闽江口湿地土壤全氮含量的高光谱遥感估算

氮是湿地生态系统重要生源要素,基于高光谱(350~2500 nm)遥感数据对其进行估算以实现湿地土壤全氮(TN)含量无损、快速和准确定量化具有重要意义。选取闽江河口湿地为研究区,于2013年5月,沿潮滩(高潮滩到中潮滩)采集16个土壤剖面80个样本,室内测定其光谱反射率和TN含量,并基于原始反射率(R)和光谱指数(比值指数RI、归一化指数NDI和差值指数DI)建立土壤TN含量高光谱估算模型,并进一步分析反射光谱与铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、有机质(SOM)和电导率(EC)之间的关系,以期揭示河口湿地土壤TN含量估算的机理。结果表明:土壤光谱反射率在350~600 nm,表现为高潮滩中潮滩,而在600~2500 nm,表现为高潮滩中潮滩;闽江河口湿地土壤TN含量与R在500 nm附近相关关系较好,并在490 nm有最大相关系数(-0.508);RI、NDI和DI大大提高了反射光谱与土壤TN含量的相关关系,其相关系数较高区域集中在600~1000 nm的波段组合,以RI(590,640)、RI(610,940)、NDI(940,590)、NDI(940,610)、DI(640,920)和DI(640,940)相关关系表现较好,能较好地实现研究区湿地土壤TN含量反演,其估算与检验模型r~2均大于0.610,RMSE均小于0.208,其中以RI(610,940)估算精度最好,估算与检验模型r~2分别为0.832和0.631,RMSE分别为0.178和0.202;闽江口湿地土壤TN含量与SOM含量密切相关是土壤TN含量估算的重要机理,而NH_4~+-N、NO_3~--N和盐分含量对其估算精度影响不大。     

非离子表面活性剂在模拟人工湿地处理系统中的净化

非离子表面活性剂(NodriomcsurfaCtant,NIS)是近十余年来发展十分迅速的表面活性剂,1992年世界NIS产量为281万t,占表面活性剂总量的36%.1990年我国NIS产量仅4.2万动至1995年已达25万t1,2.NIS已成为环境中量大面广的一类有机污染物。本文利用模拟人工湿地处理系统对NIS的净化效果进行研究,以期找到一条有效调控NIS对环境污染的途径,为城市污水人工湿地处理系统的设计和运行管理提供科学依据。       

江西境内珍稀植物普通野生稻和中华水韭产地的考察

庵家山湿地位于N 28°14′、E 116°36′, 面积约1.2 hm²。湿地具维管束植物33科、60属、79种及1变种和1亚种, 其中中华水韭和普通野生稻为国家优先保护植物,武夷慈姑为中国特有珍稀植物。湿地植物以挺水植物和湿生植物为主。该湿地植物区系有24个世界广布属,16个泛热带分布属,分别占种子植物总属数的41%和28%以上;从组成种的地理成分来看,该地植被明显具地带性的特征,热带成分达37种,占全部种类的46%以上。由于生境的异质性,湿地植被中植物群落镶嵌现象较为明显,共优种多,没有明显的建群种。庵家山湿地是多种珍稀植物的集中产地,应重视和保护这一特殊湿地。     

包头南海子湿地春季北迁大天鹅食性初步分析

2013年2~4月,采用粪便显微组织学分析方法对在包头南海子湿地越冬的大天鹅(Cygnus cygnus)的食性进行了分析。大天鹅的春季食物主要为酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、玉米(Zea mays)、光果甘草(Glycyrrhiza glabra)和香蒲(Typha amgustifolia)。通过频率转换分析发现,黄河开河之前,首批迁徙到湿地的18只大天鹅,采食酸模叶蓼为主,占食物组成的99.4%;黄河开河之后,迁徙到湿地的120只大天鹅,采食玉米为主,占食物组成的69.7%,光果甘草、香蒲所占比例相对较小,分别为18.3%和11.2%。两个时间段迁徙至南海子湿地的大天鹅,采食植物的种类存在明显差异。大天鹅采食植物的种类与本地的优势植物以及农业生产有着紧密的关系。     

生态脆弱区重要湿地空间冲突的时空演变研究——以榆林市为例

土地空间冲突测度对湿地水生态、水环境质量和水资源安全的维护具有重要作用。以生态脆弱区榆林市重要湿地为研究对象,运用GIS技术测度重要湿地河滨岸带土地利用空间冲突指数,系统研究河湖湿地土地冲突的时空格局和演变规律。研究结果表明:2000—2015年重要湿地区土地利用空间冲突水平整体变化较为平稳;河流湿地土地利用空间冲突呈现一定梯度特征,即上游基本可控,下游多处于失控水平;风沙滩区湿地土地利用空间冲突水平主要为基本可控,黄土丘陵沟壑区则基本失控和严重失控占比较大;土地利用空间冲突基本失控和严重失控区域与榆林市城镇和工业园区的空间分布相匹配。该结果可以为生态脆弱区土地可持续利用及重要湿地保护提供参考依据与建议。     

模拟垂直流人工湿地不同木本植物根际细菌群落特征

为探讨植物种类对人工湿地中根际细菌群落结构特征分布的影响,以7种木本植物细叶水团花(Adina rubella)、南川柳(Salix rosthornii)、白棠子(Callicarpa dichotoma)、夹竹桃(Nerium oleander)、木芙蓉(Hibiscus mutabilis)、水蜡(Ligustrum obtusifolium)、大叶女贞(Ligustrum lucidum)为研究对象,运用16S rRNA细菌高通量测序技术,探究垂直流人工湿地木本植物根际微生物群落结构及其主要功能类群。结果表明:细叶水团花、水蜡根际菌群的多样性、丰富度与均匀度均高于其他5种植物,其根系能够更好地富集微生物。门水平上,变形菌门、厚壁菌门是木本植物平均相对丰度较高的门,其次为绿弯菌门、放线菌门和蓝藻门;属水平上,乳杆菌属、片球菌属、地杆菌属为木本植物的共有优势菌属;大叶女贞、白棠子、夹竹桃菌落组成差异显著,乳杆菌属、片球菌属、乳球菌属是引起7种木本植物样本间菌落差异的关键物种; 7种木本植物根际硝化功能菌属丰度普遍较低,相对丰度范围为0.11%—1.06%;反硝化功能菌属的相对丰度范...     

不同湿地模型净水效果与基质酶活性相关性的比较研究

为了研究不同植物和基质组合的小型湿地模型净水效果及其与基质酶活性(脲酶和磷酸酶)之间的相关性, 并选出净水效果最佳的模型, 通过对两种植物(茭白和慈姑)和两种基质(石榴石和磁铁矿)进行组合构建不同的湿地模型, 对不同湿地模型进出水口水质和基质酶活性进行测定并加以分析进行优化选择。结果表明: 湿地模型对亚硝态氮的去除率最高, 最高能达到98.87%, 最低也能达到58.06%, 对高锰酸盐的去除率最低, 最高37.91%, 最低2.51%; 湿地模型X5-X6对各污染物的去除率基本上都比X1-X4高, 总氮去除率平均高3%, 氨氮去除率平均高10%, 亚硝态氮去除率平均高10%, 总磷去除率平均高15%, 正磷酸盐去除率平均高20%, 高锰酸盐去除率平均高8%; 在相同种植数量的情况下, 茭白和慈姑混合种植的湿地模型总体上比茭白和慈姑单一种植的湿地模型具有更好的净水效果, 是实验中的最佳湿地模型; 湿地模型的脲酶活性与总氮去除率具有显著的相关性(相关系数为0.903—0.980), 脲酶可作为判定人工湿地去除养殖水体中总氮效能的指标, 湿地模型磷酸酶活性与高锰酸盐去除率总体上具有显著相关性(相关系数为0.821—0.992), 磷酸酶可作为判定人工湿地去除养殖水体中高锰酸盐效能的指标。研究为人工湿地植物和基质优化选择和基质酶活性评价净水效果提供了理论依据。     

兴凯湖湿地丹顶鹤迁徙与繁殖数量调查

兴凯湖作为亚太地区水鸟重要的迁徙停歇地以及繁殖地,对丹顶鹤(Grus japonensis)的局域保护有着重要意义。2012~2014年通过样点与样线相结合的方法对兴凯湖保护区春、秋两季丹顶鹤的迁徙数量以及夏季的繁殖数量进行了调查。这3年中兴凯湖地区丹顶鹤的迁徙数量较为稳定,春季迁徙数量51~84只,秋季迁徙数量178~213只;繁殖个体数量呈轻微下降趋势,由2012年的105只下降至2014年的83只;栖息本地的丹顶鹤数量有了明显的增多,2013和2014年分别增长15和9只。丹顶鹤数量调查对了解其地理分布和种群数量变动规律具有重要意义,也为制订保护措施提供科学依据。     

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。     

张掖湿地芨芨草叶大小和叶脉密度的权衡关系

叶大小-叶脉密度的权衡关系是植物叶经济谱理论的基础, 对理解资源竞争条件下植物叶片的物理构建与生理代谢的关系具有重要的意义。该文采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation, SMA)的方法, 按芨芨草(Achnatherum splendens)株丛密度设置I (>12丛·m^-2)、II (8-12丛·m^-2)、III (4-8丛·m^-2)和IV (<4丛·m^-2) 4个密度梯度, 以叶面积和叶干质量分别表示叶大小, 对张掖洪泛平原湿地不同密度条件下芨芨草种群的叶大小和叶脉密度的关系进行研究。结果表明: 随着芨芨草株丛密度的降低, 湿地群落的土壤含水量逐渐减小、土壤电导率逐渐增加, 芨芨草的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和分枝数呈先增大后减小的趋势, 叶面积、叶干质量、比叶面积和株高呈逐渐减小趋势、光合有效辐射(PAR)和叶脉密度呈逐渐增加趋势; 芨芨草叶大小和叶脉密度在高密度(I)和低密度(IV)样地均呈极显著负相关关系(p < 0.01), 中密度(II、III)样地二者呈显著负相关关系(p < 0.05); 叶大小和叶脉密度回归方程的SMA斜率在不同密度样地均显著小于-1 (p < 0.05), 即芨芨草叶大小和叶脉密度呈“此消彼长”的权衡关系。在高密度湿地群落芨芨草倾向于大叶片低叶脉密度的叶片构建模式, 在低密度湿地群落选择小叶片高叶脉密度的异速生长模式, 体现了密度制约下湿地植物的生物量分配格局和资源利用对策。