美国农田湿地保护法律制度

美国农田湿地保护的法律制度,主要依据美国农业法的沼泽地翻犁条款和联邦水污染控制法的有关条款。其重要措施包括:在已被确认为湿地的农田土地上进行挖掘或填充物质的任何活动(包括农业活动),必须取得联邦水污染控制管理局的许可;通过对在1985年12月23日后转化的湿地上进行农业生产的农民丧失农业补贴资格,来阻止农民破坏湿地;联邦政府建立湿地储备计划,通过向农民购买湿地上的耕作权来保护湿地。

长江中游农田湿地资源可持续利用研究

从经济学角度讨论了农田湿地资源退化的经济成因,指出农田湿地资源可持续利用的可行模式,并系统地提出了保障机制。

1954～2005年三江平原沼泽湿地农田化过程研究

作为中国重要的粮食生产基地和淡水沼泽湿地集中分布区,三江平原对于保障国家粮食安全和区域生态安全具有举足轻重的地位。由于人类活动的剧烈影响,1954～2005年期间,三江平原大面积的沼泽湿地已被农田所替代,并引发了一系列环境问题。国内以往的相关研究未能深入揭示区域尺度湿地农田化的过程与规律。基于遥感和地理信息系统技术,集成地形图与遥感影像(Landsat MSS,Landsat TM,CBERS)数据,分析了1954～2005年间三江平原湿地农田化过程及其主要驱动因素。研究结果表明:(1)从1954到2005年,三江平原沼泽湿地面积减少了77.03%;与湿地大面积减少相对应,耕地面积增加了2.5倍,2005年耕地面积占整个三江平原面积的55.14%,成为三江平原的主导景观。1954～1976年和1977～1986年为湿地农田化规模最大的2个阶段,沼泽湿地转化为耕地的面积分别为186.40×104hm2和120.29×104hm2。至2005年,三江平原沼泽湿地农田化过程基本结束,大面积成片的湿地仅存在于几个较大的湿地自然保护区内。1954～2005年期间,三江平原沼泽湿地农田化的面积为258.48×104hm2,为1954年沼泽湿地面积的73.3%。(2)三江平原发生湿地农田化过程的主要自然地理环境背景为:海拔为0～100m,坡度为0°～1°,地貌类型为河漫滩、河流阶地、沼泽洼地、冲积洪积平原和低台地,土壤类型为草甸土、沼泽土和白浆土。(3)1954～2005年间,三江平原地区年平均气温显著升高,增温速率为0.029℃/a。气候变暖为农业开垦提供了有利的前提条件。区域人口大量增加是湿地开垦为农田的最直接和最主要的驱动因素,1959～2005年间三江平原总人口增加了3.13倍,耕地面积与总人口及农业人口之间均存在显著线性相关关系。国家政策对于三江平原沼泽湿地农田化过程具有重要的影响作用。

三江平原别拉洪河流域湿地农田化过程中湿地-农田景观梯度时空特征分析

湿地农田化过程是三江平原过去50年以来土地覆盖变化的主要特征，由于大面积的湿地被农田所替代，原有的自然生态环境遭到了严重破坏。本文选取三江平原别拉洪河流域作为研究对象，基于RS和GIS技术，集成地形图与遥感数据（MSS，TM，CBERS），利用景观梯度分布分析模型，对1954-2005年期间湿地与农田景观梯度时空变化特征进行了分析。结果表明，1954年除西南部靠近松花江地区、浓江上游地区湿地景观分布较为稀疏外，其他地区都属高湿地景观梯度区。到2005年，除洪河自然保护区及靠近黑龙江和乌苏里江边缘地区外，研究区的大部分都成为耕地景观高梯度分布区。耕地景观和湿地景观梯度分布格局的变化揭示了研究区湿地农田化过程的空间规律性，即耕地逐年向东扩展的同时，湿地相应地向东北方向消退。

贵州草海湿地农田沟渠沉积物氮磷的吸附动力学及影响因素

以草海-湿地农田沟渠系统为研究对象,运用模拟实验的方法,针对沟渠系统对氮磷的截留效用、沟渠沉积物对氮磷的吸附动力学及其影响因素进行了研究。结果表明,湿地农田沟渠系统对TP和TN的截留率分别为66.7%～79.7%和66.0%～76.4%,对NH4+-N的截留率最高,为82.8%～89.3%。沟渠沉积物与太湖、滇池沉积物相比较而言,沉积物对PO4-3-P和NH4+-N吸附平衡时间较长。盐度、[SO42-]和[NO3-]对PO43--P和NH4+-N的吸附都具有一定的抑制作用;而[Ca2+]对两者的影响具有明显的差别:Ca2+对PO43--P的吸附在低浓度下抑制,在高浓度下有促进作用;对NH4+-N的吸附具有明显的抑制作用,且当[Ca2+]浓度为5mg·L-1时吸附量最小。

三江平原萝北县湿地农田化过程与驱动机制分析

通过获取三江平原萝北县自1954年以来的六期土地利用数据,定量分析了过去50余年湿地农田化过程,并从自然因素和人为因素两方面探讨了湿地农田化过程的驱动机制。结果表明,1954～2005年,三江平原萝北县耕地面积净增21.85×10^4hm^2,湿地是新增耕地的主要来源。在空间上,湿地斑块越来越分散,景观破碎化程度明显加剧,而耕地斑块则趋于集中分布;目前,耕地已成为三江平原萝北县的基质景观,地势低平、坡度较小、土壤条件、地貌条件良好的平原区是湿地农田化的首选区域。随着可开垦湿地资源的减少,人类的开垦对象开始转向地势、土壤、地貌等条件相对较差的湿地景观单元。气候变暖加速了湿地农田化进程,而人口数量的增加和政策的引导作用,对湿地农田化过程具有重要的影响。

湿地农田低产土壤改良利用研究

系统地阐述了四湖地区湿地农田低产土壤的分布、成因、类型、特性及障碍因素，并着重对采取“三沟”配套排水、增肥调养、使用释氧化物、选手抗逆良种及轮作养地等综合改良利用技术的试验研究对果作了系统分析。

基于RS和GIS的湿地农田化与环境效应分析——以三江平原的富锦市和同江市为例

近20年来三江平原湿地农田化现象十分明显,湿地农田化对人类生存环境造成一定影响。本文选取富锦和同江市为例,应用RS和GIS手段对1988年和2006年两期Landsat-5TM遥感影像进行湿地和农田面积提取,分析湿地农田化对该区气候水文、生物多样性等方面的影响,结果表明:20年来湿地减少291573.8hm2,耕地增加了499109.6hm2,同时湿地农田化给该区域带来了气候变暖,受灾面积增加,冷湿效应减弱,生物多样性减少等生态环境问题。

1954—2015年不同地貌分区下湿地农田化过程的时空特征——以完达山以北三江平原为例

以完达山以北三江平原(以下简称为小三江平原)为研究区,依据样带选择原则选取具有湿地农田化典型性的区域(即典型样带)。在地质地貌分区的基础上,基于特定历史时期的土地利用/覆被数据集构建长时间序列的耕地和沼泽湿地动态变化数据集,利用RS和GIS技术分析小三江平原典型样带内湿地农田化的时空变化规律,探究近60年小三江平原内湿地农田化的区位特征,结果表明:(1)1954—2015年,小三江平原的耕地面积显著增加,垦殖率达到了79.47%,耕地结构发生了显著的变化;(2)小三江平原湿地农田化具有明显的历史阶段性:在改革开放之前(1954—1976年)湿地农田化程度不是很大,改革开放初期(1976—1985年)开始发生明显的湿地农田化,到全面改革开放期(1985—1995年)湿地农田化程度加重,在改革开放转型期(1995—2005年)湿地农田化最严重,在深化改革开放期(2005—2015年)湿地农田化程度有所减小;(3)区域大的自然背景决定了小三江平原湿地农田化整体趋势:1954—2015年间,小三江平原湿地农田化最初发生在中幅度沉降第四纪缓慢上升区,逐步扩展到大幅度沉降第四纪缓慢沉降区和小幅度沉降第四纪缓慢上升区;(4)小三江平原湿地农田化具有明显的地貌区位特征:湿地农田化最初发生在冲积平原上,然后扩展到河流低阶地和高河漫滩上,随着时间的推移逐步扩展到低河漫滩和微高地上,最后蔓延到洼地上。

湿地农田“三沟”配套排水整体功能研究

研究表明,湿地农田采取开"三沟"(主沟、支沟和厢沟)配套排水,能加速排除田间渍水,降低地下水位,改善土壤通透性,增加土壤养分,促进水稻生长发育,增加稻谷产量,充分发挥排水治溃整体功能。

湿地农田化过程对别拉洪河流域生态系统服务价值的影响

过去50年间,别拉洪河流域湿地农田化过程导致土地利用剧烈变化。研究其生态系统服务价值的变化情况,可以为区域生态环境保护和恢复提供科学依据。参照中国陆地生态系统单位面积服务价值表,利用别拉洪河流域5期土地利用数据,估算了湿地农田化过程引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,经过近50年农业耕作,整个别拉洪河流域地区已成为一个以农田景观为主要类型的景观生态系统,湿地面积由8 421.58 km2减少到2 394.68 km2,耕地面积由330.47km2增加到7 864.23 km2。近50年来别拉洪河流域生态系统服务价值损失了324.24亿元,损失幅度约为61.05%,平均每年损失了6.36亿元。大面积湿地转化为农田是生态系统服务价值大幅度下降的主要原因。图2,表3,参12。

非生长季农田中孤立湿地土壤有机质及氮的空间分布规律

为探讨农田中孤立湿地的土壤养分特征,以自然孤立湿地为参考,基于野外采样与室内分析对2012年11月三江平原非生长季农田中孤立湿地不同植被带土壤有机质与氮的空间分布规律进行分析。结果表明,垂直方向上0~60.0 cm,土壤有机质随土壤深度增加而逐渐减少,含量在0.26%至11.06%之间;总氮含量除在小叶章群落中表层土壤最高,其他群落在土壤中层最高,含量在1 202.2 mg/kg至6 139.4 mg/kg之间;硝态氮含量以中上层土壤较高,氨态氮除在小叶章群落明显富集于土壤上层,其他群落主要分布在土壤中部,二者含量分别为0~49.51 mg/kg及1.26~18.83 mg/kg。由湿地中心向边缘,有机质、硝态氮、氨态氮平均含量及碳氮比均呈先增后减的倒"V"字型规律,前两者最高值分别为6.76%与23.2 mg/kg,氨态氮、碳氮比最高值分别为9.92 mg/kg和26.14,总氮呈先增后减再增的"N"字型分布,最高值为3 417.5 mg/kg。农田中孤立湿地土壤有机质和氮的分布受水分条件、植物多样性、生物过程、季节变化及人类活动的影响,农田中孤立湿地有机质和氮的含量及其变幅均高于自然孤立湿地。

旱区湿地周边盐渍化农田生态水位阈值与“水位-水量”双控技术

西北旱区湿地周边农田易盐渍化,合理实时控制和降低地下水水位是实现湿地保护及其周边农田盐渍化防控“双赢”的有效途径。选取西北石羊河流域邓马营湖湿地与农田之间过渡带为示范研究区,通过分析地下水埋深变化特征及其与表层土壤盐分的协同关系,确定生态水位阈值,并基于该阈值研发了由虹吸辐射井群为支撑的地下水“水位-水量”智能双控技术,其关键点是:采用一井虹吸联通多个辐射井,用于增大弱透水层区单井涌水量,实现水位面状控制;利用电系统、信号系统和控制器集成智能控制子系统,实现地下水水位和水量的实时控制。该技术示范应用结果表明:随地下水埋深增大,农田盐渍化风险和湿地植被芦苇覆盖率均降低,农田盐渍化防控和湿地保护的地下水埋深阈值为1.9~3.0 m;每年7—8月的潜水蒸发阶段是表层土壤主要积盐时段,期间智能双控系统可将地下水埋深调控在水位阈限范围;该双控作用不仅能够控降灌溉引起的表层土壤电导率的增大幅度,而且还能有效降低表层土壤的积盐速率;相对微咸水,淡水灌溉条件下智能双控技术的淋盐和控盐效果更明显。因此,这项技术能够实现地下水水位精准调控,对旱区湿地保护及其周边农田盐渍化防控具有重要的现实意义。

三江平原西北部湿地农田化的生态效应研究

三江平原作为国家重要的农业生产基地,长期以来自然生态环境尤其是大面积湿地受到大规模农业开发的强烈作用,生态环境发生了较大变化。本文以三江平原西北部富锦和同江市为例,应用RS和GIS手段对研究区1975、1988、1993、1997、2001年和2006年6期Landsat遥感影像提取各地类面积,分析湿地农田化对该区气候、水文、生物多样性等方面的影响,结果表明:30年来湿地减少51.38万公顷,耕地增加70.98万公顷,湿地农田化给该区域带来气候变暖、"冷湿"效应减弱、生物多样性减少等不同程度的生态环境问题。根据统筹人与自然和谐的科学发展观,提出了恢复和重建三江平原湿地生态系统的对策和建议,研究该地区湿地农田化具有重要意义,有利于促进经济、社会和生态环境可持续协调发展,保障国家商品粮基地的建设和粮食生态安全,同时为保护三江平原区域生态环境、永续利用区域土地资源提供科学参考。

湿地公园设计中对农田人工湿地植物的思考——以宁远县九嶷河国家湿地公园为例

人工湿地污水处理技术具有结构简单、净化水质、投资省、运行管理费用低、操作方便等特点,目前已经得到广泛应用。农田人工湿地对于湿地植物的选择有着特殊的要求,既要满足湿地的景观性,又要具有一定的经济性。本文以永州市宁远县九嶷河国家湿地公园为例,对选择适应当地的最佳农田人工湿地植物,进行了思考与总结。

三江平原湿地农田化进程中土地利用变化及影响因素分析

为分析三江平原湿地农田化进程中土地利用变化过程及自然条件变化和人类活动干扰在区域中的影响,该研究以三江平原核心区富锦市为例,基于1989、2002年和2015年土地利用数据,综合运用地理信息系统空间分析、土地利用变化指数模型和土地利用信息图谱等研究方法,探讨湿地农田化进程中土地利用变化过程及其影响因素。结果表明:1)1989—2015年富锦市土地利用变化方向主要是'湿地-旱地-水田',其中1989—2002年湿地转化旱地的面积为19.94万hm^2,2002—2015年旱地转化水田的面积为23.02万hm^2;2)1989—2015年富锦市总体的土地利用变化速度较快,各土地利用类型中动态度值最大的是湿地和水田,其中1989—2002年富锦市土地利用综合动态度值最大,变化速率为4.10%;3)1989—2015年研究区土地利用图谱以稳定型、前期变化型和后期变化型为主,北部农区为稳定型图谱的集中分布区,中南部为前期变化型图谱的优势分布区,东部垦区为后期变化型图谱的集中分布区。4)富锦市土地利用变化是自然、社会、经济、政策等多种因素相互作用、共同约束的结果,其中政策因素起主要导向作用。富锦市应严格管制耕地水田化,防止过渡开垦湿地,提升区域土地生态功能,从而实现土地利用科学管控。

平天湖湿地农田土壤重金属污染及风险评价

以平天湖湿地农田土壤为研究对象,采集土壤样本,分析土壤样品中汞、镉、砷、铅、总铬、铜、锌7种重金属含量。采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法开展其污染特征分析,利用潜在生态危害指数法开展潜在生态风险分析,同时采用人体健康风险评估模型,分析其健康风险水平。研究结果表明,湿地农田土壤中Cd、Cu、Pb、Zn、总Cr、As、Hg元素含量均在农用地土壤污染风险筛选值之内,与安徽省江淮流域土壤背景值对比,Zn和Hg出现累积趋势;湿地农田土壤中各种重金属潜在生态因子和综合潜在生态危害指数在安全范围之内,但Cd潜在生态风险值最高;儿童致癌风险、非致癌风险显著高于成人,但两者均在安全范围内。

2000—2020年中国湿地变化趋势及其与农田之间的面积转化

为探究湿地和农田转化对全国湿地面积的影响,本研究利用2000年、2010年和2020年3期土地利用数据,采用土地利用动态度和土地利用转移矩阵方法,分析了过去20年中国湿地面积的变化、分布状况。结果表明:1)2020年中国湿地面积为34.17万km^(2),其中沼泽湿地面积最大。中国56%~57%的湿地分布在西藏、青海、黑龙江和内蒙古;2)2000—2020年,中国湿地面积净增加5600 km^(2),其中,湿地和农田之间的转化使湿地面积净增加1 500 km^(2),贡献了全国湿地面积增加的27.48%。20年间人工/库塘湿地增加最多,达7800 km^(2),其中,由农田退耕为湿地占人工/库塘湿地面积增加的54.78%;沼泽湿地减少最多,为3300 km^(2),沼泽湿地开垦为农田占沼泽湿地面积减少的89.99%;3)湿地围垦以沼泽湿地转化为农田为主,2000—2020年中国42.57%的沼泽湿地转化为农田,集中在东北地区;农田退耕以农田转化为人工/库塘湿地为主。湿地恢复使中国湿地面积整体增加,但沼泽等具有较高生态功能的天然湿地大面积丧失。

三江平原大豆田氮循环模拟研究

三江平原是我国面积最大的湿地分布区，经多年开垦现已发展成为我国重要的商品粮基地。由于开垦后下垫面条件发生了很大变化，加之农业生产活动的影响，使本区土壤氮循环发生了根本性的改变。以三江平原地区典型低湿地大豆田为研究对象，采用美国新罕布什尔大学李长生教授所提出的一种生物地球化学模型ＤＮＤＣ来模拟农田生态系统中土壤 植被大气之间氮素的循环，以及温室气体Ｎ２Ｏ的排放规律。

三江平原抚远县景观格局变化研究

基于RS和GIS技术，应用集成地形图与遥感影像（MSS和TM）数据，获得抚远县6期景观类型图；通过计算各景观类型的相对变化率、转入和转出贡献率，应用景观格局分析方法，对1954～2005年三江平原抚远县湿地农田化过程进行分析。结果表明，1986年以后，耕地成为抚远县面积最大的景观类型；1954～2005年，各景观类型中耕地的相对变化率最大，1995—2000年间其相对变化率达到10．50；湿地的相对变化率在1976～1986年最大，为1．31％，湿地转出变为耕地的贡献率较大，这主要是湿地大面积被开垦为耕地的结果。景观指数在过去50多年间都发生了明显变化，最大景观形状指数（LSI）出现在1995年，为36．99；最大Shannon多样性指数（SHDI）出现在1986年，为1．45；最大斑块聚集度指数（CONTAG）和斑块指数（LPI）出现在2005年，分别为64．14和53．35；最大斑块周长——面积分维数（PAFRAC）出现在1954年，为1．54。大规模农业开发与景观指数变化规律存在密切关系。