长江口湿地沉积物中的氮、磷与重金属

研究了总氮NT、总磷PT、重金属Cu,Zn,Pb和Cd在崇明东滩湿地沉积物中的分布与累积特征。结果表明,NT和重金属表现为:芦苇带>互花米草带>海三棱镳草带>光滩,即从光滩至芦苇带,从南部至北部,NT和重金属的质量分数呈现逐步增加的趋势。由于高潮带以细颗粒为主,有机质含量较高,因此NT和重金属表现出相应的富集;而沉积物PT在各个潮带呈均匀分布,这主要与沉积物中磷的化学形态组成有关。与上海南岸潮滩湿地和世界其他河口湿地相比,东滩湿地沉积物中重金属的质量分数相对较低,表明它是一块保存较为完好未受到污染的天然湿地,这主要与长江径流对污染物的稀释作用有关。

长江口滨海湿地有机碳循环过程及影响因素研究进展

滨海湿地是“蓝碳生态系统”的重要组成部分。综述了长江口滨海湿地土壤有机碳时空分布及含量、碳汇速率、有机碳横向输入输出通量及量化方法、有机碳循环定量分析模型以及有机碳储量和组分对不同影响因素所做出的动态响应规律,发现在土壤有机碳水平空间分布上,崇西湿地>崇明东滩>九段沙>南汇潮滩;有机碳通量和浓度变化主要受到植物生物量和结构、水和土壤的理化性质、陆源输入和潮汐动力、间隙水交换以及人类活动和全球气候变化的影响。未来应加强长江口湿地土壤碳库和有机碳输运通量统一观测,准确量化各主要因素对有机碳的贡献,这对研究盐沼湿地的碳循环机理和碳汇评估具有重要意义。

不同管理措施对长江口围垦湿地芦苇群落土壤呼吸的影响

以崇明东滩的长江口典型芦苇湿地作为试验地点,通过对研究样地冬春季土壤呼吸及表层土壤温度、含水量的测定,探讨不同刈割期和还田处理对湿地芦苇土壤呼吸的影响。结果表明,晚期刈割且还田措施显著增加了土壤呼吸强度,而早期刈割且不还田措施显著降低了土壤呼吸强度。湿地土壤呼吸与土壤温度和水分的相关性分析显示,土壤呼吸与表层土壤温度具有显著的指数关系,而与表层含水量的关系较低,二者的共同作用可以解释土壤呼吸变化的88%～93%,表明不同的管理措施可显著影响湿地生态系统中的土壤碳排放。

不同情景下长江口滩涂湿地2020年景观演变预测

为了解长江口典型滩涂湿地景观格局演变过程,根据1980—2010年长江口滩涂湿地演变规律,采用土地利用动态变化模型Dyna-CLUE模型和CA模型预测2020年长江口3处典型滩涂湿地崇明东滩、南汇边滩以及九段沙在生态保护、现行趋势和围垦加剧3种不同情景下的景观演变。结果表明:到2020年,在生态保护情景、现行趋势情景和围垦加剧情景下,堤外滩涂湿地总面积分别增长56、44 km2以及减少7 km2,其中芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter)群落面积比由2010年的36∶38∶26分别变化为2020年的46∶34∶20、38∶38∶24和38∶37∶25。对于崇明东滩、南汇边滩和九段沙而言,生态保护情景下滩涂湿地面积分别增加7、43和6 km2,而现行趋势情景和围垦加剧情景下,滩涂湿地面积呈现不断减少的趋势。

长江口滩涂湿地景观变化对N、P营养物质净化潜力的影响

基于长江口4 期遥感影像及野外考察资料,并结合国内外文献报道的该研究区及其周边植被、气候等条件类似地区湿地对水体中N、P 营养物质的去除潜力,估算了长江口滩涂湿地去除N、P 营养物质的潜力及其变化.结果表明,随着围垦导致的陆域面积、湿地总面积扩大以及湿地景观类型的变化,长江口滩涂湿地年N 去除潜力由1980 年的710. 53～4 039. 37 t 增加到2010 年的5 137. 68～9 305. 83 t,P 去除潜力由1980 年的64. 62～408. 55 t增加到2010 年的886. 45～1 228. 08 t.30 a 来堤外3 种典型盐沼植被对N 的去除潜力约增加800～1 100 t,对P 的去除潜力约增加60～70 t,但占总去除潜力的比例却分别下降约44～71 和62～84 百分点.其中,藨草群落和芦苇群落对N、P 的去除潜力贡献均呈不断减少趋势,相反,外来物种互花米草对N、P 的去除潜力贡献分别由0%和0%增加到17%～24%和10% ～ 19%.湿地净化潜力评估可为长江口地区水质改善、水源与湿地保护提供科学依据.

长江口河口湿地冲淤对潮流的影响研究

本文对长江口崇明东滩、横沙东滩和九段沙湿地的冲淤变化进行定量描述,应用FVCOM模型建立长江口三维潮流数值计算模型,重点模拟淤积1年、5年和10年三种工况下长江口各分支航道的潮位、潮时、潮流垂向结构变化。计算结果表明,长江口地区随着淤积程度的逐步加强,潮位、潮时、潮流垂向结构发生显著变化,并且越往上游,受影响程度逐次减弱。

人工替代栖息地的效益初探:以长江口为例

随着全球经济的高速发展，人们对能源、活动空间等需求日益增加，大型水利工程建设、滩涂围垦等成为获取能源、拓展空间的重要手段。然而，这些大型工程对江河湖泊的水文、底质及生活在其中的水生生物均产生极大影响，最突出的是直接造成大量水生生物的栖息地遭破坏，致使产卵场、索饵场等丧失，严重影响生物群落结构的稳定和多样性，甚至威胁整个区域的生态平衡。加紧开展水生生物受损栖息地修复和重建已成为各国管理部门的迫切任务和科研工作者的研究热点。

基于随机森林特征变量优化的湿地植物分类与密度反演

以长江口滨海湿地为研究区域,采用随机森林算法对滨海湿地植被进行分类。在提取Landsat-8 OLI影像植被指数和水体指数的基础上,提出利用植被指数季节差值对模型进行特征变量优化,分析了长江口滨海湿地植物群落分布的空间特征。以所占面积最大的互花米草(入侵物种)为例,采用多元线性回归模型结合实地测量数据,估算了秋季的互花米草植物密度的空间特征。提出的多时相遥感数据结合随机森林特征变量优化方法,可以较为便捷地提取长江口湿地3种优势物种的空间分布特征,与最大似然法相比,分类精度有较大提高,总体分类精度由78.35%提高至87.55%,Kappa系数由0.72提高至0.84。该方法适用于存在“异物同谱”问题的湿地植物群落研究。

海平面上升影响下长江口滨海湿地脆弱性评价

研究滨海湿地对气候变化的响应,评估气候变化对其影响,并提出切实可行的应对策略,是保障海岸带生态系统安全的重要前提.本研究以长江口滨海湿地为对象,采用"源-途径-受体-影响"模型和IPCC脆弱性定义分析了气候变化引起的海平面上升对滨海湿地生态系统的主要影响.构建了基于海平面上升速率、地面沉降速率、生境高程、生境淹水阈值和沉积速率为指标的脆弱性评价指标体系.在GIS平台上量化各脆弱性指标,计算脆弱性指数并分级,建立了海平面上升影响下滨海湿地生态系统脆弱性的定量空间评估方法,实现了在不同海平面上升情景(近30年长江口沿海平均海平面上升速率和IPCC排放情景特别报告中的A1F1情景)和时间尺度(2030和2050年)下,长江口滨海湿地生态系统脆弱性的定量空间评价.结果表明:在近30年长江口平均海平面上升速率(0.26 cm·a-1)情景下,至2030年,研究区轻度脆弱和中度脆弱的滨海湿地分别占6.6%和0.1%;至2050年,轻度脆弱和中度脆弱的滨海湿地分别占9.8%和0.2%.在A1F1(0.59 cm·a-1)情景下,至2030年,轻度脆弱和中度脆弱的滨海湿地面积比例分别为9.0%和0.1%;至2050年,轻度脆弱、中度脆弱和高度脆弱的面积比例分别为9.5%、1.0%和0.3%.

基于T-S模糊神经网络的东滩湿地水域海水水质评价

长江口东滩湿地是重要的自然保护区,该水域水质评价对保护该地区的生态环境非常重要。海水水质的评价涉及到化学需氧量、有害元素含量等多因素,本文基于T-S模糊神经网络,根据海水水质标准对2010年5月东滩湿地保护区水域的海水水质进行评价,为长江口的水生物和环境保护建立了可行的评判机制。

基于多年遥感数据分析长江河口海岸带湿地变化及其驱动因子

研究河口海岸带湿地长时间演变对湿地保护管理和海岸带资源评估具有重要意义.本文获取长江口1979—2015年10景Landsat-MSS/TM/OLI影像和2015年13景GF1-PMS高空间分辨率数据,对比两个典型实验区分类算法,选用最优的决策树算法应用到长江口Landsat影像中,得到沿岸湿地要素近40年的面积变化情况.研究表明,2015年长江河口海岸带湿地总面积为4725 km2,自然湿地占63.5%,人工湿地占21.2%,湿地总面积相比1979年增加了662 km2,自然湿地面积减少了163 km2,而人工湿地面积增加了766 km2.长江口自然湿地面积在1979—2000年减少幅度较大,2000年后由于保护管理加强而减少幅度变小;人工湿地和建筑面积增加较为明显,主要是由于大型水库的修建和人工鱼塘开发及港口建设.湿地总的变化趋势为河口区不断淤积,自然湿地转变为人工湿地,人工湿地转变为建筑用地等非湿地;其中,滩涂面积减少283 km2,水库、养殖鱼塘和水稻田面积分别增加了92、355和319 km2,主要发生在崇明东滩和启东沿岸;非湿地中建筑用地面积增加154 km2,灌木草场面积减少147 km2,主要发生在上海和启东沿岸.同时比较分析长江口3个区域湿地驱动因子发现,北岸启东沿岸和南岸南汇东滩湿地因经济快速发展和港口水利工程修建,以及过度开垦滩涂等自然湿地使人工湿地增加明显;而长江上游径流量、区域降水和海平面上涨等自然因素控制着中支河道区(如崇明东滩)自然湿地的变化.

盐度对长江河口芦苇湿地甲烷排放的影响

盐度对河口湿地甲烷气体的产生与排放影响重大。为揭示海水入侵对河口湿地CH_4排放的影响,利用静态密闭箱—气相色谱法在2016年4~10月期间对崇明东滩芦苇群落CH_4气体的排放通量进行测定。结果表明:CH_4排放总体表现出春夏季较高,秋冬季较低的季节变化规律;排放通量在0.19~7.68mg/(m^2·h)间波动,4~10月这半年内平均排放通量为3.41 mg/(m^2·h)。在一定范围内,较高的盐度抑制CH_4的产生与排放,较低的盐度不足以对CH_4产生抑制作用,甚至会促进CH_4的产生;在高盐环境下,CH_4排放通量与盐度呈现出显著的对数负相关关系。在芦苇群落生长旺盛的初期(4~6月),CH_4排放通量与温度、光照呈现正相关关系;而在芦苇生长后期(7~10月)则呈现负相关关系。