互花米草入侵盐沼湿地CH4和N2O排放日变化特征研究

甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的2种重要温室气体,探索其源汇及地域排放特征一直是全球变化研究领域的核心内容。CH4和N2O通量的日变化研究是正确估算大时间尺度下CH4和N2O排放量的基础。利用静态箱法原位观测了江苏沿海芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Suada salsa）、光滩、水面以及互花米草（Spartina alterniflora）入侵湿地CH4和N2O排放的日变化特征。结果表明,1）互花米草湿地地上部生物量为1.70 kg·m^-2,土壤有机碳质量分数为13.55 g·kg^-1;分别是芦苇和盐蒿湿地的2.50-3.43和2.15-4.15倍。2）互花米草和芦苇湿地土壤10 cm处氧化还原电位（Eh）有明显日变化,最低值出现在3：00,最高值出现在12：00;光滩和盐蒿湿地没有明显的日变化。3）互花米草湿地 CH4日平均排放通量为0.52 mg·m^-2·h^-1,是其他湿地的2.12-6.40倍;N2O日平均通量为-3.24μg·m^-2·h^-1,显著低于盐蒿湿地、光滩和水面（P＜0.05）。互花米草和芦苇湿地CH4排放通量最高值（0.73 mg·m^-2·h^-1和0.30 mg·m^-2·h^-1）出现在15：00,最低值（0.37 mg·m^-2·h^-1和0.17 mg·m^-2·h^-1）出现在3：00,均与土壤孔隙水中CH4浓度呈显著负相关（P＜0.05）。互花米草湿地CH4排放通量与10 cm土温、Eh和生态系统CO2净交换量（NEE）显著正相关（P＜0.05）。互花米草和芦苇湿地N2O通量9：00-18：00为负值,21：00—6：00为正值,均与NEE呈显著负相关（P＜0.05）。盐蒿湿地、光滩和水面CH4和N2O排放通量没有明显日变化特征。互花米草入侵提高了沿海湿地CH4排放,但降低了N2O排放,植物对CH4传输作用以及向根际传输O2和易分解有机物是导致互花米草和芦苇湿地CH4和N2O排放表现出日变化特征的原因。     

外源氮输入对互花米草生长及叶特征的影响

入侵种互花米草（Spartina alterniflora）是滨海盐沼湿地的多年生草本植物,研究人类活动引起的外源氮输入对其生长的影响有助于了解滨海湿地生态系统结构和功能的未来变化趋势。运用随机区组试验设计方法,模拟海滩水分条件（间歇淹水和持续淹水）,研究了互花米草的地上部生物量、叶片光合特征以及形态特征对外源氮输入的响应。结果表明：互花米草地上部生物量在施氮条件下显著增加,且在土壤处于间歇淹水状态时表现更为明显;施氮条件下植株分蘖数比对照处理分别增加了60.0%和60.2%,是引起地上部生物量增加的主要原因。施加氮素促进了互花米草叶片的生长,叶面积、叶数、叶长和叶宽均显著增加,而叶数的变化是导致植物叶面积增加的主要因素。外源氮输入促进了互花米草叶绿素含量的增加,而对净光合速率的季节变化特征无明显影响。持续淹水处理的植物地上部生物量、生长速率、分蘖数、净光合速率和叶面积均低于间歇淹水处理,说明持续淹水状态对互花米草生长造成了一定的抑制作用。     

互花米草入侵对盐城滨海湿地nirS型反硝化细菌多样性及群落结构的影响

探明滨海湿地土壤反硝化细菌群落及多样性,对于理解滨海湿地氮素循环以及反硝化引起的N₂O排放等具有重要意义。采用时空替代法,选择盐城滨海湿地入侵3年、17年、31年的互花米草(Spartina alterniflora)群落,并以本土植物芦苇(Phragmites australis)群落作为对照,通过高通量测序技术分析不同土壤深度nir S型反硝化细菌群落组成及多样性,探讨互花米草入侵过程中滨海湿地土壤理化性质变化对nirS型反硝化细菌群落组成的影响。结果表明,入侵种互花米草导致盐城滨海湿地土壤反硝化细菌多样性较本地物种芦苇降低,且在不同土壤深度中反硝化细菌多样性均表现为随着入侵年限的增加先降低后上升的趋势。互花米草以及芦苇群落在不同土壤深度均存在特有反硝化细菌,其中嗜氢菌属(Hydrogenophilus)、色盐杆菌属(Chromohalobacter)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)相对丰度在不同土壤深度中均表现为随着入侵时间增加而增加。盐城滨海湿地土壤反硝化细菌结构变化同时受到多种环境因子的影响,在0—20 cm土壤深度主控因子为盐度、pH和总...     

江苏潮滩湿地不同生境互花米草形态与生物量分配特征

通过对江苏潮滩湿地不同生境互花米草(Spartina alterniflora)种群生境特征、形态与生物量分配特征的分析,研究籽实成熟期互花米草形态与生物量分配特征及其影响因素.结果表明:(1)江苏潮滩湿地自海向陆不同生境间互花米草单株地上生物量、各形态指标、叶生物量比、繁殖分配Ⅰ和繁殖分配Ⅱ差异均显著(P<0.05),且与形态指标及其他生物量分配指标相比,繁殖分配的变异系数最大.(2)互花米草发生地米草生长时间最长,各形态指标(除种子数外)及单株地上生物量均最高;定居时间为1 a的米草各形态指标及单株地上生物量均最低.互花米草单株地上生物量及各形态指标分别与种群定居时间之间均呈正相关关系,其中单株地上生物量、茎长、叶长、叶宽、茎直径和种子数与种群定居时间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关.(3)互花米草各形态指标(除种子数外)与土壤有机质、土壤总氮间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关,土壤有机质与总氮是引起互花米草形态特征差异的重要因素.(4)互花米草各生物量分配指标与种群定居时间及土壤环境因子间在大多数情况下相关不显著,在特定的生境中互花米草特殊的生物量分配特征可能是其适应并成功入侵江苏潮滩湿地不同生境的重要原因之一.     

无瓣海桑和互花米草群落土壤化感作用比较

为揭示不同植物群落土壤在无瓣海桑(Sonneratia apetala)控制互花米草(Spartina alterniflora)中的作用,利用化感生物测定的方法,选用黑麦草(Lolium perenne)为受体,对比分析红树林无瓣海桑群落、互花米草群落以及无瓣海桑+互花米草群落土壤水提液的化感作用大小。结果表明3,种植物群落土壤水提液对黑麦草具有化感作用,无瓣海桑群落土壤和无瓣海桑+互花米草群落土壤水提液对黑麦草根长和苗高的影响表现出低促高抑的现象;ρ为0.25 g·mL-1的土壤水提液对黑麦草种子发芽和幼苗生长影响不大,1.0 g·mL-1土壤水提液对黑麦草根长和苗高产生显著影响,加入活性碳之后能减弱水提液的化感作用。ρ为0.25或0.5 g·mL-1条件下3,种土壤浸提液对黑麦草发芽率的影响无显著差异;ρ为1.0 g·mL-1的3种水提液都显著抑制黑麦草根长,而无瓣海桑群落土壤水提液表现出更强的化感作用,ρ为1.0 g·mL-1的土壤水提液显著抑制黑麦草苗高,无瓣海桑群落土壤对苗高的抑制作用显著强于互花米草群落土壤(P<0.01)。以黑麦草为受体,无瓣海桑群落土壤化感作用强于互花米草群落土壤,通过根系分...     

中温干式发酵对互花米草产气和结构特性的影响

利用渗滤床中温、干式发酵互花米草,考察其技术可行性和产气特性;通过元素分析、XRD和FT-IR分析,考察干式发酵及石灰堆沤预处理后互花米草物化性质的变化.研究结果表明,中温、干式发酵互花米草在技术上是可行的,60d单位累积产气最为178.4 mL·g-1VS(0℃,1.01×105Pa),总TS与VS去除率分别为59....     

近17年鄱阳湖区景观格局动态变化研究

通过对1989、1999和2006年3期遥感影像进行解译,借助ARCGIS、FRAGSTATS等软件对鄱阳湖区近17年景观格局动态变化进行分析。结果表明：近17年湖区景观空间结构在自然因素和人类活动的影响下发生显著变化。从景观水平上看,湖区整体景观的破碎化程度不断增大,各斑块类型在空间上的分布趋于均匀和分散,景观中斑块的形状渐趋不规则,复杂程度加大。在斑块类型水平上,研究区水体的破碎化程度增加,斑块向着小型化方向发展,斑块之间的结合度降低,形状逐渐变得复杂,水体斑块之间的水力联系减弱;草地和林地的空间结构相对稳定,变化并不显著;耕地虽然是研究区的优势景观类型,但在近17年间,其优势地位被逐渐削弱,破碎化程度也在逐渐加大,斑块形状的规则性降低,各斑块之间的分离性加大;滩地的变化主要受水文情势和泥沙淤积的影响,破碎化程度经历了先加大、后降低的过程,最大斑块面积有所增大;建设用地的变化最为明显,其破碎化程度也有所加大,但斑块间的连接程度相对研究初期有所增加;未利用地是研究区面积最小的景观类型,其景观破碎化程度则有所降低,斑块形状也渐趋简单。     

京津冀地区近20年NDVI时空变化特征

健康稳定的自然生态系统是保障城市发展的重要基础.了解京津冀城镇快速发展过程中自然生态系统的变化,有助于该区域城镇绿色协调可持续发展.植被指数NDVI时空变化特征可反映地区自然生态系统状况及其演变规律.基于MOD13Q1和Landsat遥感影像数据,利用一元线性回归趋势分析法分析近20年(2000—2019年)京津冀地区...     

广西红树林净生态系统碳交换变化特征及影响因子研究

为了研究广西红树林CO_2通量变化特征及其调控机制,利用2019年北海红树林生态观测试验站涡度相关系统观测的红树林碳通量和气象观测数据,分析红树林净生态系统碳交换变化特征及其与气象因子的响应关系。结果表明,广西红树林净生态系统碳交换的平均日变化曲线呈"U"型分布;在月尺度上,碳汇峰值出现在2月,最小值出现在6月;在季尺度上,不同季节碳汇峰值呈秋季春季冬季夏季的趋势;净生态系统碳交换月累积最大值为11月(-45.23 g·m~(-2)·月~(-1)),最小值为7月(-16.95 g·m~(-2)·月~(-1));广西红树林净生态系统碳交换、总呼吸和总初级生产力年累积量分别为-386.68、862.49和-1 249.18 g·m~(-2)·a~(-1),3者均低于福建和广东红树林;光合有效辐射是对净生态系统碳交换产生直接影响的主导因子,饱和水气压差是对净生态系统碳交换产生间接影响的主导因子,降水量是净生态系统碳交换的限制因子。     

山西省近50年日照时数时空变化特征研究

根据山西省62个地面气象站50a（1959—2008）的月日照时数系列数据,对全省13照时数的时空变化特征进行了较系统分析。结果表明,（1）近50a山西省年平均日照时数呈显著减少趋势（-65．40h-（10a^-1）,且最近26a减少更为明显。（2）春夏秋冬4季日照时数均呈减少趋势,其中夏秋冬3季日照时数显著减少,尤以夏季和冬季减少最为突出（分别为-28．06h·（10a）^-1和-23．45h·（10a）^-1）;（3）除4月日照时数略有增加之外,其余11个月的日照时数均呈减少趋势,其中7个月（即1月、6月、7月、8月、9月、10月和12月）日照时数呈显著减少趋势,且以6月减少最为突出（-14．40h·（10a）^-1）。（4）在全省17个综合治理规划地区中,16个地区的日照时数呈显著减少趋势,主要以忻定盆地、太原盆地、临汾盆地和运城盆地（即第6、第7和第8地区）减少最为明显。     

中国焦化场地近20年时空演变特征及驱动因素

落后的焦化工艺产生的粉尘、烟气和化学废气进入空气,可对场地周边及较远区域造成严重的大气污染;剩余氨水、粗苯分离水等废水排入水体或农田会造成区域水体与土壤污染;废水泄露和固体废物(如焦油渣)管理处置不当,污染物直接进入土壤也会造成场地土壤污染.文章通过国家企业信用信息公示系统、天眼查和文献数据库等共享数据平台收集中国存在...     

近20年杭锦旗植被覆盖变化特征及驱动力分析

以MOD13Q1为数据源,采用固定起始年份,逐步增加结束年份的分析方法并辅以Sen+Mann-Kendall趋势、Hurst指数等方法,探究杭锦旗2000-2017年植被覆盖变化特征及驱动力.结果 表明:(1)杭锦旗植被覆盖由北向南空间分布格局呈"高低高"特征.随着研究时段的延长,归一化植被指数(NDVI)显著改善面积...     

广西英罗港不同红树林群落土壤CO2和CH4通量对气温变化的响应

采用WEST-1011便携式土壤通量测量仪对广西北海英罗港自然保护区不同红树植物群落土壤的CO2和CH4排放通量特征以及其与气温的关系进行研究。结果表明,各群落土壤CH4通量的值都较小,在-2~3μmol.m-2.s-1之间;红海榄Rhizophora stylosa群落、木榄Brugiera gymmonhiza群落一天的CO2通量变化很小,秋茄Kandelia candel群落一天的CO2通量变化比较明显,最大值出现在19：00,为5.001μmol.m-2.s-1,桐花树Aegiceras corniculatum群落一天的CO2通量变化明显,最大值出现在11：00,为8.325μmol.m-2.s-1。排放通量与气温做相关性研究发现,气温与红海榄群落、木榄群落土壤CH4通量与气温呈不显著的正相关关系,与秋茄群落呈现极其显著的负相关关系,与桐花树群落呈显著的负相关关系;气温与红海榄群落、木榄群落、秋茄群落、桐花树群落的土壤CO2通量均呈不显著的负相关关系。     

近40年粤港澳大湾区湿地景观及其受损程度时空变化

湿地具有丰富的生物多样性、极高的生产力和生态价值。粤港澳大湾区湿地资源丰富,但随着社会经济的快速发展,湿地遭到城镇化、围垦和水环境污染等多种外界因素的干扰。利用1980—2019年5期粤港澳大湾区生态遥感解译数据,综合运用GIS空间分析和景观格局指数等方法分析粤港澳大湾区近40年来湿地景观时空变化及其受损程度。研究结果表明：1)1980—2019年,粤港澳大湾区湿地面积呈现增加的变化趋势,主要由人工湿地造成,人工湿地共增加1 752.55 km²,而天然湿地共减少688.98 km²,近10年天然湿地减少量明显变缓;2)粤港澳大湾区浅海水域、河流湿地和养殖塘湿地是优势景观类型,红树林、沿海滩涂、内陆滩涂、养殖塘和水库坑塘空间破碎度有所增加;3)湿地严重受损区域主要分布在广州、深圳和珠海,主要由建设用地、农田侵占湿地引起,40年间湿地转为城镇和农田的面积分别是762.73和178.71 km²。     

近60年汉江流域侵蚀性降雨的时空变化特征

汉江流域是水土流失与洪涝灾害严重的地区。侵蚀性降雨是剧烈土壤水蚀的原动力,是洪涝灾害的直接致灾因子,因此对汉江流域侵蚀性降雨特征的研究具有重要的实践意义。利用汉江流域及其附近地区47个站点逐日降雨观测资料,采用常规统计学方法计算研究区逐年年降雨量、侵蚀性降雨量以及暴雨量平均值,进而得到降雨特征值逐年距平百分率及变异系数(Cv),分析了这3个将于特征值之间的相互关系,揭示了汉江流域降雨的时间变化特征。借助于地理信息系统技术,将汉江流域逐年降雨特征值在ARCGIS里采用Kriging方法进行空间插值,得到年均降雨特征值的空间分布,分析了研究区3个降雨特征值的空间分布特征。研究结果表明:1951-2012年汉江流域多年平均降雨量为886 mm,日降雨量≥12 mm的侵蚀性降雨量为614.1 mm,日降雨量≥50 mm的暴雨量为167.6 mm。研究期间内,3个降雨指标均在波动中下降,但下降趋势不显著,没有表现出显著的干湿趋势;年侵蚀性降雨量和年降雨量变化具有显著的一致性,但侵蚀性降雨的变化幅度大于降雨量的变化幅度;年暴雨量的变化特征与年降雨量的变化特征亦相似,但年暴雨量的波动幅度较年侵蚀性降雨量、年降雨量更大。1951-2012年汉江流域年均降雨量、侵蚀性降雨量及年暴雨量在空间上均从东南向西北递减,降雨的异常程度很高。研究结果可增进对汉江流域降雨变化规律的认识,为汉江上游植被生态恢复及中下游的防洪减灾提供参考意见。     

近20年中国大陆人类活动净磷输入的时空变化特征与类群分析

人类活动向环境中带来的磷输入是地表水环境磷污染的主要来源。文章分析了中国大陆31个省域1997-2016年人类活动净磷输入(net anthropogenic phosphorus input,NAPI)及其来源的时空变化趋势,并对省域人类活动净磷输入特征进行了类群划分。结果表明,1997-2016年全国NAPI的年平均增长率为2.03%,其中,1997-2006年和2006-2016年的年平均增长率分别为3.57%和0.90%。大部分省份都出现正增长,而江苏、山东、北京等8个省市区在2006-2016年的NAPI出现了负增长,这与环境库兹涅茨曲线相吻合。西部省份的NAPI强度均低于东部省份,上海、河南、山东、江苏一直处于较高水平,最小值均出现在西藏。青海、江苏、上海、安徽两个时期NAPI的增长率均低于全国平均水平,而吉林、新疆、内蒙古、宁夏、辽宁、黑龙江、陕西、云南、河南、海南、广西、湖南、江西均高于全国平均水平。1997-2016年,化肥输入和净人类食物和动物饲料的磷输入是全国NAPI最重要的两个输入来源,共占全国人为磷输入总量的90%左右。影响我国NAPI空间分布的主要因素为耕地面积占比和人口密度,其中,耕地面积占比为最主要的影响因素。本研究结果可为中国人类活动净磷输入分区域磷素管理提供理论参考与科学依据。     

广州市1990-2005年植被覆盖度的时空变化特征

植被是生态系统的最重要组成部分,以植被覆盖度为指标研究区域植被的时空动态特征,是生态系统健康评价的前提和必要基础。以1990、1995、2000和2005年4个时相的TM遥感影像为数据源,对其进行大气辐射校正以及进行空间图像运算,生成广州市不同时序的植被覆盖度图,以此分析广州市植被覆盖度的时空变化特征。结果表明,广州市过去15a植被覆盖度变化很大,从58.75%下降到46.06%,特别是中心城区和番禺区内的植被覆盖度变化更显著。植被覆盖度下降最多的时间段是1990—1995年,恢复阶段是2000—2005年间。但是,从空间分布上看,植被恢复的区域主要是从化市,市区仍然处于继续下降状态,值得各方面关注,因为市区是人口密度和经济高度集中的区域,也是生态元素最缺乏的区域。     

开都孔雀河流域近20年土地利用/覆被变化及景观破碎化研究

根据开都孔雀河流域1990、2000和2010年Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据,结合GIS技术,研究其近20 a土地利用/覆被及景观格局的动态变化特征及变化原因。结果表明,1990—2010年开都孔雀河流域土地利用类型变化最明显的是耕地、建设用地和水域湿地,年均变化率分别为4.76%、-1.61%和1.45%,而未利用地年均变化率最小,为-0.29%。草地面积的8.71%和未利用地面积的1.73%均转变为耕地,草地面积的2.41%转变为水域湿地,建设用地的54.74%转变为未利用地;林地面积在2000年前减少,主要转变为耕地,而在2000年后耕地和草地转变为林地,又使其面积增加。整个研究时段耕地、水域湿地分布趋于集中,逐渐成为研究区的优势景观类型;在2000年前林地分布破碎化明显,在2000年后趋于集中;1990—2010年,草地面积减少,景观优势度下降,景观形状趋于简单。认为人口的不断增加以及经济利益的驱动使得流域内耕地面积不断扩大,从而严重危及流域的生态环境安全。     

近20年洞庭湖总氮和总磷浓度时空变化及其影响因素分析

利用近20年监测数据,对洞庭湖总氮(TN)和总磷(TP)浓度的时空分布特征及其三峡工程运行后的变化进行了分析.结果表明,洞庭湖TN和TP浓度的年均值分别为1.12—2.06 mg·L~(-1)和0.062—0.146 mg·L~(-1),TN浓度呈显著上升趋势(P0.05),TP浓度变化平稳.TN和TP浓度总体均表现为枯水期平水期丰水期,其中枯水期、平水期与丰水期TN浓度差异具有统计学意义(P0.05).下游S6—S11断面TN浓度明显高于上游S1—S5断面,除S6断面外,洞庭湖各断面之间TP浓度相差不大;TN浓度总体表现为东洞庭湖南洞庭湖西洞庭湖,各湖区相互之间TN浓度差异具有统计学意义(P0.05),TP浓度总体表现为西洞庭湖东洞庭湖南洞庭湖.三峡工程运行前后,TN浓度的时空分布基本保持一致;TP浓度的季节分布由三峡工程运行前的平水期枯水期丰水期变化为三峡工程运行后的枯水期平水期丰水期,其空间分布由三峡工程运行前的东洞庭湖西洞庭湖南洞庭湖变化为三峡工程运行后的西洞庭湖东洞庭湖=南洞庭湖.洞庭湖TN和TP浓度的空间分布特征与其污染来源有关.三峡工程运行前后洞庭湖TP浓度的时空分布格局变化与其水沙条件变化有关.     

近20年天津地区植被变化及其对气候变化的响应

植被与气候变化的相互关系在全球或区域尺度上得到了证明.研究特定地区植被动态变化及其与气候变化的关系,找出影响植被变化的