1995—1999年黄河三角洲东部自然保护区湿地景观格局变化

基于1995和1999年的LandsatTM遥感影像,结合地理信息系统技术,分析黄河改道清8汊(1996年)前后的1995—1999年黄河三角洲东部自然保护区(位于黄河现行流路入海口处)湿地景观格局的变化特征,以及影响湿地景观格局变化的驱动因素.结果表明:1995—1999年,保护区湿地仍以天然湿地为主,人工湿地比重极小,期间非湿地面积大幅增加,而天然湿地和人工湿地面积则呈下降趋势,其中,裸露淤泥质滩涂和沼泽湿地面积明显萎缩;尽管保护区湿地景观类型、形状、结构的变化程度不均一,且各景观类型在空间分布上的团聚程度变化不均衡,但总的看来,保护区景观整体结构趋于复杂化,破碎化程度有所加深,内部各景观类型从大块连续的镶嵌分布向小块离散分布转变;影响保护区湿地景观格局变化的主要因素有3个:黄河改道、黄河断流和人类活动.     

1995—1999年黄河三角洲东部自然保护区湿地景观格局变化

基于1995和1999年的Landsat TM遥感影像,结合地理信息系统技术,分析黄河改道清8汊（1996年）前后的1995—1999年黄河三角洲东部自然保护区（位于黄河现行流路入海口处）湿地景观格局的变化特征,以及影响湿地景观格局变化的驱动因素.结果表明：1995—1999年,保护区湿地仍以天然湿地为主,人工湿地比重极小,期间非湿地面积大幅增加,而天然湿地和人工湿地面积则呈下降趋势,其中,裸露淤泥质滩涂和沼泽湿地面积明显萎缩;尽管保护区湿地景观类型、形状、结构的变化程度不均一,且各景观类型在空间分布上的团聚程度变化不均衡,但总的看来,保护区景观整体结构趋于复杂化,破碎化程度有所加深,内部各景观类型从大块连续的镶嵌分布向小块离散分布转变;影响保护区湿地景观格局变化的主要因素有3个：黄河改道、黄河断流和人类活动.     

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。     

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。     

黄河三角洲湿地不同景观类型影响下植被与土壤因子的空间分布特征

以黄河三角洲湿地为研究区,结合遥感影像和实地调查数据,构建湿地景观类型和主要影响因子的空间分布格局,解析不同景观类型下的植被及土壤因子的空间分布特征以及耦合关系.结果表明:农田、湿地植被区是研究区内面积最大的景观类型,分别占有46.87％、20.6％,而植被覆盖贡献率59.07％、37.62％,生物量贡献率59.08％...     

塔里木河中下游地区湿地景观格局变化

在RS和GIS技术的支持下,结合塔里木河中下游的区域特点,确定了塔里木河中下游湿地景观分类系统.通过采用景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、分布质心和平均斑块形状指数等景观的空间格局指数,较系统地分析了1980～2000年塔里木河中下游湿地景观空间格局变化.结果表明：塔里木河中下游湿地的分布面积呈显著下降趋势.1980～1990年湿地面积减少,斑块数量和密度增加.1990～2000年湿地面积有所增加,斑块数量和密度持续增加;随着人类干扰强度增加,景观多样性增加,优势度降低,湿地的破碎化程度越来越大;湿地景观要素中,河渠湿地、水库坑塘湿地面积有所增加,而湖泊、滩地、沼泽面积均在不断减少,其中沼泽湿地面积减少幅度最大.     

辽河三角洲湿地的景观格局分析

利用遥感,ＧＩＳ手段对辽河三角洲湿地景观的格局与异质性进行研究,结果表明,研究区空间格局的基本构型以大斑块与主体,破碎化程度较低,基本呈聚集型分布,构成景观主体的是稻田景观,苇田景观和滩涂景观,尤以稻田景观为最,聚集度指数人工湿地为０．９２４,自然湿地次之为０．８９７,半自然湿地为０．８７０,整个研究区共有斑块１２１３个,最大斑块为１４０１．３８ｋｍ＾２,最小斑块只有０．３９４ｋｍ＾２,其间相差３     

1973-2020年黄河三角洲滨海盐沼湿地景观格局演化模式和驱动因素

明晰滨海盐沼湿地景观格局演化模式和驱动因素,有助于制定合理的盐沼湿地修复策略、维护区域生态系统健康和可持续发展。以黄河三角洲滨海盐沼湿地为例,基于Landsat系列卫星影像获取1973—2020年共十个时期土地利用/覆被数据,得出盐沼湿地时空变化及其与周边土地利用/覆被的相互转化;利用改进的景观格局状态与演化识别模型(SEDMS),分析盐沼湿地景观格局演化模式,并利用地理探测器探究其空间分异驱动因素。结果表明：(1)1973—2020年,盐沼湿地面积减少了252.35 km²,空间范围总体向外海迁移且趋于集中。盐沼湿地转出类型主要为草地、养殖池/盐田和耕地,转入类型主要为滩涂未利用地和水体。(2)盐沼湿地景观格局演化模式呈明显的阶段性特征：1973—1995年为动荡期,演化模式以消失和破碎为主导;1995—2010为过渡期,格局演化模式逐渐由消失和破碎为主导转变为扩张为主导;2010年后为稳定期,格局发生演化的区域较少,总体以新增和扩张为主。(3)36%的盐沼湿地出现了多次格局演变模式的转变,滩涂未利用地、耕地对于景观格局演化频数的影响最为显著,人工表面、养殖池/...     

1973-2013年黄河三角洲湿地景观演变驱动力

1973-2013年间,日益加剧的人类活动和愈发严峻的自然环境对黄河三角洲湿地景观形成巨大威胁。人与自然双重影响下黄河三角洲湿地发生了怎样的变化,哪些因素、多大程度上导致了这种变化的发生,科学解答这些问题对于加强黄河三角洲湿地保护具有重要意义。以Landsat卫星1973-2013年40a的9期影像为数据源,利用人工目视解译方法构建研究区景观数据库,在分析研究区景观特征的基础上,通过主客观相结合的方法,构建了能够反映黄河三角洲地区景观湿地化和人工化状态的表面湿地-人工状态指数(SWCSI)。结合黄河入海水沙、区域降水以及地方生产总值(GDP)、水产品产量和原盐产量,分别从区域尺度和像元尺度上,定量分析了过去40年黄河三角洲湿地景观演变的驱动力及其空间差异。研究表明:(1)过去40年来,黄河三角洲自然湿地面积不断萎缩,人工湿地增加,湿地总面积减小,黄河三角洲整体上呈现出人工化或湿地退化趋势,同时也存在明显的空间异质性:滨海地区以人工化和湿地退化趋势为主,黄河入海口地区以湿地化趋势为主,中西部和西南部传统农耕区基本无变化。(2)黄河三角洲湿地景观的人工化或湿地退化趋势是过去40年来黄河水沙减少、人类活动加剧共同作用的结果。区域尺度上,人类社会经济活动对黄河三角洲湿地景观演变起主导作用,黄河径流量和输沙量的作用明显弱于社会经济因素。像元尺度上,驱动因素的空间异质性是导致黄河三角洲湿地景观演变空间异质性的原因。湿地的发展主要归因于自然因素,以黄河水沙作用最为关键;湿地的人工化或退化过程以人类社会经济活动的强制改造为主导,但是否伴随黄河水沙变化的潜在影响,对特定区域而言应是确定的,但仍很难从像元尺度进行量化。     

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.     

黄河口岸线变迁对潮滩盐沼景观格局变化的影响

基于2001、2005和2010年3期TM遥感影像,运用GIS技术,分析了黄河三角洲不同区士或(Ⅰ区,刁口段;Ⅱ区,东营港及临近岸段;Ⅲ区,河口段;Ⅳ区,南部莱州湾岸段)潮滩盐沼的景观演变与海岸线变迁的动因关系。结果表明,岸线变迁直接决定了潮滩盐沼面积的增长或缩减,但其在不同区域的影响程度差异较大。2001-2010年,Ⅰ区由于1976年以后刁口流路废弃、水沙输入量锐减导致其岸线持续蚀退,潮滩面积锐减明显(减少57.64 km~2,减少率25.94%);Ⅲ区由于1976年以后黄河由清水沟或清8汉入海,河口区域的持续淤积状态使得岸线持续增长,潮滩面积增加显著(增加66.17 km~2,增长率17.39%);而Ⅱ区由于海堤修建及港口建设等人类活动影响,岸线基本处于稳定状态,潮滩面积变化不大,Ⅳ区潮滩面积持续增加。不同区域潮滩盐沼景观格局随距海远近均呈明显带状分布,依次为芦苇盐沼、碱蓬-柽柳-芦苇盐沼、碱蓬盐沼和光滩。2001-2010年,不同景观类型之间存在明显转移,光滩、碱蓬盐沼和芦苇盐沼的面积持续减少(分别减少6.02、18.39和99.20 km~2,减少率为4.61%、12.86%和50.11%),碱蓬-柽柳-芦苇盐沼的面积整体呈增加趋势(增加35.50 km~2,增长率为24.99%)。研究发现,不同区域的景观类型均随岸线的淤积或蚀退而发生向海或向陆的演替,岸线变迁是影响不同区域潮滩盐沼景观格局的决定因素,而黄河调水调沙工程的长期实施对于近年来河口段岸线的变迁以及盐沼植被景观类型的演变具有深刻影响。     

黄河改道以来黄河三角洲演变过程及其驱动机制

基于1976—2009年的23期遥感影像,并结合1976—2008年利津站水沙数据以及黄河流域年均降水量数据,定量分析黄河入海水沙特征以及黄河三角洲演变过程及其驱动机制.结果表明:1976—2008年间,黄河入海年径流量和年输沙量呈现出年际变化大和丰枯水(沙)年交替的特征,但总体均呈下降趋势;清水沟流路河口三角洲岸线和面积变化总体呈淤积增长趋势,三角洲的发育过程大致分1976—1985年、1986—1995年和1996—2009年3个阶段,3个阶段的增长速率逐阶段递减;黄河三角洲岸线和面积与利津站累积输沙量之间均呈显著的指数函数关系;黄河流域降水量的年际波动与利津站入海输沙量年际波动基本同步,并具有相关性,说明黄河流域降水量的年际波动是引起入海径流量和输沙量波动的重要原因.     

黄河三角洲潮间带及近岸浅海大型底栖动物物种组成及长周期变化

黄河三角洲湿地是渤海重要的生态功能区, 在生物多样性保护与生态功能恢复方面发挥着重要作用。为系统研究该区域内大型底栖动物群落物种组成及时空分布, 作者在该区域典型潮间带和近岸浅海(5 m以浅水域)布设11个断面, 分别于2016年8月和11月, 2017年5月、8月和11月进行3个季节取样。结果显示: 黄河三角洲潮间带和邻近海域共发现大型底栖动物187种。其中, 潮间带分布119种, 近岸浅海分布99种。黄河三角洲潮间带和近海大型底栖动物物种组成均具有明显的时空差异。与历史资料相比, 黄河三角洲潮间带和近岸浅海大型底栖动物物种组成发生了明显变化, 动物个体呈小型化趋势。总体表现为自20世纪90年代末至今, 个体大的甲壳动物和软体动物经济类群逐渐被个体小且经济价值较低的多毛类、双壳类和甲壳动物取代。引起上述变化的原因复杂, 主要驱动力包括黄河来水量与输沙量的减少、人类活动(过度捕捞、开发力度加大)和互花米草(Spartina alterniflora)入侵。     

黄河三角洲潮沟形态特征对湿地植物群落演替的影响

通过野外调查明确黄河三角洲潮上带、潮间带、潮下带内潮沟的形态特征及植物群落演替特征, 并在此基础上探讨潮沟对植物群落的影响。结果表明: 1)潮沟共包括4级, 沿海到内陆方向, 呈现出潮沟分叉增加、级别增多、曲率变大的发育趋势。潮上带和潮下带均出现较大的宽深比, 潮间带的潮沟密度和分汊率较大; 2)共统计到植物10科15属15种, 大部分为草本植物。植物演替的方向为碱蓬-柽柳-芦苇和香蒲, 物种生态位宽度最大值随着演替的进行, 由碱蓬变为柽柳再到芦苇和香蒲; 3)潮沟曲率、潮沟密度和潮沟宽度与群落演替方向呈正相关, 而潮沟分汊率和潮沟深度与群落演替方向呈负相关。植物群落演替对潮沟分汊率的变化的反应最敏感, 潮沟密度次之。     

Fluorescence characterization and microbial degradation of dissolved organic matter leached from salt marsh plants in the Yellow River Delta

盐沼植被是沿海水体中溶解有机物(Dissolved Organic Matter, DOM)的重要贡献者。然而,不同盐沼植物释放DOM的动力学特征尚缺乏系统研究和比较。黄河三角洲湿地是中国东海岸面积最大,保护最完善的沿海生态系统之一。本论文研究了2016年10月从黄河三角洲(Yellow River Delta, YRD)盐沼中采集的三种常见沼泽植物(芦苇(Phragmites australis),碱蓬(Suaeda salsa)和獐茅(Aeluropus littoralis)的DOM释放过程。通过测定溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon, DOC)和溶解氮(Dissolved Nitrogen, DN)发现,植物叶片释放的DOM浓度远高于其根和茎。在27天的培养期内,平均有15%的生物碳和30%的生物氮以DOC和DN的形式通过植物叶片释放。从植物中释放的DOM非常不稳定,在27天的培养期内,细菌共消耗了92.4%–98.1%的DOC和88.0%–94.6%的DN。植物释放DOM的荧光特性表明,发色溶解的有机物(Chromophoric Dissolved Organic Matter, CDOM)是DOM的主要组分,而类蛋白组分是植物释放CDOM的主要组分。细菌的降解作用改变了DOM的荧光性质和化学组成。上述的室内研究结果得到了实地调查的充分支撑,表明在深秋时期黄河口湿地有大量DOM溢出。本研究结果表明,盐沼植物释放的DOM是沼泽和沿海水域DOC和DN的重要来源,而且易降解DOC和DN为黄河口湿地和邻近沿海水域中的微生物群落提供了重要的食物来源。     

Variation of soil nutrients and particle size under different vegetation types in the Yellow River Delta

The Yellow River Delta wetland, located at the southern coast of Bohai Gulf, provides important ecosystem services such as flood control, water purification, biodiversity conservation, nutrient removal and carbon sequestration, shoreline stabilization, tourism attraction and wetland products maintains in the Yellow River Delta. This study assessed how agricultural activities in a reclamation wetland changed soil pH, soil electric conductivity, soil nutrient and soil particle size as compared to natural vegetation by using a combination of field experiments and lab analysis. The vegetation type included adjacent alfalfa field (Medicago sativa), cotton field (Gossypium spp.), Chinese tamarisk shrub (Tamarix chinensis), and reed marsh (Phragmites sage). The results indicated that the soil pH was higher (pH > 8) in alfalfa field and cotton field, and alfalfa field and reed marsh had significant function in reducing soil salt content, soil electric conductivity of alfalfa field at 0–30 cm were 140.38 ± 14.36, 114.48 ± 14.36, 125.30 ± 11.37 μs/cm. The effect of different vegetation types on soil nutrient was significant (P < 0.05). Soil organic matter at 0–10 cm in Chinese tamarisk shrub and reed marsh was 21.66 ± 3.82 g/kg and 16.51 ± 4.60 g/kg, which was higher than that of alfalfa field (10.47 ± 2.36 g/kg) and cotton field (9.82 ± 1.27 g/kg), but soil total nitrogen content in alfalfa field was the highest, which is significantly higher than that of cotton field, Chinese tamarisk shrub and reed marsh(P < 0.05), the content of soil total nitrogen at 0–10 cm and 10–20 cm was 7.67 ± 0.38 g/kg and 5.97 ± 0.51 g/kg, respectively, while the content of available P and available K was reversed. The difference of soil particle size between layers was not significant (P > 0.05), the sand content of Chinese tamarisk shrub soils in 0–10 cm was the highest, the next was alfalfa field and cotton field, and the content of silt and clay in reed marsh was higher than the others. The correlation and significant degree between soil particle size and soil nutrient was related with vegetation types, and soil organic matter was significantly positively correlated with soil silt and clay content on the alfalfa field. The results demonstrated that wetland cultivation was one of the most important factors influencing on the nutrient fate and reserves in soil, which could lead to rapid nutrient release and slow restoration through abandon cultivation. Consequently, compared with cotton field, alfalfa field is more favorable to sustainable management of wetland cultivation in the Yellow River Delta. It should be considered in wetland restoration projects planning.     

降雨量和降雨时间共同调控黄河三角洲典型盐沼湿地土壤碳矿化

研究降雨格局(如降雨量和降雨时间)对滨海盐沼湿地土壤碳矿化的影响,对于深入理解土壤碳的稳定性和积累机制具有重要意义.本研究选取远离海岸且不受潮汐影响的黄河三角洲原生盐地碱蓬盐沼湿地为对象,通过野外原状土柱的控制试验,分析土壤碳矿化(CO2和CH4通量)在不同时期(干旱期和湿润期)对降雨事件的响应.结果表明:降雨时间和降...