鹭鸟栖息对杭州湾湿地土壤磷累积及形态分布的影响

土壤中磷含量对维持生态系统平衡起着重要作用。为研究杭州湾湿地迁徙候鸟栖息以及鸟粪的输入对栖息地土壤生态环境的影响,开展了鹭鸟筑巢树林下（影响区）和无鹭鸟筑巢树林下（对照区）土壤磷累积、土壤及鸟粪磷形态分布研究。结果表明：鹭鸟影响区土壤有机碳（Soil Organic Carbon,SOC）、全氮（Total Nitrogen,TN）、全磷（Total Phosphorus,TP）、有效磷（Available Phosphorus,AP）含量显著高于对照区（P<0.05）;对照区土壤TP含量为718.33 mg/kg,影响区土壤TP平均含量最高可达2040 mg/kg,其中钙结合态磷（Ca-bound P,Ca-P）含量最高,约占55.22%-62.96%,其次是残渣态磷（Residual Phosphorus,RP）、有机磷（Organic Phosphorus,OP）、铁铝结合态磷（Fe/Al-bound P,（Al+Fe）-P））、交换态磷（Exchangeable P,Exch-P）。鸟粪中有机碳（Organic Carbon,OC）、TN、TP含量分别是表层土壤的11.18-40.90倍,94.22-148.11倍,15.41-43.22倍,差异极显著（P<0.01）。TP含量与Exch-P、（Fe+Al）-P、Ca-P、AP极显著正相关,与RP显著正相关,与pH显著负相关。结果表明鸟粪输入使杭州湾湿地土壤TP含量显著提高,Exch-P、（Fe+Al）-P、Ca-P、AP含量均有提高,且占TP百分比增大,鸟粪输入造成了该地土壤磷素累积的同时增加了土壤磷素的流失风险。     

岩溶石漠化区不同植被恢复模式土壤无机磷形态特征及影响因素

为分析岩溶石漠化区不同植被恢复模式土壤无机磷的形态特征,评价植被恢复的土壤供磷潜力,阐明有机碳及钙素在无机磷形态转化中的作用,选取研究区内8种有代表性的样地,采用蒋柏藩无机磷分级方法对土壤无机磷形态特征及影响因素进行研究。结果表明:研究区土壤全磷与速效磷含量分别在0.25—1.35 g/kg、1.05—53.01 mg/kg范围,无机磷总量在123.94—934.61 mg/kg,耕地与退耕地以及各退耕地之间全磷、速效磷、各形态无机磷含量水平差异明显,各退耕地磷素含量水平介于耕地与次生马尾松林地之间,退耕地中桃林地、花椒林地磷素含量水平较高、樟树林地、柳杉林地、撂荒草地次之、撂荒灌丛地较低。各样地土壤无机磷占全磷比例在51.2%—72.4%,不同形态的无机磷含量表现为O-PFe-PCa-PAl-P,其中Ca2-P、Al-P对速效磷的贡献率大,Fe-P、Ca8-P贡献较小,O-P、Ca10-P献率最小。不同活性土壤有机碳与不同形态钙素对各形态无机磷在总无机磷中比例的影响较大,p H、容重、粘粒含量、含水量等其它理化性质影响较小。     

林线附近主要植被类型下土壤非生长季磷素形态

采用Hedley磷素分级方法,比较研究了岷江上游林线附近不同植被类型(高寒灌丛草甸、雪山杜鹃灌丛和岷江冷杉林)非生长季0—20cm土壤无机磷和有机磷形态。结果表明,研究区内土壤总磷平均含量(857.32mg·kg-1)较高,但活性磷含量仅占总磷的10%左右。生物态磷含量占总磷含量的60%以上,表明土壤磷素受生物作用影响较大。3种植被类型下土壤无机磷主要以D.HCl-Pi(稀盐酸提取无机磷)和C.HCl-Pi(浓盐酸提取无机磷)形态存在,活性无机磷和NaOH-Pi含量较少。高寒灌丛草甸土壤D.HCl-Pi和C.HCl-Pi含量均显著高于岷江冷杉,表明其含有更多的钙结合态磷。土壤有机磷与土壤有机碳呈显著正相关,NaOH-Po是有机磷主要的构成形态,占总磷含量的39.39%—53.69%。不同植被类型下土壤有机磷形态间差异较大,岷江冷杉林下土壤NaHCO3-Po和NaOH-Po含量最高,高寒灌丛草甸则含有更多的C.HCl-Po。低温和凋落物积累是造成林线附近土壤有机磷含量较高的重要原因。     

不同植被类型的滩涂湿地土壤线虫群落特征

对江苏盐城湿地保护区内不同植被带土壤线虫的群落结构特征进行了研究.结果表明：调查共鉴定出20科39属,优势属和常见属的数量占总个体数的90%以上;不同植被类型的滩涂湿地土壤线虫总数存在明显差异性,线虫数量范围为每100 g干土79～449条,小麦地显著高于其他植被带,光滩地数量最少.线虫群落生态指数对植被带有不同的响应,土壤线虫群落多样性指数H、均匀度指数J在不同植被带的分布依次为：苇草带＞盐蒿带＞小麦地＞米草带＞光滩带,而优势度指数λ的分布为：光滩带＞米草带＞小麦地＞盐蒿带＞苇草带,表明光滩带的线虫群落多样性和稳定性小于其他植被带,土壤线虫群落趋于单一化;成熟度指数MI表现为保护区内未开垦植被带高于已开垦的小麦地,说明农田受外界干扰明显.不同植被带间的线虫群落结构存在显著差异,各植被带的最大贡献物种各不相同.土壤理化性状与线虫数量、营养类群、生态指数存在明显的相关关系.表明线虫群落的变化能很好地反映植被带生境的多样性,土壤线虫可作为湿地生态系统中一个重要的生物指示因子.     

武汉南湖水体及沉积物不同形态磷的季节变化

在武汉南湖5个采样点分别采集了湖水和柱状沉积物样品,对水体、沉积物及其间隙水中磷的季节变化以及沉积物中的不同形态磷进行了研究.结果表明: 水体总磷（TP）和正磷酸盐磷（PO₄^3--P）的平均含量分别为0.240和0.033 mg·L^-1.TP和PO₄^3--P均在11月含量最高,但TP含量的最低值出现在2月,PO₄^3--P含量的最低值出现在8月.沉积物中TP的平均含量为1.005 mg·g^-1, 4—11月呈上升趋势,11月至次年2月趋于稳定;其垂直分布上随沉积深度增加逐渐降低.其间隙水PO₄^3--P的平均含量为0.209 mg·L^-1,11月最高,2月最低,其垂直分布规律与沉积物TP一致.沉积物中的不同形态磷以无机磷为主,占TP的61.4%～77.1%.沉积物中活性磷（BA-P）的含量很高,但BA-P随沉积深度增加显著降低.相关性分析表明,沉积物主要通过BA-P和自生钙磷（ACa-P）的释放向水体供给磷.     

杭州湾滨海湿地土壤有机碳含量及其分布格局

通过研究杭州湾自然潮滩湿地和围垦湿地土壤有机碳含量及其分布格局,揭示湿地植被演替、外来物种入侵和围垦活动对土壤有机碳分布的影响.结果表明:潮滩湿地土壤表层有机碳含量在4.41～8.58 g·kg-1,平均值6.45 g·kg-1.不同植被类型下表层土壤有机碳表现为:芦苇(8.56±0.04 g·kg-1)＞互花米草(7.31±0.08 g·kg-1)＞海三棱蔗草(5.48±0.29 g·kg-1)＞光滩(4.47±0.09 g·kg-1);围垦湿地表层土壤有机碳表现为:20世纪60年代(7.46±0.25 g·kg-1)＞2003年(5.12±0.16 g·kg-1)＞20世纪80年代(1.96±0.46 g·kg-1),即土壤有机碳含量随围垦时间延长表现为先降低后升高的趋势;土壤有机碳在垂直剖面上均表现为由表向下逐渐降低的趋势.潮滩湿地和围垦湿地的土壤有机碳与pH呈显著负相关,与总氮呈显著正相关,表明在土壤中氮主要以有机氮的形态存在.潮滩湿地有机碳与碳氮比相关性不明显,而围垦湿地具有显著正相关性,说明围垦利用对湿地土壤碳氮比产生了一定影响.研究表明,潮滩湿地土壤固碳能力随着植物群落演替逐步增强,而外来入侵种互花米草的大量入侵和扩散将有可能降低潮滩湿地生态系统土壤的储碳功能.围垦引起的土壤水分、颗粒组成的变化以及耕作、土地利用和利用历史是影响围垦湿地土壤有机碳分布的主要原因.     

乌江流域不同营养水平的梯级水库沉积物中磷形态特征

分析了乌江干流及支流不同营养水平的梯级水库(东风-贫营养、红岩-中营养、乌江渡-富营养)沉积物粒度的垂向分布,并以改进的连续提取法(SEDEX)调查了不同磷形态垂向分布特征。结果表明:3水库沉积物粒径均随深度的增加而减小,东风水库粒径最大,红岩水库其次,处于下游的乌江渡水库粒径最小;乌江渡、红岩和东风水库沉积物总磷(TP)的平均含量分别为2.07、1.22和1.11mg.g-1,总无机磷分别占到总磷53.8%、44.5%和81.9%,有机磷占TP的41.9%、55.5%和18.1%;3水库各形态磷所占比例不同,其中,乌江渡水库交换态磷所占比例相对较大,与其富营养化状态一致;乌江渡水库沉积物表层10cm,各形态磷含量随深度的增加呈下降趋势,红岩水库除交换态磷,其他各形态磷变化趋势不明显。东风水库各形态磷变化趋势不明显;河流梯级开发使下游水库颗粒物粒径变小,从而使下游水体中的磷更易吸附和释放,下游水库沉积物与水体交换也更强烈,除总磷外,交换态磷、自生磷和有机磷也可较好地反映水库富营养程度及演变。     

哈尼梯田湿地土壤不同形态磷的时空分布特征

磷是湿地和农业生态系统中的重要元素之一,其中土壤磷形态的迁移转化广受关注。以哈尼梯田湿地为例,分别在哈尼梯田湿地的水稻生长期、收获期和休闲期,采集湿地不同海拔（梯田区上部、中部和下部）和不同深度的土壤（0-20 cm,20-40 cm,40-60 cm,60-80 cm）进行磷形态分析,研究了哈尼梯田湿地土壤中不同形态磷的时空分布规律和影响因素。结果表明：（1）哈尼梯田湿地土壤中总磷（TP）含量均值为318.74 mg/kg,在水稻收获期含量最高,无机磷（IP）含量均值在水稻休闲期最高（85.95 mg/kg）,湿地土壤磷总体呈缺乏状态。（2）受外源磷输入影响,铁铝结合态磷（NaOH-P）占无机磷比重最大,且季节差异性显著（P<0.05）;而钙结合态磷（HCl-P）在各季节无显著差异（P>0.05）,这与湿地生态环境和地质背景有关。（3）哈尼梯田湿地对磷的迁移有截留作用,表现为各形态磷含量总体呈现在上部梯田湿地较高,并随海拔的降低而降低;不同形态磷含量在20-40 cm土层富集。（4）除HCl-P外,其余形态磷与土壤粒径在不同土层表现为负相关;不同土层TP和有机磷（OP）与pH值呈正相关;土壤总有机碳（TOC）与不同形态磷在收获期呈显著负相关（P<0.05）。研究表明了哈尼梯田湿地立体空间结构和人为活动能影响湿地生态系统中磷的分布与迁移循环,该结论可为梯田湿地的可持续发展提供参考。     

中国主要湿地植被氮和磷生态化学计量学特征

研究湿地植物氮(N)和磷(P)的生态化学计量学特征对揭示植物与生境的耦合关系具有重要意义。通过收集中国52个采样区湿地植物不同器官和全株样本的N和P含量, 对其进行分类和统计分析, 探讨植物器官、生长期、植物类型、湿地类型和气候带对湿地植物N和P生态化学计量学特征的影响。结果表明: 1)湿地植物各器官N、P和N:P的几何平均值均表现为叶片(N, 16.07 mg·g^-1; P, 1.85 mg·g^-1; N:P, 8.67) >地上部分(N, 13.54 mg·g^-1; P, 1.72 mg·g^-1; N:P, 7.96) >茎(N, 7.86 mg·g^-1; P, 1.71 mg·g^-1; N:P, 4.58); 2)叶片N含量随时间变化呈现“三峰”型变化, 峰值分别出现在5月、7月和9月; 茎的N含量随时间变化表现为“双峰”型, 峰值出现在5月和9月; 成熟期之前, 植物叶片的N:P与N趋同波动, N:P主要受N含量控制; 衰老期N:P受P含量控制。3)湿地类型是影响植物叶片N和P生态化学计量特征的关键因素, N和P含量最高值出现在河流, 最低值出现在沼泽湿地, N:P的变化趋势大致与之相反。4)植物叶片N、P和N:P的几何平均值都表现为热带>温带>亚热带, 但总体差异不显著(p > 0.05)。5)中国大部分湿地植物叶片N:P < 14, 表现为N限制。     

不同林分土壤磷形态与磷酸酶特征

以湖南省平江县国有芦头林场的次生林以及经人工翻垦种植的油茶(Camellia oleifera)、黄桃(Amygdalus persica)、杨梅(Myrica rubra)和杉木(Cunninghamia lanceolata)四种人工林为研究对象,比较了不同林分土壤理化性质、磷酸酶活性与磷形态特征,分析了三者之间的相关性,探讨了次生林转变为人工林后,土壤磷形态和磷酸酶的变化特征以及驱动土壤磷素形态变化的关键因子。结果表明：(1)次生林土壤有机碳(SOC),全氮(TN)、铵态氮(NH⁺₄-N)含量与磷酸酶活性显著高于其他四种林分。(2)五种林分中土壤残余磷(Residual-P)含量最高,是林地土壤主要的磷素存在形态。林分转变后,黄桃林与杉木林树脂提取态无机磷(Resin-Pi)显著增加,黄桃林与油茶林NaHCO₃提取态磷(NaHCO₃-Pi、NaHCO₃-Po)含量显著增加,而四种人工林的NaOH提取态有机磷(NaOH-Po)含量均显著降低。可利用磷、中等可利用磷与稳定态磷...     

基于图像融合与混合像元分解的城市植被盖度提取

城市植被盖度提取对于开展城市绿色空间保护和城市规划具有重要意义。随着遥感技术的发展,混合像元分解模型被广泛用于从中等分辨率的多光谱影像提取城市植被盖度,但较低的影像空间分辨率限制了该模型的应用领域。为此,以杭州市为例,首先引入Gram-Schmidt(GS)方法对Landsat ETM+的多光谱波段和全色波段进行融合,再通过混合像元分解模型从ETM+融合影像上提取城市植被盖度,最后利用SPOT影像进行精度检验。结果发现,采用GS方法对影像进行融合后,标准差、信息熵、平均梯度提高,相对偏差小于0.07,说明在保留多光谱信息的基础上提高了其空间分辨率。与SPOT影像相比,在融合影像上75%以上样本的植被盖度值相似,误差较大的区域是市区植被特别稀疏或茂盛的像元。与源影像相比,从融合影像上提取的植被盖度的均方根误差和系统误差降低了0.01。该方法在降低城市植被监测成本、提高监测精度方面具有潜力。     

Phosphorus removal in small constructed wetlands dominated by submersed aquatic vegetation in South Florida, USA

Aims: Free-surface flow-constructed wetland is a powerful means forthe reduction of contaminants from agricultural runoff. Wetlandsdominated by submerged aquatic vegetations (SAVs) may take upnutrients, particularly phosphorus (P), from surface flow withhigh efficiency. The objective of this study was to assess Premoval performance by the SAV community under high and lowP concentrations. Methods: Weekly or biweekly inflow and outflow water samples were collectedfrom four small constructed wetlands (test cells) planted withSAV in South Florida, USA, between September 1999 and September2001. These test cells were divided into two groups, with thenorth test cells receiving a higher inflow total phosphorus(TP) concentration (average = 75 µg l^–1) than thesouth test cells receiving a lower TP concentration (average= 23 µg l^–1). Limerock (LR) berms were installedin two of these test cells to allow an evaluation of the efficiencyof this physical barrier to enhance wetland performance. Important findings: North test cells displayed high TP removal of 60% while theremoval efficiency of the south test cells was only 20%. Solublereactive phosphorus concentrations in both north and south testcells were sequestered down to near-detection limit. High removalefficiencies for particulate phosphorus were also observed inthe north test cells. The LR berms at the two test cells werefound to be associated with decreases of an average TP removalof 2 µg l^–1. Outflow TP concentration did not increasewith inflow TP concentration, but increased with nominal hydraulicloading rates. Findings from this study demonstrated high Premoval from inflow water containing high TP concentration bythe SAV wetland and the importance of hydraulic regime to wetlandperformance.     

杭州湾潮滩表层沉积物中磷的分布、赋存形态及生态意义

对杭州湾潮滩表层沉积物样品中的磷进行了总量、形态分级提取及生物有效性分析.结果表明:沉积物中总磷的含量为595.5～1268.8μg·g-1,空间分布特征总体表现为杭州湾北岸＞钱塘江杭州河段＞杭州湾南岸.总磷中有89.3%以无机磷形式存在,钙磷、残留无机态磷、有机磷和铁铝结合态磷是沉积物中磷的主要赋存形态,平均分别占总磷的68.3%、14.6%、10.7%和5.3%.钙磷的分布受到盐度变化影响,自钱塘江河口向外海方向明显增加;铁铝结合态磷则相反,分布朝外海逐步递减.沉积物中的潜在生物有效磷(BAP)含量为43.62～177.84 μg·g-1,平均含量为94.13 μg·g-1.该地区与国内典型的河口和滨岸带潮滩比较,总磷处于相对较高水平.强烈的水动力作用及咸淡水交汇使得环境因子频繁变化,加大了沉积物中磷作为内源向上覆水体释放及造成水体富营养化的可能性.     

基于夜间灯光数据的环杭州湾城市扩张及植被变化

综合运用遥感与GIS技术,基于2000、2007和2013年的DMSP/OLS夜间灯光数据和MODIS NDVI数据,利用灯光阈值提取法、植被指数分析等方法,研究环杭州湾地区城市扩张和建成区植被变化特征.结果表明: 采用最佳阈值方法,能够实现对城市地区用地信息的有效提取;环杭州湾地区城市用地整体围绕杭州湾呈“V”型模式扩展,并表现出面状、线状和点状3种扩张模式;从城市扩张速度、动态度和形态紧凑度来看,各地级市表现出较大的时空差异,但整个研究区的城市扩张速度和动态度普遍呈现降低趋势,平均城市形态紧凑度则经历了先下降后上升的过程.各城市建成区的植被状况也存在显著差异,2000—2007年,除嘉兴市建成区植被状况变差外,其余各地级市建成区植被状况均变好;2007—2013年,所有城市建成区植被状况变差;2000—2013年,城市扩张对建成区植被均产生了不利影响.     

Phosphorus and nitrogen in wetlands with and without egret colonies

Abstract Colonially nesting birds have been implicated in the destruction of their nest site vegetation, the most likely mechanism being through an overload or imbalance of soil nutrients. The numbers of egrets in coastal New South Wales colonies have increased rapidly in the second half of this century since cattle egrets (Ardeola ibis) were introduced. This species now nests colonially with three native species: great (Egretta alba), intermediate (Egretta intermedia) and little egrets (Egretta garzetta). Thus there is potential for more rapid degradation of the colony site. We measured the levels of phosphorus in surface sediments, and phosphorus and nitrogen in water at eight colony site wetlands, and compared each to four other wetlands in the same region where there were no egret colonies. We conclude that levels of both nutrients were elevated in colony wetlands. The implications of this result for death of colony site vegetation and the conservation of the three native egret species are briefly discussed.     

杭州湾滨海湿地3种草本植物叶片N、P化学计量学的季节变化

动态平衡理论是生态化学计量学的理论基础, 各种有机体是否存在一个固定的化学计量比是生态学研究的热点问题。该文研究了杭州湾滨海湿地3种优势物种海三棱藨草(Scirpus mariqueter)、糙叶薹草(Carex scabrifolia)和芦苇(Phragmites australis)叶片N、P生态化学计量特征的季节变化。结果发现, 3种植物叶片N含量范围分别是7.41-17.12、7.47-13.15和6.03-18.09 mg·g^-1, 平均值(±标准差)分别为(11.69 ± 2.66)、(10.17 ± 1.53)和(11.56 ± 3.19) mg·g^-1; 叶片P范围分别是0.34-2.60、0.41-1.10和0.35-2.04 mg·g^-1, 平均值为(0.93 ± 0.62)、(0.74 ± 0.23)和(0.82 ± 0.53) mg·g^-1; N:P范围分别是7.19-30.63、11.58-16.81和8.62-21.86, 平均值为16.83 ± 8.31、14.53 ± 3.91和16.49 ± 5.51, 可见不同植物其生态化学计量值范围存在一定差异, 但经方差分析发现3种草本植物间生长季节内N、P元素含量差异并不显著(p > 0.05)。各物种叶片N、P含量均表现出在生长初期显著大于其他生长季节(p < 0.05), 生长旺季(6、7月)随着叶片生物量的持续增加, N、P含量逐渐降低并达到最小值, 随后8-9月叶片不再生长而N、P含量逐渐回升, 在10月叶片衰老时N、P含量再次下降; 叶片N:P则在生长初期较小, 在生长旺季先升高后降低, 随后叶片成熟不再生长时又逐渐增加并趋于稳定。     

乳山湾东流区沉积物中不同形态磷的分布特征

对2003年8月在乳山湾东流区采集的沉积物样品中的不同形态磷的平面和垂直分布特征进行了分析,并探讨了这些磷的形态分布与贝类养殖的关系,结果表明,不同形态磷在贝类高密度养殖区含量大于低密度养殖区.养殖区的垂直分布比较复杂,在1～20cm范围含量均出现较大波动,这与贝类养殖活动有关.Fe-P、Al-P含量出现较大波动还与污染程度有关,Or-P还与浮游植物活动有关.养殖区Ex-P、Fe-P、NAIP占TP的平均百分含量大于非养殖区,De-P、Oc-P恰好相反.Ca-P是乳山湾沉积物中含量最高的磷形态,Fe-P 和Or-P是最主要的两种生物可获得磷.TP、Or-P含量在养殖区与非养殖区之间没有显著差异,养殖区Fe-P含量高于非养殖区,3种磷的平均含量一般大于其它海区.非生物可获得磷约占TP的60%左右.     

基于遥感影像的广州市植被覆盖度内部结构与时空变化

以覆盖广州市的4个时相（1990、1995、2000和2005年）的TN遥感影像为数据源,经大气辐射校正,获得植被指数的计算模型,估算广州市域范围内的植被覆盖度,分5个等级研究植被覆盖度等级结构特征及其时空分异。结果表明：1990年至1995年间,广州市植被覆盖度下降幅度较大;植被覆盖等级结构也表明植被状态明显向不利于城市生态环境的方向变化。2000年至2005年间,植被覆盖度有所增加,等级结构也显示植被覆盖度有逆转的趋势。植被覆盖度变化幅度相对较大的是中心城区以外的新区,表明城市向郊区不断扩展。