三江平原孤立湿地景观空间结构

受人类活动的影响,近几十年来三江平原大片连续湿地逐渐破碎化,形成了大量孤立湿地。湿地景观格局分析已成为湿地生态和全球变化研究领域的热点,因此以三江平原遥感影像为数据源,利用GIS技术和景观指数模型,在60m分析粒度下,对三江平原孤立湿地景观空间结构进行分析。结果表明:1研究区的中南部孤立湿地的斑块数量较多,而中东部孤立湿地的斑块面积较大,且孤立湿地斑块之间的邻近程度和连接度较高,三江、洪河自然保护区及研究区西部孤立湿地斑块的形状较复杂;2随着湿地斑块数量的递减,非孤立湿地在景观连接中起到的作用逐渐增加,孤立湿地在景观连接中起到的作用逐渐减小,但面积相对较大的孤立湿地斑块重要值一直处于较高水平,在景观连接中起着重要作用;3三江平原孤立湿地景观空间结构是地形地貌、农业开发活动、国家政策等因子综合作用的结果,应加强对孤立湿地的保护。     

三江平原沼泽湿地景观空间格局变化

景观空间格局是指大小和形状不一的景观斑块在空间上的排列,它是景观异质性的重要表现,同时又是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。这一研究可为环境资源的合理管理提供有价值的资料,已成为景观生态学研究的核心之一。通过选取斑块连接指数、分布质心和扩展等模型,来表征三江平原沼泽湿地景观近20a来空间格局变化情况。结果表明：（1）三江平原沼泽湿地的破碎化较为严重,斑块数量增加了46％,斑块密度净增加2倍。与1980年相比,1996年最大斑块面积缩小了63.57％,最大斑块周长缩短了52.47％。（2）三江平原沼泽湿地斑块间隙在不同时期都较大,且随着沼泽湿地面积的减小和斑块数量的增加,其斑块间隙越来越大,进一步说明沼泽湿地的破碎化较为厉害。（3）1980-1996年间三江平原沼泽湿地的分布质心向西南方向偏移了7.05km,1996-2000年向西北方向偏移了6.01km。（4）1980、1996、2000年三江平原沼泽湿地的扩展度分别接近于14.222、11.101和11.262。其值都远大于1,说明斑块形状与圆形相差较大,形状不规则。近20a来,人类活动对沼泽湿地空间格局变化的影响程度较大,1980-1996年尤为明显,而在1996-2000年,由于采取了保护措施,其影响程度开始变弱。     

三江平原典型湿地枯落物早期分解过程及影响因素

枯落物分解是湿地物质循环和能量流动的关键环节,是维持湿地功能的重要过程之一。采用分解袋法对三江平原3种典型湿地植物枯落物分解过程及影响因素进行了研究。研究表明,在164d实验过程中乌拉苔草分解速率始终最快;在分解前103d中毛果苔草分解速率大于小叶章,但在103~164d间小叶章分解速率大于毛果苔草;分解164d,小叶章、乌拉苔草和毛果苔草枯落物的失重率分别为初始重的31.98%、32.99%和28.91%。分解过程中小叶章和毛果苔草枯落物中有机碳浓度波动较大,而乌拉苔草枯落物中持续下降;3种枯落物有机碳绝对含量都表现为净释放。小叶章枯落物中N浓度波动较大,绝对含量发生净释放;毛果苔草枯落物N浓度持续增加,绝对含量净增加;乌拉苔草枯落物N浓度先增加后减少,绝对含量发生净释放。3种枯落物中P浓度都先迅速下降后缓慢上升,绝对含量都表现为净释放。3种枯落物中C/N和C/P也相应的发生变化。小叶章和乌拉苔草枯落物分解速率与枯落物C/P显著相关,而毛果苔草枯落物与枯落物N浓度显著相关;对应3种枯落物分解速率的主要环境因子分别为土壤含水量、土壤容重和土壤温度。3种枯落物分解速率和营养物质含量动态受到枯落物自身质量和温湿条件、周围环境营养状况等自然环境条件的共同影响,相比而言,受枯落物质量的影响更大。     

三江平原典型小叶章湿地土壤氨挥发特征及影响因素

采用通气法对三江平原典型草甸小叶章湿地和沼泽化草甸小叶章湿地土壤的氨挥发进行了原位测定,并对其主要影响因素进行了分析。结果表明,二者的氨挥发速率在生长季内的变化趋势基本一致,7月中旬前出现两次挥发高峰和一次低值,之后整体呈严格单调下降趋势,后者的氨挥发速率较高,平均为前者的1.35±0.53倍;二者累计氨挥发量的变化趋势也基本一致,7月中旬前增加迅速,且值比较接近;之后增加缓慢,但其值发生明显分异,表现为后者大于前者;生长季内,典型草甸小叶章湿地土壤的氨挥发总量为6.35 kg N.hm-2,而沼泽化草甸小叶章湿地则为6.87 kg N.hm-2,二者之比为1∶1.08;氮素物质基础不是影响二者氨挥发过程的重要限制因素,大气温度及其所引起的其它温度波动是影响氨挥发速率变化的重要因素;降水及土壤水分波动与散失是引起氨挥发速率局部波动的重要原因;土壤pH和质地是导致氨挥发速率普遍较低的根本原因;而各种因素综合作用的结果则是引起二者氨挥发速率和氨挥发量变化及差异的主要原因。     

中国湿地碳储量分布特征及其影响因素

湿地巨大的碳储存能力使其在稳定全球气候变化中占有重要地位,并对全球土壤碳储量做出重要贡献.本文在阐明湿地碳储量估算方法的基础上,分析我国主要湿地区碳储量并讨论气候、植被、土壤性质、土地利用等因素对湿地碳储量的影响.结果表明:东北湿地区和青藏高原湿地区是八大湿地区中碳储量最高的两大区域;泥炭湿地的高稳定性、低分解率及酚氧化酶的作用使其成为内陆地区碳储量最高的湿地类型;单一因素的双向干扰及多重因素的交互作用使得湿地碳储量的影响因素和作用机理更加复杂.注重多重因素的交互作用,并结合数据同化技术,有利于湿地碳储量及湿地生态系统价值预测与评估.     

黄河三角洲自然保护区湿地植被生物量空间分布及其影响因素

以黄河三角洲自然保护区为研究区域,以野外实测湿地植被地上生物量数据、Landsat-8影像数据和土壤各因子检测数据为数据源,通过分析各遥感因子与实测植被生物量的相关关系,建立生物量模型,进行生物量的定量反演。通过研究生物量与土壤、水环境因子的关系,筛选影响生物量的关键因子,进而分析生物量的空间分布规律。结果表明:湿地植被地上生物量的干重与各遥感因子的相关性较高;以NDVI、EVI、MSAVI、DVI、RVI、Band1、Band2、Band3、Band4、Band6共10个因子作为自变量建立的反演模型最优;反演计算的生物量干重分为5个等级区,最低的1级区和最高的5级区面积较小,为82.23、72.16 km2,分别占研究区湿地植被总面积的13.35%、11.71%。生物量干重适中的2、3、4级区所占面积较大,为211.99、136.39、113.29 km2,分别占研究区湿地植被总面积的34.41%、22.14%、18.39%;在各环境因子中水深对芦苇生物量干重影响最大,土壤含水率对碱蓬生物量干重影响最大,水、盐条件是导致优势种植被生物量干重出现空间分异的主导因素;植被生物量干重呈现由陆向海减小,由黄河河道两岸向外递减的趋势。     

流域湿地景观空间梯度格局及其影响因素分析

景观空间格局研究是景观生态学的核心研究内容之一。吸取一般景观生态学的空间思想和实际工作积累,从流域尺度,研究湿地景观基本空间梯度格局及其影响因素。研究表明,流域中湿地景观具有特殊的纵向梯度、横向梯度和景观内部结构特征,它们构成了流域湿地景观空间结构的主体,在维护流域整体景观结构和生态功能方面发挥重要作用。自然和人为因素都会影响流域湿地景观的空间梯度格局,但自然因素主要影响湿地景观内部结构的复杂性。而人为因素对流域湿地景观纵向梯度、横向梯度的连续性和内部结构的多样性均产生重要影响。     

三江平原湿地生态系统P、K分布特征及季节动态研究

对三江平原毛果苔草,狭叶甜茅（Carex lasixarpa-Glyeria spiculosa)湿地和小叶章（Deyeuxia angusti,folia)湿地的值物,土壤和地表积水进行P,K含量测定,运用一元非线性回归分析对P,K元素含量季节动态特征进行了探讨,结果表明,不同种类的湿地植物,同种植物的不同器官其P,K含量存在的差异,但部特点是K含量高于P含量,说明湿地植物具有富集K的特性,两类湿地土壤P,K全量,速效果的剖面分布特征也不同,名层土壤全K含量均高于全P含量,植物,土壤和地表积水中P,K含量均有明的季节动态变化,一元非线性回归模拟均得到较理想的模拟模型,相关系数大多在0．9以上,F检验较显著。     

城乡交错带土壤氮素空间分布及其影响因素

城乡交错带土壤氮素是城乡生态系统中最重要的氮源与氮汇,但是城市化下的土壤氮素分布及其影响机制还不清楚,基于3S平台研究了土壤氮素在成都西郊城乡交错带的空间分布特征及城市化对土壤氮素的影响。结果表明,研究区内土壤全氮(STN)、硝态氮(NO_3~--N)和铵态氮(NH_4~+-N)含量均值分别为(1.46±0.06)g/kg、(50.04±3.59)mg/kg和(6.72±0.53)mg/kg。区内土壤氮素含量从近郊向远郊逐渐增高,STN和NO_3~--N含量为中部高于南北部,NH_4~+-N含量则由西北部和东南部向中部递增。方差分析表明,区内不同土地利用方式下STN、NO_3~--N和NH_4~+-N含量差异显著(P0.05)。回归分析显示STN含量与建筑密度(BD)、道路密度(RD)均呈现显著线性负相关(P0.05),NO_3~--N含量与道路密度呈极显著线性负相关(P=0.001),与建筑密度关系不明显(P=0.217)。土壤NH_4~+-N与建筑密度呈显著负线性相关(P=0.001),与道路密度呈显著指数相关关系(P=0.021)。研究结果显示城市发展使得城乡交错带土壤氮素含量降低,这种影响伴随着建筑面积的增加,道路长度的增加而加强。     

孤立湿地研究进展

孤立湿地作为湿地的重要组成部分,在人类社会发展中作用逐渐凸显。对术语"孤立湿地"的定义国外进行较早,美国官方将孤立湿地定义为与可流动水体不相邻或不通过地表水相联系的湿地,而我国仅提出了与孤立湿地相关的概念,如"环型湿地"、"碟型洼地"、湿地的"景观破碎化"等。孤立湿地的类型与特征研究相对较少,没有形成完整的理论体系,仅提出孤立性、水文连通性、生物连通性等特征。孤立湿地的功能研究是孤立湿地研究的重点,从孤立湿地的气候、水文和水质、生境等功能进行阐述。对于孤立湿地的保护,国外已有明确的法律和相应的措施,而我国在此方面需要进一步完善。通过对孤立湿地的定义、类型、特征、功能和保护进行了综述,并对未来我国孤立湿地研究的热点和方向进行了初步展望。     

Early-stage litter decomposition and its influencing factors in the wetland of the Sanjiang Plain, China

Using the litter bag technique, the decomposition rates and their influencing factors were studied by investigating three wetland macrophytes, Calamagrostics angustifolia, Carex meyeriana and Carex lasiocapa, in Sanjiang Plain, Northeast China. It was revealed that C. lasiocapa lost 28.91% of its weight, C. angustifolia lost 31.98% and C. meyeriana lost 32.99% after 164 days. Another finding was that the amount of organic carbon in the litter of C. angustifolia and C. lasiocapa fluctuated, but continuously decreased in that of C. meyeriana. However, all the three types of litter released organic carbon. Nitrogen was released substantially from the litter of both C. angustifolia and C. meyeriana, but accumulated in the litter of C. lasiocapa. Phosphorus concentrations in all the three types of litter apparently decreased first and then slightly increased. Overall, P release was observed in all the three types of litter. The C/N and C/P ratios varied significantly in the decomposition process. The decomposition rates and nutrient content variations were simultaneously influenced by the quality of the litter as well as the environmental factors in the Sanjian Plain, but they were more strongly affected by the quality of the litter.     

Early-stage litter decomposition and its influencing factors in the wetland of the Sanjiang Plain, China

Using the litter bag technique, the decomposition rates and their influencing factors were studied by investigating three wetland macrophytes, Calamagrostics angustifolia, Carex meyeriana and Carex lasiocapa, in Sanjiang Plain, Northeast China. It was revealed that C. lasiocapa lost 28.91% of its weight, C. angustifolia lost 31.98% and C. meyeriana lost 32.99% after 164 days. Another finding was that the amount of organic carbon in the litter of C. angustifolia and C. lasiocapa fluctuated, but continuously decreased in that of C. meyeriana. However, all the three types of litter released organic carbon. Nitrogen was released substantially from the litter of both C. angustifolia and C. meyeriana, but accumulated in the litter of C. lasiocapa. Phosphorus concentrations in all the three types of litter apparently decreased first and then slightly increased. Overall, P release was observed in all the three types of litter. The C/N and C/P ratios varied significantly in the decomposition process. The decomposition rates and nutrient content variations were simultaneously influenced by the quality of the litter as well as the environmental factors in the Sanjian Plain, but they were more strongly affected by the quality of the litter.     

三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值

生物多样性保护是三江平原湿地生态系统提供的一项重要的生态服务功能,具有重要的经济价值。应用M.Hoel和T.Sterner提出的经济模型,分析了贴现率和边际价格变化综合影响下的三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值变化过程,研究了收入边际效用弹性和替代弹性对贴现率和边际价格变化综合效应的影响,并通过对比传统贴现方法揭示了三江平原湿地生态系统生物多样性保护所蕴含的巨大经济价值。研究结果表明,在贴现率和边际价格变化的综合影响下,三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值曲线呈现出先增长再下降的变化趋势,总经济价值为人均19438.9元;收入边际效用弹性和替代弹性的取值对价值评估结果的影响较大,不同参数条件下的价值评估结果将最终作用于湿地生态系统保护相关决策的制定;价值评估结果同样证明了在保持经济较快速度发展的同时提高三江平原湿地生态系统生物多样性保护功能的恢复速率对于促进地区经济协调发展和提高社会福祉状况具有重要的现实意义。     

三江平原典型环型湿地土壤-植被-动物系统的结构及功能研究

环型湿地是三江平原沼泽湿地的主要景观类型之一。由于微地貌的变化 ,形成了相应的高势能区和低势能区。随着势能的变化 ,形成了不同的水热分布带 ,因而也产生了不同的土壤、植物、动物的环型水平结构和垂直结构的特点。在水平结构上 ,环型湿地由中心向外缘 ,地势由低到高 ,水分由多渐少 ,温度由低到高分布。因此 ,也带来了土壤和动植物的变化 ,土壤由泥炭土向沼泽土和白浆土过渡 ;植物由沉水的小狸藻向浮水的漂筏苔草、挺水的大穗苔草 睡菜群丛、毛果苔草 -狭叶甜茅群丛、小叶章 -沼柳 -越菊柳以及外缘分布的蒙古栎 白桦岛状林发展。动物的水平结构也就有相应的变化。环型湿地每个水平分布带又都具有各自不同的垂直结构。环型湿地的特殊结构 ,使其有着巨大的储水功能和调节温度的功能。即使在高温干旱的季节 ,由于湿地表面的须根层有隔离的空间 ,阻止了温度的传导 ,减少了下层水的蒸发 ,在下层的泥炭中仍有大量的水分保持。同时 ,这里也是一个太阳能储存库和遗传基因库。深入了解环型湿地的结构与功能 ,对研究湿地生态系统的功能及其保护湿地 ,实现湿地资源的可持续利用都具有重要的意义     

基于历史生物多样性与湿地景观结构的三江平原湿地恢复优先性研究

三江平原是我国最大的淡水沼泽分布区,建国后大规模的农业开发活动导致湿地面积锐减,湿地生态系统服务功能退化,产生一系列的生态环境问题,有必要进行湿地恢复。生物多样性的历史分布和湿地景观结构特征对湿地恢复具有重要指导意义。在分析三江平原湿地景观格局变化的基础上,结合三江平原历史生物多样性保护价值(即湿地恢复价值)以及各县市内湿地景观结构(现有湿地分布比例)对湿地恢复进行了优先性分析,确定了不同县市内不同空间位置上湿地恢复优先等级。景观格局变化分析结果表明,三江平原在20年间,湿地面积大幅减少,且破碎化现象严重,70%以上的退化或消失湿地被耕地侵占;基于历史生物多样性保护价值的湿地恢复价值评估表明,目前已经退化或消失的湿地有57.56%具有相对较高的恢复价值,而且还有22.02%的区域处于中等恢复价值水平,恢复潜力较大;结合现有湿地分布比例的结果表明,在三江平原的19个受湿地影响的市县中,有2个一级恢复区,6个二级恢复区,9个三级恢复区和2个四级恢复区。研究为今后三江平原湿地恢复行动的时空顺序确定提供了参考,同时为缺少生物多样性历史监测数据的区域提供了快速的湿地恢复评估方法。     

三江平原湿地鸟类丰富度的空间格局及热点地区保护

全球气候变化和人类的开垦开发活动使湿地生物多样性遭到严重的干扰和破坏,导致生物多样性空间分布格局及热点地区的保护成为研究的热点。在对三江平原湿地鸟类预测的基础上,利用空间自相关方法分析三江平原湿地鸟类丰富度的空间分布格局,并找出湿地鸟类多样性的热点地区及优先保护顺序。研究结果表明,三江平原湿地鸟类丰富度高高集聚区主要分布在保护区及周边地区、河流和湖泊沿岸,是新建和扩建自然保护区的最佳区域。湿地鸟类丰富度高低集聚区主要分布在农田景观中,将它们设立成微型保护地块对于区域景观生态安全具有重要意义;利用湿地鸟类物种丰富度、国家级保护湿地鸟类、生境类型和结构、距最近保护区距离、破碎度、干扰度等指标,在研究区内共找到13个热点地区,总面积为1018.7km²,占研究区总面积的8%;利用系统聚类分析,将13个热点地区划分成3种优先保护顺序。构建的小区域范围内寻找生物多样性热点地区的方法,为相关政府部门更有效地进行湿地生物多样性的保护和管理提供科学依据。     

基于系统保护规划的三江平原湿地保护网络体系优化

综合三江平原湿地不同层次、不同维度的生物多样性特征,在系统保护规划方法(Systematic Conservation Planning,SCP)框架下,以集水区为规划单元,计算研究区域不可替代性指数,确定高保护价值网络体系,通过保护空缺分析对现有保护网络进行优化,并评估优化体系的有效性。结果表明:三江平原湿地高保护价值区域的分布呈现沿河流分布的特点;现有保护区中湖泊和目标物种的保护状态比较好;保护网络体系优化后,沼泽湿地在保护网络中的比重由22.88%重增加到50%以上;河流湿地由16.20%增加到33.92%;地下水资源在现有保护网络中的比重非常低,仅为2.01%,优化后保护网络中保护比重增加到12.05%,因此在今后的保护区规划中,应该重视对地下水资源的保护和管理。另外本研究结合生态脆弱性对高保护价值的空缺设计3个情景方案,并根据生态威胁的种类和强度提出各优先保护方案的保护建议,为保护管理决策提供依据。