若尔盖高原沼泽生态环境及其合理开发的研究

若尔盖高原位于青藏高原的东北隅,西临巴颜喀拉山,东抵岷山,北起西倾山,南至邛崃山,是一块完整的丘状高原,也是我国最大的泥炭沼泽分布区之一。本文所述的范围包括若尔盖、红原、阿坝和玛曲等四县,流域上属黄河水系,泥炭沼泽面积达4600余km^2。其中若尔盖和红原两县的泥炭沼泽,在60年代曾做过调查,70年代,地质部门在水文勘探中也曾对这里的泥炭沼泽有所研究。为进一步研究本区的生态环境和自然资源,1982年起,我们在横断山沼泽泥炭调查中,又对上述四个县连续进行了四年泥炭沼泽考察。本文是这次考察总结的一部分。

泥炭沼泽学若干基本概念的再认识

综合国内外有关研究成果,比较和区别了泥炭沼泽学的若干基本概念.泥炭沼泽是自然或人为干扰较少的积累泥炭的生态系统,而泥炭地则可以有较强人为干扰.雨养泥炭沼泽营养补给主要源于大气降水,矿养泥炭沼泽则主要接受地表水和地下水补给.部分木本植物沼泽和挺水植物沼泽属于泥炭沼泽的范畴,但在北半球,挺水植物沼泽并非主要的积累泥炭的湿地类型.低、中和高位泥炭沼泽是针对泥炭沼泽的地貌形态而言的,不应与泥炭沼泽的发育阶段建立普遍而严格的联系.富、中和贫营养泥炭沼泽概念的使用应慎重,只有通过水化学测试才能准确确定泥炭沼泽的营养状况.同时浅析了造成泥炭沼泽学中若干概念混淆或误解的主要原因.

东北地区沼泽

沼泽是特殊的自然综合体,也是一种土地类型。古时候,人们把这类土地称谓沮洳或沮泽。根据沼泽景观特征,各地劳动人民又赋予通俗、形象的名称,如漂筏甸子、苇塘、低(土朗)、等等。 经过几年来的考察,我们认为沼泽应具有相互联系、相互制约的三个特征:地表多年积水或土壤处于过湿状态,主要生长沼生和湿生植物;有泥炭的形成和累积或土壤具有明显的潜育层。 东北地区是我国沼泽主要分布区之一,沼泽面积近5000万亩,占东北地区总面积的2.7％强,占全国沼泽面积的30.3％。

不同生态修复技术下退化高寒沼泽湿地土壤及植被化学计量特征

本研究利用不同生态修复技术对玉树隆宝退化高寒沼泽湿地进行修复,分析了喷灌(I)、禁牧(II)、春季禁牧(III)、喷灌+禁牧(IV)和喷灌+春季禁牧(V)对退化高寒沼泽湿地土壤及植被碳(Carbon,C)、氮(Nitrogen,N)、磷(Phosphorus,P)化学计量学的影响。结果显示:与对照(VI)相比,I,IV和V均能显著增加0~30 cm土壤含水量(P<0.05);I能显著增加0~30 cm土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)含量、C∶N和C∶P;IV对提高0~30 cm SOC含量和C∶N具有显著作用(P<0.05),III显著提高了0~30 cm土壤C∶N(P<0.05)。与VI相比,I能显著提高莎草科植物N含量(P<0.05);莎草科植物P含量与土壤N∶P极显著负相关(P<0.001),与土壤N含量显著正相关(P<0.05)。由此可见,喷灌处理对增加土壤含水量、增加SOC积累,以及促进植物对N的利用有积极作用,且土壤N和P可通过协同作用,共同影响植物对N和P的吸收。

中国的沼泽资源及其开发与保护问题

1.沼泽的主要类型及其特征沼泽是土层严重潜育化或有泥炭积累的水草所聚之地。它是一种特殊的自然综合体,并有着明显的三个相互制约的特征:①地表经常过湿或有浅层积水;②土层生长着湿生或沼生植物;③土层严重潜育化或有泥炭的形成与积累。根据沼泽的定义可将其分成泥炭沼泽和潜育沼泽两大类。泥炭沼泽的主要特征是有泥炭的形成与积累。因其形成环境与发育程度不同,泥炭积累的厚度与类型也不同。固此,根据泥炭沼泽的发育阶段又将其分为低位泥炭沼泽、中位泥炭沼泽和高位泥炭沼泽。再依沼泽植物的组成分成5个亚类:草本泥炭沼泽;草木本泥炭沼泽;草木藓泥炭沼泽;

大、小兴安岭山地和呼伦贝尔高原的沼泽土壤资源及其利用

大兴安岭北段、小兴安岭和呼伦贝尔高原地处我国东北部,这里纬度高、气温低、湿度大,是我国沼泽土壤面积较大,分布较集中的地区之一。据统计,该地区沼泽土壤总面积约1700万亩,主要分布于大、小兴安岭各河中、上游谷地及其与支流交汇处,平缓的山麓坡地,一些阴坡和地势平缓的分水岭顶部,呼伦贝尔高原各河的河漫滩、旧河道和牛轭湖。其中大兴安岭北段的沼泽率达9％,小兴安岭的沼泽率为6％。

沼泽红假单胞菌CGA009砷调控蛋白(ArsR)的调控作用

采用改良的凝胶电泳迁移滞缓(EMSA)法和砷生物传感法研究沼泽红假单胞菌CGA009菌株6个高度异质性ArsR相关蛋白的调控作用。研究结果表明:6个ArsR相关蛋白都具有As(Ⅲ)依赖的调控活性,改良的EMSA图谱可用于系统评价ArsR的功能;6个相关蛋白对异种(E.coli pR733 or Stapylococcus aureus pⅠ258)的砷抗性操纵子的调控具有不同的选择性,氨基酸序列同源性(甚至低于30%同源性)的ArsR具有砷依赖的调控作用。

云南省沼泽湿地生态系统服务功能价值评价

以2021年为基准年,将云南省沼泽湿地生态系统服务功能划分为供给服务、生态调节服务、支持服务和社会服务4类,估算各类服务价值。结果表明,云南省沼泽湿地生态系统年服务总价值量为303.29亿元,单位面积价值量为74.74万元/(hm^(2)·a);在4类服务功能中,生态调节服务价值(169.63亿元)>供给服务价值(115.51亿元)>社会服务价值(13.41亿元)>支持服务价值(4.74亿元);各州市沼泽湿地供给生态服务价值最高为迪庆州(155.70亿元)。该结果旨在为云南省沼泽湿地保护管理与生态保护补偿政策制定提供科学依据。

云南省沼泽湿地资源现状、问题与建议

沼泽湿地在维护区域生态安全和生态平衡发挥着至关重要的作用。云南省沼泽湿地面积共40578.94hm^(2),主要分布于迪庆州、丽江市、昭通市,3个州市合计占全省沼泽湿地面积的77.33%。长江流域是云南沼泽湿地的主要分布区,占全省沼泽湿地总面积的79.06%。海拔在3000m以上的高山亚高山沼泽湿地占全省沼泽湿地总面积的74.48%。云南省沼泽湿地资源保护率达70.85%,但沼泽湿地生态系统相对脆弱,面临着重要性认识不足、系统性修复不强以及管理协作机制不健全等问题。建议从沼泽湿地保护、修复、科研监测和管护等方面加强云南省沼泽湿地的保护工作。

湖北省泥炭沼泽湿地保护管理成效及建议

《湿地保护法》明确规定要对泥炭沼泽湿地进行特别保护。湖北省一些泥炭沼泽湿地历史上经历了农业生产和养殖等不同程度的人为干扰,湿地生态系统功能出现退化。经过多年的保护管理,大九湖、二仙岩、椿木营、寒池等湿地正在由破坏走向修复,湖北省泥炭沼泽湿地得到了抢救性保护。调研发现,全省泥炭资源不清、管理不畅、规划不够、科研薄弱等问题仍然突出;建议从体制机制、资源管理、科学研究和宣传教育等方面加强保护管理。

青藏高原草本沼泽植被净初级生产力时空变化及其对气候变化的响应

青藏高原是我国重要的草本沼泽分布区,该地区草本沼泽对于东亚生态安全及碳循环具有重要的意义。植被净初级生产力(NPP)是反映生态系统固碳能力的重要指标,气候变化能够显著影响植被NPP。在全球气候变化背景下,青藏高原草本沼泽植被NPP的时空变化及对气候响应机理尚不明确。利用2000―2020年NPP数据和气象数据,对青藏高原草本沼泽植被NPP的时空变化及其对气候变化的响应进行分析。研究表明:青藏高原草本沼泽植被NPP多年平均值为122.80 g C/m^(2),在2000—2020年青藏高原草本沼泽植被年NPP总体呈现显著增加趋势(0.79 g C m^(-2)a^(-1)),其中增加趋势最为显著的地区集中于研究区北部。研究发现青藏高原草本沼泽植被NPP主要受年均气温影响,年均降水对青藏高原草本沼泽植被NPP的影响并不显著。在不同季节,夏季和秋季升温均能够显著增加沼泽植被NPP,其中夏季夜晚最低温升高对青藏高原草本沼泽植被生长的促进作用比白天最高温升高更显著。在全球昼夜不对称增温背景下,未来模拟青藏高原草本沼泽植被NPP时,需重点关注白天和夜晚温度变化对草本沼泽植被生长的不同影响。研究结果有助于评估青藏高原草本沼泽植被固碳潜力,并为青藏高原沼泽生态保护提供科学依据。

西藏高原沼泽的初步研究

西藏高原是青藏高原的主体部分,素有“世界屋脊”之称,总面积120余万平方公里。 中国科学院青藏高原综合科学考察队,1973—1979年组织大规模多学科综考期间,笔者曾两次进藏,在藏北那曲地区、藏南雅鲁藏布江谷地及藏东部分地区首次进行了沼泽考察,对西藏高原沼泽的类型、分布、成因及其发展趋势等有了初步的了解,下面作概括介绍。

沼泽沉积与环境演变研究进展

沼泽是水陆相互作用形成具有半水半陆过渡性质的自然生态系统。我国沼泽研究起步于20世纪 60年代,期间有关沼泽沉积与环境的研究相对薄弱, 90年代以来虽已在泥炭沼泽孢粉解译全新世环境变化与泥炭沉积动力学方面有初步积累,但对潜育沼泽缺乏系统研究,尤其缺乏近代短时间尺度高分辨率环境变化历史记录研究,这方面与湖泊沉积及其环境演变研究相比已形成一定的差距。主要从学术文献、权威机关与科研机构两个方面对相关的国内外研究现状和进展进行总结,针对国内外研究现状和存在的问题提出了今后研究的重点:建立不同成因的沼泽沉积环境模式,从沉积学角度对沼泽定义及分类提供支撑;注重理论提升与定量化,使沼泽形成过程分析从定性描述走向定量化;注重现代化采样系统的应用与标准沉积剖面的建立;加强内陆潜育沼泽研究,注重现代过程与沉积剖面证据;扩大地理覆盖面,加强时空对比,加强沼泽区域性短尺度、高分辨率环境演化研究;深化沼泽沉积信息与流域环境变迁耦合机制研究。

地球系统科学视角下美国湿地保护修复的经验及启示--以大沼泽地综合修复计划为例

湿地作为地球上初级生产力最高、生物多样性最丰富的生态系统,受到人类活动、气候变化等多种因素影响,正在遭遇全球性的退化危机。近几十年来,美国在地球系统科学指导下建立了全面的湿地保护法律体系、科学的生态系统修复理念、多部门分工协作机制,形成了一套较完善的湿地保护修复模式,值得中国学习和借鉴。以美国大沼泽地综合修复计划为例,对其生态修复工作模式进行了综述,通过系统对比研究,发现中国湿地保护修复工作存在管理机制待完善、理念科学性不足、调查监测体系待加强等。建议设立国家湿地生态修复大科学计划,聚焦湿地生态系统中的土壤、水文条件等关键问题,建设全国湿地监测网络,建立综合调查、实时监测、及时预警、动态调整的湿地生态修复工作模式。

气候变化对吉林省沼泽湿地植物多样性影响模拟及分析

吉林省沼泽湿地生物多样性丰富,然而近年气候变化导致吉林省沼泽湿地面积减少,物种栖息地遭到破坏,因此气候变化对沼泽湿地植物多样性影响研究对沼泽湿地保护和恢复至关重要。本文基于吉林省沼泽湿地6601个样点的30种优势植物分布数据和19个环境因子数据,利用SSDMs模拟了现状年(1981—2010年)吉林省优势沼泽湿地植物物种丰富度格局,对各物种分布的主要驱动因子进行识别,并对21世纪末(2071—2100年)3种气候情景(SSP1-2.6,SSP3-7.0,SSP5-8.5)优势沼泽湿地物种的分布进行预测。结果表明:影响吉林省优势沼泽湿地植物分布的主要环境因子是最湿季度的降水量、土壤pH和最温暖月份的最高温度。吉林省优势沼泽湿地植物分布不均匀,东部物种丰富度高于西部,丰富度最高的地区为敦化市;未来气候变化情景下,吉林省优势沼泽湿地植物分布范围缩小,物种丰富度降低;吉林省优势沼泽湿地植物大部分现存已经被保护,模拟发现的一些适宜分布区和未来气候风险区,在保护网络建设时应予以考虑保护。期望研究结果为吉林省沼泽湿地保护提供科学依据。

光合细菌沼泽红假单胞菌Atp2蛋白对水稻生长及抗逆的影响

【目的】探究光合细菌沼泽红假单胞菌PSB06 Atp2蛋白对水稻生长、防御酶活性及防御相关基因转录水平的影响,为生防菌在水稻上的推广应用提供理论依据。【方法】以水稻品种CO-39为试验材料,用0(蒸馏水,CK)、20和50μg/mL Atp2蛋白3种处理液对水稻种子和叶片进行处理,对生长14d的水稻体内叶绿素a/b和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量,以及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱氨肽还原酶(GR)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)等水稻防御酶活性进行检测;运用实时荧光定量PCR检测水稻体内防御相关基因(OsWRKY70、OsLOX1、OsAOS2、OsPR1a、OsCHT1和OsPAL1)的转录水平。【结果】与CK相比,Atp2蛋白处理水稻叶片后,其体内叶绿素a/b显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)升高,而处理种子后叶绿素a/b无显著变化(P>0.05);Atp2蛋白处理后水稻体内H_(2)O_(2)含量均升高,其中处理叶片后H_(2)O_(2)含量极显著升高;Atp2蛋白处理后水稻体内POD和CAT活性显著或极显著下降;Atp2蛋白处理后水稻体内SOD、GR和PAL活性均极显著升高;Atp2蛋白处理种子后水稻体内PPO活性显著或极显著升高,而处理叶片后PPO活性显著或极显著下降。Atp2蛋白处理后水稻防御相关基因OsWRKY70、OsLOX1、OsAOS2(50μg/mL Atp2蛋白处理水稻叶片外)、OsPR1a和OsCHT1表达均上调,其中OsWRKY70、OsLOX1和OsCHT1基因表达显著或极显著上调;Atp2蛋白处理种子后OsPAL1基因表达极显著上调,而处理叶片后OsPAL1基因表达极显著下调。【结论】沼泽红假单胞菌PSB06 Atp2蛋白对水稻有较好的促生抗逆效果,具有推广应用潜力。

多源遥感数据与机器学习算法的沼泽湿地信息提取

基于多源遥感数据与机器学习算法,旨在探讨提高沼泽湿地信息提取精度的方法。利用GEE(Google Earth Engine)平台获取的Sentinel-1合成孔径雷达(SAR)数据、Sentinel-2多光谱数据以及地形数据,结合多种机器学习算法提取沼泽湿地遥感信息,并在大兴安岭山区的南瓮河自然保护区以及松嫩平原区的莫莫格保护区进行精度验证。结果表明:利用多源遥感数据结合机器学习算法的研究方法,可显著提高沼泽湿地信息提取精度。在平原地区沼泽湿地信息提取中,雷达数据比多光谱数据贡献度更高;在山地地区沼泽湿地信息提取中,二者具有相近的贡献度。Sentinel-1、Sentinel-2数据和地形湿度指数数据的组合更有利于各种地形沼泽湿地信息提取。随机森林机器学习算法对沼泽湿地信息提取精度最高。

高寒沼泽湿地植被特征和土壤养分对自然野火的响应

为探讨高寒沼泽湿地植被和土壤养分对野火的响应,本文选择高寒沼泽湿地野火影响区和非影响区(对照区)调查植被群落和土壤养分特征。结果发现:与对照区比,野火显著增加了禾本科和杂类草盖度(P<0.05),豆科和苔藓盖度分别从6.17%和32.67%下降到0.17%和4.50%(P<0.05)。野火显著降低了土壤全氮和速效磷含量,但显著增加了速效氮含量(P<0.05)。结构方程模型分析发现,对照区苔藓盖度直接影响土壤全磷和速效磷含量,影响系数分别为0.990和0.913。野火影响区苔藓盖度与Shannon-Wiener指数存在正向直接影响(影响系数=0.604)。死苔藓生物量与Pielou指数和全磷含量之间为直接负向影响关系,影响系数为-0.652(P<0.01)和-0.503(P<0.05)。野火影响区和对照区的苔藓均是影响土壤养分和植物多样性的关键因子。故在分析野火的影响时,除重点关注禾本科、豆科以及氮磷等敏感指标变化特征外,也要重视苔藓的生态作用。

小兴安岭沼泽湿地时空演变特征及其驱动机制

以小兴安岭草本沼泽湿地、灌丛沼泽湿地、森林沼泽湿地为研究对象,选取1975、1985、1995、2005、2015年5个时间截面,利用标准差椭圆、地理探测器等分析方法探究小兴安岭三类沼泽湿地损失的驱动机制,研究表明:①1975—2015年小兴安岭草本沼泽、灌丛沼泽、森林沼泽湿地面积均减少,灌丛沼泽湿地沼泽率最低,草本沼泽面积损失最大;②三类沼泽湿地质心均不同程度地向西北偏移,森林沼泽质心迁移距离最长;③沼泽湿地损失具有时空分异性,1975—1995年沼泽湿地损失主要是人类活动干扰造成的,小兴安岭北部和中部沼泽湿地损失的主要驱动因素是耕地面积增加、放牧以及人口增长造成的;耕地面积增加、煤炭开采以及人口数量增长是小兴安岭南部沼泽湿地损失的主要驱动因素。1995—2015年自然环境变化对沼泽损失的解释力变大,年冻融厚度、年降水量等自然环境因素对沼泽湿地损失的影响逐渐增强。40年间,草本沼泽损失是人类活动干扰以及自然环境变化共同驱动的产物;④不同驱动因子间的交互作用促进沼泽湿地的损失。研究结果为我国北方高寒地区沼泽湿地的保护提供理论支撑。

三江平原孤立沼泽湿地保护优先性评价与保护策略

随着人们生活生产、经济开发等活动加剧,导致湿地面积减少,湿地破碎化严重,形成大量孤立湿地。研究基于压力-状态\响应理论和层次分析法构建了湿地保护优先性评价模型,对三江平原沼泽湿地进行评价。评价结果表明,2000—2020年三江平原自然沼泽湿地保护优先性空间分布由东北高西南低的格局转向东高西低的格局,而孤立沼泽湿地由东北高西南低的格局向分散无空间分布趋势格局转换,2000—2020年自然沼泽湿地和孤立沼泽湿地保护优先性质心都由东北向西南移动;2000—2020年三江平原的孤立沼泽湿地与非孤立沼泽湿地保护优先性强度均呈降低趋势,孤立沼泽湿地降低的幅度较大;保护区外孤立沼泽湿地的保护优先性强度高于保护区内孤立沼泽湿地。基于孤立沼泽湿地变化规律、驱动力和保护优先性评价结果,提出三江平原孤立沼泽湿地的保护策略,即对现有重要孤立沼泽湿地进行优先保护,对已丧失的重要孤立沼泽湿地进行恢复。加强保护区外孤立沼泽湿地的保护力度,特别是保护区外6km缓冲区内的孤立沼泽湿地保护。