自然条件下海滨湿地土壤生态过程与景观演变的耦合关系

景观过程与格局的相互关系与耦合机制,已经成为景观生态学研究的重要问题。以盐城国家级自然保护区核心区为案例,根据2011年4-5月对海滨湿地土壤采样分析,运用典范对应分析、主成分分析、线性回归模拟以及空间代替时间的方法,探索土壤生态过程与景观演变之间的耦合关系。结果显示:①典范对应分析表明,土壤过程能够很好地响应海滨湿地景观格局,从陆到海,5种景观类型有序地、按逆时针方向分布在CCA排序轴上,土壤过程与景观类型之间表现出不同的相关性。②通过主成分分析表明,三个主成分能够有效地响应景观格局。主成分与景观类型相关性排序表现为:第一主成分(土壤养分),米草沼泽>碱蓬米草交错带>碱蓬沼泽>芦苇沼泽>碱蓬芦苇交错带;第二主成分(盐度),碱蓬沼泽>碱蓬米草交错带>米草沼泽>碱蓬芦苇交错带>芦苇沼泽;第三主成分(有机质和水分),芦苇沼泽>米草沼泽>碱蓬芦苇交错带>碱蓬米草交错带>碱蓬沼泽。③运用空间代替时间,以样地到海堤的距离作为时间变量,主成分与景观演变之间相关性较好。多元回归结果显示:三个主成分与碱蓬沼泽→碱蓬米草交错带→米草沼泽时间序列的相关系数为0.859 2;与碱蓬沼泽→碱蓬芦苇交错带→芦苇沼泽时间序列的相关系数为0.892 8。土壤生态过程的改变是景观演变的重要动力,而景观的变化进一步引起土壤生态要素的改变,盐城海滨湿地景观演变就是在这种格局与过程的交互作用下,芦苇沼泽与米草沼泽不断扩张、碱蓬沼泽不断萎缩的过程。     

土地利用变化对湿地景观连通性的影响及连通性优化效应——以江苏盐城海滨湿地为例

土地利用与土地覆盖变化对湿地景观的结构和功能产生深刻的影响。选择江苏盐城海滨地区为研究对象,应用遥感和地理信息系统技术,分析20年来土地利用变化对湿地景观连通性的影响,并以2007年湿地景观生态系统服务功能为基础,采用阻力面模型探讨湿地景观连通性优化途径及其效应。结果显示:①1987—2007年间,盐城海滨区域土地利用结构变化显著。其中耕地面积比重由36.72%上升为46.17%,自然湿地持续减少,面积由44.4%减为26.01%,人工湿地持续增加,面积由9.96%上升为18.72%;②随着区域人类土地利用活动的加强,光滩、碱蓬沼泽和芦苇沼泽的空间连通性降低,区域土地利用导致湿地景观之间生态流阻隔,景观生态服务功能减弱;③2007年湿地景观生态功能强度空间差异显著,以累积耗费距离面、生态源地、耗费路径为依据,对湿地景观连通路径优化结果表明,废黄河口和大丰港附近等关键区域对景观连通性和生态流影响最大,是景观生态节点优化的首要对象;④加强连通路径的关键区域优化、提高景观连通度是实现景观优化的关键。     

基于BP-CA的海滨湿地利用空间格局优化模拟研究——以大丰海滨湿地为例

论文运用BP神经网络与CA耦合模型,遴选出驱动滩涂开发的自然、经济、社会方面的23 个空间变量,借助Matlab 平台,构建了海滨湿地利用空间格局模拟模型。利用盐城大丰海滨1988、2002 和2009 年三期遥感影像,及相应年份人口经济数据,根据格局优化模拟思路,先使用湿地功能生态位模型诊断出历史过度开发区域,再训练合理开发转换规则,最后仿真出2016 年大丰海滨湿地利用的空间优化格局。模拟中依据目标年覆被数量结构,限定训练样本随机抽取比例,提高了1 万个样本的有效信息量;通过对比不同BP隐藏层节点数时的模拟精度,确定“23-13-8”和“23-17-8”分别为两组实验的最优BP结构;使得模拟效率提升,仿真总体精度高于93.6%。研究表明,近些年大丰海滨湿地覆被类型间的演替趋于频繁,自然湿地年开发速度明显加快,开发重心不断东移,呈现出向海“滚动开发”的特征。建议放缓两大保护区核心区周边的无序开发,推进大丰港附近滩涂的有序围垦。     

自然条件下盐城海滨湿地土壤水分/盐度空间分异及其与植被关系研究

以盐城国家级自然保护区核心区为案例,根据2011年4～5月对海滨湿地土壤采样分析结果,结合2011年ETM+遥感影像,运用典范对应分析(CCA)、线性回归模拟和地统计学方法,探索自然条件下盐城海滨湿地土壤水分和盐度的空间分异特征及其与植被类型的关系.结果表明:①土壤水分平均值在36.820%～46.333%之间;土壤盐度平均值在0.347%～1.328%之间,具体表现为米草滩>光滩>碱蓬滩>芦苇滩.②土壤水分和盐度的空间变异具有一致性,东西海陆方向上的变异大于南北海岸延伸方向上的变异.土壤水分和盐度最高值出现在西南部米草滩;最低值出现在芦苇滩内.将土壤水分和盐度从低到高分成Ⅰ到Ⅴ级,其中Ⅳ级比重最高,分别占36.156%和28.531%.③不同植被类型的土壤水分和盐度的组合呈现高盐度高水分到低盐度低水分的"双高到双低"组合特征.具体表现为:芦苇滩土壤水分<40.116%,盐度<0.676%;碱蓬滩土壤水分为38.162%～46.403%,盐度为0.471%～1.295%;米草滩土壤水分>43.214%,盐度>1.090%;光滩的土壤水分>43.214%,盐度>0.677%.     

盐城海滨湿地生态风险评价

分析盐城海滨湿地的主要生态环境问题,筛选自然灾害,综合污染,互花米草作为主要风险源,以盐城海滨湿地保护的目标种丹顶鹤和其他珍稀鸟类及生境作为评价受体进行研究,以物种重要性指数、生物多样性指数和自然度指数计算生态指数;依据生态指数和生态脆弱度指数来计算生态损失度指数;最后以生态损失度指数,自然灾害指数,综合污染指数,互花米草入侵指数来构建盐城海滨湿地生态风险评价的指标体系,并进行盐城海滨湿地的生态风险评价。     

闽江河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度土壤胞外酶活性特征

为了揭示河口潮汐沼泽湿地天然低盐度梯度下土壤胞外酶活性的时空变化差异,对闽江河口淡水潮汐沼泽湿地和半咸水潮汐沼泽湿地短叶茳芏(Cyperus malaccensis)植被下不同季节的土壤胞外酶活性、土壤容重和含水率、植物生物量、以及有机碳特征值(SOC、POXC、DOC和C∶N比)进行测定与分析.研究结果表明在闽江河口天然盐度梯度上,当土壤盐度从0‰增加至4.2‰,土壤β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)和过氧化物酶(PEO)活性均显著增加,增幅分别为201%、305%、493%和252%.沿着闽江河口天然盐度梯度,土壤容重和含水率以及孔隙水DOC浓度没有显著变化,但土壤易氧化有机碳(POXC)含量、有机碳(SOC)含量和土壤C∶N比逐渐减少.半咸水潮汐沼泽湿地站点短叶茳芏的地上生物量低于淡水潮汐沼泽湿地站点,但地下生物量则显著高于淡水潮汐沼泽湿地站点.4种土壤胞外酶活性均与土壤C∶N比呈现显著的负相关,酚氧化酶(PHO)和过氧化物酶(PEO)与土壤SOC含量呈负相关.土壤β-葡萄糖苷酶(BG)活性最高值出现在春季,而纤维素水解酶(CBH)活性最高值出现在夏季.以上研究结果表明,土壤盐度是影响闽江河口潮汐沼泽湿地生态系统土壤胞外酶活性和碳库演变的重要环境因子.从河口淡水潮汐沼泽湿地至低盐的半咸水潮汐沼泽湿地,沼泽植物地下生物量增加,与碳分解相关的土壤胞外酶活性增加,并抑制土壤的有机碳积累.     

基于转移矩阵模型的江苏海滨湿地资源时空演变特征及驱动机制分析

运用遥感和GIS技术及转移矩阵模型,对江苏省海滨湿地区域1987年、1997年及2007年3个时期图件进行信息提取。分别对两个时段该区域湿地资源演变趋势及其驱动机制进行定量分析,结果表明:①近30 a来,江苏海滨湿地资源演变趋势主要为自然湿地向人工湿地及非湿地转移,两个时段自然湿地面积分别减少11.57%和24.63%,整个研究期间人工湿地及非湿地分别增加了27.75%、6.92%;②影响江苏省海滨湿地资源演变的主要因素是人类活动及互花米草(Spartina alterniflora Loisel)的入侵,与1987年相比米草沼泽增加了71.94%。整体而言,社会经济因素是江苏省海滨湿地资源演变的主导因素。     

吉林西部沼泽湿地景观变化及其驱动机制分析

以吉林西部农牧交错生态脆弱区作为研究案例,利用地形图和Landsat MSS、TM 及ETM 遥感数据,借助地理信息系统(GIS)的空间分析和地统计分析功能,研究沼泽湿地的景观格局变化及其驱动因素.结果表明,1954~2000 年沼泽湿地面积呈先下降后上升的趋势,1954-1976 年沼泽湿地面积急剧减少,到1996 年以后,随着退耕还林还草政策的不断推进,沼泽湿地面积出现净增加;从景观梯度空间分布可见,该区的沼泽湿地主要分布于河漫滩、牛轭湖、古河道及阶地上的低洼地上,并且1954~2000 年沼泽湿地景观梯度分布变化很大.从沼泽湿地景观格局的驱动因素看,气候暖、干化趋势成为沼泽湿地减少的重要原因之一,但是随着社会经济发展和人类活动强度的不断加大,人为因素对自然因素的放大作用是不可忽视的.     

基于Landsat的黄河三角洲湿地景观时空格局演变

为全面揭示黄河三角洲湿地景观的演变,利用1973~2016年9期Landsat卫星影像,构建黄河三角洲湿地景观空间数据库,分析区域湿地景观的组成及其变化,应用景观格局指数分析方法,研究湿地景观格局演变的趋势,并结合质心模型探讨湿地景观空间位置的变化.结果表明：（1）黄河三角洲咸水湿地多分布于海岸带附近,淡水湿地多分布于河流沿岸,人工湿地多分布于距离海岸线15km以内的沿海区域以及河流沿岸.（2）黄河三角洲湿地总面积呈下降趋势,是由芦苇沼泽、翅碱蓬柽柳沼泽以及芦苇柽柳沼泽为主的自然湿地向人工湿地和非湿地的转换变化导致.（3）黄河三角洲湿地景观整体呈破碎化的萎缩趋势,景观空间构型不断朝破碎化、多样化,形状简单化的人工化特征突出的方向发展.（4）1973~1985年间,受黄河由刁口河流路改道清水沟流路初期的影响,加上充沛的淡水水源,黄河三角洲湿地呈以淡水湿地的东北向扩张变化主导;1985年后,黄河处于改道清水沟流路中后期,后又改至清8汊流路,加上黄河径流量的减少,使得区域湿地景观整体呈咸水湿地主导的东南方向萎缩变化.     

气候变化对湿地景观格局的影响研究综述

气候变化是影响湿地景观格局变化的主要自然因素。文章从气候变化对湿地水资源面积、湿地土地利用格局、湿地植被空间格局及湿地生物多样性格局的影响研究等方面进行了综述,并对完善气候变化下湿地景观格局变化的研究方法和技术手段进行了探讨。指出:应用气候模型进行未来气候预测时,应合理选择气候变化情景,并确保不同模型的时空尺度匹配;应用"3S"技术提取湿地类型信息、观测湿地土地覆盖变化时要确保信息的精度,不同来源的数据必须采取制图综合等手段;实现气候变化下湿地景观结构与生态过程相结合的动态格局分析。     

盐城市湿地园林建设初探

湿地园林是以湿地为对象的园林形式,为现代园林的一个组成部分,是利用现代园林建设和生态学原理,对湿地生态系统的保护、重建和恢复,艺术地再现自然湿地景现.在此,以湿地园林为研究对象,分析国内外湿地园林的发展概况,论述盐城市湿地园林建设的现状以及存在的问题,运用生态学和现代园林建设理论对盐城市湿地园林的建设进行初步的探索,较为详细的阐述其发展的规划目标以及建设的思路与对策,进一步强调湿地园林在建设城市大园林、改善生态环境方面的作用,并对湿地园林的未来进行展望.     

稳定同位素技术在湿地碳循环研究中的应用

稳定性同位素技术因其准确、灵敏和安全等特点而被广泛应用于生态学研究的诸多领域。稳定同位素技术在生物地球化学循环过程中存在独特的稳定同位素化学效应,近年来稳定同位素技术又被大量用于陆地生态系统碳循环机理方面的研究。湿地生态系统在全球碳循环中起着重要作用,其碳源和碳汇功能近来成为全球气候变化研究关注的重点问题。因此,碳的稳定同位素(13C)示踪技术适合研究从年到百年尺度的湿地碳循环过程。文章主要从湿地植被光合作用、土壤有机物质的沉积、溯源和可溶性无机碳的输入以及湿地中二氧化碳、甲烷排放等方面,重点综述稳定同位素技术在湿地生态系统碳循环中的应用。     

黄河口滨岸潮滩湿地植物-土壤系统有机碳空间分布特征

了解黄河三角洲滨海湿地有机碳状况是开展我国典型砂质和淤泥型海滩湿地生物地球化学过程及湿地生态修复研究的基础,通过对黄河三角洲自然保护区新生滨海湿地植物-土壤系统有机碳的空间分布特征及其影响因子的研究表明,不同类型湿地植物碳含量差异性不大,而植物碳密度变化幅度较大,且其空间变化趋势与植物生物量空间分布格局相似,均呈M型.表层土壤有机碳含量范围在0.75～8.35 g·kg-1之间,明显低于淡水沼泽湿地生态系统, 土壤有机碳密度分布趋势与土壤有机碳含量基本一致.相关分析表明,pH值与土壤有机碳密度呈负相关,土壤TN、C/N、含盐量与土壤有机碳密度呈线性正相关性,而土壤有机碳密度、土壤TN、C/N、pH值、含盐量与植物碳密度相关性不显著.     

典型海岛景观生态网络构建以崇明岛为例

人类活动的日益频繁使得海岛生物多样性保护压力不断增大,构建景观生态网络是缓解海岛生物多样性压力的重要途径。基于RS和GIS,运用最小阻力距离法和重力模型构建了崇明岛景观生态网络,结果显示:崇明岛景观生态网络由重要生态功能斑块和生态廊道构成;重要生态斑块共17个,面积170.6 km2,占崇明岛总面积的12%,其中东滩湿地为核心生态源地,东平国家森林公园附近区域为核心生态节点;生态廊道共25条,包括核心生态廊道17条,总长度分别为164.2 km和74.1 km,其中东滩湿地和北湖湿地之间廊道以及东风西沙周边廊道是崇明岛生态连接的关键;随着生态廊道宽度的增大,景观生态网络中最适宜景观比例相应减少,中等适宜景观和不适宜景观比例则有所增大,网络构建的难度也随之上升。     

Landscape dynamitic change in Mu Us Desert derived from Landsat TM data

Landscpae ecology emphasizes large areas and ecological effects of the spatial patterning of ecosystem.Recent developments in landscape ecology emphasized the important relationship between spatial patterns and many ecological processes.Quantitative methods in landscape ecology link spatial patterns and ecological processes at broad spatial and temporal scales.In turn the increased attention on temoral change of ecosystem has highlighted the need for quantitative methods that can analyze patterns.This research applies quantitative methods-change detection to assess the ecosystem temporal change in the arid and semiarid area.Remote sensing offers the temporal change of ecosystem on landscape characteristics.     

滨海湿地生态修复研究进展

滨海湿地是地球上一类重要的生态系统,它为人类社会提供了众多的生态服务功能。受人类活动和气候变化的影响,大量滨海湿地退化甚至消失。针对滨海湿地生态系统面临的严峻问题,国内外学者开展了大量湿地生态修复方面的研究与实践工作。本文综述了基于微生物和植物的滨海湿地有机、无机污染生态修复研究进展,探讨了这些技术措施存在的问题与不足,并对滨海湿地生态修复技术的发展趋势做出了展望。     

江苏王港海岸湿地的围垦现状及湿地资源可持续利用

海岸湿地是全球生物生产量最高的生态系统之一,具有极高的资源开发价值和环境调节功能。王港地区是江苏沿海盐沼湿地发育的典型地区之一,随着盐沼湿地围垦的进行,湿地面积减少,环境退化。为了实现盐沼湿地资源的可持续利用,必须改变盐沼湿地开发利用的方式,发展科学的、有利于生态环境健康发展的产业,如开辟科研基地保护区、发展花卉、草坪业、滩涂生态旅游业、建立盐沼林牧复合生态系统、实行盐沼湿地的综合管理等,同时,还要严格执行相关的法律法规。     

Landscape planning and ecology construction of wetland comprehensive protected area system in the Sanjiang Plain

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｅｔｌａｎｄｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｒｉｃｈｅｓｔｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｒｅａｓｉｎｔｈｅｅａｒｔｈ .Ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙｓｈｏｕｌｄｉｎｃｌｕｄｅｆｏｕｒｌｅｖｅｌｓ:ｈｅｒｅｄｉｔｙｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ,ｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ,ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｌａｎｄｓｃａｐｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙ .Ｓｐｅａｋｉｎｇｆｒｏｍｃｅｒｔａｉｎａｎｇｌｅｓ,ｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｌａｎｄｓｃａｐｅｄｉｖｅｒ…