江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属空间分布特征及潜在生态风险评价

对江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属含量变化区域分布特征进行了分析,结果表明,江苏盐城大丰表层沉积物Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的均值分别为0.05、0.25、7.21、25.5、20.3、67.79和68.09mg/kg,滩涂湿地均值高于人工湿地,滩涂湿地大丰港一期码头附近的JST-02的各项重金属含量最高,呈明显的点源污染的特征。重金属区域分布与粒度正相关,黏土含量对重金属的富集和分布起到一定控制作用。单因子污染指数结果表明,研究区表层沉积物7种重金属元素的单因子污染指数均值由大到小依次为Cd>Cr>Cu>Zn>Pb>As>Hg,其中Cd的均值最大为1.57,为研究区主要污染元素;综合潜在生态风险指数变化范围为15.7~184.91,均值为27.41,滩涂湿地潜在生态风险高于人工湿地;潜在生态风险参数由大到小顺序为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Cr>Zn。Hg和Cd为主要潜在生态风险因子。整个区域具有较低的潜在生态风险,尚未达到环境污染程度,但局部区域单个污染物浓度较高。

基于生态服务功能的大丰市海岸带滩涂土地的开发与利用

在进行生态系统服务功能重要性综合评价的基础上,提出大丰市海岸带滩涂土地开发与利用的"一路、二带、五区"概念性发展规划方案,为从总体上编制大丰市滩涂资源的保育与开发利用规划,保育滩涂湿地生态服务功能,加强海岸带综合管理提供参考,保证滩涂资源的经济、社会及环境效益,从而保障大丰市的区域生态安全。

大丰麋鹿自然保护区土地利用/覆盖变化监测研究

以两期WorldView和一期高分GF遥感影像为数据源,基于决策树分类法提取江苏盐城大丰麋鹿国家级自然保护区第三核心区的土地利用/覆盖信息,并以土地利用动态度和土地利用转移矩阵开展土地利用/覆盖变化监测.研究结果表明:应用决策树分类法开展土地利用分类精度较高,最高总体精度为93.89%,Kappa系数为0.87;在2010—2016年间,保护区的土地利用方式变化显著,其中沼泽草甸面积减少4.48km2;在2010—2014年和2014—2016年间,区域土地利用动态变化率分别为31.56%和33.44%;土地利用转出类型是沼泽草甸、河流和沟渠、建设用地,主要转换为光滩.该研究可为深入探讨大丰麋鹿国家级自然保护区生态系统的健康评价提供参考.

基于Sentinel-2数据的互花米草地上生物量反演

互花米草(Spartina alterniflora)作为滨海湿地的主要入侵植被,对滨海湿地生态系统结构和功能造成了严重影响,因此,及时、准确地监测互花米草的生长状况,可为滨海湿地生态系统的恢复提供依据。本研究基于Sentinel-2多光谱卫星影像,提取原始波段、植被指数和生物物理参数3类特征变量,利用多元逐步回归的方法构建互花米草的地上生物量最优估算模型,并对生物量进行空间制图。结果表明,在所构建的模型中,基于结合3类特征变量的逐步回归模型的估算精度最高,其决定系数R2为0.879,均方根误差RMSE为255.5 g/m^(2),平均相对误差MRE为10.63%。互花米草地上生物量的空间分布,呈靠近陆地一侧生物量低、靠近海洋一侧生物量高的特点。综上所述,利用Sentinel-2数据对互花米草地上生物量高精度反演是可行和有效的。

基于BP-CA的海滨湿地利用空间格局优化模拟研究——以大丰海滨湿地为例

论文运用BP神经网络与CA耦合模型,遴选出驱动滩涂开发的自然、经济、社会方面的23个空间变量,借助Matlab平台,构建了海滨湿地利用空间格局模拟模型。利用盐城大丰海滨1988、2002和2009年三期遥感影像,及相应年份人口经济数据,根据格局优化模拟思路,先使用湿地功能生态位模型诊断出历史过度开发区域,再训练合理开发转换规则,最后仿真出2016年大丰海滨湿地利用的空间优化格局。模拟中依据目标年覆被数量结构,限定训练样本随机抽取比例,提高了1万个样本的有效信息量;通过对比不同BP隐藏层节点数时的模拟精度,确定"23-13-8"和"23-17-8"分别为两组实验的最优BP结构;使得模拟效率提升,仿真总体精度高于93.6%。研究表明,近些年大丰海滨湿地覆被类型间的演替趋于频繁,自然湿地年开发速度明显加快,开发重心不断东移,呈现出向海"滚动开发"的特征。建议放缓两大保护区核心区周边的无序开发,推进大丰港附近滩涂的有序围垦。

盐城大丰麋鹿自然保护区滨海湿地土壤有机碳分布特征

在盐城大丰麋鹿自然保护区选取光滩、碱蓬、互花米草、白茅、獐毛、狗牙根和芦苇7种典型滨海湿地植物作为研究对象,分析不同植被群落土壤有机碳含量在垂直方向和季节上的分布特征,并估算湿地碳储量。结果表明:在水平方向上,土壤有机碳含量整体表现为互花米草>光滩>碱蓬>狗牙根>獐毛>芦苇>白茅;在垂直方向上,不同湿地类型土壤有机碳含量的分布均呈现非单调趋势,在0~40 cm土壤中,所有植被群落SOC含量的垂直分布规律大致相同,即随土壤深度增加SOC含量下降;在季节变化上,研究区不同植被群落SOC含量总体表现为10月>8月>4月>1月;土壤有机碳含量与土壤总氮、含水率、电导率、C/N呈显著的正相关,与土壤容重、pH呈显著的负相关。研究区土壤有机碳储量在0.65~7.32 kg·m^(-2)范围内,有机碳密度随土壤深度的增加呈现出近似“V”形分布,最高值出现在80~100 cm土层,最低值出现在20~40 cm土层。植被对滨海湿地土壤有机碳的含量和分布有着重要影响。互花米草的入侵明显增加了潮滩有机碳的积累,其演替过程也对湿地生态系统碳循环及碳的空间分布产生了重要影响。

盐城滨海湿地土壤活性有机碳组分分布特征

湿地具有巨大的碳储量和固碳能力.以盐城大丰麋鹿国家级自然保护区典型滨海湿地植被群落1 m深土壤样品为研究对象,比较光滩、盐地碱蓬、互花米草、白茅、獐毛、狗牙根和芦苇土壤微生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量在水平和垂直方向的分布及其季节动态变化特征,并探讨MBC、DOC与土壤有机碳(SOC)、土壤容重等土壤性质之间的相关性.结果表明:(1)在水平方向上,土壤MBC含量介于230.05-515.82 mg/kg,表现为互花米草>芦苇>盐地碱蓬>光滩>狗牙根>獐毛>白茅,其中白茅土壤MBC含量显著低于其他植被群落(P<0.05);土壤DOC含量介于20.01-23.00 mg/kg,植被群落间含量差异显著,其中互花米草具有最高值23.00±0.79 mg/kg,獐毛具有最低值20.01±0.95 mg/kg;互花米草土壤MBC/SOC和DOC/SOC显著低于其他植被群落(P<0.05).(2)在垂直方向上,不同植被群落土壤活性有机碳组分随土壤深度表现出非单调趋势.除光滩外,其他植被群落土壤MBC含量最高值均位于表层土层,盐地碱蓬、白茅、獐毛、狗牙根和芦苇土壤MBC含量表现为从表层到深层逐层递减的变化趋势,光滩和互花米草则表现出近似“V”形的分布特征;白茅土壤DOC/SOC在不同植被群落各土层均为最高值.(3)在季节动态上,土壤MBC含量和DOC含量在季节间均具有显著差异(P<0.05),其中,土壤MBC含量表现为秋季>春季>夏季>冬季,DOC含量表现为秋季>夏季>冬季>春季,秋季含量均显著高于其他季节(P<0.05).(4)相关性分析表明土壤MBC与DOC之间具有极显著的正相关性,二者均与SOC、土壤总氮、C/N、电导率呈显著正相关,土壤含水率与土壤MBC呈显著相关性,与土壤DOC之间相关性不显著.综上,不同植被群落土壤活性有机碳组分表现出差异化分布特征,C_(4)植物互花米草因其本身生物学特性而具有比盐地碱蓬、芦苇等C_(3)植物更高的土壤活性有机碳;植被演替导致植被群落土壤活性有机碳表现出特殊的垂直分布特征.