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。

崇明东滩修复湿地水域有机物与营养盐的主要来源解析

为阐明崇明东滩修复湿地水环境现状及其有机物和营养盐的主要来源,以东滩修复湿地区最大的开阔水面为研究对象,通过长期现场采样,测定水体中C、N、P浓度,并结合实验室模拟和稳定同位素示踪实验,分析了修复湿地水体中有机物和N/P营养盐的现状及其季节特征,并探索了其主要来源和贡献权重。结果表明:东滩修复湿地区域水体中有机物浓度显著高于修复区域外潮汐水体,而营养盐含量基本相同或略低于堤外潮汐。修复湿地水体中有机碳含量变化仅与季节变化有关(r=0.501,P<0.05),NO_(3)^(-)-N含量变化和水位有较强相关性(r=0.655,P<0.05)。修复湿地内的植物腐烂是有机物的主要来源(72.3%),同时也是营养盐的主要来源之一。通过适时收割修复湿地的枯萎植物,能显著降低修复湿地水体中TOC含量和氮磷营养盐含量。研究结果将为强化湿地管理、维持修复湿地的水环境质量提供理论指导。

崇明东滩湿地土壤有机碳空间分异特征及影响因素

为了解不同类型湿地土壤有机碳含量的空间分异特征,以长江口崇明东滩不同植被类型和冲淤性质的湿地土壤为研究对象,测定3种土壤中有机碳含量、微生物量、以及与碳代谢相关的土壤酶活性,分析不同类型湿地土壤有机碳含量的空间变异特征,并对其影响因素进行了讨论。结果表明,不同类型湿地土壤的有机碳含量在不同潮间的变化趋势基本一致,呈现出高潮滩>中潮滩>低潮滩>光滩,即高潮滩具有较强的有机碳汇聚能力。3种不同类型湿地土壤有机碳含量的空间变异性较大,其特征表现为:芦苇型沙质土-A区([4.34±1.30)g·kg-1]<芦苇/互花米草混合型粘质土-B区([7.35±1.63)g·kg-1]<芦苇/互花米草型粘质土-C区([9.17±1.18)g·kg-1],A区有机碳含量空间变异系数最大为52%,C区最小为22%,而且有机碳空间分异受湿地土壤微生物数量、酶活性以及土壤含水、含盐量的影响。芦苇型沙质土-A区有利于微生物的呼吸、代谢与繁殖,具有较高的有机碳代谢能力,而芦苇/互花米草型粘质土-C区则更有利于有机碳的保留。研究结果用于阐明不同类型湿地土壤的有机碳保留能力,进而为湿地的管理与优化提供理论基础和决策依据。

崇明东滩湿地营养盐与重金属的分布与累积

测定了崇明东滩湿地盐沼植物和沉积物中TN、TP、重金属Cu、Zn、Pb和Cd的含量,阐明了它们在湿地中的分布与累积特征,评估3种盐沼植物对营养盐和重金属的富集能力,并讨论了互花米草入侵对长江口湿地生态系统可能造成的影响。海三棱镳草地上部分的TN、Cu、Pb和Cd的含量均显著高于芦苇和互花米草(p<0·01),而地上部分TP和Zn却表现为:海三棱镳草和互花米草无显著性差异(p>0·05),但均显著高于芦苇(p<0·01)。东滩湿地沉积物中TN和重金属的分布与累积特征为:芦苇带>互花米草带>海三棱镳草带>光滩,即随着高程的增加,沉积物中TN和重金属的含量逐步上升;但沉积物中TP含量变化不大,基本维持在0·06%左右。基于盐沼植物地上部分的生物量,估算了3种盐沼植物地上部分的营养盐和重金属库,结果表明:互花米草地上部分的养分库和重金属库均大于芦苇和海三棱镳草,表明收获互花米草对环境的净化效果最佳,特别对磷的去除效率是最高的。

崇明东滩湿地土壤养分的分布特征及其环境效应

通过研究崇明东滩不同类型天然湿地土壤在不同潮间的有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)的含量与分布,进而分析不同类型滨海湿地土壤作为营养盐氮、磷汇与碳沉积的环境效应。结果表明,芦苇型沙质湿地土壤中有机质、全氮、全磷的平均值分别为1.36%、0.1%、0.03%,而芦苇/米草混合型黏质土壤中分别为2.41%、0.27%、0.07%。随着高程的增加(从光滩向高潮滩过渡),芦苇(Phragmitescommunis)型沙质湿地土壤与芦苇/米草(Phragmites communis/Spartina alterniflora)混合型黏质土壤中有机质、全氮含量平稳上升,但全磷变化并不显著。这表明芦苇/互花米草混合型黏质湿地土壤对造成沿海水域富营养化的氮、磷营养盐以及引起全球气候变化的碳排放具有更好的汇聚效应,同时高潮滩的汇聚功能总体较光滩为高。

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．

上海崇明东滩堤内次生人工湿地鸟类冬春季生境选择的因子分析

2004年12月—2005年5月,对上海崇明东滩98海堤内200hm2次生人工湿地进行鸟类调查,在冬季统计到鸟类8目15科56种,以游、涉禽为主;在春季统计到鸟类10目19科55种,以涉禽为主。运用多元回归对鸟类种类数、数量、物种多样性、均匀性指数和科属多样性等群落特征以及调查样点内水位、水面积、植被盖度、底栖动物密度、鱼类捕捞和人类干扰等环境因子进行鸟类生境选择分析。回归模型显示冬季鸟类种类数与植被盖度呈显著正相关,鸟类数量、物种多样性、科属多样性等群落特征与水位高低、水面积比例以及鱼类捕捞强度等有关,底栖动物密度影响鸟类均匀度和数量;春季鸟类数量与鱼塘的水面积呈正相关,而种类和数量与水位呈显著负相关,物种多样性和均匀性明显受水位、水面积和植被盖度影响,鸟类科属多样性与底栖动物密度呈显著相关,捕捞状况对春季鸟类群落影响不大。

放牧对滩涂底栖动物的影响

于2005年5月(春季)和10月(秋季),调查了放牧对上海市崇明东滩大型底栖动物的影响.调查采样设置3个样区,其中Ⅰ、Ⅱ样区在放牧区,Ⅲ样区在非放牧区,3个样区均在潮间带的中潮带,共计90个样方.采集到底栖动物13种,其中节肢动物7种,软体动物4种,环节动物2种.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ样区春季分别有6、8和10种,秋季6、8和12种.各样区秋季底栖动物的平均密度均高于春季,春、秋季各样区的平均密度又均以Ⅲ样区最高.生物量与密度变化大体相似,以Ⅲ样区最高.与Ⅰ、Ⅱ样区相比,Ⅲ样区的多样性指数、均匀度和丰富度均最高,说明放牧改变了底栖动物种类分布的格局,使底栖动物的密度、生物量均有不同程度的改变,且放牧对崇明东滩底栖动物的生物多样性产生了一定的负面影响.

崇明东滩湿地植被演替过程中生物量与氮含量的时空变化

研究了长江口东滩潮滩植物群落各演替阶段优势种的生物量与氮含量的季节变化以及演替过程中的空间变化格局。结果表明,潮滩植被生物量在生长季内随时间呈增长趋势,氮含量则在植被生长初期最大,生长末期最小。在演替过程中,植被总体生物量变化趋势为:演替中期>演替后期>演替早期。植物单位氮含量的变化是:地下部分氮含量随演替呈降低趋势,地上部分氮含量从演替中期开始随演替呈增长趋势。每1 hm2湿地植被氮含量平均值变化趋势为:演替晚期>演替中期>演替早期。根据计算,崇明东滩鸟类自然保护区内芦苇地上部分蓄积的氮含量为227.5 t,互花米草地上部分蓄积的氮含量45.9 t,海三棱草体内蓄积的氮含量为68.2 t。

崇明东滩湿地土壤生物活性差异性及环境效应分析

为了解不同类型滩涂湿地土壤生物活性和生态环境效应,以及不同农业利用模式对围垦滩涂土壤肥力和生物活性的影响,在崇明东滩选取堤内为不同农业利用模式、堤外为不同类型湿地的3个实验样区。分别采取湿地土壤样品,测定土壤中微生物量、有机质含量、土壤酶活性,分析不同类型土壤的生物活性和生态环境效应。结果表明,3类堤外湿地土壤中,沙质型的芦苇湿地土壤(A区)有利于微生物的呼吸、代谢与繁殖,具有较高的有机污染物净化能力,而粘土型的芦苇/米草混合湿地土壤通过微生物呼吸作用降解有机物的能力较弱,但是具有较高的碳积累能力以及氮磷等农业污染物的转化、吸收能力。堤内通过框围养鱼、水稻耕种以及果蔬种植等程序式农业利用模式,围垦滩涂土壤肥力和生物活性可以得到逐步提高,同时在上述各农业利用阶段可分别获得经济效益,是一种值得提倡的湿地利用方式。

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.

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。

崇明东滩沿海湿地生态系统健康评价

以生态系统健康及压力-状态-响应（PSR）模型作为研究方法，根据沿海湿地生态系统的特点，建立一套沿海湿地生态系统适用的健康评价指标体系。以现有研究数据和统计资料为基础，对长江口崇明东滩湿地进行单因子和综合评价，分别计算其健康度、压力综合指数和响应综合指数。揭示崇明东滩湿地的生态系统健康状况以及形成原因，并提出保护对策和可持续利用的相关建议。研究结果表明：①崇明东滩湿地生态系统的健康度、压力综合指数和响应综合指数分别为0．72、0．64和0．79，总体上仍处于一个较为健康的状态；②崇明东滩湿地生态系统目前的主要压力并不直接来源于土地围垦，而是来源于水环境污染和外来生物入侵。

长江口东滩湿地柱状沉积物中多氯联苯的分布和变化趋势

采用同位素稀释质谱法,用高分辨率气相色谱-高分辨率质谱仪（HRGC-HRMS）对长江口崇明东滩湿地柱状沉积物30个层段中7种指示性多氯联苯（PCB28,PCB52,PCB101,PCB118,PCB153,PCB138和PCB180）的含量进行了测定.结合近几十年长江下游气候变化情况,对PCBs垂直分布历史记录特征以及异构体的物理化学性质参数进行了探讨.结果表明,w（PCBs）为0.138-0.400 ng/g（以干质量计,下同）,平均值为0.228 ng/g,属于轻度污染.东滩沉积物中PCBs呈现明显的周期性分布,在20世纪50年代初期开始快速增长,高峰期出现在70年代,之后呈减少趋势,反映了世界主要生产国家禁止生产PCBs的情况.

促淤等人为扰动对长江口滩涂湿地土壤微生物呼吸的影响

为阐明促淤和堤内农业生产对长江口滩涂湿地土壤微生物呼吸(SMR)的影响,在崇明东滩和九段沙湿地设置3个典型区域,研究了人为扰动和自然状况下湿地SMR的差异性,并通过分析不同类型湿地土壤的微生物活性和环境因子阐明了导致SMR差异的主要原因。结果显示,促淤区现有湿地SMR强度((0.41±0.22)mgCO·2g-·124h-1)高于自然状态区((0.07±0.02)mgCO·2g-·124h-1),且差异达到了极显著水平(P<0.01);堤内不同农业生产模式导致的施肥强度差异对堤外湿地SMR也有一定影响。通径分析表明,促淤等人为扰动状态下湿地土壤微生物活性增强是导致其SMR较高的主要原因,其中土壤原核微生物多样性指数及蔗糖酶活性与SMR强度的关联性尤为显著。而促淤与堤内化肥施用所引起的已有滩涂湿地土壤环境条件的改变,特别是土壤含水量下降和无机氮含量增高是导致其微生物活性发生改变的重要原因。总体而言,促淤和堤内高强度施肥的农业生产模式一定程度上会增强堤外现有滩涂湿地的SMR,从而弱化其碳汇功能。

SPOT遥感数据在崇明东滩景观分类研究中的应用

以崇明东滩这一河口潮滩湿地为研究对象,利用ERDASIMAGINE图像处理软件,结合地面景观类型调查,对其1988年和2002年的SPOT遥感数据进行监督分类;对监督分类结果进行人机交互目视解译纠正,得到精度较高的崇明岛东部海岸带的景观图,并可此基础上进一步进行各种景观特征的定量分析和景观变化研究。最后讨论了不同研究目的对景观分类精度的要求,以及所采用信息源的分辨率能够划分至最细的景观要素类型。

崇明东滩斑背大尾莺繁殖生态分析

为了揭示斑背大尾莺(Locustella pryeri)不同地理种群间繁殖生态是否会出现分化,于2010年、2011年4—6月在崇明东滩(东经121°9'30″～121°54'00″,北纬31°27'00″～31°51'15″)对斑背大尾莺的繁殖生态进行了系统的野外观察。结果表明:崇明东滩地区斑背大尾莺的巢型有两种,即浅杯状无盖巢和椭圆状有盖巢;产卵期3～6 d;孵化期10～12 d;育雏期14 d左右。其中:巢内育雏9～10 d(平均值=(9.18±0.41)d,n=11巢);巢外育雏4～5 d(平均值=(4.75±0.45)d,n=11巢)。斑背大尾莺的孵化率为53.85%(42/78),离巢率为80.28%(57/71),卵成功率为37.18%(29/78),将其与扎龙、双台河口两地斑背大尾莺的繁殖生态进行比较,发现3者在繁殖生态方面有一定差异。

冬季水鸟对崇明东滩水产养殖塘的利用

自然湿地的丧失和退化给依赖湿地生存的水鸟带来了严重威胁,人工湿地作为水鸟栖息地的功能日益受到关注。水产养殖塘是人工湿地的重要类型之一。通过研究崇明东滩水产养殖塘冬季水鸟群落组成及其栖息地特征,发现大面积养殖塘比小面积养殖塘吸引更多种类和更高密度的水鸟。养殖塘在放水前水位较高时吸引更多游禽栖息,而在放水后水位较低时吸引更多涉禽;在放水过程中,养殖塘中水鸟的种类最多,密度最大。另外,在放水的不同时期,不同的环境因子对水鸟群落的影响不同:放水之前,养殖塘水面面积和平均水深是水鸟种类和数量的主要影响因子,其中游禽种类和数量受水面面积影响较大,涉禽种类和数量受平均水深影响较大;放水过程中,裸地面积、芦苇面积、干扰程度、平均水深和水深变异对水鸟、游禽和涉禽的种类和数量起主要作用;放水之后,水深变异对水鸟种类和数量的影响较大,而影响游禽种类和数量的主要因子是水面面积,影响涉禽种类和数量的主要因子是水深变异。研究表明,通过对影响水鸟栖息地利用的主要因子的有效管理,养殖塘在提供经济效益的同时也能为水鸟提供适宜的栖息地。

上海崇明东滩斑背大尾莺越冬栖息地选择偏好

利用样线法、因子测定法、方差分析等方法对崇明东滩地区的斑背大尾莺越冬生境选择策略进行了调查研究。对影响鸟类生境选择的干扰(距人为干扰距离)、水分(栖息植物下方水深)、食物(动物性食物数量)、遮蔽物(植物密度、盖度及平均高度)4个主要因素进行等级划分,评价采样点的生境类型,从而探究越冬期斑背大尾莺在崇明东滩的最合适的越冬栖息地。结果表明:越冬期斑背大尾莺喜好在纯互花米草、互花米草与芦苇混合生境中栖息,影响斑背大尾莺越冬生境选择的主要因子为干扰,斑背大尾莺越冬期最适合的生境为干扰小、栖息地下层水浅或者无水、存有足够量的动物性食物、遮蔽性良好的生境。