敦煌湿地生态环境现状与保护恢复对策

本文通过对敦煌湿地的类型、生态环境特征和湿地退化现状的调查和资料搜集,分析了湿地生态环境退化的原因,提出了保护恢复湿地生态环境的科学对策。

敦煌阳关湿地芦苇叶性状对土壤水分的响应

为了了解干旱区湿地不同水分梯度下芦苇叶性状的构建模式及对不同水分环境的适应策略差异性,以敦煌阳关渥洼池湿地植物芦苇(Phragmites australis)为研究对象,分析不同水分梯度下芦苇叶性状对土壤水分的响应。结果表明:(1)低水分梯度下的叶厚度(LT)和叶片磷含量(LPC)显著高于中、高水分梯度(P<0.05),高水分梯度下的叶碳含量(LCC)也显著高于中、低水分梯度(P<0.05)。(2)芦苇叶性状之间的关系也因水分的变化而有所不同。就整体而言,叶片碳含量与叶干物质含量(LDMC)极显著正相关(P<0.01);叶厚度与叶片磷含量极显著正相关(P<0.01),比叶面积(SLA)与叶氮含量(LNC)极显著正相关(P<0.01)、与叶碳氮比(C/N)极显著负相关(P<0.01)。(3)在水分作为限制因素的条件下,叶片碳含量与比叶面积对水分的响应最为突出。土壤含水量与叶厚度、叶碳含量和叶片磷含量均显著负相关(P<0.05)。芦苇在低水分环境下采取高收入低投入的积极型生存策略,高水分下则采取低获取高消耗的保守型生存策略,说明了芦苇在适应异质生境的自我调节机制。

植被盖度对土壤碳、氮、磷生态化学计量比的影响——以敦煌阳关湿地为例

土壤碳、氮、磷生态化学计量比可以广泛地指示群落的生态学动态过程,其研究可以为湿地生态系统的恢复与保护提供依据。以敦煌阳关湿地为研究对象,选取53个样地,分层(0—20、20—40 cm和40—60 cm)采集土壤样品,对3种植被盖度类型(高盖度、中盖度和低盖度)的土壤碳、氮、磷生态化学计量比特征及其影响因素进行了研究。结果表明:(1) 0—20、20—40 cm和40—60 cm土层C/N变化趋势均为:高盖度<中盖度<低盖度,C/P、N/P变化趋势均为:低盖度<中盖度<高盖度。(2)高盖度土壤C/N、C/P和N/P均随土层深度的增加而增大;中盖度土壤C/N随土层深度的增加而增大,C/P、N/P随土层深度的增加先减小后增大;低盖度C/N、C/P和N/P均随土层深度的增加先减小后增大。(3) 0—60 cm土层土壤水分与C/N显著负相关(P<0.01),而与C/P、N/P显著正相关(P<0.01),土壤盐分与C/P、N/P均显著负相关(P<0.01),pH与C/P、N/P均显著正相关(P<0.05),TP与C/N呈显著负相关(P <0.05),TN与C/P、OC与N/P均呈极显著正相关(P<0.01)。由多元线性回归分析可知,土壤水分是土壤C/N、C/P和N/P的关键影响因子。

敦煌西湖湿地草本植物组成及其物种多样性

以甘肃敦煌西湖自然保护区湿地为研究对象,选取草甸沼泽、芦苇沼泽、盐沼和盐碱地4种湿地类型,采用常规植物群落学调查方法,研究了敦煌西湖湿地草本植物组成及其物种多样性。结果表明:①4种湿地中共观测到43种物种,分属17科40属,其中禾本科和菊科物种占总物种数的46.5%。草甸沼泽湿地植物群落物种数最多,观测到29种,而盐沼最少,仅有8种。②草甸沼泽为多优群落,群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数大,而Simp-son生态优势度指数小;芦苇沼泽植物群落结构单一,形成芦苇绝对优势种,群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数小,而Simpson生态优势度指数大;盐沼和盐碱地以耐盐耐旱植物为主,物种优势地位明显,Pielou均匀度指数较大,Simpson生态优势度指数较小。③4种湿地呈阶梯分布,地形起伏影响水流方向和积水季节,是4种湿地植物群落组成和物种多样性形成明显差异的主要原因之一。

敦煌西湖湿地生态系统现状、退化原因及综合修复对策

通过对敦煌西湖湿地生态系统现状的实地调查和现有资料的分析,结果表明由于自然环境、人文和社会等复杂因素的多重影响,湿地生态系统日益恶化。在对湿地生态系统退化原因深入分析与研究的基础上,从控制人口数量、提高人口素质,调整产业结构、建设发展节水型城市,完善湿地生态系统科研监测体系,强化环境法规和相关政策建设等措施方面出发,提出了修复湿地生态系统的对策,实现敦煌西湖湿地生态系统可持续发展。

敦煌阳关湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素

湿地生态系统土壤碳储量在全球碳平衡中起着重要作用。以敦煌阳关国家级自然保护区渥洼池草本沼泽湿地为研究对象,选取53个样地,采用分层采样方法(0~20、20~40和40~60 cm)对其中高盖度、中盖度、低盖度3种植被类型的土壤有机碳含量、分布特征及其影响因素进行了研究。结果表明:(1)高盖度、中盖度、低盖度植被0~60 cm土壤的有机碳含量分别为4.94~25.89、4.77~13.89和3.56~11.42 g·kg^(-1),高盖度、中盖度植被20~40、40~60 cm的土壤有机碳含量与低盖度的差异显著(P<0.05);高盖度植被土壤有机碳的空间变异最大,低盖度植被居中,中盖度植被最小;(2)土壤有机碳含量与土壤水分、全氮、全磷和N/P均呈显著正相关(P<0.01),与土壤盐分、容重均呈显著负相关(P<0.01)。通过多元线性回归分析,土壤水分是影响土壤有机碳积累的关键主导因素。上述研究结果可为干旱区湿地保护、管理以及生态恢复措施的制定提供科学依据。

植物生长季敦煌西湖湿地生态需水量研究

敦煌西湖湿地是阻止库姆塔格沙漠东移、保护敦煌和保护莫高窟的最后一道绿色屏障,由于生活和生产用水量的剧增,使得该湿地来水量锐减,导致该湿地逐渐萎缩。确定敦煌西湖湿地的生态需水量是合理分配现有水资源和保护敦煌西湖湿地的关键所在。以蒸散发作为生态耗水量的核算指标,运用PT-JPL(Priestly-Taylor Jet Propulsion Laboratory)模型,对植物生长季敦煌西湖湿地的生态耗水量进行计算,选取湿地面积为衡量指标,通过20世纪80年代后期以来湿地面积时间序列分析,建立不同水平年湿地面积情景,确定不同情景下湿地的生态需水量。研究结果表明,植物生长季敦煌西湖湿地的生态需水量只有分别达到1.47×10^(8)m^(3)、1.67×10^(8)m^(3)和2.16×10^(8)m^(3),才能保证敦煌西湖湿地面积维持在21世纪最初10 a的较低水平、21世纪10年代的中等水平和1990年时期的较高水平。

敦煌阳关湿地芦苇叶片养分重吸收模式及其对土壤水分的响应

植物叶片的养分重吸收是养分贫瘠生境中植物重要的养分保存机制。研究叶片养分重吸收对土壤水分的响应,有助于了解植物对环境的适应策略。以敦煌阳关湿地优势植物芦苇为对象,研究不同水分条件[高:33.5%±1.9%、中:26.4%±1.3%、低:11.3%±1.5%]下芦苇叶片氮磷重吸收模式及其对土壤水分的响应。结果表明:1)随着土壤水分下降,土壤N浓度显著降低,芦苇成熟叶片及衰老叶片N浓度显著升高,成熟叶片和衰老叶片P浓度及土壤P浓度均无显著变化。2)高水分条件叶片N重吸收效率为76.1%,显著高于中(65.5%)、低(62.5%)水分条件;不同水分条件叶片P重吸收效率无显著差异。3)成熟叶片和衰老叶片N浓度与叶片N重吸收效率呈极显著负相关;成熟叶片P浓度与叶片P重吸收效率无显著相关性,而衰老叶片P浓度与叶片P重吸收效率呈极显著负相关。说明土壤水分缺乏不利于叶片N重吸收。

甘肃敦煌西湖湿地芦苇盐化草甸植物群落生态位特征研究

【目的】甘肃敦煌西湖湿地为中国西北极端干旱区拥有较大芦苇草甸面积的湿地,生态区位优势明显且特殊,在河西走廊乃至中国西部的生态安全占有极为重要的战略地位。通过研究芦苇盐化草甸退化过程中植物群落生态位的特征,探讨各优势种群对资源环境的利用状况和种间关系,可为盐化草甸植被的恢复和治理提供科学参考。【方法】于2017年9月上旬,在甘肃敦煌西湖国家湿地生态系统定位研究站的试验点(93°45′48″E,40°20′34″N)进行野外调查,以盐池湾盆底中心最低点(海拔997 m)为基点,分别自西向东、自南向北成直角分别布设1条样带。在每条样带中设置5个30 m×30 m的固定样地,每个固定样地相隔100 m,样地内沿2条对角线随机选取5个5 m×5 m的小样方,记录每个样方内的植物种类、高度、多度、盖度、密度等指标,共计调查50个小样方。基于野外调查结果,运用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,对敦煌西湖芦苇盐化草甸植物群落生态位特征进行研究。【结果】①敦煌西湖盐化草甸群落的物种组成相对单一,主要由超旱生、盐生、沙生、湿生和水生等植物组成,在10个样地中共统计到9种植物,分属6科9属,出现频率最高的是芦苇,其次是疏叶骆驼刺,其种群在空间分布具有明显的荒漠和湿地相兼性和过渡性;②9个优势种中,生态位宽度(B_i)从大到小依次为芦苇(0.350)>疏叶骆驼刺(0.263)>圆囊苔草(0.185)>赖草(0.184)=猪毛菜(0.184)>胀果甘草(0.145)>罗布麻(0.117)>黑枸杞(0.115)>海乳草(0.059),其中芦苇和疏叶骆驼刺的生态位宽度远高于其他种群;③生态位重叠度(O_(kj))主要介于0.505～0.995之间,其中,O_(kj)>0.7的有19对,占总对数的53%;O_(kj)>0.8的有15对,占总对数的42%;O_(kj)>0.9的有9对,占总对数的25%,种群之间的生态位重叠程度总体上较高,表明敦煌西湖芦苇盐化草甸群落绝大多数的植物种群间对资源利用具有较高的相似性。【结论】甘肃敦煌西湖特殊的地理环境条件孕育了极干旱区独一无二的芦苇盐化草甸群落,其群落特征是荒漠植被和湿地植被的综合体现,群落种群在空间分布上具有明显的荒漠和湿地相兼性和过渡性,构成了敦煌西湖特有的荒漠-湿地植被景观。敦煌西湖芦苇盐化草甸各种群之间生态位重叠程度总体上较高,生态位分化不明显,最大的生态位重叠指数伴随着最大的生态位宽度,发生在优势种之间,表明该群落种群间资源的利用具有较高的相似性。特别是优势种芦苇和疏叶骆驼刺存在激烈的竞争,这种状态成为潜在的演替趋势,如果环境条件持续恶化,地下水位下降,将导致以芦苇为优势的盐化草甸将向疏叶骆驼刺占优的荒漠植被方向演替。