鄱阳湖湿地烧荒遥感监测及其影响分析

鄱阳湖湿地属于我国生态功能区划重要区,兼有洪水调蓄和生物多样性保护的生态服务功能。该区域建有9个国家和省级自然保护区。近年来,全球变暖引发的区域性干旱气象灾害频发,造成鄱阳湖区水体和湿地水位下降、甚至干涸,大量薹草滋生,时有湖区烧荒现象,严重威胁到鄱阳湖湿地自然保护区安全及区域生态环境。2012年初,针对新出现的多起烧荒事件,研究结合遥感快速监测、植物地面调查和GIS缓冲区分析等方法,及时掌握第一手的烧荒区域面积、分布和地面火烧区域与非火烧区域植被生长状况,并经对比和分析获得一些初步认识:①此次春季烧荒区域总斑块95个,烧荒总面积10278.6196hm²,烧荒面积最大的斑块面积1293hm²,烧荒区主要分布在永修县吴城镇鄱阳湖国家级自然保护区和新建县南矶山湿地自然保护区;②火烧后薹草萌发与生长的数量要显著提高,前期地表生物量与盖度也高于未火烧区,但生长后期地表生物量与盖度要低于未火烧区;在萌发与生长的全过程,火烧后薹草的高度均显著低于未火烧区;在生长后期,火烧后薹草群落物种丰富度与生物多样性要明显低于未火烧区;③烧荒地缓冲区分析表明受烧荒影响最大的土地覆盖类型仍是干涸的湖底和邻近农田,随着缓冲区范围的扩大,受影响的森林和农村聚落类型比重加大,应引起足够重视。基于以上三个方面的分析,提出了相关的鄱阳湖区湿地资源保护和烧荒地管理的建议。     

大庆典型区域湿地水体污染物迁移变化特征研究

目前对于天然湿地水体污染物迁移变化规律的研究还不全面。大庆区域湿地面积较大,但石油开采所产生的含油废水以及其他生产和生活的废水进入湿地,对该区域湿地水环境产生了较大的影响。对大庆区域湿地水体自净效果及变化状况进行研究,对揭示该湿地生态系统健康状况变化有着重要意义。为此,按不同季节对湿地系统不同典型位置(进水处、出水处、中间部位),采集水样、湿地植物芦苇(Phragmiteshirsuta)与湿地土壤,考察了大庆湿地不同时空条件下的湿地水质情况以及湿地植物芦苇、土壤的变化情况。结果表明:湿地系统夏季污染最严重,污染程度从高到低依次为夏、秋、春,春季综合污染指数最低为13.11。TN的综合污染指数最高为14.05,5项水质指标综合污染指数从高到低顺序依次为TN、COD、含油量、NH4+-N、BOD5。湿地对水体污染物去除主要发生在湿地前部区域。在监测期间,湿地前部区域去除的TN的量占整个湿地区域去除TN量的71.86%,湿地前部区域去除的COD的量占整个湿地区域去除COD量的77.51%,湿地前部区域去除的NH4+-N的量占整个湿地区域去除NH4+-N量的56.46%,湿地前部区域去除的含油量占整个湿地区域去除含油量的79.91%,湿地前部区域去除的BOD5的量占整个湿地区域去除BOD5量的53.57%。湿地系统对湿地水体污染物的降解是沿湿地水流方向逐渐降低的,湿地自净效果明显。植物通过吸收直接去除部分氮、磷,而且在生长季节作用更明显。在湿地前部区域植物生长效果略好于后部,对氮、磷吸收也略高于后部,这正与湿地系统对污染物的降解是沿湿地水流方向逐渐降低相吻合。另外,湿地土壤能够吸附水中一些污染物质,湿地植物与土壤都对水中污染物的去除发挥重要作用。     

湿地挺水植物凋落物立枯分解研究进展

在许多湿地生态系统中,挺水植物立枯常组成凋落物总量的主要部分,其分解过程研究对于正确评价湿地生态系统的碳收支状况具有重要意义。对立枯分解过程与传统研究中凋落物分解过程的差异,分解过程中的 CO2排放,立枯分解的研究方法,以及分解过程的影响因素进行了综述。一般认为,湿地挺水植物立枯与传统研究中凋落物所处环境的差异造成了分解过程的差异,其分解过程中产生 CO2是湿地温室气体排放的重要途径;凋落袋和红外气体分析仪是湿地挺水植物立枯分解研究的主要方法;真菌组成了立枯体上微生物的大部分,对于立枯分解具有重要作用;环境因子（温度、水分等）和“基质质量”是影响挺水植物立枯分解过程的重要因素。在全球变化背景下,气候变化因子会直接或间接影响凋落物立枯分解过程,引起对气候变化的反馈,因此,在全球范围内开展气候变化对于湿地生态系统挺水植物立枯分解影响的研究具有重要的意义,必将成为凋落物研究的一个重要方向。     

人工湿地系统对含沼液畜禽废水净化效果试验研究

为了考察人工湿地处理含沼液畜禽废水的可行性,采用水平潜流人工湿地对含沼液畜禽废水进行处理实验。试验结果表明：在进水流量1.5 m3.d-1,水平潜流人工湿地系统对含沼液畜禽废水具有较好的处理效果。废水中COD、TP、TN和NH4＋-N浊度平均去除率分别为59.21%、53.80%、55.09%和55.57%.另外,通过对人工湿地沿程的污染物变化试验分析表明,人工湿地系统对污染物的降解是沿人工湿地水流方向逐渐降低的。     

气象水文因子对呼伦湖湿地区域植物气候生产潜力的影响

利用呼伦湖湿地50年的气象资料、水文资料和生态环境监测资料,采用迈阿密模型及回归统计分析方法,分析了气象水文因子对呼伦湖湿地区域植物气候生产潜力的影响,结果表明,①50年来该湿地植物气候生产潜力变化趋势总体为下降趋势,减少的气候倾向率为每10年157.7 kg·km-2,峰值时段为1970—1990年,两个谷值时段为1961—1969年、1991—2010年,最大值和最小值与降水量出现的最多值和最少值一一对应。②在15个气象水文因子中有年降水量、年蒸散量、生长季径流量、春季大风日数、水位、春季平均风速、年大风日数、水域面积8个因子达到显著性检验（P〈0.150～0.001）,上述8个因子的排序也是与湿地区域植物气候生产潜力相关程度由大到小的排序。综述表明,呼伦湖湿地区域呈暖干化趋势,并且干旱灾害比较严重,是限制气候生产潜力的重要原因。③气象水文因子协同作用对该湿地区域植物气候生产潜力的影响较大,复相关系数为-0.997,年蒸散量与年平均气温、年降水量、生长季径流量和水位因子对湿地区域植物气候生产潜力的贡献相反,随其减少或增加,湿地区域植物气候生产潜力变化率增加或减少149.7 kg·hm-2。可以看出,该湿地气象水文因子的匹配并不理想,暖干化趋势依然是制约该区光能利用率低下的重要原因。④该湿地区域植物现实的生产力远未达到气候生产潜力,约有近60%的潜力可以开发;光能利用率较小的主要原因：一是现有的生态保护、修复技术及管理水平还比较落后,二是该区域暖干化趋势显著;而提高气候资源利用率的有效途径是加大保护生态环境力度和积极实施人工增雨、节水灌溉工程。     

流域河口湿地生态健康与湿地发育关系研究

河口湿地作为一个独立的＂活体＂,有着其自身的地理发育、成熟和衰老的生长过程。以大洋河河口湿地为例,运用面积积分曲线和分维度指数计算大洋河流域发育阶段及河口湿地生长过程,得出如下结论,（1）在河流流域地貌发育早期,河流底蚀、侧蚀、溯源侵蚀强烈,河流含沙量高,泥沙在河口地区沉降而易形成河口湿地;随着流域地貌发育到壮年期,河流泥沙含量输出稳定,河口湿地面积继续扩张;到流域地貌发育晚期,侵蚀减弱,河流含沙量减少,河口湿地缺乏稳定的泥沙供应,在河湾水动力作用下逐渐萎缩、直至消亡。（2）人类活动直接影响河口湿地环境的物理、化学和生物组份,改变了河口泥沙的输入量及沉积环境,人类活动实际上是直接或间接地缩短了河口湿地的发育时间,加速了其发育进程。（3）针对不同发育阶段的河流,在制定河口湿地保护政策和修复措施时,必须充分考虑其地质历史发育特征,政策的制定要符合其生长规律。     

辽东湾大凌河口湿地土壤微生物群落分析

土壤微生物对湿地生态系统的物质转化和能量流动具有重要作用,目前对天然湿地的微生物资源及群落结构缺少研究。应用PCR-DGGE技术研究辽东湾大凌河口湿地土壤中的微生物群落结构,并对其群落组成进行分析,结合冗余分析（RDA）方法考察环境因子对微生物群落结构的影响。共设定7个站位采集土壤样品,直接提取样品中微生物的总DNA,以巢式PCR扩增细菌16S rDNA-V3区片段,应用变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术分离片段,研究河口区湿地土壤细菌的群落结构。结果表明：辽东湾大凌河口区土壤具有较为丰富的细菌种群,主要包含Proteobacteria、Actinobacteria和Bacteroidetes几大类门,且同一季节采集的样品在聚类分析图上聚类成簇。RDA分析表明,土壤的温度与盐度2个变量分别解释了6.5%、2.3%的土壤细菌群落结构变化,表明大凌河口区土壤的群落结构变化是多种环境因子共同作用的结果,其中温度的影响略大于盐度。     

退耕还湖后安庆沿江湿地土壤颗粒分形特征

以安庆沿江不同退耕还湖方式(白荡湖区,低坝高网式养鱼;菜子湖区,自然恢复湿地)和不同历史利用方式(水耕和旱耕)的湿地土壤为研究对象,分析退耕还湖后湿地土壤的颗粒分形特征变化。结果表明,退耕还湖后白荡湖区湿地土壤颗粒分形维数和<0.01 mm粒径颗粒含量降低,且历史水耕湿地土壤颗粒分形维数降幅小于历史旱耕湿地;菜子湖区湿地土壤颗粒分形维数和<0.01 mm粒径颗粒含量升高,且历史水耕湿地土壤颗粒分形维数增幅大于历史旱耕湿地。2个湖区湿地土壤颗粒分形维数与土壤细黏粒、粗黏粒和细粉粒含量呈显著正相关(P<0.01),与粗粉粒、细砂粒和粗砂粒含量呈显著负相关(P<0.01),与土壤有机质、全磷和有效氮含量呈显著正相关(P<0.05),土壤颗粒分形维数和土壤养分含量的聚类分析结果总体相似。土壤颗粒分形维数可作为评价退耕还湖后湿地生态恢复过程中土壤演变状况的重要参考指标。     

Characteristics of pollutants behavior in a stormwater constructed wetland during dry days

A stormwater wetland treating non-point source pollution (NPS) from a 64 ha agricultural watershed was monitored over a period of five months. The results indicated that pH and dissolved oxygen (DO) were increased in the wetland due to the algal growth. The highest total suspended solids (TSS) concentration was observed in the aeration pond due to the resuspension of solids, decreased in the wetland. The respective decreases in total nitrogen (TN) and total kjeldahl nitrogen (TKN) were 15.9% and 28.7% on passing through the wetland. The nitrate and ammonia were increased by 45.4% and decreased by 79.9%, respectively. These variations provided strong evidence for the existence of nitrification. The total phosphorus (TP) and phosphate had respective reductions of 52.3% and 58.2% over the wetland. The total chemical oxygen demand (TCOD) and soluble chemical oxygen demand (SCOD) were also decreased. Generally, the TN, TP and phosphate removal efficiencies were positive. These positive removal efficiencies were mainly due to microbial activities, uptake by plants, and chemical precipitation at high pH. Negative removal efficiencies can be caused by continuous rainfall activities, with short antecedent dry days (ADDs) and unstable hydraulic conditions, some other biogeochemical transformations and algal growth also being important parameters.     

七里海湿地土地利用变化及其景观格局演替分析

通过遥感手段,利用大量的ETM、TM、MSS遥感影像,从土地覆盖变化、景观格局指数等角度,分析了近30年七里海湿地的土地利用变化特点及景观演替趋势特征。详细分析了七里海内水域、芦苇等用地类型的转化趋势与成因,并通过多年来景观指数对比的方法揭示了该区域景观连通性和破碎化程度的变化趋势。研究结果表明：由于入境水量减少,1976到2009年期间七里海湿地水域面积减少了80％,之后由于保护区的建立,水域面积持续增长。期间以保护区建立为节点,主要的土地利用类型变化趋势是水域-芦苇-水域。1976到2009年期问七里海总体聚集度指数从95．75下降到87．54、水面的破碎化指数从6．42上升到10．74,反映出区域景观连通性变差,破碎化程度在加剧,人类活动对环境影响越来越深刻。