湿地生物多样性的摇篮——三江平原

<正>在我国的东北角,奔腾着三条不息的河流——黑龙江、松花江和乌苏里江,它们哺育的这片神奇的黑土地,滋养的这块神秘的泽国,就是闻名世界的三江平原。三江平原是我国湿地面积最大、最集中的分布区,生物多样性十分丰富,是《中国生物多样性保护行动计划》和《中国湿地保护行动计划》列出的优先地区和具有国际意义的地区,也是亚洲和世界的重要湿地。这里不仅成为许多珍稀濒危动物的重要栖息地、繁殖地,也是东北亚鸟类迁徙的重要通道,还是重要的湿地物种基因库和种质     

基于水文与土地覆盖的三江平原湿地恢复

以RS为数据源,GIS为数据处理和分析平台,在获得三江平原2005年土地覆盖数据和相对土壤湿度数据的基础上,确定了三江平原受保护的区域与适合进行湿地恢复的区域,再引入临近度准则、斑块面积准则,构建湿地恢复地点选择模型,分析了三江平原湿地恢复的潜力等级,依照恢复潜力的大小来确定湿地恢复的空间位置以及先后顺序。结果表明,耕地是现有湿地恢复区的主要来源,尤其是相对土壤湿度高的耕地。一级恢复区的面积为529261 hm²,占三江平原总面积的4.86%,该区域一般地势低洼,水分供应充足,恢复成湿地的潜力最大,是近期实施湿地恢复的区域;二级恢复区的面积为73724 hm²,占三江平原总面积的0.68%,该区域具有较大的斑块面积,且距离现有的湿地或水域不远,如果恢复成湿地,对于进一步增加湿地斑块之间的连通性、减少栖息地破碎化,将有很大贡献,可以作为中远期实施湿地恢复的区域;三级恢复区在整个研究区范围内都有分布,占三江平原总面积的21.11%,考虑到三江平原作为中国商品粮豆基地的重要性,以及目前的经济发展水平,该区域为目前不需要进行湿地恢复。     

三江平原湿地典型植物群落物种多样性研究

以三江平原分布最广的毛果苔草(Carex lasiocarpa)群落和小叶章(Calamagrostis angustifolia)群落为研究对象,研究2个群落的植物物种及其组成特征。结果表明,毛果苔草群落以毛果苔草为优势种,以漂筏苔草(C.pseudocuraica)为亚优势种,二者的重要值之和为56.4%;小叶章群落以小叶章为优势种,其重要值为50.8%。物种多样性分析表明,毛果苔草群落和小叶章群落的Simpson指数(D)、Shannon-Wiener指数(H)和Pielou均匀度指数(J)均有较大波动,且H与J呈显著正相关,与D呈显著负相关,与S无显著相关关系;毛果苔草群落的H、D、J和S均高于小叶章群落,但差异不显著;2群落的相似性指数为46.5%,表明二者间存在一定的联系。     

三江平原流域湿地景观多样性及其50年变化研究

基于统一的湿地景观分类系统 ,利用遥感和 GIS技术 ,选择两个典型流域为研究单元 ,通过对比定量研究了 5 0年来流域湿地景观多样性的变化过程 ;分析了湿地景观多样性变化对生态系统多样性和群落多样性的影响以及与面积的关系 ;探讨了流域地貌类型对湿地景观多样性形成的影响以及地貌多样性与湿地景观多样性之间的关系 ;通过湿地多样性指数分析发现湿地景观多样性受人类影响的阶段性变化特征 ,为流域湿地保护和退化生态系统的恢复提供定量分析依据     

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。     

基于C-Plan规划软件的生物多样性就地保护优先区规划——以中国东北地区为例

以中国东北地区为研究区域,根据生物多样性属性特征,选择研究区域内具有代表性的濒危物种作为指示物种,利用系统保护规划方法(Systematic Conservation Planning,SCP)和保护规划软件(C-Plan),对该区域进行了优先保护规划研究。通过计算规划单元的不可替代性值(Irreplaceability,IR),找出区域生物多样性热点地区和保护空缺地区,然后利用C-Plan规划软件对该地区进行保护优先等级划分,确定必须保护(Mandatory Reserved,MR)、协商保护(Negotiated Reserved,NR)和部分保护(PartiallyReserved,PR)3个等级保护区域的具体位置和面积,并针对保护现状提出保护规划建议。结果显示,必须保护区域的总面积占区域总面积的8.17%,主要分布于长白山核心地区和大兴安岭北部原始林区;协商保护区域占总面积的7.51%,主要分布于大兴安岭东南部和松嫩平原湿地;部分保护区域占总面积的9%。保护空缺分析结果显示,现有国家级自然保护区对生物多样性的保护存在3个明显的保护空缺,即长白山林区的龙岗山地区、老爷岭北部和张广才岭南部;大兴安岭北部原始林区、呼玛河—黑龙江流域的平原湿地和伊勒呼里山东南部山区;大兴安岭南部森林草原过渡区的东南部森林地区。结合区域内已建立的国家级自然保护区情况,利用C-Plan规划软件对不同时期建立的保护区实现保护目标的贡献率做了分析。截止2000年,已建保护区可实现预期保护目标的17.5%,通过对贡献率大小的比较确定了不同时期保护的有效程度。研究打破了传统的对称几何形状的单元划分方法,根据植被类型和自然地形地貌,采用自然多边形进行单元划分,提高了物种分布范围准确度。研究通过C-Plan规划软件的实际应用,丰富了系统保护规划研究的方法,从理论上为区域保护规划提供了科学依据,并可指导我国自然保护区管理政策的制定和中长期规划的编制。     

农田开垦对三江平原湿地土壤种子库影响及湿地恢复潜力

种子库是湿地植被恢复的重要途径之一,不同时期的耕作土壤中残留的种子对开垦湿地恢复具有重要的作用.本文采用温室萌发法在两种水分条件下对三江平原天然湿地、不同开垦年限湿地种子库结构和规模进行了研究,以了解不同开垦年限湿地种子库特征及其在湿地植被恢复中的潜力.本次实验共萌发物种50种,随着开垦年限增加,萌发物种逐渐减少,天然湿地、开垦1年、3年、10年、20年的湿地分别为34种、31种、21种、21种和8种,萌发物种数与种子库规模均表现出极显著差异(F1=8.32,F2=5.946,P＜0.001).种子库密度以天然湿地和开垦1年湿地最大,分别为7624粒/m2,9836粒/m2.随着开垦年限增加,种子库规模逐渐减小,开垦3年、10年种子库密度为4336粒/m2,4872粒/m2.开垦20 a后,显著减少为432粒/m2.湿润条件下萌发物种数及种子密度显著高于淹水处理,种子库具有明显的分层现象,0-5 cm土层种子库规模显著高于5-10 cm.小叶章(Calamagrostis angustifolia)作为该地区优势物种,由最初的1192粒/m2,经过20 a开垦后在种子库中消失.研究表明,在一定的开垦年限范围内,开垦湿地土壤中仍然保留大量的湿地物种种子,在湿地恢复中具有重要的作用.     

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。     

基于空间分析的东北地区湿地优先恢复

以GIS/RS为技术手段,从景观结构因子、河流及道路密度、湿度指数、地貌条件、耕地生产力5方面对东北地区湿地恢复潜力进行空间分析,确定了东北地区湿地恢复的优先、次优先区域,并利用农作物生产与湿地协调发展指数、景观指数验证恢复效果.结果表明： 东北地区湿地优先恢复面积为1.78×10⁶ hm²,其中,耕地和草地为主要的恢复类型,占优先恢复面积的96.7%,主要位于东北部的三江平原和中部的松嫩平原;次优先湿地恢复面积为1.03×10⁶ hm².经过优先、次优先湿地恢复,东北地区湿地面积将在现有湿地面积的基础上提高37.4%.湿地恢复后,研究区农作物生产与湿地协调发展水平值从恢复前的0.539增加到恢复后的0.733,湿地景观格局更有利于沼泽湿地生态功能的发挥.说明基于空间分析制定的东北地区湿地恢复方案是可行的,可为东北地区湿地恢复的实施和生态环境的改善提供数据支持.     

尤溪县生物多样性保护优先地区分析

选择人类活动频繁的常绿阔叶林林区具有代表性的福建尤溪县进行了生物多样性保护的优先性分析。在多次实地调查基础上,利用野生动物野外实地样带调查数据,已有的珍稀淑危鸟,兽和植物物种的分布资料,同时结合利用地理信息系统软件ARC/INFO数字化1：10万林相图和1：5万地形图,建立了基于GIS的尤溪县生物多样性信息系统,然后根据物种多样性,珍稀濒危物种保护和生态系统保护目标,确立了保护优先性分析原则,即珍稀濒危物种尽可能包含在保护区和保护小区内,同时在优先保护区尽可能包含更多的其它物种,用最新的森林分布图及调查物种分布与生境关系,生态系统在保护物种与生态系统功能等方面的作用等,提出了生态系统的保护优先地区,将提出保护优先地区与已建保护小区和保护点分布图进行叠加分析表明,保护小区和保护点的方法是保护珍稀濒危物种的有效方法,但是需要考虑保护小区之间的联系,在对大型哺乳动物保护时需要建立面积较大的自然保护区,最后,提出了建立自然保护区规划。     

三江自然保护区湿地保护与退耕还湿政策的农民响应

通过对三江自然保护区核心区边缘6个村屯和实验区内5个村屯的310家农户家庭就湿地保护与退耕还湿的问卷调查和访谈研究,探讨了农民对湿地保护和退耕还湿政策的响应.调查发现:湿地保护与退耕还湿的农民响应具有很大的相似性,不同年龄结构,认知水平和区域位置,决定了他们对湿地保护和退耕还湿支持意愿的不同,表现在年轻人、受教育程度高和居住在实验区的人更倾向于湿地保护和退耕还湿.在退耕还湿问题上,农民反对退耕还湿的原因和农民接受退耕还湿的补偿方式选择都反映出农民对现有耕地及补偿制度的思考.研究表明:湿地重要性已经被广大农民所认可,农民对湿地保护和退耕还湿政策的支持主要取决于能否保证农民的经济利益;缺乏明确的退耕还湿补偿制度和替代生计引导是湿地保护和退耕还湿实施的制度障碍和政策缺失.     

Relationship between biodiversity and landscape structure in the Gyungan stream basin,central Korea

The relationship between landscape structure and biodiversity was investigated in the Gyungan stream basin, central Korea, in order to prepare a biodiversity conservation plan. The study area was divided into upstream, midstream, downstream and Gonjiam stream sub‐watersheds based on the land use pattern of each sub‐watershed. The quality of the terrestrial landscape was assessed by connectivity and percentages of deciduous broad‐leaved forest and urbanized area. The quality of the terrestrial landscape was the highest in the downstream sub‐watershed followed by Gonjiam stream, midstream and upstream sub‐watersheds. The quality of the riparian landscape assessed by percentages of the number and the area that the wetland vegetation elements occupy in the whole area showed a similar trend to that of terrestrial landscape. The diversity of all taxa including fish, reptiles and amphibians, birds, mammals and wetland vegetation except benthic macroinvertebrates was the highest downstream. The diversity of benthic macroinvertebrates was the highest in the Gonjiam stream sub‐watershed. Thus, biodiversity was shown to be the highest in the downstream sub‐watershed, followed, in order, by Gonjiam stream, midstream and upstream sub‐watersheds in proportion to landscape quality. On the other hand, the quality of the aquatic environment based on the ecological score of benthic macroinvertebrate (ESB) index was the highest downstream, followed, in order, by upstream, Gonjiam stream and midstream areas. This trend is different from that of biodiversity. In order to improve landscape quality degraded by excessive land use and to increase biodiversity, we recommended a restoration plan that addresses both ecosystem and landscape.     

三江平原东北部湿地生态安全格局设计

以三江平原东北部为研究区域,采用"3S"技术和数学模型,根据景观尺度上生物多样性保护规划的景观生态安全格局方法,对三江平原湿地生物多样性保护进行规划设计.利用GAP分析方法预测湿地鸟类丰富度,并评价和计算了湿地鸟类干扰度,在此基础上构建物种运动阻力模型,并利用此模型计算物种运动阻力指数,建立物种运动等阻力面,在阻力面上识别战略点、辐射道和源间联接等景观组分.为了保护本区的湿地生物多样性,提出扩大保护区的面积、建立保护区与热点之间的廊道和设立微型保护地块的规划措施.提出的湿地鸟类多样性保护的景观生态安全格局技术与方法,不但为三江平原湿地及其生物多样性的保护和管理提供科学依据,而且丰富和发展了我国生物多样性保护的理论与方法.     

三江平原沟渠网络结构对区域景观格局的影响

农业开发进程中产生的沟渠作为农业景观中廊道内部的动因主体,会对周围自然生态系统产生不同程度的影响;同时沟渠网络的形成,又使得这种影响作用更加深入和复杂.以根据三江平原建三江管局辖区2004年的Landsat-TM卫星影像解译的土地利用现状图以及沟渠分布水利图为基础资料,在地理信息系统(GIS)支持下,选择3个30×30km2的取样区为研究对象,分析了各样区的景观结构特征和沟渠网络结构.在此基础上,用典范相关分析(CCA)定量研究了沟渠网络结构对于区域景观格局的影响.结果表明:沟渠网络的结构对区域景观格局有显著影响,沟渠密度越大,网络结构越复杂,则区域景观中斑块数目越多,平均斑块面积越小;同时农业用地所占比例越大,自然湿地所占比例越小.通过各沟渠网络结构指标与CCA排序轴的相关性分析发现,对区域景观格局影响最大的指标是沟渠密度,其次是线点率和环度,而反映沟渠网络连通性的连通度指标影响相对较小.     

三江平原小叶章群落近30年的动态变化

由于生境的改变,三江平原沼泽湿地典型植物群落中小叶章群落内部发生了显著的变化。本文以定点观测和典型湿地植物调查为基础,分析了近30年来小叶章群落的动态变化。结果表明,小叶章群落的物种频度符合Raunkiaer频度定律,即5个频度级的关系都具有A〉B〉C≥D〈E的规律性。小叶章群落的物种构成发生了明显变化,灌木类型植物逐渐增多。植物物种多样性减少。小叶章的多度、分盖度和高度都有降低趋势。     

三江平原流域湿地景观破碎化过程研究

以流域为研究单元,利用历史图件和遥感数据资料及GIS技术,系统分析了该区典型流域50年来湿地景观的破碎化过程.结果表明,该区湿地景观破碎化在斑块个体和空间结构两方面变化极大.景观斑块个体变化主要表现为最大斑块、平均斑块面积不断缩小,斑块密度不断增大,斑块形状破碎化指数不断增大,景观内部生境面积破碎化指数不断上升;空间结构变化主要表现为湿地景观由初始基质景观逐渐变为河岸带景观;同时,随着农田面积逐渐扩大,隔离湿地斑体数量不断上升,隔离度不断增大;景观空间分布模式由“大陆-岛屿模式”向“卫星型模式”转变,最后变化为“完全隔离型模式”.导致该区湿地景观破碎化的主导因素是大规模的农业开发,反映了人类活动对湿地景观的巨大影响.