辽河三角洲湿地区域生态风险评价

生态风险评价区别于生态影响评价的重要特征在于其强调不确定性因素的作用,区域生态风险评价相对于一般生态风险评价而言,其所涉及的风险源以及评价受体等都在区域内具有窨异质性,即具有区域分异现象,因而更具复杂性,以辽河三角洲湿地（盘锦市）为研究范围进行区域生态风险评价理论和方法的探讨,针对辽河三角洲主要生态风险源洪涝、干旱、风暴潮灾害和油田污染事故的概率进行了分级评价;并提出度量生态环境重要性和脆弱性的指标,分析了风险源的危害作用;运用遥感资料和地理信息系统（GIS）技术,完成了区域生态风险综合评价。     

辽河三角洲湿地生态系统健康评价

以生态系统健康及压力 -状态 -响应 (PSR)模型作为研究方法 ,根据湿地生态系统的特点 ,建立一套湿地生态系统健康评价指标体系。以遥感数据及统计监测数据为基础 ,以小流域为评价单元 ,采用 RS和 GIS技术 ,对每个小流域湿地进行单因子和综合评价 ,揭示盘锦市湿地生态系统健康状况的空间分布规律。研究结果表明 :(1)辽河三角洲盘锦市湿地生态系统健康相对较好的区域面积占 2 2 % ,相对一般的占 5 2 % ,相对较差的占 2 6 %。 (2 )双台河口国家级自然保护区湿地生态系统健康相对较好 ,但其中局部地区湿地生态系统健康已经受到威胁 ,健康状况转为一般。 (3)辽河三角洲湿地资源破坏的主要原因是水稻田开发与油田开发     

基于改进的双作物系数法估算辽河三角洲芦苇湿地蒸散量

以辽河三角洲湿地芦苇群落为研究对象,利用涡动相关通量、小气候梯度要素、群落内水面蒸发量以及芦苇群落生长参数等数据,基于FAO-56模型的双作物系数法,分别计算作物系数K_c、基础作物系数K_cb和水面蒸发系数K_w,分析其日变化动态及主导影响因子,建立基于生物因子和环境因子的小时尺度双作物系数模型。结果如下:(1)芦苇生长初期,K_c和K_cb的日变化呈现早晚高、中午略低的多峰波动曲线;在快速生长期和稳定生长期,K_c和K_cb白天波动幅度较小,早晚波动幅度较大;生长末期,K_c和K_cb夜晚波动幅度较大,白天呈现多峰波动曲线;K_w白天较小、夜晚较高,生长初期白天的数值显著高于其他时期。(2)相关分析表明,气温、相对湿度、风速、株高和叶面积指数是K_c、K_cb和K_w的影响因子;基于生物因子和环境因子重新构建双作物系数模型,基...     

辽河河口湿地自然保护区植物群落生态的研究

通过野外调查和定量分析,对辽河河口湿地自然保护区主要植物群落的结构、功能及其演替规律进行了研究。结果表明,土壤水盐含量与植物群落分布密切相关,用组平均法将４５个芦苇群落样方分为芦苇草甸和芦苇沼泽两大类,用ＰＣＡ排序对环境进行分类,确定出影响植物群落空间配置的主导因子是土壤水分和土壤盐分。     

辽河三角洲滨海湿地景观规划各预案对指示物种生境适宜性的影响

运用景观生态决策与评价支持系统（LEDESS）对辽河三角洲的3个景观规划预案,即湿地调整,生境管理和农业开发可能导致的地表覆盖物,自然生态单元等立地环境以及保护物种生境适宜性等区域生态后果进行了评估,并与现状进行了对比,模拟结果表明,预案A通过湿地调整措施不仅补偿了芦苇湿地的损失,还将部分不适宜生境和边境生境转变核心生境,相当程度上优化了保护物种丹顶鹤和黑嘴鸥的生境质量,预案B通过一系列生境管理措施,减轻了生境破碎化因素的影响,从而也显著改善了丹顶鹤生境质量,对黑嘴鸥生境质量也有一定改善,预宁C大规模农业开发如能控制一定规模（8000hm2)并采取一定合理模式（滚动开发）,能相当程度上减轻农业开发对物种生境的影响,即使不采取生境补偿措施,对丹顶鹤,黑嘴鸥核心生境也不会有破坏性的影响,模拟结果还表明,区域人类活动导致的生境破碎化是对丹顶鹤生境质量重要的干扰因子,而滩涂农业开发和水产养殖强烈地干扰了涂植被正常的演替过程,从而影响着黑嘴鸥等滩涂鸟类的生境适宜性。     

辽河三角洲滨海湿地景观规划各项预案对指示物种生态承载力的影响

在对辽河三角洲滨海湿地进行规划“预案”设计以及相应的生境分析基础上,运用景观生态决策与评价支持系统（LEDESS－model）对批示物种丹项鹤和黑嘴鸥繁殖生境的生态承载力进行了空间模拟和定量分析,结果表明：在大规模农业开发的背景下,预案A通过湿地调整以及生境补偿措施,不仅可以维持湿地生境面积“无净损失”（No-net-loss）,而且可以相当程度地提高指示物各上繁殖生境的生态承载力;预案B通过一系列减轻生境破碎化影响的生境管理措施,也显著的提高了丹顶鹤繁殖生境的生态承载力,但对黑嘴鸥繁殖生境的生态承载力的改善不如前者显著;预案C的模拟结果说明采取“滚动”开发模式,可以有效减轻区域农业开发对物种生境的负面影响,在本研究限定的开发规模下（8000hm^2）,对指示物种丹顶鹤、黑嘴鸥繁殖生境的生态承载力没有明显影响。     

辽河三角洲滨海湿地景观规划预案设计及其实施措施的确定

系统介绍了景观规划“预案”研究的有关概念及预案设计的原则和方法。以辽河三角洲滨海湿地为实例,对其协调区域开发与湿地保护的景观规划进行了多预案设计,运用景观生态决策与评价支持系统（LEDESS）确定实现各预案所需措施并对其涉及的空间范围进行了模拟和定位,模拟结果以空间直观的形式显示实现各预案景观规划目标所需采取的措施和涉及的空间范围,可为区域开发的方法和模拟选择、湿地保护的生态工程设计提供具体的参考依据。     

辽河三角洲滨海湿地景观规划各预案对指示物种生态承载力的影响

在对辽河三角洲滨海湿地进行景观规划"预案”设计以及相应的生境分析基础上,运用景观生态决策与评价支持系统(LEDESS-model)对指示物种丹顶鹤和黑嘴鸥繁殖生境的生态承载力进行了空间模拟和定量分析,结果表明在大规模农业开发的背景下,预案A通过湿地调整及生境补偿措施,不仅可以维持湿地生境面积"无净损失”(No-net-loss),而且可以相当程度地提高指示物种繁殖生境的生态承载力;预案B通过一系列减轻生境破碎化影响的生境管理措施,也显著地提高了丹顶鹤繁殖生境的生态承载力,但对黑嘴鸥繁殖生境的生态承载力的改善不如前者显著;预案C的模拟结果说明采取"滚动”开发模式,可以有效减轻区域农业开发对物种生境的负面影响,在本研究限定的开发规模下(8000hm2),对指示物种丹顶鹤、黑嘴鸥繁殖生境的生态承载力没有明显影响.     

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     

辽河三角洲河口芦苇沼泽湿地植被固碳潜力

增加陆地生态系统碳汇是一种有效应对CO2浓度升高的措施。河口湿地是一类特殊的陆地生态系统,是生产力最高的生态系统之一。研究河口湿地的固碳潜力对准确评估河口湿地碳汇、发挥和提高湿地固碳功能具有重要意义。通过野外调查和数值模型,量化研究了辽河三角洲河口沼泽湿地的植被固碳潜力。根据区域的实际情况,将植被的固碳潜力分为湿地演替、人工灌溉苇田和气候变化的潜力。研究结果表明辽河三角洲河口沼泽湿地植被具有很高的固碳潜力,翅碱蓬(Suaeda pterantha)群落扩张每年可递增固碳潜力0.053—0.07Gg C,滩涂转变为芦苇(Phragmites australis)沼泽每年可递增固碳潜力0.07Gg C,芦苇、獐毛草甸(Aeluropus sinensis)演替为芦苇沼泽的固碳潜力为17.2 Gg C/a,通过灌溉管理措施,芦苇沼泽的固碳潜力为474.6—544.6 Gg C/a。根据未来气候变化情景和预测结果,到2030年、2050年、2100年,芦苇沼泽湿地的固碳潜力分别为576.9—655.1Gg C/a,603.3—684.1Gg C/a,680.9—769.4Gg C/a,其中由人工灌溉苇田的潜力最大。     

黄河三角洲湿地蒸散量与典型植被的生态需水量

蒸散量（ET）是黄河三角洲湿地水资源的主要消耗项,包括植被蒸腾、水面蒸发以及裸土蒸发等。植被生态需水是为了保证植被生态系统能够健康维持并确保其生态服务功能得到正常发挥而必须消耗的一部分水量。准确地估算湿地蒸散量、研究植被生态需水量对于保护湿地生态环境是十分必要的。应用MODIS的地表反射率、地表温度数据与常规气象数据以及土地利用/覆盖图,利用蒸散量的遥感估算模型SEBS模型估算了晴天条件下的黄河三角洲湿地日蒸散量,采用HANTS算法插补了非晴天条件下的日蒸散量,从而得到2001～2005年的该湿地年蒸散量的时间序列,并对蒸散量进行验证和分析。结合该地区典型植被生态需水量与植被蒸散耗水量,估算了2001～2005年的生态补水量。结果表明：与实测值相比,遥感估算月蒸散量的均方差RMSD为16.4mm,平均绝对百分比误差MAPD是11.9%,两者基本一致。黄河三角洲湿地的蒸散量在空间分布上以水体及周围地区、滨海滩涂、黄河故道以及黄河两岸沼泽湿地等的蒸散量较高,居民地蒸散量较低。蒸散量的年际变化不大,季节变化呈单峰型,以5、6、7月份蒸散量最大,月蒸散量在110～120mm之间。2001～2005年期间,每年至少有40%面积的芦苇沼泽和60%面积的芦苇草甸水分供应不足,植被的正常生长受到影响,尤其2002年较为严重,2004年以后情况有所改善。2002年芦苇的生态补水量最大,在9.9×10^7～3.19×108m^3之间,而2004年的生态补水量最小,在3.0×10^7～2.39×108m^3之间。     

土地利用/覆被变化扎龙湿地蒸散发量及生态需水量的遥感估算

地表蒸散发量是影响湿地水热平衡的主要因素,也是水分损失的主要途径,对湿地生态需水量的合理确定和水资源的有效管理具有重要意义。借助遥感和GIS技术,利用2002、2010、2016年34景Landsat影像,基于时序NDVI数据对湿地下垫面物候特征的定量表征,准确获取了扎龙湿地保护区3个时期土地利用/覆被的动态变化信息。选用物理基础较好且应用广泛的SEBAL模型,估算了湿地的瞬时蒸散发量,并结合站点气象数据,实现了湿地蒸散发量在时间尺度上的扩展,分别得到日、月、年尺度的湿地蒸散发量,深入探究了扎龙湿地蒸散发的时空分布特征;最后从湿地湖泡需水量、植物需水量及生物栖息地需水量3个方面,定量估算出扎龙湿地3个时期的现状生态需水量。研究发现：扎龙湿地的土地覆被类型主要以芦苇沼泽、草地和耕地为主,其中芦苇沼泽分布占绝对优势,且2002-2016年持续增加了205.82 km²;草地、耕地呈持续减少态势,分别减少了119.35 km²和95.96km²,表明2002-2016年扎龙湿地生态系统呈恢复态势;湿地保护区蒸散发量年内均大致呈单峰型分布,符合夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季的规律,在年际上呈现明显的递增趋势,年蒸散发量由2002年的518.87mm增加到2016年的625.98mm,增加了20.64%。为满足湿地内的生态消耗,总体上2002-2016年湿地的生态需水量也相应的增加,保护区适宜生态需水量的变动范围为5.40亿-7.08亿m³,可以维持湿地湖泊、植被、动植物栖息地的健康态势。维持核心区健康状态的最小生态需水量变化范围为2.71亿-3.32亿m³。随着遥感数据时空分辨率的提高,基于蒸散发量反演的湿地生态需水量估算将更加实用和准确,为湿地保护区制定科学合理的补水方案提供有效的技术支撑。     

辽宁三角洲区域生态经济分区及其功能分析

应用主成分分析和系统聚类分析方法,将辽河三角洲划分为３个生态经济区和８个生态经济小区．通过对反映系统功能的３个表现属性的分析,评价了辽河三角洲农业生态经济系统的功能状况．     

Effects of elevated temperature on soil respiration in a coastal wetland during the non- growing season in the Yellow River Delta,China

Aims Winter soil respiration plays a crucial role in terrestrial carbon cycle, which could lose carbon gained in the growing season. With global warming, the average near-surface air temperatures will rise by 0.3 to 4.8 °C. Winter is expected to be warmer obviously than other seasons. Thus, the elevated temperature can significantly affect soil respiration. The coastal wetland has shallow underground water level and is affected by the fresh water and salt water. Elevated temperature can cause the increase of soil salinity, and as a result high salinity can limit soil respiration. Our objectives were to determine the diurnal and seasonal dynamics of soil respiration in a coastal wetland during the non-growing season, and to explore the responses of soil respiration to environmental factors, especially soil temperature and salinity.
Methods A manipulative warming experiment was conducted in a costal wetland in the Yellow River Delta using the infrared heaters. A complete random block design with two treatments, including control and warming, and each treatment was replicated each treatment four times. Soil respiration was measured twice a month during the non-growing season by a LI-8100 soil CO₂ efflux system. The measurements were taken every 2 h for 24 h at clear days. During each soil respiration measurement, soil environmental parameters were determined simultaneously, including soil temperature, moisture and salinity.
Important findings The diurnal variation of soil respiration in the warming plots was closely coupled with that in the control plots, and both exhibited single-peak curves. The daily soil respiration in the warming was higher than that in the control from November 2014 to January 2015. Contrarily, from March to April 2015. During the non-growing seasons, there were no significant differences in the daily mean soil respiration between the two treatments. However, soil temperature and soil salt content in the warming plots were significantly higher than those in the control plots. The non-growing season was divided into the no salt restriction period (November 2014 to middle February 2015) and salt restriction period (middle February 2015 to April 2015). During non-growing season, soil respiration in the warming had no significant difference compared with that in control. During the no salt restriction period, soil respiration in the warming was 22.9% (p < 0.01) greater than the control when soil temperature at 10 cm depth in warming was elevated by 4.0 °C compared with that in control. However, experimental warming decreased temperature sensitivity of soil respiration (Q₁₀). During salt restriction period, soil warming decreased soil respiration by 20.7% compared with the control although with higher temperature (3.3 °C), which may be attributed to the increased soil salt content (Soil electric conductivity increased from 4.4 ds·m^-1 to 5.3 ds·m^-1). The high water content can limit soil respiration in some extent. In addition, the Q₁₀ value in the warming had no significant difference compared with that in control during this period. Therefore, soil warming can not only increase soil respiration by elevating soil temperature, but also decrease soil respiration by increasing soil salt content due to evaporation, which consequently regulating the soil carbon balance of coastal wetlands.     

模拟增温对黄河三角洲滨海湿地非生长季土壤呼吸的影响

冬季土壤呼吸能释放生长季所固存的碳, 因而在陆地碳循环中占有重要地位。随着全球气候变暖, 平均地表温度将升高0.3-4.8 ℃, 且冬季增温更加明显, 而温度的升高会促进更多CO₂的释放。另外, 滨海湿地地下水位浅, 淡咸水交互作用明显, 增温能引起土壤表层盐分升高, 从而影响土壤呼吸。该研究以黄河三角洲滨海湿地为研究对象, 采用红外辐射加热器模拟增温, 研究了该地区非生长季土壤呼吸的日动态及季节动态, 同时探讨了土壤呼吸对环境因子的响应机制。结果显示: 日动态中, 增温与对照的土壤呼吸速率变化趋势一致, 为单峰曲线; 在平均日变化中, 整个非生长季不同处理的土壤呼吸速率无显著差异, 而土壤温度和土壤盐分均为增温大于对照, 并且土壤呼吸峰值时间均比土壤温度提前。季节动态中, 整个研究期分为非盐分限制阶段(2014年11月-2015年2月中旬)和盐分限制阶段(2015年2月中旬-2015年4月)。在整个非生长季, 土壤呼吸速率无显著差异; 在非盐分限制阶段, 当10 cm土壤温度升高4.0 ℃时, 土壤呼吸速率显著提高22.9%, 而土壤呼吸温度敏感性系数(Q₁₀)与对照相比有所降低; 在盐分限制阶段, 尽管土壤温度升高3.3 ℃, 土壤呼吸速率却降低了20.7%, 这可能是由于增温引起了土壤盐分的升高, 同时由增温引起的土壤含水量的升高在一定程度上也限制了土壤呼吸, 而此阶段增温对Q₁₀无显著影响。因此, 在滨海湿地中, 增温除了直接影响土壤温度, 还可通过影响土壤水盐状况来影响土壤呼吸, 进而影响滨海湿地土壤碳库。     

基于SEBAL模型的西北农牧交错带生长季蒸散发估算及变化特征分析

蒸散发是土壤-植被-大气系统中水循环和能量交换的主要组成部分,准确估算区域蒸散发对农业用水调度与水资源的管理至关重要。利用MODIS数据产品结合地面气象站的观测资料,基于能量平衡原理建立的SEBAL(Surface Energy Balance Algorithms for Land)模型对西北农牧交错带2015年生长季(4—10月)的地表蒸散发量进行反演研究,并用Penman-Monteith(P-M)公式结合作物系数对模型的估算结果进行对比,结果表明:SEBAL模型估算结果与P-M公式之间的平均绝对误差为0.79mm/d,均方根误差为0.94mm/d,R²=0.76,整体反演值偏高,但基本能满足本地区的研究需求。生长季区域日均蒸散发的变化范围为0.12—10.66mm/d,日蒸散量均值为4.31mm/d,呈东北、西南部较高,西部偏低的空间分布特征。将蒸散发估算值与地表特征参数统计分析发现蒸散发与NDVI和地表净辐射之间呈正相关,与地表温度和地表反照率之间呈负相关;不同土地利用/覆被类型的日蒸散发量由大到小依次为:耕地、林地、未利用地与草地。     

辽河三角洲植被生产功能的年际变化及其驱动因子分析

基于辽河三角洲14年的水稻(Oryza sativa)与玉米(Zea mays)产量、42年的芦苇(Phragmites australis)产量及相应的气候、农业人口、灌溉和施肥等资料,主要利用主成分分析、简单相关分析和偏相关分析,阐述了辽河三角洲3种主要植被生产功能的年际变化及其驱动因子。结果表明:玉米和水稻的单产呈弱上升趋势,但年际间波动较大;芦苇单产则呈显著上升趋势,但年际间波动不大。气候因子是玉米和水稻产量年际间变化的主要驱动因子,而人为因子(农业人口、灌溉和施肥)的作用不明显;气候因子和人为因子(灌溉)均明显影响芦苇产量的年际变化。但驱动辽河三角洲3种主要植被(玉米、水稻和芦苇)生产功能年际波动的主导气候因子并不相同,分别是年日照数、年降水量和年蒸发量。     

降雨量增减对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸和芦苇光合特性的影响

滨海湿地地下水位浅,淡咸水垂直交互作用明显,全球气候变化背景下降水变异改变其土壤表层水盐状况,从而影响植物光合作用与土壤呼吸.为探究降雨量变化对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸和光合特性的影响,采用固定式遮雨顶棚和雨水输送管道相结合的方法设置增减雨处理小区,于2015年生长季测定土壤呼吸和光合作用光响应曲线,同时连续测定土壤温度、土壤含水量、土壤含盐量等土壤环境因子.结果表明: 根据土壤含水量波动情况可将生长季分为3个阶段:干旱期、湿润期、淹水期. 不同土壤水分阶段,土壤呼吸和芦苇光合特性对降雨量增减的响应不同. 在干旱期,增雨处理下土壤呼吸速率显著提高了31.8%,同时芦苇叶片气孔导度和光合能力显著增强;减雨处理下土壤呼吸速率降低41.1%,芦苇叶片气孔阻塞,光合能力降低. 在湿润期,增雨和减雨处理使土壤呼吸速率及其温度敏感性指数(Q₁₀)均出现下降,但二者未对芦苇各光合参数和净光合速率产生显著影响. 在淹水期,增减雨处理未对土壤呼吸产生显著影响,但芦苇对淹水胁迫较为敏感,增减雨分别加重和降低了淹水对芦苇植株的伤害,光合速率由高到低为减雨>对照>增雨.     

宁夏沿黄绿洲参考作物蒸散演变特征及其归因

参考作物蒸散(Reference crop evapotranspiration,ET₀)是生态水文过程中的关键因子,研究ET₀在干旱绿洲区的演变,不仅有助于理解气候变化背景下的绿洲水文过程响应,亦对绿洲水土资源高效配置和生态系统稳定性维持有指导意义。以宁夏沿黄绿洲为例,基于1960-2019年的气象资料和Penman-Monteith模型计算ET₀,利用Mann-kendall突变检验、相对敏感系数和Morlet小波分析等方法,对宁夏沿黄绿洲近60 a的ET₀演变特征及其归因进行研究。结果表明:(1)宁夏沿黄绿洲ET₀年内呈单峰形态,ET₀在5-7月间较高,累积ET₀占年总ET₀的43.6%;近60 a的ET₀年均值为1226.38 mm,并以1.66 mm/a(P ＜ 0.01)幅度上升,但年际波动特征明显,其中在1988年突变之前,ET₀无显著变化趋势,而突变之后则以每10 a左右的周期显著增加或降低。(2)年ET₀主要以20-40 a和50-60 a周期振荡,且有多重时间尺度的复杂嵌套现象,不同季节的周期振荡差异较大,夏、秋季振荡幅度较强,其周期接近于年ET₀规律,而冬、春季振荡幅度较弱。(3)虽然ET₀与6种气象因子均存在显著相关性,但ET₀对不同气象因子的敏感性存在差异,其中对最高温度和相对湿度的敏感性较高,敏感系数分别为11.58%和8.40%。(4)宁夏沿黄绿洲ET₀与区域气候变化特征有较强的耦合性,区域气候的持续升温和相对湿度持续降低、以及由此引发的饱和水汽压亏缺持续增强是推动ET₀上升的重要原因,而气候由湿润向干旱的突变和平均风速的异常波动是诱发ET₀突变的原因。