自然保护区湿地生态系统总服务价值为191.95×10⁶ 元。其中, 海产品供给、气候调节和水质净化是湛江红树林国家级自然保护区湿地生态系统的3 大核心服务功能, 三者占服务总价值的73.17%。调节服务是其主要的服务类型, 占总服务价值的55.99%。其中, 固碳、大气组分调节和消浪护岸等调节服务功能较弱, 仅占总服务价值的7.37%。该区湿地生态系统的单位服务价值为4.26 元·m^-2·a^-1, 低于同纬度带内的红树林等自然生态系统, 加强湿地保护与野外长期定位监测, 并结合新的评估方法与研究手段, 或可提高湛江红树林湿地服务功能及价值。     

水文情势与盐分变化对湿地植被的影响研究综述

湿地植被是湿地生态系统的重要组成部分。水文情势与盐分变化直接影响到湿地植被的分布与演替。目前,全球气候变化和人类活动导致的水文情势改变与盐分聚集已造成大面积的湿地退化和盐渍化,已严重威胁全球淡水湿地生态系统的稳定和健康。系统总结了水文情势与盐分变化单一环境变量及其交互作用对湿地植物生理生态、物种多样性、群落结构与演替和植被动态等诸多方面的影响研究进展,并探讨了湿地水文动态-盐分变化-植被响应的综合模型研究现状,认为发展湿地综合模型预测未来水文情势与盐分变化情景下湿地演变,是应对气候变化湿地水盐管理和生态保护的重要工具,最后指出今后亟需加强的研究方向。     

红树林湿地有机碳研究进展

红树林湿地是地球上生产力最高的区域之一,尽管红树林的面积相对较少,但其单位面积的固碳能力很强,是重要的"蓝碳"碳库,其有机碳储量及动态对于全球碳平衡有重要影响。本文对红树林湿地有机碳(包括植被生物量碳和沉积物有机碳)的碳储量及计量方法,沉积物中有机碳的组成、来源及溯源方法,以及影响红树林湿地有机碳动态的因素等方面的研究进行了综述,并对其存在的问题和今后的研究趋势进行了分析。基于红树林湿地的固碳潜力和资源快速减少的现状,准确评估红树林碳库及其动态,有助于气候变化框架条约下的滨海湿地碳计量和价值评价,可以揭示红树林生态系统与全球变化的反馈关系,为红树林生态恢复和保护提供依据。     

长江河口典型湿地碳库动态研究方法

湿地生态系统在维持碳平衡和全球气候调节中起着重要作用。长江河口湿地生态系统是国际公认的生态过程敏感区,选择长江河口典型湿地——崇明东滩作为长期碳循环观测和实验模拟的研究对象,针对长江河口湿地生态系统碳库动态研究具体的科学问题,从"土壤-植被-大气"连续体(SPAC)碳流过程监测、涡度相关法碳通量监测、植物生长控制实验(开顶式气候室,OTC)、"湿地碳循环-气候变化"生态过程模型构建、多方数据源校正等方面,总结了全球气候变化条件下长江河口湿地碳库动态的研究方法。旨在了解长江河口湿地生态系统碳库动态特征,探寻湿地碳平衡的主导控制因子,评估中国东部沿海湿地碳库对全球气候变化的响应。进而为提出长江河口湿地碳储备功能的保育策略提供理论依据。     

红树林湿地恢复技术的研究进展

本文从红树林育苗造林技术、次生林改造技术和红树植物引种试种与种源选择的研究等方面试述红树林湿地恢复技术的研究进展,并针对我国的目前现状,提出今后亟待加强研究的如下几个方面:加强红树植物引种扩种,恢复植被,提高红树林生态工程质量的原理研究;监测外来引进种对我国红树林湿地的生态影响;研究半红树植物在沿海防护林体系工程建设中的作用;加强红树植物对潮汐水位适应能力的研究;开展红树人工林生态恢复过程中的综合定位观测等。     

中国自然湿地螺类生态学研究进展

螺类是软体动物腹足纲的通称,是湿地生态系统大型无脊椎动物的重要组成部分。湿地螺类在维持湿地生物多样性和复杂食物网结构,保障湿地物质循环和能量流动等方面具有重要的生态功能。从基本组成、生活型、功能群方面归纳了螺类群落结构特征;分析了螺类的时空分布格局;重点讨论了影响螺类群落结构的温度、盐度、底质等非生物因子和植被、物种间影响等生物因子以及人类对螺类的影响;概述了湿地演替过程中螺类群落的变化和螺类的环境指示功能。依据目前中国自然湿地螺类的研究特点和国际研究动态,展望了未来我国螺类群落的生态学研究的重点。     

Measuring, mapping and modelling: an integrated approach to the management of mangrove and saltmarsh in the Minnamurra River estuary, southeast Australia

Mangrove and saltmarsh ecosystems appear particularly vulnerable to the impacts of climate change, and their effective management will require forecasts of how these wetland habitats are likely to respond to sea-level rise through the twenty-first century. We describe a preliminary study of a small stand of mangrove and saltmarsh that involves measuring of elevation change and accretion, mapping of wetland communities, and modelling of their potential response to sea-level rise. The wetland occurs on the banks of the Minnamurra River estuary in southern New South Wales and has been the focus of several studies over recent decades. The research includes empirical measurements of sedimentation at sites in both mangrove and saltmarsh vegetation using the surface elevation table-marker horizon technique. This is a site at which mapping has been undertaken to delineate the extent of each vegetation community from a time-series of aerial photographs using geographical information systems; the gradual incursion of the mangrove, Avicennia marina, into more landward saltmarsh communities, observed over past decades for many systems in southeastern Australia, has continued into the twenty-first century. The observed patterns of change are compared with simulations of how this wetland system might respond to future sea-level rise, adopting several different approaches and the upper and lower bounds of Intergovernmental Panel on Climate Change sea-level rise projections. The model results show considerable variability in response depending on the parameters adopted. We advocate the need for the integration of these three approaches, measuring, mapping and modelling, as a basis for future management and adaptation. Our study demonstrates the considerable opportunities to refine the data input and model outputs as part of adaptive management, as more sophisticated technologies and data become available.     

湿地沉积物对磷的吸附-解吸动力学模型概述

介绍了常用的吸附-解吸动力学模型(Freundlich方程、Langmuir方程及Temkin模型),分析比较了不同模型之间的相互关系,对目前国内外关于磷吸附-解吸动力学模型研究进行了简要概述,介绍了不同模型的统一表达形式,并提出应加强对不同类型湿地中沉积物对磷的吸附-解吸过程及其动力学模型、对吸附-解吸过程的长期监测和不同环境因子间的交叉效应研究等建议,以深化对动力学模型的认识,从净化机理层面充分理解湿地生态系统的运行机制.     

Invaders' control on post-disturbance succession in coastal mangroves

Aims In recent years, coastal mangroves have been frequently affected by large disturbances (cyclones, hurricanes, flooding and tsunamis) and post-disturbance vegetation is often dominated by small stature mangrove, mangrove-associate and non-mangrove species potentially affecting ecosystem functioning. Knowledge on the processes of mangrove vegetation development and recovery (succession) following normal and large disturbances will benefit practitioners in designing robust ecosystem management/restoration plans. Here we propose a conceptual model of disturbance-mediated succession in mangroves.Methods Based on field observations and species' life history traits, we develop conceptual models of mangrove succession under normal disturbance regime and recently experienced increased frequency of large disturbances. We evaluate our conceptual models by conducting a scenario testing experiment.Important findings We suggest two predominant processes affecting mangrove succession after disturbance: propagule limitation due to damage of seed producing mature trees and dispersal barrier resulting from biological invasion associated with large disturbance. We argue that large disturbances affect mature trees more than the small-stature non-tree (shrubs, herbs and climbers) species creating a larger propagule shortage for mangrove tree species than non-tree species. Secondly, large disturbances facilitate invasion of free-floating aquatics, which may interfere with the flow-facilitated propagule dispersal and seedling establishment of mangrove species. In a scenario testing experiment, we have shown that similar levels of disturbance impact vegetation development and recovery differently depending on the presence or absence of invasive species. We conclude that since biological invasion is one of the major drivers of post-disturbance mangrove succession, the dimension of biological invasion should be included in prediction, management and restoration of mangrove forests.     

红树林湿地碳储量及碳汇研究进展

红树林是生长在热带和亚热带地区潮间带的特殊的湿地森林,在防风固田、促进淤泥沉积、抵御海啸和台风等自然灾害和保护海岸线方面起着重要的作用.全球约有红树林152000 km²,占陆地森林面积的0.4%,我国约有230 km².热带红树林湿地的碳储量平均高达1023 Mg C·hm^-2,全球红树林湿地的碳汇能力在0.18～0.228 Pg C·a^-1.影响红树林碳储量和碳汇能力的主要因子除了植物种类组成以外,气温、海水温度、海水盐度、土壤理化性质、大气CO₂浓度及人类干扰等均有着重要作用.红树林湿地碳储量、碳汇能力的研究方法以实测法为基础,包括异速方程、遥感反演和模型模拟等.研究红树林湿地碳储量及碳汇能力,有利于深入认识红树林湿地碳循环过程及其调控机制,对红树林湿地的保护和合理利用具有重要意义.     

人工红树林幼林藤壶危害及防治研究进展

随着近年来红树林恢复性造林面积的扩大,海洋污损生物藤壶对红树林幼林的危害问题日益突出.文中综述了藤壶附着的生物化学、藤壶在红树林附着的生态学、藤壶对人工红树林幼林的危害和国内所采用的化学药物防治措施等方面的研究进展,以及今后的研究方向.藤壶在红树林的附着和分布模式受海水盐度、浸淹深度、林分郁闭度、水文条件等环境因素和生物因素的影响.而藤壶胶粘蛋白的氨基酸组成、一维结构,胶粘蛋白在水下的交联、组装和胶粘的过程与机制,以及藤壶危害红树幼苗的机制和危害权重尚需要深入探讨.研究红树植物对藤壶附着的响应和长期适应机制将为藤壶的防治提供更多的启示.     

寒害后珠海淇澳岛红树林群落水土生要素的CCA分析

选取2008年寒害后和恢复重建5年后红树林群落水土生要素进行纵向对比,选取水域pH、化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)、总悬浮物(TSS)、总无机氮(TIN)、正磷酸盐(PO_4-P)等水环境指标和(S)pH、氧化还原电位(Eh)、有机质(OM)等沉积物指标进行不同类型红树林群落间的横向对比。自变量指标中水环境指标所占比例较大,约为2—3,弥补了红树林湿地植被、沉积物和水文等3个自然因素中水文条件研究较为缺乏的现状。结合各类红树林群落水、土、生三要素进行典范对应分析(CCA)的结果表明:1)典范对应分析方法用于分析淇澳岛大围湾各类红树林典型群落寒害后及寒害5年后的群落生物过程特征与各种生境因子间的相关关系,效果良好,前4组自变量的典型变量可以解释标准变量中绝大部分(约80%以上)的信息。2)恢复重建5年后,淇澳岛大围湾各类红树林群落中中潮位的无瓣海桑(Sonneratia apetala)群落和高潮位的桐花树(Aegiceras comiculatum)群落拓展最快,面积分别增加26.58hm~2和23.1 hm~2,而互花米草(Spartina alterniflora)群落因无瓣海桑群落的扩张而受到抑制,面积下降31.51hm~2。3)水域pH、沉积物(S)pH、OM、DO、COD等水土指标与冠幅、胸径、基径、盖度和高度等生物过程指标依次正相关,而PO_4-P、TSS和TIN等水域指标与生物过程指标依次负相关。4)珠海淇澳岛大围湾红树林湿地生态系统对水域悬浮物和营养元素的固定效果明显,但其植被生物过程受水土因素,尤其是水文因素,影响较大,其中影响最大的生境因素是pH值(包括水域pH值和沉积物(S)pH值)。低中潮位、中性至弱碱性的表层沉积物生境条件较为适合无瓣海桑和老鼠簕(Acanthus ilicifolius)等红树植物群落的初期恢复。     

大尺度森林碳循环过程模拟模型综述

森林生态系统碳循环是全球陆地生态系统碳循环的重要组成部分,而碳循环模型已经成为研究森林碳循环的必要手段。森林碳循环模型可以分为统计模型和过程模型,其中过程模型以其完整的理论框架、严谨的结构分析和清晰的过程机理,逐渐占据了主导地位。从地球化学过程模型、陆面物理过程模型和生物过程模型等3个方面综述区域尺度到全球尺度(本文称为大尺度)森林碳循环过程模型研究进展,论述了各类模型的主要特征、优缺点以及应用现状,探讨了森林碳循环模拟研究中存在的问题,并讨论了森林碳循环过程模型的主流研究方向。可为不同空间尺度下森林生态系统碳循环模拟模型的选择提供参考,以及为森林碳循环研究提供借鉴。