闽江下游湿地土壤硅的沿程分布特征及影响因素

湿地土壤是硅的重要储库,在控制其生物地球化学循环中发挥着重要作用。于2019年10月采集闽江下游沿岸湿地0-60 cm柱状土壤分析全硅、有效硅和生物硅的沿程分布特征。结果表明:闽江下游沿岸湿地土壤中全硅含量介于128-247mg·g^(-1)之间,生物硅含量介于30.8-40.5 mg·g^(-1)之间,在由陆及海方向上均呈现先降后升的趋势;有效硅含量介于104-541μg·g^(-1)之间,在由陆及海方向上呈现“W”型波动上升趋势。在剖面上,土壤有效硅含量随土层深度增加呈现降低趋势且变化显著(p<0.001),而土壤全硅和生物硅含量随深度无明显变化。土壤理化性质、植被是影响闽江下游湿地土壤硅分布的主要因素,相关分析表明,土壤全硅含量与pH(p<0.010)、砂粒(p<0.050)呈正相关关系,与粉粒(p<0.050)、含水率(p<0.010)呈负相关关系。土壤有效硅含量与黏粒(p<0.010)、EC(p<0.010)、粉粒(p<0.010)呈正相关关系,与砂粒呈极显著负相关关系(p<0.010)。土壤生物硅含量与黏粒(p<0.050)、粉粒(p<0.050)呈正相关关系,与砂粒(p<0.050)呈负相关关系。此外,植被类型和生物量对闽江下游湿地土壤各形态硅的沿程分布也有一定的影响。该研究揭示了闽江下游湿地土壤硅的空间分布及影响因素,研究结果可为认识硅在湿地生态系统中的生物地球化学循环过程及机制提供重要的理论基础。

敬信湿地弃耕稻田恢复演替年限对植物群落多样性的影响

图们江下游的敬信湿地是吉林省唯一的近海湿地,在维护地区生态平衡方面有着至关重要的作用。近年来,敬信湿地地区许多稻田被废弃,其面积逐年增加。弃耕稻田作为一种自然演替而来的半自然湿地,对区域生物多样性具有显著影响,但在自然演替过程中弃耕稻田植物群落的变化机制尚不明确。通过现场和文献调查,确定图们江下游敬信湿地的生境情况,采用空间序列代替时间序列的方法,比较不同弃耕年限稻田和自然湿地的植物物种群落,以确定植物多样性在自然演替过程中的变化。结果表明,不同弃耕年限稻田和自然湿地植物共99种,隶属于33科64属,主要为湿地草本植物,并以湿生和水生植物为主;从群落特征来看,敬信湿地以莎草科(Cyperaceae)、蓼科(Polygonaceae)和禾本科(Poaceae)植物为优势种;随弃耕年限增加,湿地植物群落优势种逐渐接近自然湿地植物群落优势种,弃耕稻田植物多样性远高于自然湿地,并随着演替时间推移而降低,进而接近自然湿地。但与同纬度湿地相比,弃耕稻田湿地植物演替速率较慢,建议在弃耕稻田的生态恢复中关注土壤水分和有机质的补充,并加强管理和保护。

图们江下游湿地生态系统健康评价

湿地是世界上具有独特结构与功能的生态系统,图们江流域湿地生态系统的健康对该区乃至东北亚地区综合生态系统网络的建设具有重要意义。选择图们江流域下游为研究区,基于压力-状态-响应(PSR)模型,在压力系统、状态系统、响应系统三个层面选取30个指标构建了图们江下游湿地生态系统健康评价指标体系,运用层次分析法和多级模糊综合评判法对研究区湿地生态健康状况进行综合评价,其结果为0.5878,处于亚健康状态。其中,压力系统的健康指数为0.5292,响应系统的健康指数为0.6866,状态系统的健康指数为0.5116,各等级隶属度S=(16.83%,25.37%,16.76%,16.97%,24.07%)。主要表现在研究区域湿地的补水水质差,导致湿地水质污染加重,富营养化现象严重;并且由于人为因素,湿地大面积退化,景观破碎化加剧,功能逐渐丧失,生产力水平下降;急需对本区域湿地进行保护与管理。

基于3S技术的图们江流域湿地生态安全评价与预警研究

图们江是我国重要的国际性河流之一,随着我国经济的迅速崛起,图们江地区进入到多国合作联合开发阶段,该区环境也因此受到了不同程度的干扰和破坏,对该区域进行湿地生态安全评价与预警研究,可为图们江流域生态环境的可持续发展提供依据。以图们江流域湿地生态安全为出发点,基于PSR模型构建了适合该区域生态环境的生态安全评价指标体系,在3S技术支持下,通过解译1976年、1990年、2000年、2010年4个年份的TM/MSS影像,获取了这4个时期的景观格局指标数据,并运用层次分析法确定指标权重;在使用逻辑斯蒂增长曲线模型对各个指标进行单指标评价的基础上,使用综合评价法对各个时期的图们江流域湿地生态安全进行评价,最终得到1976年、1990年生态安全值分别为0.650、0.620,湿地生态系统比较安全,2000年、2010年生态安全值分别为0.536、0.454,湿地生态系统处于预警状态,应及时对该区域湿地生态系统进行保护。基于灰色预测模型构建湿地生态安全预测模型,经检验,模型精度较高,可以进行图们江流域湿地生态安全的预测研究。做出了图们江流域未来40a的湿地生态安全预测,分别为0.3903、0.3345、0.2866、0.2456,湿地生态系统处于中度预警状态,并有向重度预警发展的趋势,生态安全面临的威胁越来越严重,急需对本区域湿地生态系统进行保护与管理。

图们江流域敬信湿地生物多样性及其保护对策

敬信湿地位于图们江流域下游,中、俄、朝3国交界处,是吉林省主要湿地之一,鱼类资源丰富,植物群丛多样,重点保护鸟类众多。目前,由于围垦、生物资源过度利用、城市化等不合理的人类活动,敬信湿地生物多样性面临诸多方面的压力和威胁。通过分析敬信湿地生物多样性的现状及其所面临的主要威胁,提出敬信湿地生物多样性保护和可持续利用的主要对策,以期为敬信湿地生物多样性保护和图们江地区湿地保护与合理利用提供依据。

图们江下游地区湿地生态评价

根据对图们江下游地区典型湿地的实地调查,借鉴国内外湿地生态评价的指标和方法,结合本区的实际情况,选用反映湿地生态保护功能和服务功能的13项指标,运用层次分析法对图们江下游地区湿地进行生态评价。先确定评价指标的权重、序次,再对生态评价因子进行等级化处理,然后为评价因子赋分,计算综合的评价指数(CEI)。评价结果显示,图们江下游地区湿地大部分区域生态环境较好,该湿地的主要功能是生态服务功能;根据综合评价指数CEI,将图们江下游地区湿地的生态质量分化为3个等级,CEI在(0.7,1]之间为生态质量较好的湿地区域,共有5处,依次是图们江流域,龙山水库区域,五道泡南—龙山水库西侧沼泽湿地,圈河流域和五道泡区域;CEI指数在(0.5,0.7]之间为生态质量一般的湿地区域,共有3处,依次是鲁田地区(Ⅺ)、三道泡区域(Ⅲ)、人工水田区(Ⅹ);CEI指数在(0,0.5]之间为生态质量较差的湿地区域,共有3处,依次是头道泡区域(Ⅰ)、四道泡区域(Ⅳ)、二道泡区域(Ⅱ)。

基于3S技术的图们江下游湿地系统分类及分布特征研究

利用3S技术对图们江下游地区的湿地系统进行了分类.以Spot卫星影像为信息提取的数据源,采用监督分类和人工分类相结合的方法,把该地区的湿地划分为5个系统、8个子系统和12个类型.通过对分类结果的比较分析发现,虽然图们江下游地区湿地的面积比较大,但是主要以人工湿地为主,自然湿地所占比重低且湿地景观比较破碎,湿地生态系统脆弱.

基于Corona和Spot-5影像的图们江下游敬信湿地变化研究

采用1964年的Corona影像和2004年的Spot-5影像作为数据源,结合"3S"技术与实地考查资料,对图们江下游敬信湿地信息进行了提取与分类,分别得到了研究区1964年和2004年的湿地分类图;通过建立研究区的湿地动态变化特征模型,从各类型湿地的面积变化和斑块变化两个角度,研究敬信湿地的变化特征及其成因。结果表明,研究区各类型湿地在气候变化、人类活动等因素的影响下发生了不同程度的变化,与1964年相比,2004年研究区人工湿地面积增加了16.923km2,这主要是修建龙山水库以及水田、养鱼池和孵化池面积大量增加所致;而自然湿地受到严重破坏,面积减少了17.33km2,河流和沼泽面积都减少了50%以上。研究区河流的斑块数急剧减少,沼泽湿地的斑块破碎化程度加剧,河流和沼泽湿地的斑块分维值明显下降,大面积沼泽被开发成水田,这两种湿地的空间自我相似性逐渐变差。研究区部分湖泊被开发利用,人为束水使得水面面积扩大,当地居民为了发展经济,在湖泊中从事鱼类养殖以及用湖泊水进行农业灌溉等活动,研究区人类活动干扰日趋严重。

1960—2009年图们江上游湿地景观变化的遥感监测

基于景观生态学原理,在地理信息系统和遥感技术的支持下,利用地形图、Landsat影像数据,提取图们江上游1960年、1977年、1985年、1999年和2009年的湿地信息,分析了该地区近50 a来湿地的分布状况和变化特征。结果表明:从湿地面积的变化特征上,该区域湿地面积减少一半,天然湿地的比例在降低,沼泽变化最大,减少了68.17%,人工湿地比例增大。从湿地景观格局的变化特征上,近50 a,该区域湿地景观斑块个数减少了近2/3,平均斑块面积增加1倍,景观多样性指数、景观破碎化指数及景观均匀性指数均在一定程度上减少。其中人类活动是图们江上游天然湿地减少的主要因素。

基于3S技术的图们江中游湿地生态安全评价与预警研究

以图们江中游湿地生态安全为出发点,基于景观生态学原理,采用压力-状态-响应模型,选取能充分反映图们江中游湿地的生态安全的10项指标,构建了图们江中游湿地生态安全评价指标体系。以3S技术为分析工具,对TM/MSS影像进行解译并获取1976、1990、2000和2010年4个年份的指标数据,并运用AHP确定指标权重;使用逻辑斯蒂增长曲线模型对各个指标进行单指标评价,用综合评价法对图们江中游4个年份的湿地生态安全进行评价,得到1976年生态安全值为0.665,湿地生态系统较安全,而1990、2000、2010年生态安全值依次为0.570、0.432、0.333,系统处于预警状态,应及时采取措施保护该区湿地生态系统。在此基础上,基于灰色预测模型建立了湿地生态安全预测模型。经验证,模型精度较高,可对图们江中游湿地生态安全进行预测研究。最终预测了图们江中游未来40年的湿地生态系统变化趋势,预测值分别为0.301 1、0.285 6、0.213 6、0.186 5,表明湿地生态系统处于中度预警及严重预警状态,生态安全面临的威胁越来越严重,急需对该区域湿地生态系统进行保护与管理。

图们江流域湿地土壤重金属污染特征

以中国一侧图们江流域为研究区,选取该流域湿地为研究对象,采集85个表层土壤样本,对Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb这7种重金属含量进行测定。利用主成分分析法探索污染来源,通过地质累积指数与内梅罗指数相结合的综合指数法(GNI)及潜在生态危害指数法(RI)并结合GIS技术对土壤重金属污染程度及空间分布特征进行分析。结果表明,图们江流域湿地土壤7种重金属中Cu、As、Cd和Pb污染情况显著。Cu、Zn、As和Pb主要受人为因素影响,Cr、Ni和Cd主要由自然因素影响。图们江流域湿地土壤重金属新综合污染指数评价总体上基本处于偏中度到中度,其中As污染较为严重;潜在生态危害污染评价总体上处于轻度;其中Cd污染较为严重。从整体流域分界上看,污染程度表现为中游>下游>上游;从整体空间分布上看,污染程度由西向东表现为先升高在降低,由北向南表现为降低。

图们江下游敬信湿地生态安全评价研究

以图们江流域下游敬信湿地生态安全评价为目的,基于压力-状态-响应(PSR)概念模型,选取典型性景观生态学和人文经济等12个指标,构建了湿地生态安全评价指标体系;采用专家打分法确定了各个指标的现状值,结合层次分析法对评价指标赋予权重,最终使用综合评价法对敬信湿地进行了生态安全评价.结果表明,敬信湿地的生态安全度在5.810左右,处于预警状态,急需加强对湿地的保护与管理.

图们江流域湿地空间格局变化与保护

图们江流域的自然环境较为复杂 ,湿地类型丰富 ,分布广泛。源头及上游以森林沼泽和灌丛沼泽为主 ,中游多为草本沼泽 ,下游到图们江口 ,湿地分布广泛 ,主要类型为天然和人工湖泊 ,草本沼泽。由于人为活动 ,湿地的空间分布格局发生较大的变化。为保护湿地的环境功能 ,必须加强湿地环境监测 ,合理调整湿地空间结构 。

图们江下游敬信湿地动态变化及驱动机制研究

在地理信息系统和遥感技术的支持下,基于地形图、Corona影像、TM影像和Alos影像数据,通过提取图们江下游1960,1986和2009年的湿地信息,对图们江下游敬信湿地的分布状况、景观格局和变化规律进行分析.结果表明:1)湿地面积的变化,包括水田、水库等在内的人工湿地面积显著增加,而包括沼泽、湖泊、河流在内的天然湿地面积不断降低;2)湿地类型的转化,大量的天然湿地转化为人工湿地和非湿地,而大面积非湿地转化为水田;3)湿地景观格局的变化,图们江下游湿地景观斑块个数、景观破碎化指数及景观均匀性指数增加,而平均斑块面积、景观多样性指数在减少;4)人文因素是该地区天然湿地减少的主要驱动力,以农业活动的影响最为重要.

图们江下游典型自然湿地土壤种子库特征研究

以图们江下游河流湿地和自然湖泊湿地2种典型湿地类型的土壤种子库为研究对象,通过野外调查取样与土壤种子库室内萌发试验,分析该区典型自然湿地土壤种子库结构特征,进一步探讨其与地表植被关系。结果表明:图们江下游河流湿地和自然湖泊湿地间种子库萌发数量及种类存在差异;河流湿地中收集到18个植物种的种子,自然湖泊湿地中收集到25个植物种的种子,在萌发数量上河流湿地也少于湖泊湿地。各湿地类型的土壤种子库与地表植被相似性均不足0.2,表明该区河流湿地受损相对严重,且湿地本身自然修复潜力较低,需要进一步提高对该区湿地生态系统的维持与修复意识,加强保护与管理工作。

基于M-K、Morlet小波分析图们江下游降水量

基于图们江下游1956—2010年,近55年来河东、珲春、圈河3个水文站降水量资料,采用Mann-Kendall、Morlet小波分析图们江下游降水量。结果表明:1)春季降水量上升趋势显著,趋势系数β=1.288;秋季降水量下降趋势显著,趋势系数β=-1.16。年降水量呈下降趋势,但不显著;2)28a左右的时间尺度周期变化最明显,且具有全域性即第1主周期。图们江下游年降水存在多尺度变化,而且小尺度的丰、枯交替变化嵌套在大尺度的丰、枯交替变化结构之中。

基于景观格局的图们江流域朝鲜一侧湿地生态系统时空变化动态分析

图们江是中朝俄间的重要的国际性河流,随着中朝俄各国经济的发展,图们江地区进入中朝俄多国合作开发阶段,地区湿地生态环境受到了不同程度的干扰和破坏,对区域内湿地生态环境进行分析研究显得尤为重要,尤其对朝鲜一侧湿地生态环境的研究更显得迫切而重要。基于GIS和RS技术支持下,结合Landsat MSS/TM影像和Landsat ETM影像资料,提取图们江流域朝鲜咸镜北道、两江道部分地区近40年湿地类型景观信息,运用湿地动态度、转移矩阵和景观指数等方法,研究湿地生态系统的景观格局特征及其变化规律,分析湿地所处状态及其驱动机制。结果表明,1研究区域内湿地面积变化并不明显,减少1.2%。2大量湖泊湿地、沼泽湿地、河流湿地转变为水田、人工水库、养鱼池等人工湿地。3区域内湿地景观斑块数量、斑块密度指数在增加,平均斑块面积、景观多样性指数减少,区域湿地破碎化程度显著增加。4气候变化、社会经济因素是研究区域湿地面积变化的主要驱动因素。

基于层次分析法的图们江下游湿地价值综合评价

图们江下游区域地处中、朝、俄三国交界处,具有国际性保护价值的湿地资源,对此区域的湿地价值评价研究有着重要的意义。根据图们江下游湿地生态系统的特点,确立图们江下游湿地价值综合指标体系,并运用层次分析法进行计算,得出结果:图们江下游湿地属于一级重要湿地,其中价值评价的特殊保护价值指标中的生物稀缺性、生物资源及多样性等因子占有重要意义。

图们江下游不同类型湿地水体富营养化评价及对比研究

采用综合营养状态指数法(TLI)对湿地水体富营养化进行等级划分,运用评分法对图们江下游不同类型湿地水体富营养化进行评价,结果表明,图们江下游湿地水质营养状态为中度富营养,污染源主要为总氮、总磷,其中,各采样点中总氮评分值均较高;此外,河流湿地、沼泽湿地和湖泊湿地水质富营养评分值分别为64.3,60.8和60.5,其水质皆属于中度富营养状态,水体营养状态指数平均值由高到低顺序为:河流湿地>沼泽湿地>湖泊湿地,个别水域水质呈现出某项评分值异常高的现象。本文在实地调查的基础上,分析了水质污染的主要原因,并提出了针对图们江下游湿地水体富营养化的控制措施和建议。

基于国产高分辨率影像的图们江口中、朝、俄三国湿地景观格局对比分析

图们江是我国重要的国际性河流之一,受中国、朝鲜、俄罗斯三国政策、经济、文化等因素影响,三国的湿地景观截然不同。本文以我国国产高分辨率卫星GF-1和GF-2影像为数据源,通过对图们江口湿地的实地踏勘,建立了图们江口湿地遥感分类体系,包括湖泊、河流、沼泽、滩涂、坑塘、水田和水库共7类。采用目视解译方法,提取了图们江口湿地信息,对图们江口湿地现状和中、朝、俄湿地差异进行了分析。利用Fragstats景观分析软件,选取了斑块数(NP)、最大斑块指数(LPI)、斑块平均面积(MPS)、加权平均形状指数(SHAPE)、加权平均分形维数(FRAC)、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀性指数(SHEI)等几个景观格局指数分析了图们江口湿地景观格局特征。结果表明:(1)研究区湿地总面积为39 503.38hm^2,以沼泽和湖泊为主,呈现近日本海聚集分布格局。(2)俄罗斯湿地面积占各国研究区湿地总面积比例最大,朝鲜次之,中国最小;朝鲜湿地开发程度最高,湿地破坏较严重。(3)朝鲜湿地破碎程度在三国中最重,中国次之;朝鲜因水田开发较严重,景观规则度最高;中国湿地多样性较其他两国丰富。