西洞庭湖自然保护区杨树人工林种植与清理对土壤化学结构稳定性的影响

土壤有机碳(SOC)是湿地生态系统碳循环中的重要组成部分,其受人为活动的影响较大。目前,有关SOC的研究多集中于各个SOC组分含量的变化上,而利用13C核磁共振波谱技术反映SOC变化特征的研究较少。为了探究杨树人工林种植与清理对土壤化学结构稳定性的影响,选取西洞庭湖自然保护区芦苇地(CK)、9年杨树林地(P9)、3年杨树采伐迹地(D3)和6年杨树采伐迹地(D6)4种土地利用类型的表层土壤(0~20 cm),通过固态^(13)C核磁共振技术对土壤有机碳的化学组成进行分析。结果表明,1)CK和P9中的烷基碳含量高于D3和D6,烷氧基碳则表现出相反的变化趋势;2)CK和P9的烷基碳/烷氧基碳(A/O-A)、疏水碳/亲水碳(HB/HI)、脂肪碳/芳香碳(Alip/Arom)均高于D3和D6。可见,芦苇地和杨树林地土壤拥有更高的固碳潜力,今后在洞庭湖生态恢复措施的选择中,不仅要考虑湿地土壤的碳储量,还应考虑土地利用方式对SOC稳定性的潜在影响。

三峡大坝运行前后西洞庭湖鱼类群落结构特征变化

鱼类是湿地生态系统中重要的组成部分,鱼类的群落结构动态直接反映湿地生境及外部驱动力的变化.三峡大坝运行后,长江中游江湖水文情势发生了变化,西洞庭湖地处洞庭湖西部,是受此变化影响最为直接的区域之一.为监测西洞庭湖鱼类群落结构变化特征,分析其变化原因,于2002年9月-2003年8月和2012年7月-2014年1月,在西洞庭湖进行了两次鱼类群落调查.共鉴定到鱼类7目17科91种,其中鲤形目最多,为58种,占总种数的63.7%.两次调查结果显示,三峡大坝运行后西洞庭湖鱼类物种数由85种下降到66种,Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别由5.00和1.11下降为4.14和1.00,鱼类个体小型化趋势明显.两次调查物种数和个体数量最多的类群均为底层、定居性、杂食性鱼类,且其比例有增加的趋势,而肉食性鱼类、中上层鱼类、半洄游性鱼类和产粘性卵、沉性卵鱼类个体数量占比均有减小的趋势,其中中上层鱼类变化有显著性差异.三峡大坝运行后10年间,西洞庭湖鱼类多样性呈现下降趋势.研究表明,西洞庭湖鱼类生境丧失、捕捞胁迫,加剧了一些特定类群的生存压力,并反映于鱼类群落结构的变化.

西洞庭湖湿地鸟类群落组成、多样性及保护对策

采用固定样带法和样点法对湖南西洞庭湖自然保护区的鸟类群落进行了研究,共纪录到217种,隶属16目46科117属,其中冬候鸟113种、旅鸟1种、留鸟60种、夏候鸟43种,分别占52.07%、0.46%、27.65%、19.82%;古北界种类102种(占47.00%),东洋界种类67种(占30.88%),广布型种类48种(占22.12%);国家Ⅰ级保护种类4种,国家Ⅱ级保护种类29种。鸟类群落多样性指数和均匀性指数分别为4.886 5和0.594 9。并分析其湿地鸟类的重要性和稀缺性,提出了相应的保护措施。

西洞庭湖鱼类物种多样性及其时空变化

洞庭湖是长江中游现存仅有的两大通江湖泊之一，研究其鱼类资源对了解湖泊通江的生态作用有着重要意义。为此，在2002年9月～2004年6月每月定期定点在西洞庭湖区开展鱼类调查，结果如下：①实地调查到鱼类111种，隶属9目20科，包括中华鲟、胭脂鱼等珍稀物种；②鱼类物种数年动态波动较大，最高月份达69种，最低为26种，月均50±13种；③物种多样性指数年动态与物种数年动态大体一致，最高达3．34，最低为1．89，月均2．84±0．38；④空间分布上，位于人湖口的调查点物种数和多样性指数高于内湖，且差异有显著性（p〈0．05）；⑤在数量上，湖泊定居型鱼类占50％以上，其中，鲫数量最多，占16％左右。可见：西洞庭湖作为通江湖泊在鱼类多样性的保护上起到避难所和交流场所的作用；目前，西洞庭湖鱼类在生态组成上，湖泊定居型鱼类比重有逐渐增加的趋势。

西洞庭湖湿地越冬期野生植物多样性

本研究采用定点取样法,于2008-2009年越冬期对西洞庭湖湿地野生植物多样性进行了调查统计分析。结果表明：西洞庭湖湿地野生植物种类共73种,隶属29科,植物种类丰富,其中以菊科、十字花科野生植物为主。西洞庭湖区野生植物群落具有较大的物种丰富度,分布均匀,且不同种之间相遇几率较大,具有较高的物种多样性。为保护西洞庭湖区野生植物多样性提供了科学依据。

西洞庭湖区养殖水体浮游植物调查与水质评价

于2008年8月对湖南省西洞庭湖区40个典型养殖水体的浮游植物和水质理化指标进行了调查与分析。结果表明,40个养殖水体中共发现浮游植物67属101种,优势种类为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、银灰平裂藻(Merismopedia glauca)、卷曲鱼腥藻(Anabaena circinalis)、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)、小席藻(Phormid-ium tenue)、十字藻(Crucigenia apiculata)、二形栅藻(Scenedesmus dimorphus)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、集星藻(Actinastrum hantzschii)、卵形隐藻(Cryptomonas ovata)、羽纹脆杆藻(Fragilaria pinnata)、简单舟形藻(Navicula simplex)、尖针杆藻(Synedra acus)。浮游植物平均密度高达3.19×107个/L,变动范围9.46×104～1.32×109个/L。浮游植物密度与蓝藻密度存在良好的相关性,相关系数达到0.940(P<0.0001)。Shannon-Wiener多样性指数(H′)的变化范围为1.00～3.74。利用浮游植物细胞密度和多样性指数作为水体状况评价指标,初步评价表明,对于人工养殖水体而言,采用半精养模式的水体污染程度相对最轻。

1989—2013年西洞庭湖土地类型及水禽栖息地变动研究

选取1989年、2002年和2013年的遥感影像对西洞庭湖土地利用类型转移格局及水禽栖息地进行遥感解译与变动分析。结果表明:1989—2013年,保留率最高的仍然是水体(87.34%)和泥滩地(59.61%),保留率最低的是林地(13.79%),草滩地的保留率仅为30.54%,而向芦苇滩地、旱地、林地的转化率则分别达20.26%、20.91%、18.93%,远高于向水体与泥滩地转化的比例。虽然林地向泥滩地转化的比例达到了34.77%,但芦苇滩地、旱地、林地以相互转化为主。西洞庭湖湿地破碎度升高,各种土地利用类型分布均匀度也增高。西洞庭湖的水禽栖息地变动大致可分为2个阶段:1989—2002年水体面积增长近14%,湿地优势度增长;2002—2013年水体面积减少近11%,林地面积增长约4%。在影响西洞庭湖水禽栖息地变动的驱动因素中,退田还湖、围湖养鱼、三峡工程、芦苇种植与杨树栽培等人类活动是最为重要的驱动因子,不适当的人为干预往往导致水禽生境退化。

西洞庭湖湿地野生植物的多样性

为了科学保护和综合利用西洞庭湖湿地的野生植物资源,采用实地考察、定点取样和标本鉴定相结合的方法,于2008-2010年对西洞庭湖湿地的野生植物群落进行了调查研究。结果表明:西洞庭湖湿地野生植物共有禾本科、菊科和蓼科等67科278种;主要以湿生植物和水生植物为主,湿生植物的优势种群落为牛鞭草、水游草、空心莲子草、双穗雀稗、水烛和苔草等植物,水生植物的优势种群落为莕菜、水葫芦、菱、茭白、慈姑和莲等植物。结论:西洞庭湖区群落分布较均匀,具有较高的物种丰富度,不同种之间的相遇机率较大。

西洞庭湖湿地生态体验旅游开发研究

生态体验旅游是应时而生的新型旅游,西洞庭湖湿地自然与人文生态资源丰富而具特色,有一定的历史文化积淀。基于生态体验旅游内涵探讨、生态资源特点分析、旅游开发价值估算与开发条件ASEB栅格分析,结合旅游开发现状,认为西洞庭湖湿地具有开发生态体验旅游的必要性与可行性。在此基础上提出西洞庭湖湿地生态体验旅游开发模式:(1)塑造鲜明的生态体验主题;(2)设计可深度参与的体验活动形式;(3)生态体验与历史文化体验相结合;(4)建设富于体验差异的产品与目标市场;(5)保持湿地的原生态体验功能。

西洞庭湖区杉木林分相对树高曲线模型的研究

为了在森林资源调查中能够方便快捷地估测出具有较高精度的林分蓄积量,以西洞庭湖区96块林分样地资料为基础,建立该区杉木林分相对树高曲线模型。经假设检验(t检验)得该模型估计精度较理想,可达到近似实测树高曲线法的水平,既避免了较大地域范围因形高变异而引起估测立木材积的较大偏差问题,又降低了实际工作中的技术难度和工作量。

西洞庭湖区森林景观类型空间关系研究

运用关联度指数、Jaccard指数和相邻度指数分析了西洞庭湖区森林景观类型的空间关系,探讨森林景观空间分布规律。结果表明:(1)景观类型的空间关系体现一定时期内森林景观类型现实存在的空间分布,关联度反映了不同景观要素类型之间的空间相关性及人为活动的作用,相邻度指数能补充提供不同景观要素斑块空间相互邻接关系的细节。(2)阔叶类与经济林类等面积贡献率较大的景观类型,与其他类型的空间关系呈负相关,竹类与其它类型生态竞争性较强,也呈现显著的负相关;(3)阔叶类/杉木类的Jaccard指数最大,反映了阔叶类与杉木类共同出现的机率大;(4)森林景观类型的Jaccard指数总值反映了森林景观类型同其他类型的空间聚集度大小,7种景观类型依次为杉木类>经济林类>阔叶类>松木类>灌木类>竹类>柏木类;(5)在适宜的尺度上能更好体现景观类型的空间关系,取样尺度中以600 m×600 m最理想;(6)空间关系可合理解释景观类型相互作用的功能关系,但具体的驱动因素需结合其它方法进一步讨论。

西洞庭湖区森林景观格局的环境响应

森林景观格局决定着森林景观功能,不同的格局有不同的物质流过程,能控制水分、养分的流动过程,对生态环境产生影响。在对西洞庭湖区森林景观格局分析的基础上,利用层次分析法和多级灰关联识别模型进行环境质量综合指数的计算,并采用通径分析方法剖析景观格局的区域环境直接与间接响应。结果表明:1)在森林景观格局环境响应研究中,通径系数表达了环境对森林景观格局指数变化的直接和间接响应,为森林景观格局与环境的相互影响研究提供了一条有效途径。2)环境对森林景观格局产生一定的直接响应,但这种响应是森林景观结构改变功能的体现。在环境响应的森林景观格局的指数中,影响的大小顺序为:均匀度>变动系数>分离度>分维度>优势度。3)环境对森林景观格局存在着间接影响。环境产生间接响应作用最大的景观格局指数为变动系数,然后依次为分维度、分离度、优势度和均匀度,且各个指数产生的间接影响主要通过其他指标来体现。4)从通径分析中的剩余通径系数来看,森林景观格局对环境产生着直接和间接作用,同时还有其他因素的作用,由于没有进一步的生态过程分析,存在着影响机理的不明确性和存在着评价的相对性和局限性。

西洞庭湖区杉木林与松类景观斑块间的边缘效应分析

边缘效应是通过生物的和非生物因子作为条件载体或直接影响两个相邻生态系统。以西洞庭湖区作为研究区域,以杉木林和松类景观为研究对象,设置核心区和边缘区,通过生产力和物种多样性测算边缘效应。结果表明:两相邻斑块边缘区比核心区平均胸径、平均树高和蓄积均有增大趋势,而且幼龄林和中龄林比成熟林趋势明显,平均胸径比平均树高变化幅度大。从物种多样性分析,现存杉木林和松木类核心区灌木层和草本层物种种类明显多。

西洞庭湖区杉-阔林下植物种类及物种多样性分析

为了分析杉木类与阔叶类景观斑块间边缘效应,运用频度和盖度分析杉-阔间林下植物种类,运用植物种类数目和物种多样性指数分析杉-阔林物种多样性。结果表明:杉木类与阔叶类景观斑块间存在边缘效应,在杉-阔边缘区出现林下植物种类、物种丰富度和物种多样性均大于杉木类与阔叶类核心区,且边缘效应与龄组有关,幼龄组表现不明显,中龄组表现较强的正效应,成熟龄组景观斑块趋于稳定,边缘效应强度小于中龄组。

西洞庭湖鸟类物种多样性分析

2003年7月-2005年6月，按月对西洞庭湖的鸟类资源进行调查，共记录到鸟类198种，分属11目39科。其中雀形目和鹳形目占有绝对优势，分别占鸟类群落组成的40．9％和32.8％。各科中，鸭科种类最多，有26种。候鸟134种，占总数的67．7％。豆雁、绿翅鸭、罗纹鸭等为优势种。记录到包括白鹤、白尾海雕、黑鹳、东方白鹳等4种属国家Ⅰ级重点保护物种和大天鹅等21种国家Ⅱ级重点保护物种。对各季度的个体数、物种数和物种多样性指数进行年动态分析表明，个体数和物种数的年动态总体上相似，因受候鸟的影响，季节性明显，物种多样性指数年动态则存在差异。

西洞庭湖区森林景观格局的生态敏感度研究与评价

采用主成分和灰色关联度方法,分析了西洞庭湖区森林景观格局与景观生态敏感的相关性,建立了森林景观格局生态敏感度评价指标体系。结果表明:(1)景观生态系统内部结构的不稳定性和对外界干扰的敏感性反映,体现了景观的敏感性程度;(2)森林景观格局的生态敏感度通过景观类型、地貌、坡度、土层厚度、年龄结构、郁闭度等级、群落结构来反映;(3)从森林景观类型的格局生态敏感度来看,灌木林、阔叶树类、经济林类、竹类最高,中等为杉木类、松木类,最低为非林地类;从评价等级来看,除了非林地外,所有的森林景观类型都为3以上,说明了全部为中等敏感度以上,这也反映了森林对外部环境干扰的敏感程度;(4)从区域的生态敏感度来看,生态敏感度最高的区域为桃源县和汉寿县,其次是临澧县、澧县和津市市,低度敏感区为安乡县、武陵区和鼎城区。

西洞庭湖区森林景观斑块对构建研究

森林景观斑块及斑块对的构建是森林景观斑块耦合网络研究的基础。通过对西洞庭湖区森林景观的分类及相同优势树种、相同龄组的相邻小班的融合,构成了森林景观斑块,利用不同类型斑块间的相邻构成了森林景观斑块对。从研究区域中提取10个由闭合廊道形成的封闭区域得知,在西洞庭湖区的森林景观中,灌木林小班融合度最高,松木幼龄林融合度最低,融合比最低的区域,其斑块对最多,更有利于边缘地带物种多样性的发展,有利于景观类型丰富度的提高和生态功能的发挥。

西洞庭湖区森林景观指数适宜转换粒度

通过对森林景观矢量数据进行矢栅转换,探讨森林景观指数的适宜转换粒度。结果表明：（1）景观指数随粒度变化的情况揭示了景观格局的尺度效应;（2）随着研究粒度的增加,不同景观指数对转换粒度表现出不同的变化规律,景观指数随粒度变化的第一粒度域均为10~80m;（3）对于适宜研究粒度的选择,在保证计算的质量、较好地体现原始数据的特征信息,同时避免过大的计算工作量,应当在第一尺度域内选择中等偏大的粒度,此研究中景观格局研究的最适宜研究粒度域均为40~80m;（4）由于森林景观的复杂性、多样化,粒度在景观格局、生态过程中的影响及其尺度效应有待深入研究。

基于APCS-MLR模型的西洞庭湖沉积物重金属来源解析

【目的】揭示西洞庭湖沉积物重金属的时空分布规律,阐明湖泊沉积物的重金属来源,探究绝对主成分-多元线性回归(absolute principal component score-multiple linear regression,APCS-MLR)模型在湖泊沉积物重金属来源解析中的适应性。【方法】采集沅江河口、湖泊近岸、湖泊远岸和湖泊中心的4个沉积柱共160个样本,对样本进行210Pb同位素定年和重金属含量分析,运用传统多元统计分析方法和APCS-MLR模型定量解析重金属的来源与绝对贡献率。【结果】从沅江河口到湖泊中心,As和Cd的平均含量逐步递减,Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的平均含量呈先减少后增加的趋势。在垂直方向上,重金属含量自沉积物表层向中层呈升高趋势,并随水深的增加出现相对一致的波动。从时序上看,沉积物重金属自然源的绝对贡献率呈下降趋势,人为源的绝对贡献率总体上升且超过自然源的绝对贡献率。其中,Cd的来源受人类活动影响最大,其人为源在沅江河口和湖泊中心的绝对贡献率分别为28.77%和69.35%。【结论】近百年来,人类活动对西洞庭湖沉积物重金属来源的绝对贡献率逐年上升,人类活动已经成为影响沉积物重金属含量最重要的因素。APCS-MLR模型能够简便、有效地应用于沉积物重金属来源的研究。

西洞庭湖区森林景观与立地因子关系研究

根据西洞庭湖区森林资源二类调查数据资料,选取立地因子中海拔、坡度、坡位、坡向、土层厚度5个指标,分析该区森林景观与立地因子之间关系,研究结果表明:西洞庭湖区15种森林景观主要分布在海拔1 000 m以下,并随海拔变化呈现出一定程度的垂直地带性特征。主要森林景观的坡度分布在6°～35°之间,坡位和坡向分别以全坡和北坡为主。主要森林景观的土层厚度则集中在40～80 cm的中土层。