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.     

基于植物多样性的北京市湿地生态质量评价

湿地植物多样性反映着湿地生态环境状况,并对维持湿地生态系统功能和服务至关重要.为掌握北京市湿地植物多样性现状并评估湿地生态质量状况,对北京市22处湿地植物多样性进行了调查,并结合遥感数据,从湿地植物的生境状况、物种多样性、群落典型性和外来种侵入度等4个方面建立指标开展评估,并分析生态环境因子和人类活动因子对湿地植物物种组成及多样性的影响.共调查到北京市湿地植物74科220属338种(含变种和亚种),植物组成表现出中心城区-城市平原区-生态涵养区的空间格局.生态涵养区湿地的生态质量总体上优于城市平原区湿地和中心城区公园湿地.生态质量综合指数值最高的前五处湿地为白河、怀沙河-怀九河、金牛湖、汉石桥湿地和永定河门头沟段,而城市平原区河流型湿地的生态质量综合指数值相对较低.典范对应分析结果显示,距离最近道路距离、水体总氮含量和生态绿地面积占比是影响区域湿地植物物种组成的主要因子,典型相关分析结果显示,建设用地面积占比和水体总有机碳含量是影响湿地植物多样性的主要因子.人类活动强度和水质状况对区域湿地植物多样性及生态质量影响较大,需重点加强城市平原区河流型湿地生态恢复与保护.     

玛曲高寒湿地生态服务价值研究

甘肃玛曲高寒湿地是我国青藏高原具有极高生态价值和社会效益的大型多功能高寒湿地,是全人类宝贵的自然财富。结合甘肃玛曲湿地的自然地理概况,在提出高寒玛曲湿地的生态服务功能分类系统的基础上,对玛曲高寒湿地的生态系统服务价值进行了简单的估算,结果显示玛曲高寒湿地具体很大的生态服务价值,所以保护玛曲湿地是整个黄河流域经济建设和保障国家生态安全的需要。     

黄河三角洲自然保护区湿地生态服务功能价值评估

黄河三角洲自然保护区是世界上暖温带保存最完整、最年轻的湿地生态系统之一,具有多种重要的生态服务功能。通过山东省第二次湿地资源调查（2011-2013年）及其它统计数据,结合保护区湿地生态系统的特征、结构及过程,构建了生态系统服务功能价值评估体系,应用生态经济学的理论和研究方法,对保护区湿地生态系统的供给、调节、支持和文化四大类功能进行了全面评估。结果表明:保护区湿地生态系统提供的生态系统服务总价值为123.113×108元,单位面积服务价值为5.93万元/hm2,其中调节服务功能价值最大,为85.773×108元,占总价值的69.78%;其次供给服务功能价值为19.018×108元,占15.45%;文化服务功能和支持服务功能价值分别为11.992×108元和6.330×108元,占9.74%和5.14%。具体提供的15项服务功能价值大小依次为消浪护岸>调蓄洪水>食物>科教>固碳>生物多样性维持>气候调节>供水>保持土壤>大气组分调节>水质净化>原材料>旅游>航运>促淤造陆。货币价值的直观性突显了保护区湿地对当地经济及生态环境的重要性,可提高人们对保护区湿地生态系统的正确认识,为湿地生态系统的保护和管理提供科学的理论依据。     

黄河河流生命需水量浅析

通过对河流健康意义、黄河健康现状的分析,提出了黄河河流生命需水量的概念。在一定的水量和流量范围内,河流自身具有一定的自我调节能力和抵御破坏的能力,随着水量(流量)的下降,其抵御破坏的能力也逐渐下降。文章强调“一旦河流水量(流量)低于其生命需水量,河流系统就不能自控而产生恶变或崩溃”,强调“河流抵御洪水能力的极端重要性”和“洪水对恢复河道过流能力的特殊意义”,强调“依靠河流自身的抵抗能力已难以恢复其生命活力,必须借助外力”,强调“人类必须无条件设法满足此水量”。目前,围绕河流生命各方面需水量的确定和维护河流生命的技术措施研究尚处于初级阶段。     

黄河三角洲旅游环境承载力研究

旅游业发展应注重生态和社会经济的协调有序,生态旅游兼顾区域经济发展和生态保护,符合高效生态经济发展战略,是黄河三角洲高效生态经济区产业结构的重要组成部分,然而高效生态经济区旅游业起步晚、发展滞缓;同时,脆弱的生态环境以及围垦开发活动使得该区域在旅游开发和旅游活动中生态保护的重要性尤为突出。通过建立包含湿地生态指标的多层次旅游环境承载力评价指标体系,依托最小限制因子法,评估生态、空间、设施和社会环境容量及承载力,判识旅游环境容量的主要限制因子,以期诊断影响研究区旅游环境承载力的主要问题。结果表明：1)黄河三角洲高效生态经济区旅游环境日容量由1995年的-288.57万人升至2020年的11.60万人,但旅游环境承载力仍为严重超载;2)1995,2020年的最小限制因子分别为污水处理和交通设施,且仅有这2个指标超载,其他指标均为弱载,所有指标均不适载;3)1995年旅游环境承载力主要受限于生态环境容量,而2020年旅游环境容量二级指标顺序为空间>社会>生态>设施;4)目前,旅游设施超载,而包括湿地生态指标在内的生态环境和空间环境均弱载,服务供给不足以支撑旅游资源的充分利用...     

1991～2016年黄河三角洲湿地变化的遥感监测

以1991、2000、2010和2016年的Landsat TM/OLI影像数据为基础,采用面向对象和目视解译的分类方法,提取了黄河三角洲湿地信息。同时,利用空间分析、动态度模型、非等间距序列灰色模型等分析方法,分析了湿地的时空变化特征,并结合相关文献资料讨论了湿地变化的驱动因素。结果表明,1991～2016年间,黄河三角洲湿地总面积逐渐减少,约91.39 km²。其中,以2000～2010年期间面积变化最为剧烈,自然湿地面积以30.21 km²/a的速度减少,而人工湿地以32.77 km²/a的速度增加。在各类型湿地中,草甸湿地面积减少最多,为312.83 km²;而人工湿地面积大幅增长,且以养殖池和盐田的增加最为迅速,增加了544.63 km²。从空间分布上来看,研究区人工湿地面积有逐渐向滨海区扩张的趋势。湿地养殖、农业开垦、工程修建等人类活动是导致黄河三角洲自然湿地减少的主要因素。     

黄河流域典型湿地生态环境需水量研究

运用科克兰(Cocnran)Q检验法,将黄河流域湿地分为河道湿地型、河滨湿地型、河口型3类.基于生态水文学方法,计算了黄河流域典型湿地生态环境需水量,提出了“湿地生态环境需水量计算时应主要关注湿地消耗水量”的观点,并进一步将黄河流域湿地生态环境需水量分为最小、适宜和理想3个等级.计算结果表明,黄河流域湿地最小、适宜、理想生态环境需水量分别为2 0 .3×10 8m3、3 7.6×10 8m3和5 4.9×10 8m3;黄河流域典型湿地与河道重复量为1.9×10 8m3.研究结果显示,要维持湿地基本的生态环境功能,需每年最小向湿地分配水量2 0 .3×10 8m3.为使黄河流域湿地恢复到理想状态的需水量为5 4.9×10 8m3.     

人类活动对40年间黄河三角洲湿地景观类型变化的影响

为了解人类活动对黄河三角洲湿地景观类型变化的影响以及判别主导的人为因素,本文采用Landsat系列1976、1986、1996、2006、2016年卫星数据,利用景观转移矩阵、人类活动强度模型等方法对40 a人类活动影响下黄河三角洲湿地景观类型变化进行定量监测并对研究区内人类活动影响大小进行分区评估,研究结果如下:（1）受人类干扰影响较大的三种主要转换:自然湿地向人工和非湿地转移量最多、非湿地向人工湿地转移其次、人工湿地向非湿地转移最小。（2）40 a人类活动影响比率由前10 a的16.77%到后10 a达到了52.93%。1976~2006年农田开垦是影响景观类型变化的主要因素,2006~2016年间由各种人类活动影响导致的自然湿地面积变化转移分布较为均衡,向库塘转移比例较大占34%。1976~2016年整体上以农田开垦为主。（3）人类活动强度模型适用于黄河三角洲湿地人类活动强度的评估计算,从结果可以看出1976~2016年,重度干扰主要集中于沿海区域,未干扰和干扰减弱区主要集中于自然保护区内,与实际野外调查结果较为贴合。该研究结果可为有关部门对黄河三角洲湿地保护和管理、修复提供有利参考。     

流域水生态系统完整性模拟方法展望

水生态系统完整性变化模拟是流域水生态退化诊断、风险预警和修复重建的基础。受到多种环境压力的叠加影响,水生态系统完整性状态具有累积性、复合性和滞后性的响应特征,难以采用常规静态实验和水质模型进行表征和预测。梳理了国内外该领域最新进展,按照水生生物、生态系统动力学、栖息地适宜性、统计经验、流域水系统耦合等5类模型,阐明了不同类型模型的基本原理、适用性和应用案例。结果表明:我国环境管理亟需水生态系统完整性模拟工具支撑,应围绕该领域开展重大科学基础研究,突破河湖水生生物模拟预测和多尺度耦合关键技术,加快构建具有自主知识产权的水生态系统完整性模型库和参数库,推动建设我国流域水生态系统模拟器大科学装置,支撑构建长江、黄河等重点河流水生态系统综合管理体系。     

黄河三角洲湿地生态修复工程对底栖动物的影响效果研究

为探究黄河三角洲修复工程对大型底栖动物的群落影响及关键影响因子,于2019—2021年在黄河三角洲国际重要湿地生物多样性保护工程修复区和未恢复区进行了6次大型底栖动物样品和土壤/底泥样品采集,共发现大型底栖动物78种,隶属于4门8纲61科,结果表明：昆虫纲的优势度随着时间变化不断上升,而耐污性强的软体动物和环节动物的优势度呈下降趋势。在2020年5月和2021年6月2次生长季对比中发现,在底栖动物整体密度下降的背景下,昆虫纲物种密度在南岸地区呈上升趋势,优势种和物种密度变化表明了生态修复工程改善了修复区的环境状况。在生态修复工程完成的初期,大型底栖动物的生存环境和群落结构受工程施工干扰严重,需要一定时间恢复生物多样性。环境因子分析表明：大型底栖动物群落与盐度、土壤/底泥全碳含量呈正相关,反映河口环境因子对底栖动物分布的影响。对比分析黄河三角洲国际重要湿地生态修复区和自然湿地的底栖动物群落特征及其变化过程,可为黄河三角洲河口湿地修复工程的实施效果评估提供重要数据和支持,为后续湿地修复工程的实施和管理提供参考,对于黄河三角洲生物多样性的保护具有重要意义。     

黄河三角洲滨海湿地表层沉积物重金属区域分布及生态风险评价

对黄河三角洲滨海湿地表层沉积物重金属含量变化区域分布特征进行了分析,探讨了沉积环境对重金属分布的影响,采用Hakanson潜在生态风险指数法综合评价了黄河三角洲滨海湿地沉积物中重金属污染状况和潜在风险程度.结果表明,黄河三角洲滨海湿地表层沉积物Hg、Cu、Pb、Zn、Cd和Cr的均值分别为0.034、18.733、19.393、65.317、0.235和62.940μg.g-1.黄河三角洲滨海湿地重金属分布存在区域差异,现行河口区重金属含量最高,鲁北古代黄河三角洲区重金属含量次之,废弃河口区为最低.重金属区域分布受水动力条件的影响显著,黏土含量对重金属的富集和分布也起到一定控制作用.黄河三角洲滨海湿地表层沉积物质量状况良好,综合污染指数为0.10～4.14,处于低污染状态,Cr是主要污染因子,均值为0.63.6种污染物的污染程度由高到低的顺序为Cr>Cu>Zn>Cd>Pb>Hg.综合潜在生态风险指数介于0.46～51.88之间,具有较低的潜在生态风险.6种污染物潜在生态风险参数由大到小顺序为Cd>Hg>Cu>Cr>Pb>Zn,Cd是黄河三角洲的主要潜在生态风险因子.     

黄河三角洲湿地不同植被类型下土壤营养元素空间分布及其生态化学计量学特征

选取黄河三角洲芦苇湿地、柽柳湿地、盐地碱蓬湿地和光滩这4种典型自然湿地及农垦地棉花田作为研究对象,阐明不同植被类型自然湿地土壤营养元素分布特征和生态化学计量学特征,并进行农垦地同自然湿地的对比研究.结果表明,自然湿地内土壤总有机碳（TOC）和总氮（TN）含量总体表现为：芦苇湿地、柽柳湿地>盐地碱蓬湿地>光滩,TOC和TN含量同土壤电导率值（EC）和pH值呈显著负相关（P<0.05）;棉花田TOC、 TN和全磷（TP）含量显著高于自然湿地（P<0.05）,其中硝态氮（NO^-₃-N）含量为自然湿地的9.4～11.4倍,但棉花田碳、氮和磷含量同EC值和pH值无显著相关性（P>0.05）.相关分析表明,自然湿地土壤碳氮比（C/N）主要受控于TN含量（P<0.05）,棉花田土壤C/N显著低于自然湿地（P<0.05）.自然湿地及棉花田土壤碳磷比（C/P）和氮磷比（N/P）均值较低,且与土壤TOC和TN含量变化趋势一致.对比分析发现,整体上棉花田土壤营养元素含量、 C/N、 C/P和N/P差异显著（P<0.0...     

黄河三角洲湿地生态环境质量现状及保护对策

调查了黄河三角洲湿地类型及分布,重点对三角洲环境空气质量、地表水环境质量、湖泊水库水环境质量、浅海湿地水环境质量和湿地生态系统现状进行了调研。结果表明,三角洲湿地环境均受到不同程度的污染,浅海湿地潜在富营养化的危险,湿地生态系统现状堪忧。对此本文提出了五项有针对性的保护对策。     

黄河三角洲湿地淡水恢复区重金属分布特征及潜在风险

为评估黄河三角洲国家级自然保护区湿地淡水恢复工程的重金属生态恢复效果,对研究区表层沉积物重金属(As、Cd、Cr、Cu、Pb和Hg)进行监测,并开展了空间分布特征分析、生态风险评估和溯源分析。结果表明：恢复区表层沉积物中As、Cd、Cr、Cu和Pb的平均含量分别为10.22,0.17,40.78,17.75,18.12 mg/kg, Hg未检出。恢复区重金属的RI值<60,呈低生态风险;Cd的E_r值为30～60,是主要的潜在生态风险因子。各类恢复湿地生境潜在风险差异显著,其中南部藨草区风险最低,北部生态岛最高。与未恢复区相比,恢复区内重金属含量的空间差异性及聚集效应减弱,且生态风险明显降低,表明恢复工程实施后,湿地水文功能的提升有助于降低重金属的生态风险。此外,沉积物中As、Cd、Cr、Cu和Pb具有高度同源性,其潜在来源主要是油田开采及工农业活动排放污染物。该研究结果可为黄河三角洲生态修复及重金属风险防控提供参考。     

天目湖湿地生态修复工程措施探讨

天目湖（沙河水库）是下游溧阳市70多万人的饮用水水源地,在区域经济和社会发展中占有重要的地位。天目湖上游河流的健康程度影响着天目湖湿地的生态状况。因此,通过对平桥河、下宋河与中田河流域的生态修复工程,改善天目湖湿地的生态条件。通过对湿地存在问题的分析,提出了生态修复的指导思想,依据湿地修复理论并结合该湿地实际,对天目湖湿地修复工程措施进行探讨,为同类湿地修复提供借鉴。     

基于区域土地利用规划的黄河口湿地退缩风险分析

为了解未来15 a土地利用长期规划对湿地变化的影响,明确建设用地扩张对湿地的威胁,揭示湿地丧失的潜在风险,制定积极的湿地保护策略,根据山东省垦利县2005年TM影像和2005-2020年土地利用规划数据,运用空间分析方法,分析了规划期间建设用地扩展对区域湿地的侵占威胁,并对湿地退缩的潜在风险进行了评估。结果表明:①研究区域现状湿地面积为107 497.80 hm²,占全区总面积的46.32%,湿地资源丰富;湿地类型多;②根据现有规划,到2020年,研究区建设用地平均每年将增长542.50 hm² ;新增建设用地总量中,约29.54%是由湿地转换而来,湿地被建设用地扩展侵占比较严重;③规划期内,湿地面积呈下降趋势,约5 057.53 hm²的湿地将转变为建设用地;县域内各乡镇湿地减少的速度和幅度不同,区域差异较明显,其中董集乡和郝家镇变化幅度较大,垦利街道办事处、胜坨镇和永安镇也高于垦利县平均变化水平;在各类湿地类型的变化上,苇地减少幅度最大,15 a期间减少43.87%,灌溉水田面积减少最多,约2 211.75 hm²;④对湿地被建设侵占的风险分析表明,研究区内处于高风险的湿地面积共有17 024.45 hm²,低风险湿地面积约为29 846.89 hm²,无风险湿地面积为60 626.46 hm²,湿地损失的整体潜在风险较高。     

黄河三角洲不同类型湿地土壤盐分的剖面分异特征

为探究高强度人为干扰是否改变滨海湿地土壤盐分的剖面特征,采集黄河三角洲典型自然湿地和人为干扰湿地不同植物群落下的土壤剖面样品,进行实验室测定。运用单因素方差分析、非参数检验、聚类分析等方法,对土壤剖面含盐量及理化性状进行统计分析。结果显示：由陆向海湿地土壤从轻度盐渍化向盐土过渡,盐分剖面特征受人为活动影响显著,同时人为影响因植被类型而异。总体而言,人为干扰湿地土壤盐渍化程度高于自然湿地。土壤盐分剖面类型可划分为表聚型、震荡型和均匀型三种,空间上由海向陆土壤盐分剖面类型由表聚型、震荡型向均匀型转变。人为干扰湿地中的柽柳（Tamarix chinensis）群落和裸地土壤盐分表聚特征明显,属于表聚型剖面,表聚系数为63%,均匀型剖面占比最高,达到2/3。当地人为筑坝修路等建设活动,通过直接阻断或改变地形等方式削弱了湿地潮汐的水文连通过程,进而改变土壤含水率、容重等生境要素,可能成为影响盐分剖面特征的重要因素。通过闸阀调控、生态补水工程等水文连通恢复措施,改善湿地土壤盐碱化问题,有助于推动黄河三角洲滨海湿地的可持续发展与管理。     

黄河口典型芦苇湿地土壤磷的吸附动力学特征

以黄河口不同淹水条件的芦苇湿地为研究对象（潮汐淹水湿地、淡水恢复湿地和季节性淹水湿地）,通过吸附模拟实验探讨了不同类型湿地表层土壤对磷的吸附动力学特征及其影响因素,评估了不同淹水条件下湿地土壤对磷的吸附能力。研究结果表明：具有不同水盐条件的芦苇湿地土壤对上覆水体中磷的吸附表现为淡水恢复湿地>潮汐淹水湿地>季节性淹水湿地,淡水恢复湿地土壤对磷的吸附量最大;三类湿地土壤对磷的吸附过程均表现为初期（0~3 h）最快、中期（3~24 h）逐渐减慢、后期（24 h以后）慢而平衡的状态,但淡水恢复湿地土壤对磷的吸附速率最快,季节性淹水湿地土壤对磷的吸附速率最慢且存在着时间上的延迟性;三类湿地土壤的水盐条件和理化性质差异（如pH、盐度、土壤质地、Al₀、Fe₀和Ca₀）是导致三类湿地土壤对磷的吸附量和吸附速率存在差异的主要因素;Simple Elovich模型和Power Function模型更适合模拟黄河口芦苇（Phragmites australis）湿地土壤对磷的吸附动力学特征。在黄河口退化芦苇湿地实施淡水恢复工程,能够在一定程度上促进湿地土壤对磷的吸附,进而降低湿地水体发生富营养化的风险。     

黄河三角洲新生湿地土壤碳氮磷分布及其生态化学计量学意义

河口湿地是连接陆地生态系统和海洋生态系统的纽带。土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)元素是湿地生态系统营养水平的重要指示物,显著影响湿地生态系统的生产力。本文研究了黄河三角洲新生湿地不同植被下土壤C、N、P的分布特征和生态化学计量特征。结果表明,1)黄河三角洲新生湿地C、N、P含量分别为1.2~8.4、0.2~0.8、0.4~0.6g/kg,平均值分别为3.5、0.4、0.5g/kg;土壤表层的C、N、P含量显著高于亚表层。2)黄河三角洲新生湿地C/N、C/P、N/P比值分别为4.62~12.67、2.02~16.39、0.22~1.53,平均值分别为8.77、6.81、0.77。土壤C/N、C/P、N/P比值随土壤剖面深度向下递减,不同植被土壤之间的C/N、C/P、N/P比值有所不同。土壤生态化学计量比值显示黄河三角洲新生湿地土壤有机质分解快,氮的矿化度高。因此,提高该地区土壤有机质的归还,同时适当增加氮肥使用成为湿地生态恢复的优先选项。