基于MCR模型的辉河湿地生态网络构建

生态网络构建是实现生物多样性保护和可持续发展的重要举措。本文基于2020年的辉河湿地Landsat遥感影像数据,利用MCR模型来构建研究区的阻力面,计算出最小耗费路径并构建生态廊道;借助重力模型的方法从所有潜在廊道中筛选出重要生态廊道,完成对辉河湿地景观生态网络的构建;根据生态网络构建结果,提出区域生态保护优化建议。结果表明:研究区内重要湿地生态源地共13块,总面积为790.76 km^(2),主要集中分布在研究区的西部、北部和中南部;廊道共78条,其中重要廊道20条,一般廊道58条,呈现为北部和东部呈链条状而中南部呈较为密集的网状。该评价结果可为辉河湿地生态系统和生物多样性的保护提供科学依据。

短期氮磷添加对呼伦贝尔辉河流域草地土壤温室气体排放的影响

养分添加会在很大程度上影响草地土壤温室气体排放,但不同水分条件草地土壤温室气体排放对养分添加的响应尚不明确。2021年在呼伦贝尔辉河流域利用裂区试验设计研究了季节淹水(PF)草地和河岸带边缘未曾淹没的干燥(NF)草地下氮(N)、磷(P)单独添加和氮磷共同添加(N+P)对土壤温室气体(CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O)通量的影响。结果显示:1) NF草地在P添加下土壤CO_(2)排放量显著高于PF(P<0.05),NF草地在N+P添加下土壤CH_(4)排放量极显著高于PF(P<0.01)。NF草地在3种养分添加下均会显著提高土壤N_(2)O通量,分别提高了38.81%、90.09%、124.94%;2)养分添加可提高不同水分草地土壤温室气体累积排放量,且PF和NF草地不同组分土壤温室气体累积排放量最高值在养分添加下表现一致,其中N添加下土壤CO_(2)累积排放量最高,分别较CK提高了95.92%、49.01%。P添加下土壤CH_(4)累积排放量最高,分别较CK提高了190.64%、32.62%。而土壤N_(2)O累积排放量最大值出现在N+P添加下,均较CK提高了约3倍;3)在养分添加下NF草地全球增温潜势(GWP)高于PF草地,且NF和PF草地均在P添加下GWP最高,分别较CK提高了32.66%、178.69%;4)通过结构方程模型得出,水分条件对土壤CO_(2)和CH_(4)通量具有负效应,养分添加对其具有正效应,水分条件与养分添加对土壤N_(2)O通量均具有正效应。水分条件和养分添加主要通过影响土壤物理性质和养分含量进而影响土壤CO_(2)和CH_(4)通量,而水分条件和养分添加通过影响土壤物理性质和养分含量从而改变植物地上生物量最终影响土壤N_(2)O通量。

辉河保护区白枕鹤繁殖期栖息地适宜性评价

为掌握繁殖期白枕鹤(Grus vipio)栖息地适宜情况,2021年4—6月和2022年5—6月基于白枕鹤分布位点,利用MaxEnt模型对辉河国家级自然保护区白枕鹤繁殖期栖息地适宜性进行评价。结果表明:(1)2021年白枕鹤的训练数据AUC值为0.971,测试数据AUC值为0.970;2022年训练数据AUC值为0.974,测试数据AUC值为0.972,结果均大于0.900,表明MaxEnt模型预测结果均达到优秀水平。(2)不同年度白枕鹤繁殖期栖息地利用的主要影响因子不同,2021年主要为归一化植被指数、距道路距离和土壤亮度,2022年主要为土壤湿度、海拔和土壤亮度。(3)不同年度白枕鹤繁殖期栖息地适宜面积有差异,2021年为1679 hm^(2)(最适和适宜栖息地面积分别为75、1604 hm^(2),占保护区总面积的0.48%),2022年适宜面积较大,为8473 hm^(2)(最适和适宜栖息地面积分别为56、8417 hm^(2),占保护区总面积的2.44%)。辉河保护区内白枕鹤繁殖期栖息地面积有限,且不连续、连通度较低,人类活动对白枕鹤繁殖期栖息地的利用存在干扰,建议保护区在白枕鹤繁殖期限制区内人类活动,减少对白枕鹤的影响。

辉河湿地河岸带土壤微生物群落组成与土壤理化关系

本研究依托于高通量测序的技术,通过研究辉河湿地河岸带上游、中上游、中游、中下游和下游河段不同淹水条件下土壤微生物群落组成,揭示辉河湿地河岸带不同淹水条件下土壤微生物群落变化及与土壤理化的关系。结果表明:拟杆菌门(Bacteroidota)和广古菌门(Halobacterota)丰度在3条淹水样带中的变化趋势为长期淹水区(W)>干湿交替区(WD)>未淹水区(D)(P<0.05),酸杆菌门(Acidobacteriota)和放线菌门(Actinobacteriota)丰度在3条淹水样带中的变化趋势为长期淹水区(W)<干湿交替区(WD)<未淹水区(D)(P<0.05),在属水平上,甲烷毛发菌属(Methanosaeta)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)和unidentified-Bathyarchaeia丰度在3条样带中的变化趋势为长期淹水区(W)>干湿交替区(WD)>未淹水区(D)(P<0.05),RB41和Candidatus_Udaeobacter丰度在3条淹水样带中的变化趋势为长期淹水区(W)<干湿交替区(WD)<未淹水区(D)(P<0.05);微生物多样性与土壤容重和植物地上生物量呈显著负相关(P<0.05),土壤pH值、电导率、容重、土壤含水量、总磷和总有机碳是影响微生物群落组成的主要驱动因素。该研究为辉河湿地河岸带生态效果评估与修复提供了科学依据。

辉河保护区温性草甸草原植被群落结构和碳储量对盐碱化的响应

为阐明草地盐碱化过程中草地植物群落结构及碳储量的变化,以辉河保护区内的天然草地、草地-盐碱地过渡带和盐碱地为研究对象,采用野外调查采样结合室内分析的方法进行测试研究。结果表明随着草地盐碱化加剧,植被群落结构组成趋于简单化;植被碳储量和生态系统碳储量均逐渐下降,表层土壤有机碳储量表现为过渡带>盐碱地>天然草地。植被碳储量的变化主要与地上植被类型、植被生长特性和土壤理化性质有关;表层土壤有机碳储量的变化主要是地上植被和土壤水分与不同盐碱化草地相互响应的结果,其中,pH会显著影响表层土壤有机碳储量(P<0.05);生态系统碳储量的变化受到植被更迭和土壤pH的影响。因此,温性草甸草原植被群落结构和碳储量均会受到草地盐碱化的影响。

内蒙古辉河国家级自然保护区湿地保护成效

为科学评估内蒙古辉河国家级自然保护区湿地保护成效,基于定量化、动态性和可操作性原则,构建了保护成效评估指标体系,并以保护区内湿地面积和水鸟多样性的动态监测结果为基础,对2004—2013年保护区湿地保护成效进行了研究.结果表明:随着辉河国家级自然保护区管理局的组建以及对周边社区放牧和芦苇收割等管控力度的加强,近10 a来湿地保护效果良好,具体表现在保护区内湿地面积基本保持稳定(动态度指数为-0.178%),成片分布趋势增加(平均斑块面积增加53.44%),破碎化程度降低;此外,保护区内水鸟Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均增加较为明显,分别增加83.53%和88.50%;物种丰富度和濒危水鸟数量也呈缓慢增加趋势.构建的湿地保护成效评估指标体系能够在一定程度上反映自然保护区对湿地的管护效果,建议保护区管理局进一步加强气候因素、水鸟生境质量以及辉河上游湿地的监测工作,并依据当地气候变化情况适当补水.

辉河湿地不同草甸植被群落特征及其与土壤因子的关系

湿地土壤影响植物的种类、数量、生长发育、形态和分布,湿地植物又影响土壤中元素的分布与变化。以辉河国家级自然保护区核心区为研究区域,对湿地草甸、沼泽草甸、过渡草甸、成熟草甸和盐碱草甸进行植被群落调查,并且对不同草甸的土壤进行实验室分析,研究辉河湿地不同草甸优势植物群落特征和土壤元素分布特征及其相互关系。研究结果表明,辉河湿地不同草甸植被群落特征受土壤元素分布特征、水文情势和植物生长特性影响,植被Shannon-Wiener和Simpson指数均为成熟草甸最高,盐碱草甸最低;Pielou均匀度指数变化为:成熟草甸<盐碱草甸<湿地草甸<沼泽草甸<过渡草甸;其中,沼泽草甸地上和地下生物量最高,盐碱草甸最低。不同草甸植被对土壤养分的含量及变化具有一定影响,湿地草甸土壤因子对其植被的生长也具有重要的反馈作用。不同草甸植物群落下同种元素含量差异显著,过渡草甸对土壤碳、氮、磷的吸收和滞留能力最强。此外,植被群落Shannon-Wiener指数与土壤含水量呈显著正相关,与土壤速效磷呈极显著负相关;土壤有机质、全氮和铵态氮与植被高度均呈极显著正相关;植被盖度与土壤有机质和全氮呈显著正相关;土壤速效磷与植被地上、地下生物量均呈显著负相关,而土壤铵态氮与植被地上、地下生物量均呈极显著正相关;全磷对植被多样性、生长和生物量影响较小。植被群落特征与土壤因子的冗余分析(RDA)排序表明,辉河湿地不同草甸之间存在一定程度的演替,成熟草甸和湿地草甸可能为演替的初始阶段或者是末阶段,而过渡草甸为中间阶段,而且土壤养分受群落演替的影响显著。

呼伦贝尔草原辉河湿地不同淹水状态的土壤碳氮磷特征比较

碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比是生态系统过程及其功能的重要特征。为了比较不同淹水状态下草原区河岸湿地土壤生态化学计量特征差异,探讨用土壤生态化学计量特征来表征草原河岸湿地的退化状态,以呼伦贝尔草原辉河河岸湿地为研究对象,分别选择完全退化和未退化河岸湿地,从中选取常年淹水区域(W)、年际干湿交替区域(WD)以及河岸带边缘多年未曾淹没的干燥区域(D)为观测样地,对比研究退化与未退化草原河岸湿地土壤C、N、P化学计量比在不同淹水状态下的表征。结果表明:(1)随着淹水状态的改变,不论是退化河岸湿地还是未退化河岸湿地,不同淹水状态下的土壤C/N、C/P、N/P均差异显著(P<0.05);(2)退化河岸湿地的C/N、C/P和N/P的平均值分别为9.05、273.08和28.25,与未退化河岸湿地相比(7.85、95.48、11.41)值显著升高;(3)相关性分析结果显示,土壤总磷与有机碳、全氮显著正相关,与C/N、C/P、N/P负相关,这可能是限制退化河岸湿地土壤养分元素循环的主要因素。研究结果表明:呼伦贝尔草原辉河河岸湿地不同淹水状态的土壤碳、氮、磷特征差异明显(P<0.05),尤其是土壤C/P和N/P。与未退化河岸湿地相比,退化河岸湿地的C/N、C/P、N/P均明显高于未退化河岸湿地(P<0.05),因此可以将土壤碳、氮、磷化学计量比特征作为草原区河岸湿地退化的评价指标。

辉河国家级自然保护区土地覆盖与景观格局变化分析

土地覆盖和景观格局变化是研究自然保护区生态环境变化的重要依据。本研究利用辉河自然保护区1995―2010年4期的土地覆盖数据,运用GIS技术结合动态度和转移矩阵模型对该区的土地覆盖变化进行了分析。在此基础上,选择平均斑块面积、聚合度等景观指数对其景观格局变化进行了研究。结果表明,高覆盖草地和沼泽地是辉河自然保护区的主要土地覆盖类型,且在1995―2010年间均呈减少趋势,分别减少了397.38和35.29 km2;从景观格局来看,1995―2010年间占自然保护区主体的高覆盖草地和沼泽地的各项景观指数均降低,其中沼泽地平均斑块面积和平均形状指数降低程度最大。从时间跨度来看,1995―2004年是自然保护区土地覆盖和景观格局变化的主要时段,而2004年后各项指标变化程度趋于稳定,说明辉河保护区晋升为国家级自然保护区后,随着管护力度的加大,保护区内草地和湿地的退化情况得到了有效改善。

2000～2007年辉河湿地面积变化及其与局地气候的关系研究

辉河湿地作为内蒙古辉河国家级自然保护区的主体,在维护区域生态平衡方面发挥着极其重要的作用。以辉河湿地为研究区,利用2000～2007年每一年的第97天至第289天的250m分辨率16天合成的MODIS归一化植被指数(NDVI)数据,以及90m分辨率的研究区DEM数据,根据典型地物第97天至第289天期间的ND-VI变化曲线特征,构建典型湿地地物信息提取模型,对辉河湿地面积进行提取。利用距研究区最近的鄂温克旗气象站2000～2007年的气温、降水量和蒸发量数据,用灰关联分析法分析了湿地面积变化与气候因子的关系。研究结果表明,2000～2007年期间,辉河湿地面积波动变化,2000年辉河湿地面积最大,为651.75km2,2006年面积最小,为441.19km2;5～9月降水量对辉河湿地面积影响最大,它们之间的灰关联度为0.82,即当地植物生长期的降水量是影响辉河湿地面积变化的主导因子。

草地围封内外植物多样性变化研究——以辉河自然保护区为例

围栏封育是应对草原退化的重要手段,对草原植被生态系统多样性保护具有重要作用。以辉河自然保护区内不同草地类型(典型草原、湿地草甸、沙化草原)为对象,对不同典型地区的围栏内外植被的地上生物量、高度、盖度、植株密度及植物物种多样性进行了调查和研究。结果表明:典型草原、湿地草甸、沙化草原围栏内生物量分别增加20.4%,88.8%,-29.9%,相对高度增加5.2%,91.9%,-36.3%,植被盖度分别增加64.5%,43.4%,-17.5%,植株密度分别增加-14.0%,135.5%,72.5%;牲畜啃噬致使围栏外禾本科、豆科、菊科植物占比重有所增加;不同草地类型围栏内外群落相似性不大,群落物种组成均发生了较大的变化。通过分析围栏外生物多样性的变化规律及影响因素,为区域自然生态系统保护的途径提供理论支持。

辉河湿地河岸带土壤养分与酶活性特征及相关性研究

以辉河湿地国家自然保护区内核心区为研究区,通过野外采样和室内分析相结合的方法,研究土壤养分和酶活性特征以及二者间的相关性。结果表明,随着距河岸距离的增大以及高程的增加,辉河湿地河岸带土壤理化性质发生明显的梯度变化,土壤全氮、全磷和有机质含量从岸边芦苇带到岸坡草本植物带呈先增大后下降的变化趋势,而土壤含水量呈下降趋势。同时,土壤酶活性(碱性磷酸酶、脲酶)也随着植被群落的陆向演替,呈现出一定的差异和变化规律,整体呈增大趋势,其活性与全氮、全磷、有机质呈极显著正相关(P<0.01),与土壤含水量呈极显著负相关(P<0.01)。综合分析表明,辉河湿地河岸带土壤酶活性不仅与土壤性质有关,与水文状况、微地形、植被演替也密切相关。

基于AHP的辉河国家级自然保护区野生植物资源观赏价值评价

基于2009~2010年辉河国家级自然保护区的植被调查数据,设定观赏价值、生物学特性、资源潜力、经济价值和生态价值为约束层及与约束层密切相关的24个评价指标作为标准层构建综合评估模型,运用层次分析法（AHP）对该保护区的30科106属153种野生植物资源进行观赏价值开发利用的综合评价。结果表明：综合评价值在3.70以上的鹅绒萎陵菜等12种野生植物资源具有极大的观赏开发利用潜力,可有计划、按步骤开发利用。综合评价值在3.40~3.70之间的阿尔泰狗娃花等29种植物可适度开发利用。另外综合评价值较低,但观赏价值较高,抗逆性、适应性较强的秦艽、草木樨状黄芪等可通过引种驯化、增加资源量等形式加以开发利用。

呼伦贝尔草原区辉河下游芦苇资源研究

利用遥感图象和实测数据相结合的方法,对呼伦贝尔草原区辉河下游芦苇资源的分布及动态进行研究,并提出保护性利用措施,为本区芦苇资源的保护和利用提供基本数据.

内蒙古辉河自然保护区植物功能型的空间变异性研究

为了揭示辉河国家级自然保护区不同功能区植物功能型及生物多样性的变化特征,采用样带与样地结合的方法在核心区、缓冲区和实验区进行植被调查。选取3块生境条件基本相同的样地(面积为250 m×250 m),每块样地设置3条样带,每条样带上设置8个样方(面积为1 m×1 m)。分析丰富度指数、多样性指数、群落生物量和生活型植物功能型在不同功能区的空间变异性。结果表明,研究区植物以多年生杂类草和多年生禾草为主;在核心区和缓冲区,多年生禾草和多年生杂类草的物种数较多,一年生草本极少;在实验区,多年生禾草和多年生杂类草等功能型的物种数明显减少,而一年生草本增加。从核心区、缓冲区到实验区,灌木的优势度逐渐增加,与核心区相比,缓冲区多年生禾草和多年生杂类草的优势度无显著差异(P>0.05);实验区多年生禾草和多年生杂类草的优势度均显著低于核心区相应功能型的优势度(P<0.05),而一年生草本的优势度从核心区、缓冲区到实验区依次增加。多年生禾草、多年生杂类草的生物量及群落总生物量从核心区、缓冲区到实验区依次减少;灌木和一年生草本的生物量则依次增加。缓冲区物种Patrick丰富度指数最高,且显著高于实验区和核心区(P<0.05);与核心区相比,缓冲区Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均无显著差异(P>0.05)。

辉河国家级自然保护区草原湿地生态承载力与可持续发展研究

利用地面高光谱与地上生物量的对应测定,建立草原与湿地地面光谱的生物量模型,从而进行草原湿地生态承载力界定。结果表明,2000-2010年辉河草原湿地保护区的年产草量变化在2.002×10~8~6.650×10~8kg,平均为4.603×10~8 kg,最高年份出现在2002年,最低年份出现在2007年,最高年份是最低年份的3.3倍。饲草利用率对草原湿地保护区生态承载力有直接的影响,不同饲草利用率水平下的产草量变化特点同样也是以2002年最高,2007年最低。对生态承载力的驱动分析表明,春季4-5月的适当高温和生长旺季(6-7月)的相对低温,加之6-7月的较高降水量,对草原湿地的生态承载力有极大的影响。从空间格局来看,生产力水平高值区明显分布在辉河河漫滩及周边地区与距离辉河较远的保护区东部。在生态承载力较高的年份,基于初级生产力水平分级的空间异质性较高,其表现形式就是斑块密度高、占优势的级别斑块大;在干旱的年份,基于初级生产力水平分级的空间异质性降低,表现为斑块数量少、占优势级别的斑块小,呈集中连片的分布。草原湿地生态承载力受到草地面积大小、饲草利用率和气候因素的影响。要从根本上提高草原湿地生态承载力,必须针对草地面积、饲草利用率2个方面进行科学合理的调控,以促进辉河国家级自然保护区的可持续发展。

呼伦贝尔辉河水坝遗址的细石器工艺探讨

辉河水坝遗址位于内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗,埋藏于辉河右岸第2级阶地,出土了罕见的人类居住遗迹、墓葬、篝火遗迹和由大量动物骨骼堆积的灰坑等,以及许多陶片和大量的石制品。本文研究了遗址中发现的4111件石制品,包括细石核、石片、石叶或细石叶及其进一步加工的各类工具。研究发现,不同类型的石制品揭示了其工具的完整制作过程,原料、类型与技术反映了其较为固定而典型的细石器生产工艺流程。这种细石器工艺在呼伦贝尔地区广泛分布,为研究草原地区早期人类文化的起源与发展、生态环境的演变以及与西伯利亚、蒙古国同期文化关系的对比提供了重要资料。

辉河特大桥井点降水施工实践探索

辉河特大桥基础工程均在地下水位以下,对基础施工中遇到的地下水处理问题予以了很好地解决。

辉河保护区草甸草原群落最小面积的确定

采用4种饱和曲线方程拟合群落种-面积曲线,对辉河保护区内草甸草原植物群落的最小面积进行了研究。研究结果表明:(1)S=c-ae^(-bA)模型的拟合的相关系数最大,拟合效果比其他三种模型的拟合效果好,且准确性高。采用该模型计算的草地植物群落最小面积与实际相符;(2)当比例因子P(0<P<1)取0.6,0.7,0.8时,植物群落的最小面积分别是391、678、1 084 m^2。样方设置为35 m×35 m大小的正方形时,可以满足包括植物群落总物种数的60%,70%,80%中等精度要求。当比例因子P取0.9时,求得群落最小面积是1 777 m^2(45 m×45 m),可以满足包括植物群落总物种数的90%的高等精度要求。

呼伦贝尔草原辉河湿地表层土壤盐分分布特征

土壤盐分是影响湿地水生态质量的重要要素,其分布特征和迁移规律与湿地水分状况息息相关。为探究草原河流湿地不同淹水状态下表层土壤盐渍化特征,2020年7—8月在呼伦贝尔草原辉河湿地,沿辉河干流河道水平和垂直方向分别设置5个取样区和3种淹水状态,采集土壤样品并进行主成分分析。结果表明:辉河湿地盐渍化严重,62.5%的土壤处于盐化状态,土壤盐化类型以硫酸盐盐土为主,由源头至汇水口土壤盐渍化程度逐渐加大;受淹水状态及河流不同区域的显著影响(P<0.05),辉河湿地表层土壤理化性质、盐分分布及离子组成呈现出不同特征;主成分分析表明,影响研究区土壤盐渍化的主要特征因子为Na^(+),Cl^(-),SO_(4)^(2-),土壤盐渍化程度主要受盐分含量、碱化特征和土壤结构的影响。