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。     

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.     

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     

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.     

南四湖湿地景观空间格局动态演变

以山东省南四湖湿地为例,选取1987、2002、2014年3期遥感影像,应用景观格局指数、动态度、景观梯度和格网化模型等方法,对南四湖湿地景观格局的动态变化进行研究.结果表明: 1987—2014年,研究区景观蔓延度指数和聚集度指数逐渐减小,景观多样性指数和均匀度指数逐渐增大,景观类型面积趋于均匀且分布格局间断零散,人类活动对南四湖湿地景观的干扰度呈现增强趋势.研究期间,南四湖湿地总面积逐渐增加,其中,湖泊面积先减少后增加,2014年面积达到最大;湖滨池塘面积也呈现持续增加趋势,但增速减缓;河流面积基本保持稳定;沼泽面积持续减少.南四湖地区的农业活动、南四湖自然保护区的成立及南水北调工程在南四湖湿地景观格局的变化中起着重要作用.     

基于生态功能评价的湿地景观格局优化及其效应——以江苏盐城海滨湿地为例

景观格局与生态过程是景观生态学研究的重要内容,基于生态功能和过程影响的景观格局优化是提高景观效益和稳定性重要方法之一。选择江苏盐城海滨地区为研究对象,应用遥感和GIS技术,对2007年湿地景观生态系统服务功能进行定量分析,并采用阻力面模型研究景观格局优化途径。结果显示:(1)湿地景观生态功能强度空间差异性显著,影响区域湿地景观生态过程和功能。(2)以累积耗费距离面、生态源地、耗费路径为依据,构建源地、生态廊道和生态节点等景观组分优化景观格局。(3)景观格局优化改善景观连通度和生态流,废黄河口附近和大丰港附近等关键区域对景观连通性和生态流重要值最大,景观连通性受到显著影响,是景观生态节点优化的首要对象。(4)加强保护核心斑块源地、提高景观连通度是实现景观格局优化的关键。该研究结果为区域土地利用和生态环境保护提供科学的依据。     

基于功能分类的城市湿地公园景观格局--以西溪湿地公园为例

以西溪国家湿地公园为研究案例,从景观功能分类入手,揭示城市湿地公园景观格局与功能特征。结果表明:(1)西溪湿地公园是以生态保护为主,兼顾合理利用为基本功能特征,其生态保护功能区面积占整个公园的53.7%,旅游休闲区面积占46.3%;(2)西溪湿地公园生态保护功能斑块在整个公园中所占面积为42.08%,且面积大、形状复杂、多样性较低;旅游休闲斑块面积占25.41%,并且表现为斑块面积小、形状规则、多样性高等特点;(3)西溪湿地公园生态保护廊道面积是旅游休闲廊道面积的一半左右,其网络结构比旅游休闲廊道复杂,有利于生态保护功能的发挥;(4)生态保护廊道缓冲区内主要由生态保护斑块组成,旅游休闲廊道的缓冲区内生态功能斑块和旅游休闲斑块所占面积相差不大。基于功能分类的景观格局研究方法有利于识别景观功能的空间特征,能够有效揭示景观生态保护与利用的空间关系。     

城市景观格局演变的水环境效应研究综述

人类活动导致的城市土地利用覆被变化在景观生态学上表现为城市景观类型的更替和城市景观格局的演变。我国城市景观格局中自然植被景观基质大幅被人工硬化地面所取代,自然景观斑块破碎化,城市道路和排水管网等人工廊道大量增加,造成"源""汇"景观的比例失衡和格局失调,从而产生城市景观格局演变的水环境负效应,如非点源污染、水生生态系统失衡和城市内涝等,且水环境负效应存在时间尺度差异和空间尺度响应多样性。对城市景观类型及其格局演变产生的城市水环境效应相关研究进行总结,针对现有研究中存在的城市景观格局演变带来的生态过程变化研究较少、影响城市水环境的景观格局变化阈值不明确、研究结果推广难和重复性较差、人工廊道与城市水环境效应关系关注度较低和水环境负效应综合度研究欠缺等不足之处,提出未来研究的着力点,对实现可持续城市具有一定意义。     

黄河首曲玛曲县高寒湿地景观格局演变

高寒湿地是青藏高原地区最重要的生态水源涵养区之一, 也是局部气候的有效调节者, 其动态变化与成因亟待深入研究。该研究基于遥感图像分析、地理信息系统空间分析和景观生态指数分析结合的方法, 以黄河首曲玛曲县高寒湿地为研究对象, 对1995-2018年6期湿地的动态变化进行研究。结果表明, 研究区湿地在1995-2010年间不断退化, 1995-2010年湿地面积总共减少了18 680.31 hm²。在2010-2018年间黄河首曲高寒湿地面积有所增加, 但与20世纪90年代相比, 21世纪初开始湿地的面积普遍呈现下降趋势; 1995-2010年湿地斑块数不断增加, 斑块密度不断增大, 平均斑块面积下降, 景观的破碎度升高; 2010-2015年湿地斑块数和斑块密度减少, 2015-2018年湿地斑块数和斑块密度增加, 平均斑块面积先增大后减小, 景观的破碎度先降低后升高。1995-2010年研究区高寒湿地景观Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数均呈现下降的趋势, 湿地的景观结构趋于简单, 景观类型分布更加集中。2010-2018年湿地景观Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数均呈现上升趋势, 湿地的景观结构趋于复杂, 景观类型增加且分布更加分散。进一步的驱动力分析表明, 引起黄河首曲高寒湿地景观格局演变的主要因素是蒸发量和降水量, 其次是人口数量和大牲畜数量等人类活动影响。气候因子是影响黄河首曲高寒湿地面积变化的主要原因, 过度的人类经济活动在一定程度上加剧了湿地的变化。     

城市化背景下近30年武汉市湿地的景观变化

以1978—2007年6期Landsat TM(MSS)影像为基础数据,分析了城市化背景下武汉市湿地景观近30年的动态变化规律。结果表明：武汉市湿地景观面积逐年减少,平均年减小量为1655.79 hm²,年下降率为0.89%,其中1991—2002年湿地景观的年变化率高于武汉市湿地景观近30年间的年平均变化率,与建成区面积变化相对应;研究期内武汉市自然湿地面积减少,人工湿地面积略有增加;湖泊湿地是武汉市湿地景观的主要类型,其面积下降速度最快,是武汉市湿地景观面积减少的直接因素,人工湿地面积的增加并未改变武汉市湿地面积减少的趋势;快速城市化使武汉市湿地景观表现出斑块密度和景观破碎度逐渐增大、分维数逐渐减小、连通性降低的趋势。虽然保护性法律法规的实施遏制了湿地萎缩的速度,但并未改变湿地面积下降的趋势,因此,应进一步加强武汉市湿地保护与规划,并着重开展河流和湖泊湿地的保护。     

北京典型城市湿地小气候效应时空变化特征

在北京市选择8个典型湿地为研究样本,对水平方向上温、湿度和负氧离子浓度的变化进行测定,研究湿地对城市温度、湿度和负氧离子浓度的影响。结果表明:湿地对城市局部环境具有明显的降温、增湿和增负氧离子浓度的作用,且距离水体越近小气候效应越强,其中温度与距离显著正相关(R2≥0.81,P0.01),而湿度和负氧离子浓度均与距离显著负相关(R2≥0.83,P0.01);与距离湿地5 km处观测值相比,湿地最高可以降温4.4℃,增湿12.8%,增加负氧离子浓度27.2%;湖泊湿地对局部环境的降温和增湿效果比河流湿地的降温增湿效应更加明显,两者分别相差大约1℃和5%左右;因此,从城市规划与建设的角度看,在增加湿地面积的同时,也要根据湿地用途相应地考虑不同的湿地类型,使湿地改善城市生态环境的效应得到充分发挥。     

Methane dynamics across wetland plant species

We examined patterns of methane flux, plant biomass, and microbial methanogenic populations in nine wetland plant species. Methane dynamics varied across plant functional groupings, with patterns distinctive among forbs, clonal dominants, and tussock/clump-forming graminoids. Carex stricta and Scirpus atrovirens showed the highest emissions (31.7 and 20.6 mg CH₄-C m⁻² h⁻¹), followed by other tussock- or clump-forming graminoids that averaged 11.0 mg CH₄-C m⁻² h⁻¹ (Scirpus cyperinus, Glyceria striata, and Juncus effusus). The clonal dominants (Phalaris arundinacea and Typha angustifolia) had the lowest methane emissions (1.3 and 3.4 mg CH₄-C m⁻² h⁻¹) of all seven graminoid species, and the forbs (Mimulus ringens and Verbena hastata) emitted no detectable methane flux from their leaves. In general, methane emissions decreased with greater plant biomass. Terminal restriction fragment analysis (T-RFLP) of archaeal 16S rRNA revealed that the structure of the soil methanogen communities isolated from plant rhizospheres had no effect on methane flux. The relative proportions of the different terminal fragments were not correlated with either methane emissions or plant biomass. Methanogen populations from J. effusus soils were dominated by acetoclastic archaea of the Methanosarcinaceae and Methanosaetaceae families, while all other graminoid soils were colonized primarily by hydrogenotrophic archaea of the Methanobacteriaceae family. The results indicate that plant functional groups and plant biomass are useful in predicting methane flux differences across plant species, while soil methanogen community structure showed no distinguishable patterns.     

湿地环境累积效应

近年来,湿地环境开发过程中出现了多种生态环境问题,由于多种开发方式和多种影响因素的共同作用,对湿地环境产生明显的累积效应,单一要素的环境评价和分析已满足不了湿地利用和保护的要求,亟需加强湿地环境累积效应研究。本文从累积效应研究的基础出发,提出湿地累积效应的概念和研究内容,界定湿地环境累积效应研究范围(空间和时间),并综述环境累积效应研究方法,阐明了目前研究的不足,最后指出了湿地环境累积效应的未来研究方向为:环境累积效应的途径、环境累积效应的长期监测和累积效应预测模型的建立。     

The influence of urban land use on seed dispersal and wetland invasibility

Urban habitats are generally considered highly invaded by exotic species due to the frequency and extent of disturbance caused by human activities and development. Our previous study had demonstrated that forested wetlands within residential areas are more extensively invaded than wetlands within industrial–commercial areas. In this study, we investigate whether the structure of the forest edge and seed dispersal can explain the differential in the invasion of wetlands surrounded by industrial and residential land use. Our results indicate that edges of industrially bordered wetlands are denser, with vegetation concentrated at the boundary of tree growth, whereas the edges of residentially bordered wetlands are more open and diffuse. This difference influences the number of seeds and species capable of dispersing into the wetland. Less dense edges resulted in a higher number of seeds entering residential wetlands; however, there were no differences in the numbers of exotic seeds or exotic species in the seed rain residential and industrial wetlands. Although seed dispersal could not directly explain differences in the current extent of invasion of these sites, seed dispersal did follow corridor pathways, including ditches and trails that breach the edges and extend through the wetlands. These disturbances act as corridors for seed dispersal into both types wetlands and may play a role in introducing new species to the interior of the wetland, an outcome supported by a higher number of exotic species in the seed banks of residential sites. Our results suggest that both the type of adjoining land use and the provision of access to people on trails in urban wetlands can affect the composition of these communities.     

The influence of an invasive plant on denitrification in an urban wetland

相似文献   

基于景观格局分析的雄安城市湿地生态健康评价

城市湿地是城市生态系统的重要组成部分。近年来,高度的城市化发展使城市湿地原有的自然生态本底和水文特征发生根本性的变化,严重威胁到湿地生态系统的安全。为了维持良好的城市环境质量,如何维持和保护城市湿地的生态健康和可持续发展成为人们关注的热点问题。选择雄安城区（起步区、安新组团和容城组团）为研究对象,借助ArcGIS平台对Landsat遥感影像进行地类的提取和划分,采用Fragstats软件对研究区景观格局进行分析;在此基础上,利用"压力-状态-响应"模型,构建雄安城区湿地生态系统健康评价指标体系,探讨湿地的生态系统健康状况。研究结果表明：研究区耕地和建设用地占地面积大,其完整性、聚合程度和连通性优于其他景观类型;水域、未利用地和林地占地面积小,受人为活动影响,破碎化程度高,连通性比较差。研究区整体景观破碎度、聚合度较高,连通性和均匀度不显著。研究区湿地类型主要为坑塘和沟渠,湿地分布不均匀,呈现南多北少的格局;沟渠占地面积较大,完整性和连通性较好;坑塘连通性较差,破碎化程度、聚合度高于沟渠。研究区湿地生态健康综合指数为0.262,处于不健康状态,人为活动和气候是影响湿地生态环境的重要因子,急需加强湿地保护和修复工作。本研究结果为雄安新区的可持续发展和保护城市湿地资源提供理论依据。     

城市景观多功能区湿地水质分异及其人类影响

以南京市仙林大学城为案例,在对该区景观功能区划分基础上,对各景观功能区典型湿地进行了1年的水质监测,揭示了不同景观功能区湿地水质季节变化特征,并利用模糊数学综合评价法对不同景观功能区湿地水质进行综合评估,进一步分析了各景观功能区湿地水质与人类影响强度的关系。结果表明:1)南京市仙林大学城湿地水质季节波动性明显,春夏季节水质较差,在Ⅲ类水以下,秋冬季节在Ⅲ类水以上。在各污染因子中,全磷污染负荷最大,平均值为0.11mg.L-1。2)不同景观功能区湿地水质空间差异明显,其优劣排序为:高校景观区农业景观区休闲景观区商业景观区。3)湿地水质和人类影响强度的负相关关系明显(R2=0.938)。     

The effects of fire on wetland structure and functioning

Fire is an extensively used wetland management tool in both tropical and temperate areas, but its effects on wetlands are not well understood. The purpose of this paper is to review the effects of fire on wetland hydrology, biogeochemical cycling and vegetation composition, including primary effects that take place during the fire such as combustion of plant material, loss of volatile substances to the atmosphere and deposition of ash on the soil surface, and secondary effects such as alteration of soil pH as a result of ash deposition, exposure of the soil surface to solar radiation, and increased availability of nutrients. Several of the secondary effects are most dramatic immediately after a fire, but become progressively modulated by newly stimulated vegetation growth. The findings suggest that the effects of fire depend upon a wetland's characteristics, including its climatic and hydrological context, as well as upon interactions with other disturbances such as grazing. Thus, similar fire regimes may have dramatically different outcomes. Where knowledge gaps were identified, some general predictions are offered, drawing from comparable ecosystems such as mesic grasslands. These predictions provide potential hypotheses for further research.     

城市湿地公园的生态补水模式及其净化效果与生态效益

以常州市蔷薇湿地公园为例,提出一种“垂直流＋水平流”新型生态补水复合模式,探讨了该模式的环境效应和经济效益.结果表明：该补水模式不但能净化受污染的源水(城市河水),而且可有效提升城市湿地公园的生态景观功能.城市湿地公园内的大部分景观水体可达到全身接触性娱乐类景观功能要求,运行成本仅为常规补水工艺的5%～25%,具有较好的环境效应和经济效益.