鄱阳湖越冬雁类时空分布特征及热点区域识别

鄱阳湖是东亚—澳大利西亚迁徙路线上重要的水鸟越冬栖息地,雁类是迁徙路线上的优势种群。然而,近年来迁徙路线上的雁类种群数量有所下降,识别越冬地雁类时空分布特征,确定分布热点区域是科学、精准保护的前提。本研究利用2018—2021年越冬期在鄱阳湖区域开展的共58次水鸟调查数据,提取了基于时间序列的白额雁(Anser albifrons)、豆雁(Anserfabalis)、鸿雁(Anser cygnoid)的分布数据,分析了3种雁类在越冬地的种群动态、时间和空间分布动态,评估了鄱阳湖各子湖的重要性,确定了雁类分布热点区域。研究结果表明,3种雁类在越冬地的种群数量表现出一定的年际波动,雁类种群总数量维持在27.9万~44.8万只;不同雁类迁徙的时间节律存在差异,本次地面调查数据显示白额雁、豆雁、鸿雁分别是在10月初至11月初、11月中旬、12月中旬到达鄱阳湖,其中鸿雁到达最晚;高峰期集中在11月底至次年2月初,持续时间约为100天;3种雁类分别在2月中旬、2月底和3月中旬开始迁离鄱阳湖。3种雁类空间分布范围有所差异,豆雁分布范围最广,白额雁分布相对集中,高峰期雁类的分布范围最大,对子湖的利用强度也最大。从空间分布特征来看,大湖池和大汊湖重要性最高,鄱阳湖保护区是雁类利用强度最高的区域,其次是都昌保护区。此外,雁类,特别是鸿雁,对保护区以外的子湖利用强度也较高。本研究对精准刻画鄱阳湖越冬雁类时空分布范围、针对性地开展栖息地保护和修复、加强子湖保护和管理具有重要意义。

土壤碳氮特征沿干旱梯度时空格局及对气候变化的响应——基于中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据

土壤碳氮含量及其化学计量特征是表征生态系统碳汇能力和土壤质量的重要指标,在支撑生态系统结构功能以及缓解气候变化中起着关键作用。利用中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据,分析了土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空规律及其对气候变化的响应。结果表明:空间上,典型荒漠草原生态系统随着干旱加剧,土壤有机碳和全氮含量减少,土壤有机碳对干旱响应的敏感性降低,而土壤全氮对干旱响应的敏感性增加,土壤有机碳随土壤全氮含量的增加而增加。时间上,2005—2018年,荒漠草原生态系统土壤有机碳和全氮含量变化速率沿干旱梯度表现出由负转正的增加趋势,其中,干旱区呈减少趋势,半干旱和半湿润地区呈增加趋势,鄂尔多斯站和沙坡头站呈显著增加趋势。从影响因素来看,土壤碳氮特征对降水量增加的敏感性沿干旱梯度呈现出先增强后减弱的“上凸”抛物线趋势,温度变化对土壤碳氮特征的调控没有表现出明显的干旱梯度效应。土壤碳氮比、土壤有机碳含量、土壤全氮含量对降水量和平均温度变化响应的敏感性均依次降低。不同干旱梯度土壤碳氮特征的变化规律为未来气候变化下生态系统结构与功能预测提供科学依据。

鄱阳湖湿地3种优势植物枯落物分解过程及碳氮同位素分异特征

植物枯落物分解是维持湿地生态系统能量流动、物质循环和养分平衡的关键生态过程。于2017年11月—2018年4月在鄱阳湖湿地开展野外原位分解实验。利用分解袋法对3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和薹草(Carex cinerascens)枯落物纤维素和木质素分解过程和δ^(13)C、δ^(15)N分异特征开展了模拟实验研究。结果表明:芦苇、南荻和薹草枯落物的纤维素和木质素的分解速率、干物质残留率以及δ^(13)C、δ^(15)N差异性极显著,造成这种差异的主要原因是不同种类植物枯落初始化学特性的不同,尤其是C/N和木质素/N的不同。枯落物中纤维素和木质素的分解速率都表现芦苇最大,薹草次之,南荻最小。Olson负指数衰减模型能非常好地模拟和预测3种植物枯落物的分解过程。伴随分解过程,3种植物枯落物δ^(13)C上下波动,总体上呈显著降低的趋势,而δ^(15)N则都呈现波动性的略有升高趋势,这说明在枯落物分解过程的不同阶段内,受枯落物基质质量和微生物代谢活动的双重影响,^(13)C与^(15)N既有释放也有富集。δ^(13)C与枯落物纤维素和木质素分解速率都有极显著的正相关关系。δ^(15)N与分解速率相关性不显著,这说明除了氮元素的迁移转化外,还有其他因素影响δ^(15)N的变化。本研究有助于加深枯落物分解过程中基质质量调控机制的认识,深化对鄱阳湖湿地生物地球化学循环过程的科学理解。

黄河流域水鸟保护优先区及空缺

黄河流域为迁徙水鸟提供重要的繁殖地、越冬地和停歇地。然而,黄河流域正面临着农业开垦、城市化、水资源分布不均等一系列的生态安全问题,威胁迁徙水鸟种群及其栖息地稳定性。因此,识别黄河流域重要的水鸟栖息地分布区域,分析当前的保护现状对于开展水鸟及栖息地保护至关重要。以黄河流域为研究区,搜集整合来自国内外观鸟网站(eBird、全球生物多样性信息库(GBIF)和中国观鸟记录中心(BirdReport))、文献和水鸟调查报告中的水鸟调查数据,沿用三个国际上通用的水鸟重要栖息地识别标准,确定了黄河流域水鸟保护优先区。在此基础上,使用水鸟栖息地重要性指数确定水鸟保护优先区保护优先等级,结合国家自然保护地名录,分析水鸟保护优先区保护空缺状况。结果显示:黄河流域共有47个水鸟保护优先区,主要分布在黄河流域中游和下游,其中河南省和山东省水鸟保护优先区较多。满足水鸟保护优先区识别标准的水鸟共14种,其中,极危物种有2个,濒危物种有1个,易危物种有5个。水鸟保护优先区保护优先等级处于I、II和III类的分别有2个、8个和37个。有20个水鸟保护优先区处于保护空缺状态,占总数的42.55%,主要集中在黄河中游和下游,其中,水鸟保护优先等级处于I类或II类的地块有3个,建议将这些保护空缺地以自然保护区、保护小区或国家公园形式纳入湿地保护地体系,并加强长期监测。

黄渤海濒危水鸟栖息地动态变化研究

中国滨海湿地是东亚-澳大利西亚迁徙路线上候鸟重要的停歇地、繁殖地和越冬地,土地利用变化所引发的滨海湿地退化导致水鸟栖息地类别和面积发生了很大转变,影响迁徙水鸟种群数量的稳定性。然而,土地利用变化在哪些区域和多大程度上影响了迁徙水鸟的栖息地分布尚不清晰。以土地围垦典型区域黄渤海滨海湿地为研究区,以受胁濒危水鸟物种勺嘴鹬、大滨鹬、大杓鹬、小青脚鹬、黑脸琵鹭、黄嘴白鹭、遗鸥、黑嘴鸥为研究对象,结合物种分布模型MaxEnt和GIS空间分析,模拟2000、2015、2020年水鸟栖息地时空分布,探索过去20年栖息地分布的时空变化,分析水鸟种群变化趋势,识别水鸟栖息地保护优先区域,提出水鸟栖息地保护管理建议。结果显示:2000—2020年,8个水鸟物种栖息地主要分布在渤海湾、莱州湾、江苏盐城沿岸、如东-东台沿岸区域。所有物种的栖息地面积均呈不同程度的下降趋势,其中7个物种栖息地下降比例超过50%,下降的区域主要分布在渤海湾、江苏盐城沿岸、东台条子泥、小洋口沿岸,滨海湿地丧失是导致水鸟栖息地面积下降的直接因素。7个物种种群数量呈下降趋势。研究所确定的水鸟保护优先区面积达240.32 km~2,其中如东沿岸存在保护空缺,建议扩增盐城候鸟世界遗产地分布范围,将如东沿岸纳入到保护地范围内,加强保护和管理,缓解水鸟栖息地的持续丧失。

退田还湖后替代生计的经济评估研究——以洞庭湖西畔山洲垸为例

分析了“湿地保护项目是如何改善民众生计的”这一问题。采用2000～2005年1474个农户调查问卷作为基本数据，其中964个农户位于洞庭湖西畔山洲垸。得出6个结论：①WWF在西畔山洲垸的替代生计示范项目增加了农户的收入和福利，降低了脆弱性，增强可持续利用的自然资源基础；②妇女、老人以及低收入群体从项目中获益；③参加项目的农户比未参加项目的农户拥有更多的收入和财产；④与2000年项目开始时相比，生计水平有了持续的改善；⑤生计改善的原因是当地社区的积极参与、国家政策机遇、伙伴关系的建立、社区基层组织建设以及适应性管理方法的应用；⑥鱼类和水鸟等返回已恢复的湿地。表明该示范项目达到了自然保护目标。

水污染联防助推淮河流域综合管理

我国各大流域都面临水资源保护与水污染防治的问题，其中，淮河流域的水污染形势严峻，严重制约流域的经济社会发展。淮河流域水资源年际变化大、年内分配不均，旱涝灾害频繁。同时，流域人口密度大，经济发展水平相对落后，产业结构调整难度大，水资源供需矛盾突出，迫切需要进行流域综合治理。

美国长期生态学研究网络的战略规划——走向综合科学的未来

从2004年11月起至今,美国长期生态学研究网络在美国国家科学基金会的资助下,为未来(几)十年的综合和网络层面研究进行了战略规划。规划的最终目标是形成一个新的长期生态学研究(LTER)网络层面科学计划,并通过1个科学课题组、7个网络科学工作组和一系列研讨会来进行。在制定和完善科学计划的过程中,规划行动获得了LTER网络层面科学的跨学科问题、概念框架、基本科学问题、社会与环境综合科学动议、网络计算机基础设施的战略规划、教育与宣传战略规划等重大科学产出。规划的意义在于它告诉了怎样走向LTER的未来———网络层面综合科学,因而有利于LTER及长期生态研究的发展,并可为CERN等其他长期生态学研究网络的规划与发展提供启示。

我国生态退化、生态恢复及政策保障研究

中国生态退化呈现为区域性、累积性与综合性的新特点。生态退化的原因主要是 :自然环境脆弱、资源利用不合理、资源利用过度以及部门与地区间的利益冲突。生态恢复是社会经济发展的必然选择 ,它符合国际潮流 ,反映了人们对生态系统服务功能的新认识。西部开发可能加大生态保护的压力 ,生态建设规划水平低、建设速度赶不上退化速度 ,而且巩固建设成果的难度大 ,生态恢复存在着失败的风险。生态恢复的政策保障包括保持一定数量的基本农田 ,调整土地利用结构 ,发展替代产业政策 ,用经济手段恢复生态 ,完善生态恢复的政策体系等。

生态系统评估服务于国家生态保护与修复决策

随着我国人口增加和经济快速发展，20世纪90年代以来，我国生态状况呈现出“整体恶化、局部改善”与“边治理边破坏”的总体格局，生态恶化问题正由局部扩展到更大范围，从流域的一部分扩展到全流域。这种状况还将持续。我国环境保护的目标是“到2010年，重点地区和城市的环境质量得到改善，生态环境恶化的趋势基本遏制；到2020年，环境质量和生态状况明显改善。”

澳大利亚墨累-达令流域管理的经验

墨累—达令流域位于澳大利亚,在流域管理方面享有盛誉。本文简要介绍流域概况与所面临的威胁,介绍了流域管理机构,并分析了对该流域管理至关重要的《墨累—达令流域行动》、自然资源管理战略(后期改为流域综合管理战略)、以及土地关爱计划社区等,最后总结了该流域管理的经验以及我国流域管理的启示。

生态系统服务竞争与协同研究进展

生态系统服务作为生态系统评估的核心领域,是生态学的研究热点。生态系统提供服务的形式与能力受人类活动强烈影响,反之,生态系统服务的变化又影响着人类相关决策的制定。不同生态系统服务之间很难甚至不可能同时达到利益最大化,即存在着不同程度此消彼长的竞争关系。此外,不同生态系统服务之间也可能形成相互促进或抑制的协同作用。探讨不同生态系统服务的相互关系(竞争与协同作用),有利于揭示不同尺度利益相关方与生态系统服务之间的作用与反馈机制,避免生态系统服务的重复估算;同时可为制定与实施生态补偿、提高人类福祉提供科学依据,优化生态系统服务管理。综合研究了近期国外生态系统服务竞争关系与协同作用的相关文献,在简述当前生态系统服务研究若干问题的基础上,以生态系统服务竞争与协同为视角,厘清了生态系统服务竞争与协同的基本内涵,总结了生态系统服务竞争与协同的主要类型,探讨了生态系统服务竞争与协同的空间与时间尺度效应;介绍并总结了生态系统服务竞争与协同两种主要研究方法(生态-经济综合模型方法、基于土地利用的情景分析法)的特点与适应范围。

长江中游水生生物多样性保护面临的威胁和压力

长江中游地区作为世界上最大的淡水生态区之一 ,生物多样性保护具有非常特殊的地位和作用。分析了长江中游地区生物多样性保护面临的主要威胁与压力 ,认为生境破碎萎缩、资源不合理开发利用、水环境污染、外来物种入侵等是生物多样性面临的主要威胁 ,而传统方式下的经济增长、土地利用粗放、人口增长与贫困。

赤水河流域生物多样性保护现状和对策

基于对赤水河流域生物多样性的综合调研,分析了赤水河流域生物多样性的主要特征、流域生物多样性保护的现状、面临的机遇和潜在的压力,探讨了赤水河流域生物多样性保护的基本对策。提出赤水河流域生物多样性保护应在国家政策框架内,在流域综合管理理念指导下兼顾重点区域保护和生态廊道建设,探索流域尺度上生物多样性保护与流域社会经济协调有序发展的新型管理模式。

应用碳、氮稳定同位素研究鄱阳湖枯水末期水生食物网结构

稳定碳、氮同位素比值分析技术是研究生态系统中物质循环与能量流动的有效技术。δ13C值常用来分析消费者食物来源,δ15N值常用来确定生物在食物网中的营养位置。应用稳定同位素技术分析了鄱阳湖北部湖口县、都昌县、星子县、吴城镇4个采样点95条鱼和其他食物网成分样品的碳、氮稳定同位素比值,构建了鄱阳湖枯水期末期水生食物网。结果表明,不同水域颗粒有机物(POM)的δ13C值不同,范围为-27.5‰～-24.6‰可以区分赣江、修水、鄱阳湖、长江和鄱阳湖湖交汇处水体的颗粒有机物特征。江西鄱阳湖国家级自然保护区受人类活动干扰少,核心区生物δ15N相对较低,而周边人类活动频繁的星子、都昌两县附近水域生物体内的δ15N偏高,反映了人类活动引起的营养输入对系统的影响。在湖区不同位置捕获的相同品种水生生物δ13C值不同,反映了其不同的食物来源,用δ15N值计算发现其所占据的相对营养位置较为一致。

基于遥感和ULSE模型评价1995～2005年江西土壤侵蚀

为了定量评价近10年江西省土壤侵蚀的时空变化,采用USLE模型的月模式,耦合1995年的NOAA-AVHRR归一化植被指数(NDVI)和2005年的Terra-MODIS增强型植被指数(EVI),定量评价了江西省1995年和2005年的土壤侵蚀空间分布.研究结果表明:(1)江西省土壤侵蚀主要受地形条件的影响,存在明显的空间差异,强烈侵蚀级别以上的土壤侵蚀主要发生在鄱阳湖流域各子流域的上游;地形平坦的鄱阳湖平原和吉泰盆地,土壤侵蚀强度低;(2)江西省土壤侵蚀在1995～2005年间得到一定程度的改善,年土壤侵蚀总量由1995年的1.494亿t下降为2005年的1.268亿t,全省平均土壤侵蚀模数由894.68t/(km2.a)下降为759.31t/(km2.a);中度以上侵蚀面积由1995年的16 945km2下降为2005年的13 833km2;(3)全省绝大多数县(市、区)的土壤侵蚀强度降低,其中德兴县、玉山县、婺源县、上饶县、浮梁县、横峰县等赣东北5县的平均土壤侵蚀模数下降最为显著;但也有少量县(市区)的土壤侵蚀呈进一步扩大趋势,主要有井冈山市、永新县、莲花县、瑞昌县、广昌县和永丰县.

中国生态环境的新特点及其对策

在分析我国生态环境现状的基础上 ,提出了生态环境发展的 3个新特点 :1由单纯的工业污染过渡到工业和大众消费形成的污染并存阶段 ,而且乡镇企业污染问题越来越突出 ;2水体污染由工业污染发展到工业污染加农业污染的复合污染 ;3生态恶化问题正在由局部扩展到更大范围 ,从流域的一部分扩到全流域 .针对目前生态环境目前出现的新特点 ,在对策上提出了应实现 3个方面的转变 :1在环境污染控制上 ,应从末端治理发展到清洁生产 ;2在生态保护上 ,应从生态赤字到生态建设 ;3在污染治理上 ,从“谁污染、谁治理”转变到“谁污染、谁付费”、“谁治理、谁收益”.

不同区域森林火灾对生态因子的响应及其概率模型

火灾是影响森林生态系统过程的重要干扰之一,其对森林生态系统内各生态因子的响应各不相同。由于植被状况及生态环境的不同,森林火灾的时空分布特征在中国不同植被气候类型内表现不同,根据植被气候类型分类系统,将中国主要森林火灾地区划分为4个区域:东北(冷温带松林)、华北(落叶阔叶林)、东南(常绿阔叶林)和西南(热带雨林),应用遥感监测数据和地面环境数据,以时空变量、生态因子(植被生长变化指数、湿度等)为可选自变量,应用半参数化Logistic回归模型,就森林火险对不同生态影响因子的响应规律进行了分析,建立了基于生态因子的着火概率模型和大火蔓延概率模型,通过模拟及实际数据散点图、火险概率图,评估了模型应用价值。结果表明,土壤湿度及植被含水量在落叶阔叶林、常绿阔叶林、热带雨林地区对着火概率影响显著。在4个植被气候区内,土壤及凋落物湿度对大火蔓延的作用较小。在冷温带松林、落叶阔叶林、常绿阔叶林地区,植被生长的年内变化对火灾发生的影响显著,在常绿阔叶林地区,年内植被生长变化对大火蔓延的作用较小。森林火险概率与各生态因子的相关关系主要呈现出非线性。不同植被气候区内,火险概率受不同生态因子组合的影响,这与不同区域的植被状况及生态环境不同有关。在不同植被气候类型,应用时空变量、生态因子建立半参数化logistic回归模型,进行着火概率和大火蔓延概率的模拟具有可行性和实际应用能力。为进一步分析森林生态系统与火灾之间的动态关系、展开生态系统火灾干扰研究提供了理论基础。

湖北省涨渡湖流域湿地变化及其动因分析

基于1987年、1993年、2000年TM卫星遥感数据,在GIS技术支持下,建立了涨渡湖流域土地利用数据库,通过提取湿地信息,对该流域湿地资源动态变化进行了分析,并从人文因素方面阐述了湿地变化的原因.研究表明:①涨渡湖流域土地利用格局是以湿地为主,其他用地为辅的形式;②1987～2000年涨渡湖流域地区天然湿地和人工湿地均减少,其中水田减少面积最大;③在1987～2000年14年期间,影响涨渡湖流域湿地结构变化的主要因素是产业结构调整、围湖(滩地、沼泽)造塘、城市化等.

鄱阳湖南矶湿地优势植物群落及土壤有机质和营养元素分布特征

湿地植物和土壤是承担湿地诸多生态功能的主要基质和载体,相互之间有着强烈的影响。湿地土壤影响植物的种类、数量、生长发育、形态和分布,湿地植物又影响土壤中元素的分布与变化。鄱阳湖湿地的植物和土壤的特征及由他们带来的候鸟栖息地价值都受到他们之间的相互作用以及湖泊水位不同频率和幅度波动的影响。研究鄱阳湖湿地植物和土壤的特征及其形成原因和相互关系。为此,从2010年10月到2011年10月,对鄱阳湖湿地不同水位梯度下分布的芦苇、南荻、苔草、虉草和刚毛荸荠5个优势植物群落中57个定点样方展开了月度植被调查并且对5个不同植物群落下的135个土壤样品进行了实验室分析,研究了鄱阳湖优势植物群落及湿地土壤中有机质、全氮、全磷、全钾含量的分布特征及其相互关系。研究结果表明,鄱阳湖湿地优势植物群落分布特征受湿地土壤元素分布特征、湖面水位波动及植物生长特性和土壤沉积及土壤养分的综合影响,呈现了沿水位和海拔梯度明显的条带状或弧状分布、从湖岸到湖心依次分布为:狗牙根群落、芦苇群落、南荻群落、苔草群落、虉草群落、刚毛荸荠群落,最后是水生植物。同时植物群落的组成和分布特征也随季节性水位涨落的变化而变化;土壤有机质及其他各元素含量特征受植物群落分布、水位波动规律及湿地土壤特性等各种因素的影响,呈现出相对一致的分布规律,在0—20cm土壤层含量较高,20cm层后随土壤深度的增加含量逐渐减小,减小的速度先快后慢直至40cm层后趋于稳定;不同植物群落对土壤有机质、全氮、全磷、全钾的含量及变化具有很大的影响,不同植物群落下同种元素含量差异显著,并且各自随土壤深度和植物群落的变化呈现出层状、带状或弧状富集特征。不同植物群落对土壤养分元素含量影响程度不同,苔草群落对各元素吸收和滞留能力最强、影响最大,刚毛荸荠群落对土壤营养元素影响最弱。湿地植物群落和土壤之间彼此有着强烈的影响,其中植株的重量和土壤的SOC、TN及TP含量有非常显著的负相关关系,与土壤TK含量则有较强的正相关关系,同时,植株的重量和高度与土壤地下水埋深也有微弱的负相关关系。