长江口芦苇湿地土壤酶活性对长期模拟升温的响应

为促进气候变暖情景下长江口芦苇湿地可持续管理,以长江口崇明东滩芦苇湿地为对象,采用开顶室生长箱(Open top chamber,OTC)原位模拟大气温度升高,在升温的第8年研究芦苇湿地0-10 cm、10-20 cm土层5种重要土壤酶(蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶)活性对长期模拟升温的响应.结果显示:长达8年的连续升温显著提高了0-20 cm土层的土壤酶活性,0-10 cm土层蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性分别增加71.9%、84.7%、41.8%、105.7%和18.9%,10-20 cm土层分别提高38.0%、92.6%、46.2%、87.7%和34.0%.升温与季节、土壤深度的交互作用对土壤酶活性影响显著.春季(4月)0-10 cm土层蔗糖酶活性显著提高,但这一土层酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性显著降低;夏季(7月)各土层的蔗糖酶、脲酶和中性磷酸酶活性显著提高;秋季(10月)各土层的5种土壤酶活性也显著提高;冬季(12月)各土层的5种土壤酶活性没有显著变化.相关分析表明,土壤蔗糖酶、中性磷酸酶与土壤温度呈显著正相关,5种土壤酶活性均与土壤有机碳呈显著正相关,土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶与总磷也呈显著正相关.综上表明,长期模拟升温能显著地改变长江口崇明东滩芦苇湿地土壤酶活性,进而可能影响这一地区的生态系统养分循环.     

长江口芦苇和互花米草叶面积生长对立地增温的响应

采用开顶式生长室(Open top chambers,OTCs)模拟立地增温的方法(4个OTC,4个对照),研究芦苇(Phragmites australis)和互花米草(Spartina alterniflora)实生苗顶叶面积、单株总叶面积和叶面积指数(LAI)对增温(OTC内空气年平均气温增加了2.00±0.17℃)的响应.结果显示:(1)与对照相比,一年生长后芦苇和互花米草LAI分别显著增加.芦苇LAI于9月份达到峰值,增加了5.40%;而互花米草呈现持续增加趋势,于10月份达到峰值,增加了7.00%(P 0.05).(2)芦苇顶叶面积于8月份达到峰值,增加了12.94%;互花米草于9月份达到峰值,增加了23.96%.同时增温使互花米草顶叶面积伸展延后3 d.(3)芦苇单株总叶面积于9月份达到峰值,增加了9.36%;而互花米草于10月份达到峰值,与对照相比,增加了20.26%.上述结果表明在未来大气增温条件下,互花米草叶生长对大气增温的响应比芦苇更加敏感.     

黄河三角洲滨海湿地的维管束植物区系特征

在2007-2008年多次实地调查并参照相关资料基础上,对黄河三角洲滨海湿地进行了植被类型划分和湿地维管束植物生态类群、生活型划分,利用统计方法分析了研究区湿地维管束植物区系的科、属构成,地理分布区成分构成.研究表明,黄河三角洲滨海湿地有71科、199属、298种维管束植物,蓼科、藜科、苋科、豆科、菊科、禾本科、莎草科等7个大科为区系主体,上述7科共76属128种,占总属数的39.38%和总种数的43.99%;区系中单种属多,属的分化程度较高.区系中有59种盐生植物、46种水生植物、44种湿生植物、144种中生植物、7种旱生植物,水生植物、湿生植物的生活型以地面芽植物、地下芽植物为主,陆地中生植物、盐生植物的生活型以一年生植物为主.从分布区类型构成来看,区系中蕨类植物区域分布成分较多,种子植物中温带分布属最多,这反映出湿地植被具有一定的地带性特征,种子植物中热带分布属、世界分布属较多分别表明海洋性气候对湿地植被特征的影响及湿地植被的隐域性特征.     

人为干扰活动对黄河三角洲滨海湿地典型植被生长的影响

为明确人为干扰活动对黄河三角洲滨海湿地植被生长的影响,在黄河三角洲选择受到不同人为干扰程度影响的4个研究区(一千二管理站、东营港、五号桩和现黄河入海口),对各研究区内主要植被的株高、密度、盖度、地上生物量、碳氮含量和碳密度等进行测定,并利用主成分分析方法对影响植被生长的关键环境因子进行了分析,以期为黄河三角洲湿地的保护、管理和修复提供有利参考。结果表明,人为活动对黄河三角洲植被生长具有较大影响,表现为人为干扰轻微的黄河入海口地区植被生长状况良好,其中芦苇(Phragmites australis)群落的株高、密度、地上生物量及盖度分别高达(103.0±7.81) cm、(584.11±12.3) plant·m~(-2)、(891.32±65.92) g·m~(-2)和98%。与之相反,人为干扰严重的东营港地区,芦苇群落消失,碱蓬(Suaeda salsa)和柽柳(Tamarix chinensis)群落也呈现出零星分布的状态,密度分别为(2.5±0.71) plant·m~(-2)和(1.0±0.0) plant·m~(-2)。主成分分析结果表明,影响现黄河入海口地区植被生长的关键环境因子是水盐梯度,而在一千二管理站、东营港和五号桩地区影响植被生长的关键环境因子发生了变化,且不同研究区影响植被生长的关键环境因子不同;在人为干扰活动轻微的黄河口研究区,植被化学计量比(碳氮比)相对稳定,而在干扰严重的区域,植被化学计量比变异性较大,这可能是植被对环境的一种适应机制。     

双台河口自然保护区滨海湿地的维管束植物区系特征

辽宁双台河口自然保护区滨海湿地维管束植物区系中有56科117属155种维管束植物,有蔷薇科、菊科、禾本科、蓼科、豆科、唇形科、香蒲科、眼子菜科、莎草科等9大科51属76种,9大科的属数、种数占区系总属数和总种数的43.59%、49.03%;区系内小科、单种属多,说明科、属的分化程度较高。区系中有15种盐生植物、25种水生植物、34种湿生植物、79种中生植物和4种旱生植物,湿地植被的优势种和建群种均为盐生植物、水生植物和湿生植物,这表明保护区内滨海湿地植被的形成不仅受海水、土壤盐渍化影响,更受辽河径流淡水的影响。区系中有地面芽植物、地下芽植物72种,占总种数的46.45%,说明冷湿气候对保护区内滨海湿地植被的形成有重要作用。区系中有世界分布属31属,占区系总属数的26.50%,这反映了湿地植被的隐域性;有温带分布属57属、热带分布属23属,分别占区系总属数的48.72%、19.66%,这分别表明保护区滨海湿地植被具有一定的地带性特征,雨量充沛、冬季气温较高的海洋性气候特征对湿地中起源于热带的维管束植物生存限制较小。     

枫杨种子和幼苗对地下水位及埋藏深度的响应

通过室内试验研究不同地下水位(0、-2、-4、-6、-8和-10cm)和不同埋藏深度(0、1、2、3、4、5和6cm)条件下枫杨(Pterocarya stenoptera)种子的萌发特性以及幼苗的建成状况.结果表明,种子萌发的最适水位为0～-4 cm;幼苗定植与生长的最适水位为-6cm.随埋藏深度增加,枫杨出苗率下降,出苗时间推迟,幼苗的生物量根冠比增大.试验第11周,各埋藏深度条件下幼苗的地上株高无显著差异,埋藏深度对幼苗的生长也无显著影响.枫杨种子萌发及萌发后幼苗生长的最适埋藏深度为1～3cm.     

城市滨海湿地表层沉积物磷形态与相关关系分析

以九龙江口滨海湿地为例,采用连续提取法对沉积物中的磷进行连续提取和测定,探究城市滨海湿地表层沉积物中磷的生物可利用性,同时分析沉积物磷形态以及与环境参数的相关关系。结果表明：总磷（TP）含量为（456.34±13.13）mg·kg-1,生物可利用性磷（Bio-P）占TP59.46%;NaOH-P、HCl-P是TP的主要组成形态;NaOH-P是Bio-P的主要组成形态。相关性研究表明,沉积物中TP含量的增加主要来自NaOH-P,其次是HCl-P。NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P之间未呈显著相关,其来源具有差异性。NaOH-P与pH显著负相关,与Fe、Al未呈显著相关;OP与有机质含量亦无显著相关。研究成果将为海域生态环境保护和城市滨海湿地环境恢复提供基础数据。     

雁鸣湖湿地浮游植物结构及其对水质特征的响应

以雁鸣湖为例,连续5a(2014—2018年)在野外调查和室内分析的基础上,采用定点实地调查和水质采样相结合,关联分析与生物多样性指数相结合的方法研究了不同季节(春季、夏季、秋季和冬季)水质(水温、pH、透明度、TN、TP、BOD_5和COD_(Cr))及浮游植物多样性分布状况,为雁鸣湖水生态环境的保护和和资源恢复提供科学依据。研究结果表明,(1)雁鸣湖共检出浮游植物7门231种,其中浮游植物种类在夏季和秋季达到较高,春季和冬季较低,不同季节均以绿藻门(Chlorophyta)和硅藻门(Bacillariophyta)为主,分别占38.10%和24.24%。(2)雁鸣湖浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(JP)、Margalef种类丰富度指数(S)在夏季和秋季较高,春季和冬季较低,随季节呈先增加后降低趋势,而浮游密度(D)在秋季达到最低。(3)水温、pH、BOD_5和COD_(Cr)、TN和TP呈一致的变化规律,在夏季和秋季最高,春季和冬季较低,基本表现为夏季秋季春季冬季,局部有所波动,透明度呈V字形变化规律,在春季最高,夏季最低。(4)从多样性指数来看,雁鸣湖秋季和夏季属于α-中污型,春季和冬季属于β-中污型;从均匀度指数来看,雁鸣湖春季、秋季和冬季属于清洁-寡污型,夏季属于清洁型;根据丰富度指数的评价标准,雁鸣湖属于清洁型。应用灰关联分析评价雁鸣湖水质类别,不同季节水质为Ⅰ类水质。(5)偏相关分析显示,不同季节雁鸣湖浮游植物多样性均与透明度呈极显著的负相关(P0.01),透明度能够反映出雁鸣湖浮游植物多样性及水质状况。影响春季和冬季浮游植物多样性主要因子为TN、TP,影响夏季和秋季浮游植物多样性主要因子为BOD_5和COD_(Cr)。     

崇明东滩湿地沉积物砷的形态特征

于2008年4月在崇明东滩湿地开展野外调查,采集表层沉积物样品,参考Walter W W等提出的砷5步提取法进行总砷、砷的形态分析。结果表明:东滩湿地沉积物总砷含量5.33~19.74 mg/kg,各形态砷所占比例:弱交换态0.6%(0.5%~0.7%);强交换态5%(3%~7%);非晶形铁铝锰氧化物结合态28%(26%~29%);晶形铁铝锰氧化物结合态21%(19%~24%);残渣态46%(42%~51%)。     

鄱阳湖湿地植物群落分布特征及其对土壤环境因子的响应

土壤是湿地植被生长和植物群落分布的主要影响因子,研究土壤环境因子对鄱阳湖湿地植物群落分布特征的影响有助于深入理解湿地生态系统地球生物循环过程。通过研究鄱阳湖湿地不同生境下植物群落土壤环境因子特征变化,结合冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨了鄱阳湖湿地主要土壤环境因子及其对植被分布的影响。结果表明,鄱阳湖湿地Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均表现为样带1(藜蒿-苔草带Cynodon dactylon-Carex cinerascen)样带2(芦苇-藨草群落Phragmites communis-Phalaris arundinace)样带3(苔草-狗牙根群落Carex cinerascen-Artemisia selengens)样带4(苔草-藨草群落Carex cinerascen-Phalaris arundinace),随生境梯度呈递减规律;而Bray curtis指数则表现为样带1样带2样带3样带4,随生境梯度呈递增规律。土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮呈一致的变化规律,均表现为样带1样带2样带3样带4,而土壤速效磷表现为样带1样带3样带2样带4,不同植被带土壤全磷含量差异均不显著(P0.05)。相关性分析表明,不同植被带Bray curtis指数均与土壤养分呈负相关,Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均呈正相关,沿河岸带的增加,其相关系数的绝对值逐渐增加,而土壤磷素与湿地多样性指数没有显著的相关性(P0.05)。RDA排序分析表明,土壤环境因子具有明显的生态梯度,土壤有机碳是影响研究区植被分布的最主要因素,土壤全氮是影响湿地植被分布的次要土壤环境因子。     

辽河三角洲滨海湿地的演化

在湿地分类及湿地植物群落调查基础上,分析了辽河三角洲滨海湿地植物群落分布与湿地的地表积水条件、土壤水分质量分数、土壤盐分质量分数的关系,以此为依据提出了浅海水下三角洲湿地、潮上带淡水深水体湿地、潮上带淡水浅水体湿地在三角洲泥沙淤积、湿地土壤脱盐、积水脱盐、植物入侵等因素作用下的演化模式.总体上来说,3类湿地均向沼泽湿地、草甸湿地演化.在3类湿地的演化中,浅海水下三角洲湿地的演化过程最复杂,由咸水湿地演化为淡水湿地,演化过程最慢,潮上带淡水深水体湿地演化过程较快,潮上带淡水浅水体湿地演化过程最简单,演化最快.由于开垦,辽河三角洲滨海湿地最终演化成的一部分沼泽湿地、草甸湿地已转变为农作物群落.     

达乌里胡枝子根系形态特征对土壤水分变化的响应

为揭示黄土丘陵区天然草地群落优势种达乌里胡枝子(Lespedeza davurica L.)根系生长与土壤水分供应条件间的关系,采用盆栽控制试验,设置高水(土壤田间持水量80%)、中水(土壤田间持水量60%)和低水(土壤田间持水量40%)3个处理后,在现蕾期、开花期和结实期进行阶段改善水分供应条件,生育期末测定和计算了不同土壤水分处理下达乌里胡枝子根系生物量和形态特征.结果表明:达乌里胡枝子根系生长与水分供应条件密切相关,充分的水分供应有利于促进其根系生物量增大和根系长度的生长,但适度水分胁迫有利于增强其根系的吸收能力.其根系生物量和总根长在高水处理下显著最高(P0.05);根表面积、比根长和比根面积以中水处理下显著最高(P0.05);不同水分处理下,其根系平均直径为0.76-0.94 mm,根系生物量、根表面积和总根长间存在显著的正相关关系(P0.05).综上,充足的水分供应有利于促进达乌里胡枝子根系生物量积累和根系形态建成,其根系生物量及其形态特征对水分阶段改变的响应不仅取决于水分供应条件改善的幅度,也与其生育期密切相关.     

地下水位对芦苇叶片生理特征的影响

选择形态和节数一致的芦苇根状茎栽种到装有江沙的试验桶内,调节并控制试验桶水位,模拟研究江滩湿地地下水位变化对芦苇叶片生理特征的影响.结果表明,在0-40 cm地下水位条件下,芦苇叶片生长情况良好,但随着地下水位降低,芦苇叶长、叶宽和叶面积减小,叶绿素含量降低,最大表观光合电子传递速率和最小饱和光照强度降低.试验时间延长,各试验组叶片进一步生长,但试验组间差异减小,地下水位制约作用减弱.各试验组叶片叶绿素含量和快速光响应曲线均呈现先上升再下降的趋势,与芦苇生长发育的季节性变化规律相一致.地下水位-60 cm试验组芦苇植株在试验初期存活,进入快速生长期后叶片发黄枯萎,光响应能力减弱,细胞膜脂过氧化加剧.导致芦苇植株相继死亡,说明-60 cm地下水位对芦苇生长形成抑制.     

莱州湾南岸滨海湿地维管束植物的区系特征及保护

在2003～2005年多次实地调查并参照相关资料基础上,对莱州湾南岸滨海湿地进行了植被类型划分和湿地维管束植物生态类群划分,利用统计方法分析了研究区湿地维管束植物区系较大科、属的构成,蕨类植物种的地理分布区类型、种子植物属的地理分布区类型,维管束植物区系保护面临的问题及对策.研究表明,莱州湾南岸滨海湿地植被分4个植被型、25个植物群落,由48科129属197种维管束植物构成,这些维管束植物分盐生植物,水生植物,湿生植物和中生、旱生植物4大生态类群.维管束植物区系的主体为菊科、禾本科、莎草科等含5种及5种以上的13个较大科,从维管束植物属的分布区类型构成来看,种子植物中世界分布属最多,达40属,占种子植物总属数的32%,这反映了湿地植被的隐域性特征;温带和热带分布区成分作为区系成分的主体共80属,占种子植物总属数的64%.盐田、养殖池、道路建设,海岸侵蚀,地下咸、卤水入侵,气候干旱,河流断流等自然、人为原因导致莱州湾南岸滨海湿地退化,植被发生退化演替,区系中一些珍稀濒危植物受到日益严重的威胁.提出了对退化湿地进行生态恢复与重建,推广生态旅游、生态养殖等可持续的滨海湿地利用方式,建设湿地自然保护区和生态环境监测网络等莱州湾南岸滨海湿地维管束植物区系保护对策.     

滨海地区湿地重建的生态工程范例

在天津泰达区盐田上通过淡水浸泡、消浪墙构建、土壤更换、水生植物引种等措施，重建了湿地生态系统的结构。结果表明，人工湿地在初期阶段是成功的。     

盐城滨海湿地土壤多环芳烃分布特征及影响因素

多环芳烃(PAHS)是一类具有致癌、致畸和致突变作用的环境污染物,研究盐城滨海湿地土壤中PAHs的分布特征、来源以及环境因子对其分布的影响,可揭示盐城滨海湿地的污染现状,并为PAHs污染区域修复提供理论依据,进而为我国滨海湿地的生态修复与保护提供科学参考.2019年8月,分别采集研究区域内4种优势植被(互花米草Spar...     

人类活动对盐城海岸线与滨海湿地的影响研究

综合采用RS、GIS技术和野外调查方法研究1987—2018年盐城海岸线和滨海湿地变化。结果表明,1987—2018年人类活动对盐城海岸线及滨海湿地的影响十分明显。(1)围垦导致自然岸线长度减少30.23%,人工岸线长度占比提高到43.92%,自然湿地面积丧失106 751.6 hm~2;围垦主要发生在淤蚀交替岸段(射阳河口-斗龙港口)和淤长岸段(斗龙港以南),改变了盐城岸线的淤蚀规律,导致淤长岸段淤积加快,加速了淤蚀交替岸段的侵蚀,淤蚀交替点不断南迁。(2)另一重要人类活动港口建设对海岸线性质和湿地丧失产生严重影响。射阳港区和大丰港区分别位于淤蚀交替岸段和淤长岸段,港区自然岸线长度缩短,2个港区人工岸线长度占比分别达25.45%和47.53%;建港后射阳港区湿地面积损失速率为18.4 hm~2·a~(-1),低于建港前,而大丰港区湿地面积损失速率为335.3 hm~2·a~(-1),是建港前的近5倍。同时,港口建设形成独特的促淤格局,港口导堤两侧淤积空间格局由双拱形向拱形和S形,再向拱形和斜坡形演变。     

子牙新河下游湿地土壤重金属垂直分布及形态特征

2014年秋季在子牙新河下游湿地采集柱状土壤样品,分析了Cd、Zn、Cu、Pb的垂向分布特征,利用Tessier连续浸提法,分析了典型湿地N1、N3、B3的重金属形态.研究结果表明,Cd、Zn、Cu、Pb含量垂向分布差异性比较大,波动幅度比较大,多数点位Cd、Cu、Zn在11—19 cm深度处出现峰值,可能与过去金属的输入和周期性淹水有关.Zn、Cu、Pb形态分布为残渣态铁锰氧化物结合态有机物结合态可交换态碳酸盐结合态,Cd形态分布为铁锰氧化物结合态可交换态残渣态有机物结合态碳酸盐结合态,Cd的生物有效性较高.湿地淹水条件影响到湿地重金属Cd的交换态和铁锰氧化物结合态的垂直分布.Cd主要以铁锰氧化物结合态的形式存在于湿地土壤中,其百分含量占53.2%,而重金属Zn、Cu、Pb主要以残渣态的形式存在于湿地土壤中,其百分含量均高于60%.根据风险评价编码法(RAC)对重金属的化学形态进行风险评价,风险顺序为:CdZnCuPb,因此重金属Cd应引起足够的重视.     

青藏高原高寒草甸浅层地下水位对环境因子的响应特征——以青海海北站为例

青藏高原水资源丰富,浅层地下水位是水源涵养功能的重要表征,但其对全球气候变暖的响应特征尚不清楚。基于青海海北站高寒草甸2012—2016年浅层地下水位自动观测连续数据,采用优势分析方法定量评估了降水、风速、水面蒸发、50 cm土壤温度和气温等5个主要环境因子对地下水位的影响。结果表明,(1)季节尺度上,地下水位表现为双峰双谷曲线趋势,5—8月(生长季)为丰水期,8月达到最高值(4.25±0.13)m,1—4月和9—12月(非生长季)为枯水期,5月达到最低值(4.78±0.06)m;年际尺度上,地下水位总体呈逐渐下降趋势,且在2014年达到最高值(4.18±0.27)m。(2)风速是影响地下水位变化最重要的环境因子,占总贡献的36.8%,其次依次是蒸发(27.7%),气温(16.6%)和50 cm土壤温度(9.5%),而降水对地下水位影响微弱,仅占总贡献的9.3%;除降水外,各环境因子与地下水位均呈显著负相关(P0.05)。(3)地下水位与降水的年内和年际变异规律差异较大,降水的季节和年际变异均大于地下水位。综上,青藏高原东北隅高寒草甸浅层地下水位的变异与降水关联较小。研究结果可为青藏高原水资源合理管理和利用提供理论依据。     

氮输入对沼泽湿地植物生长和氮吸收的影响

氮是湿地植物生长必不可少的营养元素之一,但当外源氮输入超出植物生长需要时,氮素将抑制植物生长。不同植物对氮输入的响应不同,同一植物不同器官对氮输入的响应也不一致。为了探讨氮输入对湿地植物生长和氮吸收的影响机制,本文选取滇西北典型湖泊湿地纳帕海湖滨挺水植物茭草（Zizania caduciflora）和水葱（Scirpus validus）为对象,通过控制实验,研究了3个不同氮输入水平[0 g·m-2·a-1（对照,CK）、20 g·m-2·a-1（N20）、40 g·m-2·a-1（N40）]对茭草和水葱生物量积累、根冠比、氮吸收的影响。结果表明：培养期内,茭草地上生物量始终表现为N40〉N20〉CK,即氮输入促进茭草地上生物量积累;而水葱地上生物量随培养时间不同而发生变化,培养早期N20处理促进水葱地上生物量积累,N40处理抑制水葱地上生物量积累。茭草地下生物量表现为N40〉CK〉N20,即氮输入不足抑制茭草地下生物量积累,足够氮输入促进茭草地下生物量积累;水葱地下生物量表现为CK〉N20〉N40,即氮输入抑制水葱地下生物量积累。植物地上部分和地下部分生长对氮输入的响应也不一致,导致植物根冠比发生变化,茭草根冠比表现为N20