宁夏平原湿地水体的季节性演变及其对年内气候变化的响应

许多内陆水体存在季节性变化,了解这种地表水资源的季节性行为对区域甚至全球尺度的水文和生态演变具有重要意义。本研究利用Landsat TM/ETM+/OLI等多源遥感影像解译提取了宁夏平原1996—2020年近25年的枯水期和丰水期的湿地水体数据。通过对丰、枯水期湿地数据进行面积统计对比和空间叠加分析,量化分析湿地水体资源在气候变化背景下的季节性变化特征和模式。以1个月和3个月时间尺度标准化降水蒸发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)作为旱涝指数,结合对应的湿地水体面积季节性变化值,通过曲线拟合、相关分析和显著性检验,定量分析湿地水体对季节性气候干旱胁迫的响应。结果表明:(1)1996—2020年间研究区内丰、枯水期湿地水体面积最大变化值为404.84km2(2018年),最小面积变化值为9.1km2(2000年),近25年丰、枯水期湿地面积平均变化163.17km2。(2)从整体上看,1个月尺度和3个月尺度的SPEI的丰、枯水期变化值多年均值分别为0.565和1.403。(3)湿地水体面积变化与1个月尺度的SPEI变化值之间的相关性较低,而与3个月尺度的SPEI的变化值呈显著正相关性,其线性回归判定系数R2=0.828 2(p<0.01),多项式回归判定系数R2=0.852 7(p<0.01)。水文气候变化是内陆干旱区地表水资源季节性演变的主要影响因素之一。

宁夏平原不同类型湿地土壤碳氮磷含量及其生态化学计量学特征

为了阐明宁夏平原不同类型湿地土壤养分的空间分布特征及其影响因素,采用"3S"技术,即遥感技术(remote sensing,RS)、地理信息系统(geographical information system,GIS)、全球定位系统(global positioning system,GPS)和典型样地采样及实验室测定相结合的方法,对宁夏平原河流、湖泊、沼泽3类不同类型典型湿地不同土层深度土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)含量及其生态化学计量学特征进行了分析。结果表明:1)SOC、TN含量在垂直剖面上呈"表聚性"分布;TP含量在垂直剖面上变化较小。9个典型湿地从南向北,土壤SOC、TN、TP含量整体呈先减少后增加的变化趋势,即中部低,南北高;C/N比和C/P比空间变化趋势一致,整体上均呈现先增加后减少的趋势,即中部高南北低;N/P整体上呈先减少后增加的趋势,即中部低南北高。2)从湿地类型来看,土壤TN、TP含量和N/P比湖泊湿地最高,SOC含量、C/N比和C/P比沼泽湿地最高,河流湿地SOC、TN、TP含量与C/P比和N/P比均最低。河流湿地土壤SOC、TN、TP含量在水平空间上的差异性最大。3)C、N、P含量及其生态化学计量特征受湿地成因、植被、土壤理化性质等环境因子,和旅游、城市建设、工农业污染等人类活动因子的多重影响。土壤C和P含量是决定C/N比和C/P比差异的关键因子,同时土壤C/P比和N/P比受含水量和盐度的影响大。