上海崇明东滩湿地潮滩梯度下芦苇种群动态分析

芦苇(Phragmites australis)是崇明东滩湿地潮间带的优势种,具有良好的水土保持与净化功能。芦苇种群主要在中、高潮滩呈带状分布,但在低潮滩也有小斑块状分布。作为典型根茎型克隆植物的芦苇种群,在盐沼湿地不同潮滩表现出怎样的种群动态特征,进而反映出怎样的差异化的适应能力,值得深入研究。以分布在崇明东滩湿地低、中、高3个潮滩上的芦苇种群为研究对象,全程定位追踪起始于4、6月的同生群在整个生长季的生长、发育过程,并定量分析它们的动态生命表、生存曲线、生存率和累积死亡率,系统揭示分布于3个潮滩的芦苇种群典型动态特征。结果表明:(1)起始于4月的处于低、中、高3个潮滩上的芦苇同生群,其生存曲线存在差异,它们分别趋近于Deevey-Ⅰ型、Deevey-Ⅱ型和Ⅲ型的过渡型,以及Deevey-Ⅰ型和Ⅱ型的过渡型;(2)起始于6月的处于低、中潮滩上的芦苇同生群,其生存曲线呈现出与4月同生群相似的特征,高潮滩同生群则由Deevey-Ⅰ型和Ⅱ型的过渡型转变成Deevey-Ⅱ型和Ⅲ型的过渡型;(3)经综合分析,高潮滩芦苇同生群稳定性最强,低潮滩同生群相对不稳定,中潮滩同生群在生长初期不稳定而在生长中后期趋于稳定;(4)基于上述研究结果,针对东滩湿地沿潮滩梯度分布的芦苇种群的保育与管理提出了合理建议。

崇明生态岛建设对湿地生态环境的影响研究

根据上海市《崇明三岛规划》,对崇明岛建设开发活动给崇明湿地可能造成的生态环境做出了简单评价。结果表明,开发崇明岛使得产业和人口聚集,人为排放三废数量必将大量增加,环境污染在所难免,湿地环境质量面临巨大的挑战,尤其是工业废水和生活污水排放将大大增加。如果不加处理直接排入水体或湿地,将会导致湿地水质下降,环境受到灾难性的破坏。另外,还可能促使湿地面积缩小、环境质量恶化,湿地生物群落和生态系统也将发生相应的演变。同时,美丽的湿地风光和其科学研究价值也将在一定程度上受到影响。

崇明东滩湿地降水化学特征及来源解析

2009年5月～2010年4月收集了崇明东滩湿地降水，测定了样品的pH值、电导率和主要水溶性离子的浓度，并利用富集因子法和后向轨迹分析对降水中无机离子成分进行源解析．结果表明，崇明东滩整体空气质量良好，大气污染物浓度较低．降水的pH值和电导率的加权均值分别为5．24，17．49uS／cm，为轻度污染的弱酸性水平；SO4^2-和NO3-是主要的致酸离子，加权浓度分别为52．27,21．39ueq／L；NH4＋和Ca^2＋是主要的碱性离子，加权浓度分别为33．36，27．13ueq／L；离子来源分析表明，Na^＋和Cl^-主要来自于海洋，NH4＋的中和作用大于Ca2＋和Mg2＋,大气颗粒物主要以（NH4）2SO4、NH4HSO4、NH4NO3的形式存在；后向轨迹分析表明降水主要受海洋风向影响，西北、西南方向和长江三角洲地区的人为污染物的中长尺度传输是造成崇明东潍酸雨的重要原因．

崇明东滩湿地芦苇和互花米草N、P利用策略的生态化学计量学分析

测定了崇明东滩湿地典型植物群落内芦苇和互花米草各器官及土壤中的N、P含量和N:P,揭示了它们的季节性动态,并对其N、P利用对策进行了生态化学计量学分析。结果表明:两种植物的N、P含量差异显著且芦苇>互花米草;不同植物以及同一植物不同器官的N、P含量随生长节律发生明显变化;N、P含量的器官分配模式对于芦苇和互花米草均是叶>茎>根;两种植物地上部分和地下部分N、P含量5月>9月>7月;芦苇N、P积累量>互花米草;2种植物地上部分N、P含量差异显著;互花米草生境土壤各月份N含量均高于芦苇生境土壤;P含量仅在5月份高于芦苇生境土壤,其它月份均低于芦苇生境土壤。芦苇叶片N含量与生境土壤N含量相关不显著,叶片P含量与土壤P含量显著正相关;互花米草叶片N含量与土壤N含量极显著正相关,叶片P含量与土壤P含量相关不显著。芦苇和互花米草叶片N:P与土壤N、P含量及N:P间相关均不显著。芦苇在生长初期和生长末期的N:P<14,表明其生长受到N限制;处于生长旺季时,14<N:P<16,表明其受到N、P共同限制。互花米草在各月份的N:P<14,说明其主要受到N限制。总体而言,N素是芦苇和互花米草净初级生产力的主要而经常性的限制因子。

长江口崇明东滩湿地沉积物对磷的吸附特征

研究了崇明东滩湿地低(S1)、中(S2)、高(S3)潮滩沉积物对磷的吸附特征。结果表明,沉积物吸磷过程主要发生在前24 h内,随后近于达到平衡状态。沉积物对PO43--P的平均吸附速率在0~0.5 h内最大,均超过了140 mg.kg-1.h-1;快速吸附过程主要发生在前11 h,前11 h的平均快速吸附速率表现为S1>S3>S2,且沉积物中细颗粒成分越多,沉积物对PO43--P的平均快速吸附速率越大。沉积物对磷的吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程,根据Langmuir方程计算,沉积物对磷的吸附容量均>200 mg.kg-1,同时沉积物对PO43--P的吸附容量也表现为S1>S3>S2。原因可能同S1中细颗粒成分、有机碳和常量金属元素(Al、Ca、Fe、Mg)的百分含量较多而S2中细颗粒成分、有机碳和常量金属元素的百分含量较少有关。温度和pH值也影响沉积物对PO43--P的吸附作用。

长江口崇明东滩盐沼湿地围堤工程对底栖动物群落的影响

长江口崇明东滩盐沼湿地围堤工程是以清除入侵植物互花米草为目的而进行的生态修复工程。由于大型底栖动物可作为重要的环境指示生物,分析比较了围堤前后围堤工程内和工程外大型底栖动物群落结构及多样性的变化。结果表明,在2013年围堤工程前和2016年围堤工程后两次调查共采集到大型底栖动物29种,分别隶属于无针纲、多毛纲、腹足纲、双壳纲、甲壳纲和昆虫纲。在2013和2016年围堤外光滩生境分别采集到底栖动物21种和27种,并且所有样线都表现出物种数量增加或持平;然而在围堤内区域,两条全封闭样线(样线2和样线3)由围堤前的12种减少到围堤后的6种,而在保留进出水口的半封闭样线1围堤内由围堤前7种增加到围堤后12种。底栖动物平均密度在半封闭样线1围堤内由围堤前的(75±0)个/m^2增加到围堤后的(288±111)个/m^2(P=0.091),在全封闭的样线2(2013:(120±17)个/m^2;2016:(7±7)个/m^2)和样线3(2013:(359±20)个/m^2;2016:(93±93)个/m^2)围堤内都表现出围堤前显著高于围堤后(P<0.05);围堤外光滩区域所有样线虽然没有显著性差异,但是都表现出围堤后密度增加,总平均密度由围堤前的(410±83)个/m^2增加到2016年的(1184±393)个/m^2(P=0.072)。因此,在长江口盐沼湿地进行互花米草生态治理的围堤工程,保留进出水口保持围堤区域与外界自然水域的连通性对围堤内底栖动物结构及多样性有积极作用,而围堤外底栖动物结构及多样性在所有样点均处上升趋势。围堤工程主要对软体动物和多毛类影响较大,而同时这些物种还是鸟类或者鱼类的重要食物资源,从而对鸟类和鱼类等次级消费者造成影响。从底栖动物群落变化及其生境来看,建议应该采取保留进出水口的围堤方式,维持潮水的出入,恢复围堤内与围堤外的生境连通性。

长期模拟升温对崇明东滩湿地土壤微生物生物量的影响

以崇明东滩芦苇湿地为对象,采用开顶室生长箱(Open top chambers OTCs)原位模拟大气升温试验,研究了连续升温8a对崇明东滩湿地0—40cm土层土壤微生物生物量碳氮含量的影响。结果表明:连续升温显著提高了崇明东滩湿地土壤微生物生物量碳氮含量,从土壤表层到深层(0—10,10—20,20—30,30—40cm),微生物生物量碳分别增加了39.32%、70.79%、65.20%、74.09%,微生物生物量氮分别增加了66.46%、178.27%、47.24%、64.11%。但升温对土壤微生物生物量的影响因不同土层和不同季节并未表现出统一的规律,长期模拟升温显著提高4月0—20cm土层和7月0—40cm土层微生物生物量碳氮含量,对10月0—40cm土层微生物生物量碳含量没有影响,但是显著提高了10月0—40cm土层微生物生物量氮含量,同时,微生物生物量碳氮比在7月也显著提高。相关分析表明:无论在升温条件还是在对照条件下,土壤温度、含水量、总氮与土壤微生物生物量碳氮及微生物生物量碳氮比均无相关关系,升温条件下,有机碳与微生物生物量碳氮含量以及微生物生物量碳氮比呈显著正相关,但是在对照条件下有机碳与微生物生物量碳氮含量以及微生物生物量碳氮比呈显著负相关。因此,土壤有机碳是影响土壤微生物生物量碳氮含量对长期模拟升温响应的重要生态因子。

崇明西沙湿地土壤石油类污染物季节变化特征及其对植被类型的影响

随着人类开采石油量的增加、海上交通运输的发展、海底溢油事故的发生以及工业民用废水排放的日益增长,海洋环境承受着来自外界的巨大危害。并且,海洋中的石油类污染物由水体迁移至土壤,给周边土壤也带来极大影响。石油类物质已成为崇明西沙湿地土壤主要的污染物之一。基于此,于2014年3月至12月在崇明西沙湿地设置5个采样点,利用紫外分光光度计、GC-MS等仪器对石油类污染物的浓度和组分进行测定,研究了土壤石油类污染物含量随季节变化的情况及其对植被类型的影响,并对污染物组分和来源进行解析。结果表明,湿地土壤石油类污染物主要以碳原子数小于8的饱和直链烷烃和饱和支链烷烃为主,同时还含有少量的烯烃、含氧杂环、含氮杂环等物质。该地区石油类污染物平均含量为47.3 mg·kg^(-1),其中春季最高,秋季最低;单因子污染指数为0.079~0.155,土壤尚处于清洁水平。湿地土壤石油类含量呈现季节性变化,与外源输入、海上作业及微生物的分解作用有关。3种植被群落土壤和光滩石油类污染物含量各异,且随季节变化明显,其中光滩群落土壤石油类污染物含量最低,芦苇群落土壤石油类污染物含量最高,且4个季节均明显高于其它群落,分析其原因可能是芦苇特殊的根系结构对石油有较好的截留和吸附作用。

上海崇明西沙湿地景观生态敏感性分析及规划策略

湿地是一种独特的生态系统,是由地球上的水域和陆地相互作用而成的一种特殊生态系统,湿地具有无可替代的重要价值。随着城市的发展,为了更好地发挥湿地的生态、经济和社会效益,设计师力求将湿地生态系统的恢复、湿地栖息地的保护和合理利用有效地结合起来,以建成适宜的湿地生态景观。以上海崇明西沙湿地景观为例,分析了崇明西沙湿地生态现状及其生态旅游资源,并结合国内外湿地保护与合理利用的经验以及生态敏感性分析、景观生态格局分析提出了湿地生态学在崇明西沙湿地景观规划设计中的应用价值及生态景观的构建策略。

上海崇明西沙湿地景观生态建设价值与生态恢复策略

上海崇明西沙是典型的河口区域湿地,北邻明珠湖,南邻东风西沙,东部区域光滩面可与东风西沙光滩面连成一片。土壤系潮土,土壤表层质地多轻壤、中壤,土壤条件较好,气候条件较优越,适于动植物栖息与生长,但植被类型单一,生长状况不良,植被景观效果不理想。野生动物资源因人类活动的影响而相对匮乏,不能形成稳定、丰富度高和密度较大的生物群落,也不能满足生态系统的生物多样性要求。上海崇明西沙湿地的生态恢复与建设,将会在很大的程度上改善其周边地区的生态环境,构筑更为完善的生态系统,形成多样性的生态景观。其丰富的湿地植物资源能为野生动物创造生存、活动的多样化立地环境,提升区域生物多样性,同时湿地植物在生长季节巨大蒸腾量也能对区域气候起到显著的调节作用。上海崇明西沙湿地景观生态恢复应以科学合理的规划方法为生态恢复与建设提供理论依据,并结合国内外湿地景观建设、保护与合理利用的经验,提高区域的生物多样性和景观异质性,维持区域生态环境的平衡和稳定,继承并发扬湿地的特色生态文化,展示现代生态文明,以生态价值观和环境伦理为主要内容,引导人们树立自觉维护自然环境和资源可持续利用的意识和行为。

上海崇明西沙湿地景观生态建设调查研究

湿地作为一种特殊的生态系统,具有无可替代的重要价值。为了更好地发挥湿地的生态、经济、社会效益,设计师力求将湿地生态系统的恢复、湿地栖息地的保护和合理利用有效地结合起来,以建成适宜的湿地景观。文章以上海崇明西沙湿地景观为例,分析了崇明西沙湿地生态现状及其生态旅游资源,结合国内外湿地保护与合理利用的经验提出了崇明西沙湿地在建设初期存在的一些问题,并通过这些问题的提出以及湿地自身的特点和崇明岛发展的要求,在湿地生态学理论的指导下提出湿地景观生态建设的一般原则和方法。

开发崇明东滩湿地资源 培养学生生态文明观念

生态文明观念是未来公民的重要素养,上海市崇明区前哨学校借助崇明东滩的湿地资源进行生态文明教育,本文初步总结了生态文明教育的途径、意义。

崇明东滩湿地科研宣教中心,上海,中国

东滩湿地位于崇明岛最东端的长江入海口,是咸淡水结合的河口型潮汐滩涂湿地,处于全球鸟类八大迁徙路线之一的“东亚—澳大利亚”路线中段,是亚太地区迁徙水鸟的重要通道,也是世界最重要的野生鸟类集居、栖息地之一。为了修复由1990年代引进的用于固滩的外来入侵物种互花米草引起的湿地生态恶化问题,上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区于2013年启动了灭除互花米草的生态控制与鸟类栖息地优化工程,并于2019年全面完工。

上海崇明岛东部近20年土地利用变化

在地理信息系统(GIS)的支持下,利用1982和2000年的航空照片对崇明岛东部地区土地利用变化进行了分析.近20年来该地区农业用地、水体、水产养殖场和滩涂为主要景观要素,非农建设用地占总面积比重有所增长,土地利用结构呈现多元化趋势;土地利用类型总量变化显著,农业用地面积增加了4050.21hm2,水产养殖场和绿地分别增加2566.24hm2和901.38hm2,滩涂面积则锐减了7491.24hm2,土地利用年变化率最大的为水产养殖场,达54.64%,其次是绿地、交通、滩涂和农田,分别为13.24%、4.49%、-4.47%和2.57%;土地利用类型之间的转变主要为滩涂向农业用地、养殖场、绿地和水体转变,农业用地向水产养殖场、居住用地和绿地转变,水体向农业用地、水产养殖场和滩涂转变.社会经济的发展和政策引导是崇明岛东部土地利用变化的主要驱动因子.

近30年长江口崇明东滩植被对于气候变化的响应特征

在分析近30年来长江口区域气候变化特征基础上,利用107景Landsat系列卫星的TM和ETM+遥感数据,计算了1984—2013年间长江口崇明东滩湿地的归一化植被指数(NDVI),并以此为湿地植被活动的指标,研究植被年际及季节变化特征。结果表明:(1)长江口地区气候变化特征为:年均温显著增加,日照时数显著下降,年降水量变化趋势不显著。就各个季节而言,气温存在显著增加趋势(冬季除外),降水量和日照时数变化趋势相对不显著。(2)不同季节植被年际变化特征一致,NDVI皆随时间增加,但增加的强度和显著性有所差异。植被NDVI在冬季和春季增加较大且极显著,增速分别为0.07·10a?1和0.06·10a?1;夏季增速稍低,为0.04·10a?1;秋季增加不显著。(3)年内季节变化方面,湿地植被NDVI呈现单峰的变化特征,从春季开始增加,在夏末(全年的第188或189天)达到最大值(NDVImax=0.63),然后下降在冬季降至最低。植被的年内季节变化特征主要受月均温的控制(R2=0.84)。

崇明东滩沉积物胞外酶活性与温室气体排放潜力及其影响因素

采用野外采样和室内实验的方法,对长江口崇明东滩沉积物胞外酶活性和温室气体排放潜力及其影响因素进行了研究。结果表明,崇明东滩沉积物脲酶活性为0.05~0.35μmol/g,蔗糖酶活性为0.47~1.34μmol/g,纤维素酶活性为0.02~0.03μmol/g,过氧化氢酶活性为477.9~659.8μmol/g,多酚氧化酶活性为86.7~457.8μmol/g,碱性磷酸酶活性为0.04~0.06μmol/g。酶活性在空间上存在较大的差异,其中低潮滩沉积物脲酶最高,中潮滩沉积物蔗糖酶、纤维素酶、多酚氧化酶及碱性磷酸酶最高,高潮滩沉积物过氧化氢酶最高。沉积物中脲酶活性与pH、含水量以及NO3-呈极显著正相关,过氧化氢酶活性与盐度和Eh呈显著正相关,蔗糖酶、纤维素酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶活性主要受NO2-、OC、TN和C/N比值的影响。沉积物中CO2排放潜力为(2.69×10-4)^(1.07×10-3)mg/g,CH4和N2O分别为(6.17×10-8)^(5.99×10-6)mg/g和(8.14×10-10)^(2.99×10-7)mg/g。从沉积物中温室气体排放潜力的影响因素来看,CH4排放潜力主要受pH、温度和NO3-的影响,CO2主要受C/N比值和砂粒影响,而NO3-和含水量影响着N2O的排放。CH4和N2O排放潜力与脲酶活性呈显著的正相关关系,而与其他酶活性相关性不显著。河口湿地沉积物温室气体排放主要受到环境因子的影响,而沉积物中胞外酶活性也是一个重要的影响因素。

东海北部滨海湿地铁氧化细菌的分布及其对不同氧气穿透深度的响应

【目的】滨海湿地生态系统位于淡水与海水交互地带,含有高浓度Fe^(2+)的地下水渗透到沉积物表层形成的湿地径流和周期性潮汐淹水形成的含氧-缺氧界面有利于铁氧化细菌介导的Fe^(2+)的生物氧化过程发生。然而,目前缺乏对滨海湿地生态系统中铁氧化细菌类群的全面评估。【方法】以上海崇明西沙湿地公园及浙江舟山市朱家尖岛东沙沙滩两地共5处滨海湿地沉积物为研究对象,分析沉积物的氧气穿透深度等环境参数,并基于16S rRNA基因扩增子测序技术,全面解析不同滨海湿地生态系统中细菌与铁氧化细菌的群落组成与分布特征。【结果】与崇明西沙湿地相比,朱家尖岛东沙沙滩有更深的氧气穿透深度,达到10 mm以上。非度量多尺度分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)统计结果表明,细菌群落结构主要受到区域位置不同导致的环境条件差异的影响,而铁氧化细菌的群落结构则受到采样的区域位置和沉积物氧气穿透深度的共同影响。崇明西沙湿地和朱家尖岛东沙沙滩的优势细菌为蓝细菌门(Cyanobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria);优势铁氧化细菌为嘉利翁氏菌属(Gallionella)、红细菌属(Rhodobacter)、Lepthothrix和Sideroxydans。【结论】通过对崇明西沙湿地和朱家尖岛东沙沙滩沉积物中栖息的铁氧化菌的调查发现,铁氧化细菌的群落组成与湿地沉积物类型导致的氧气穿透深度差异具有密切联系。

滩涂围垦和土地利用对土壤微生物群落的影响

土壤微生物在生态系统营养物质循环过程,特别是碳、氮循环过程中扮演着重要的角色。上海市崇明岛位于长江入海口,因其土壤发育时间较短、土地利用历史背景清晰、土壤本底均一,不同土壤围垦年代的土壤,代表了土壤发育年代的不同时期。以空间变化代替时间变化,对崇明岛稻田和旱地6个不同围垦年代土壤的磷酸脂肪酸(PLFA)指纹图谱研究表明,湿地滩涂围垦16a后土壤微生物总PLFA、细菌PLFA、革兰氏阳性菌(G+)PLFA和革兰氏阴性菌(G-)PLFA含量显著降低。随着围垦时间的逐步增加,PLFA含量逐步上升。经过长时间的农业种植,G+PLFA在围垦120a和300a稻田和旱地土壤中没有显著性差异;而总PLFA、细菌和G-PLFA在围垦75、120a和300a的土壤中含量趋于稳定且没有显著性差异。围垦16a和40a稻田土壤中总PLFA和G+PLFA显著高于旱地土壤;围垦40a稻田土壤中细菌和G-PLFA显著高于旱地土壤。不同围垦年代土壤总PLFA、细菌PLFA与土壤总氮、粘土含量成显著的正相关关系。河口湿地围垦后微生物数量的变化与土壤营养含量存在强烈相关关系,提示土壤围垦及演替过程中微生物与土壤肥力之间的紧密关系,对探讨土壤演替过程中微生物群落的变化具有重要意义。

基于CVM的崇明东滩湿地非使用价值评价

【目的】上海崇明东滩湿地在维持鸟类生物多样性、净化大气和湿地水质及促淤成陆等方面具有较大的非使用价值,为了对湿地生态系统的生态资源价值核算、生态补偿政策制定等提供参考,对崇明东滩湿地的非使用价值进行评估。【方法】基于条件价值法(CVM),针对该湿地生态系统非使用价值保护支付意愿,采用支付卡式问卷进行湿地生态价值调查。【结果】研究共发放问卷490份,回收有效问卷462份,发现受访者为保护崇明东滩湿地环境、维持湿地功能,平均每年愿意支付58.3元,则估算出崇明东滩湿地生态系统非使用价值为48.75亿元/a。根据Pearson相关分析及Logistic回归分析结果,支付意愿与受访者年龄、职业、近3 a旅游次数等因素极显著相关,与教育程度、对崇明东滩湿地的熟悉程度显著相关,与性别、月收入、居住地等因素相关性不显著。最大支付意愿值与受访者性别、教育程度、近3 a旅游次数等因素极显著相关;与年龄、职业、月收入、对崇明湿地了解程度、居住地等的相关性因素不显著。【结论】应加强对崇明东滩湿地提供生态服务功能的宣传,增强人们对东滩湿地作用和功能的认识以有利于东滩湿地非使用价值体现,从而有效开展东滩湿地的建设和管理。

崇明东滩湿地互花米草治理对鸟类及底栖动物多样性的影响

【目的】崇明东滩湿地是国际涉禽鸟类和居留繁殖鸟类的重要栖息地,互花米草(Spartina alterniflora)的入侵导致鸟类栖息地的群落结构与功能发生变化,2011年在保护区建成互花米草治理与鸟类栖息地示范区,需要了解示范区与对照区的芦苇(Phragmites australis)生长状况、鸟类和大型底栖动物的种类与数量变化,探讨互花米草治理成效以及对湿地生物多样性的影响。【方法】在示范区内外分别设置了8个生物多样性监测点和7个对照监测点,对植物群落组成、鸟的种类和大型底栖动物物种进行监测和采样分析。【结果】刈割和清除互花米草的工程成效显著。在示范区内,鸟的种类和数量以及水鸟的种类与数量均高于对照区,说明互花米草治理可为雁鸭类等重要水鸟提供良好的栖息地。同时,示范区内软体动物、节肢动物和环节动物的密度显著低于对照区。【结论】示范区在完成工程措施后景观和生物多样性发生了较大变化。较之互花米草群落,其生物多样性维持的生态服务功能有了明显的恢复,吸引了不同类群的鸟类在此停歇或繁殖,示范区的营造已取得较好成效。今后将重点监测对水鸟种群有重要影响的生物群落和环境因子,更全面评估示范工程对栖息地恢复成效。