大兴安岭典型森林沼泽类型地表土壤动物群落与生态位分析

土壤动物是土壤生态系统的关键组成部分和生态系统演化的重要驱动因子,研究自然因素与人为活动干扰对大兴安岭典型森林沼泽地表土壤动物群落多样性与生态位的影响,可为进一步揭示土壤生物多样性在森林沼泽生态系统保护与恢复中的作用提供依据。【方法】2012年8月下旬与2013年8月下旬,采用陷阱法对大兴安岭南瓮河国家级自然保护区内5种典型的森林沼泽类型,即兴安落叶松-狭叶杜香-藓类沼泽(落叶松-杜香)、兴安落叶松-兴安杜鹃-藓类沼泽(落叶松-杜鹃)、兴安落叶松+白桦-苔草沼泽(落叶松+白桦),以及研究区域内2006年经过重度火烧的落叶松-杜鹃和中度火烧的落叶松+白桦2种典型干扰类型的地表土壤动物群落进行调查。【结果】在150个陷阱中,共采集到地表土壤动物67类11 079只,未鉴定16只,隶属8纲18目3亚目62科,其中:大型土壤动物6纲16目52类,优势类群为蚁科,占采集到的大型土壤动物总数的40.82%;中小型土壤动物3纲2目3亚目15类,优势类为疣跳科,占采集到的中小型土壤动物总数的85.03%。地表土壤动物营养功能团以植食性和捕食性为主。落叶松+白桦中地表土壤动物个体数与类群数最多,地表土壤动物个体数与类群数最少的分别是落叶松-杜鹃和落叶松-杜香。与未受干扰的同一类型沼泽相比,中强度火干扰增加了地表土壤动物类群总数与个体总数,但火干扰强度增强导致地表土壤动物群落多样性与均匀性下降。研究时段、地表土壤动物个体数与类群数与群落多样性指数年际间均存在显著差异(P=0.05);大型土壤动物群落相似性低于地表中小型土壤动物群落的相似性。地表土壤动物对研究区域资源的利用差异性显著(P<0.01),其中,落叶松-杜鹃地表土壤动物可共同利用资源最多,中度火烧的落叶松+白桦因地表土壤动物可共同利用资源最少而类群优势现象明显。火干扰后,同一沼泽类型地表土壤动物群落相似性较低,地表主要土壤动物类群因可利用资源减少而导致生态位普遍重叠值指数下降。【结论】地表土壤动物群落多样性与沼泽类型火干扰相关,其群落变化主要受研究区域环境因子的影响。

南瓮河落叶松岛状林湿地土壤碳氮的垂直分布及其影响因素

对南瓮河自然保护区落叶松岛状林湿地土壤的有机碳和全氮的垂直分布及其影响因素进行了研究.结果表明：落叶松岛状林湿地土壤有机碳和全氮含量0-10 cm土层最高,20-30 cm土层最低,其他土层差异不明显.土壤有机碳与土壤全氮、容重、含水量和C/N比显著相关;土壤全氮与土壤有机碳、容重和含水量显著相关.

大兴安岭南瓮河森林湿地现状和可持续发展

对嫩江源头南瓮河湿地资源现状进行了全面调查和探讨 。

南瓮河湿地保护区土壤有机碳、含水率和pH的变化分布

本文对大兴安岭地区南瓮河湿地保护区不同深度和海拔土壤的有机碳含量、含水率和pH进行了研究。结果表明：不同深度的土壤有机碳含量差异显著，在0～10cm土层显著大于40—50cm土层。土壤含水率在0～10cm土层达到最大值，显著大于其它四个土壤剖面，且在30—40cm土层中含水量达最低值88．83％，但除表层外其它四个土壤剖面土壤含水率相差甚微。不同深度土壤pH值的结果相差不大，均在4～5之间变化，呈弱酸性。三者随海拔高度的变化规律不明显。

基于多季相特征组合的南瓮河湿地信息提取

利用遥感技术对南瓮河保护区进行湿地信息提取,为寒区湿地保护和科学管理提供依据。本研究选取2021年多季相Sentinel-1雷达影像及多季相Sentinel-2影像,用集成学习XGBoost(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)算法对多季相Sentinel-2特征变量重要性进行排序,剔除影响分类精度的变量。基于特征优选的XGBoost的机器学习算法,结合多季相雷达后向散射系数、极化分解特征及地形湿度指数(Topographic Wetness Index,TWI)对南瓮河湿地进行分类。结果表明:基于特征优选的组合中,加入TWI、雷达后向散射系数和极化分解特征分类精度最高,达到了96.03%,Kappa系数为0.95;与依次加入TWI和雷达后向散射系数特征分类精度相比,提高了3.80%和1.78%;对应的Kappa系数提高了0.40和0.17。多季相极化分解特征可提高湿地分类精度的有效性。

RS和GIS支持的南瓮河自然保护区景观变化驱动力研究

利用2000年和2010年遥感影像作为基本信息源,在RS和GIS技术的支持下,并结合地面资料对南瓮河保护区景观空间格局的变化情况及其驱动力进行了分析。结果表明:2000—2010年,南瓮河自然保护区景观类型没有明显变化,主要以森林和草本沼泽为主;森林沼泽和道路呈增加趋势,而沼泽化草甸、灌丛沼泽、永久性河流变化较小,呈现缓慢的减少趋势,森林群落呈现退化的趋势;景观异质性在增大,破碎化程度在提高;森林采伐和道路修建等人为干扰是景观格局时空演变的驱动力之一,火灾引发的森林及沼泽湿地大面积过火是湿地干扰的主要因素。

基于多时相环境卫星数据的南瓮河流域湿地信息提取方法研究

选取位于大兴安岭林区的南瓮河流域作为研究区,以多时相、中等分辨率的环境卫星影像为数据源,采用面向对象方法,通过多尺度分割、特征提取、决策树建立等步骤,实现湿地信息的快速提取;系统分析了面向对象方法在森林地区湿地信息提取中的有效性。研究表明,在面向对象湿地信息提取过程中,采用不同等级的分割尺度,使分类更具层次性;利用光谱、空间、形状等多种属性特征,通过多时相遥感数据的融合,可以更好地识别复杂多样、界限模糊的湿地景观,其中,草本沼泽的生产者精度达到了91%。结果显示,南瓮河流域内,湿地类型多样,以草本沼泽和灌丛沼泽为主,且其主要分布于河流两侧和中下游宽阔的河谷地带。

南瓮河自然保护区生态环境质量遥感评价

运用遥感技术,科学、快速地评价区域生态环境质量,能够为区域生态环境的保护、治理和规划等提供科学依据.本研究以1990、2000和2015年的Landsat TM/OLI/TIRS为数据源,使用主成分分析方法确定湿度分量、归一化植被指数、地表温度和干度指数4个指标的权重,运用遥感生态指数(RSEI)评价模型,对南瓮河自然保护区1990—2015年的生态环境进行评价.结果表明:遥感生态指数能够较好地反映研究区生态环境质量状况及其时空分异;1990—2015年,保护区RSEI均值由0.55上升至0.83,生态环境质量优良以上区域面积所占百分比逐年增加,这与该等级中森林所占比例增加有关;保护区生态环境质量变好的区域所占比例高达91.4%,这与保护区的建立及相关工程与非工程防护措施的实施密切相关;核心区、缓冲区北部生态环境质量下降的主要原因是火灾的发生导致森林植被遭到破坏,而道路附近和试验区的东南部生态环境质量的下降与人类活动的干扰密不可分.

大兴安岭南瓮河湿地类型对土壤中甲基汞分布的影响

甲基汞(methylmercury,MeHg)是所有汞(Hg)的化合物中毒性最强的有机物,其毒性远远大于无机Hg. MeHg可能通过食物链的传递进入人体,威胁人类健康.本研究以大兴安岭南瓮河国家自然保护区为研究对象,分析了中位沼泽、低位沼泽、岛状林、森林土4种湿地类型土壤样品MeHg含量分布差异以及土壤性质对MeHg含量的影响.结果表明:(1)总汞(THg)与MeHg含量变化趋势不一致,THg含量的高低顺序为:岛状林[(138. 76±101. 97) mg·kg^(-1)]>森林土[(117. 57±32. 44) mg·kg^(-1)]>低位沼泽[(71. 8±1. 42) mg·kg^(-1)]>中位沼泽[(65. 11±26. 69) mg·kg^(-1)],而MeHg含量高低顺序为:岛状林[(1. 14±1. 15)μg·kg^(-1)]>中位沼泽[(0. 87±1. 06)μg·kg^(-1)]>低位沼泽[(0. 28±0. 06)μg·kg^(-1)]>森林土[(0. 1±0. 05)μg·kg^(-1)];(2)岛状林和中位沼泽中MeHg的含量较高且随采样位点波动较大,低位沼泽和森林土中MeHg的含量较低,每个取样点之间变化较小;(3)沼泽湿地形成的时间越长,MeHg的含量越多,即中位沼泽[(0. 87±1. 06)μg·kg^(-1)]>低位沼泽[(0. 28±0. 06)μg·kg^(-1)];土壤p H与MeHg的含量呈显著正相关(P <0. 05);含水率(WC)、有机质(OM%)、总碳(C%)、总汞(THg)含量在中位沼泽地区与MeHg含量呈显著的线性关系(P <0. 05);土壤p H、铵态氮(NH+4-N)含量在岛状林地区与MeHg含量呈显著的线性关系(P <0. 05).本研究阐明了不同湿地生态系统MeHg的分布特点及其影响因素,为全面评价湿地生态系统中MeHg积累及其环境风险提供了数据支撑.