湿地水环境生态恢复及研究展望

水环境退化是全球面临的重要问题,为了恢复受损的水生态系统,促进良性的生态演替,保证人类可持续发展的需要,湿地水环境生态恢复技术已成为当前各国关注的焦点。湿地水环境恢复主要有生态拦截技术、湿地植物净化技术、水生动物净化技术、基于水环境处理的人工浮岛技术和人工湿地净化技术等。在这些技术的研究与应用中,湿地植物对污染物的耐受性和多种生态恢复模式的整合将成为今后湿地恢复研究的焦点;同时应该深入研究湿地水环境恢复的基础理论和技术,探讨其内在的规律和机理,并建设典型湿地水环境恢复示范工程;建立湿地水环境生态恢复技术标准和规范,完善水生态系统健康评估体系,为该技术在我国的广泛推广和应用提供理论和技术支持。

基于一级动力学模型的潜流湿地污染物去除研究

通过对北京市野生动物救护中心水平潜流人工湿地运行特征参数及进出水水质情况进行定期连续监测,研究了污染物去除的面积速率常数及背景浓度与进水污染负荷之间的相关关系,并依据出水浓度,通过Arrhenius方程对潜流湿地不同污染物背景浓度进行了估计,同时分析比较了不同温度条件下污染物背景浓度的变化特征及不同背景浓度条件下面积速率常数的季节性变化规律.结果表明:污染物出水浓度与温度之间存在一定的相关关系,其中总悬浮固体物(TSS)和化学需氧量(CODcr)与温度的相关系数分别为0.6293和0.6210;对全磷(TP)和全氮(TN)的比较发现,在估计背景浓度条件下,TP和TN的面积速率常数高于零背景值时的面积速率常数(P<0.05),而CODcr和TSS的面积速率常数,在零背景值和估计背景浓度下无显著差异(P>0.05);当污染负荷低于25mg/L时,潜流湿地对TSS去除的面积速率常数随进水污染负荷的升高而呈指数增加,而在高污染负荷时,面积速率常数出现较大波动;污染物背景浓度与进水污染负荷之间存在一定的线性相关性,其中TSS的背景浓度与进水污染负荷之间的拟合度最高(R2=0.8388);潜流湿地对污染物去除的面积速率常数存在较明显的季节性变化,秋季面积速率常数较高。

采砂迹地型湿地恢复过程中植物群落分布与土壤环境因子的关系

利用TWINSPAN(双向指示种分析)和CCA排序(典范对应分析)的方法,对北京西卓家营采砂迹地型退化湿地植被进行了群落类型划分,并探讨了湿地植被空间分布与土壤环境因子关系,确定了影响湿地植被空间分布的关键因子。结果表明:38个样方40个植物种可划分为7个群落类型,即茭白+针蔺群落(Zizania latifolia+Eleocharis congesta);牛鞭草+旋覆花+野艾蒿+竹节灯心草+茵陈蒿+扁杆藨草群落(Hemarthria sibirica+Inula japonica+Artemisia lavandulifolia+Juncus turczaninowii+Artemisia capillaries+Scirpus planiculmis);千屈菜+苣荬菜+小香蒲群落(Lythrum salicaria+Herba Sonchi Brachyoti+Typha minima);竹节灯心草+问荆+酸模叶蓼+芦苇群落(Juncus turczaninowii+Equisetum arvense+Polygonum lapathifolium+Phragmites australis);针蔺+扁杆藨草+茵陈蒿+野艾蒿群落(Eleocharis congesta+Scirpus planiculmis+Artemisia capillaries+Artemisia lavandulifolia);鬼针草+狗尾草+香蒲群落(Bidens pilosa+Setaria viridis+Typha orientalis)和朝天委陵菜+猪毛菜+大刺儿菜+稗群落(Potentilla supine+Salsola collina+Cephalanoplos setosum+Echinochloa crusgalli)。植物群落物种和土壤因子的CCA分析表明:益母草、大车前、猪毛菜主要受土壤pH的影响;茭白主要受氨氮、土壤有机质(SOM)的影响;马唐、鸡眼草主要受土壤全氮(TN)和Mg2+的影响;针蔺、狼杷草受土壤K+的影响;苦苣菜、苣荬菜、牛鞭草主要受土壤Na+的影响;黄香草木犀主要受土壤Cl-的影响;灰绿藜、大刺儿菜、球穗莎草主要受土壤NO3-的影响;扁杆藨草、小香蒲主要受全磷(TP)和含水率的影响。研究结论将为采砂迹地型湿地恢复提供科学支持。

湛江高桥红树林湿地有机碳分布及埋藏特征

红树林是世界上单位生产力最高的生态系统之一,其能够持续地固定有机碳,对全球碳平衡和生物地球化学循环有着深远影响。以广东湛江国家级红树林自然保护区高桥核心区为研究区,旨在分析我国典型红树林湿地的固碳潜力,为红树林湿地碳计量提供依据。在垂直于海岸线的两条样线上选取6个不同潮位的样点进行沉积柱取样分析,通过重铬酸钾氧化-外加热法测定有机碳含量,基于放射性同位素^(210)Pb定年推演沉积率,并对湿地有机碳密度和埋藏率进行计算。结果表明:研究区红树林湿地有机碳含量2.14—36.94 g/kg,平均(12.79±9.91)g/kg。红树林湿地有机碳密度为(0.0100±0.0056)g/cm3,空间上差异显著显著,水平方向上两条样线均以中带样点的有机碳密度最大,近陆侧(内带)样点的有机碳密度高于近海侧(外带);垂直方向上,内带和外带样柱的有机碳密度均以表层最高,而且随深度增加而减小。研究区红树林湿地百年尺度上沉积率为6.5—11mm/a,且外带样点沉积速率显著快于内带样点。有机碳埋藏率空间差异大,外带样点为(34.58±7.67)g m-2a-1,而中带样点可达150.56 g m-2a-1。红树林湿地有机碳的分布受潮位的影响大,更高潮位点和表层的有机碳含量和密度更高,而处于低潮位的外带样点的有机碳沉积更快。研究区红树林湿地有机碳含量和密度比更低纬度带低,但均高于地带性陆地植被,且其能够通过持续的沉积过程来捕捉和固定有机碳,固碳潜力大。

不同湿地植物及其组合对污染物的净化效果比较

通过在北京市延庆县建立湿地植物筛选池,模拟自然条件下7种湿地植物和7种植物配置对总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)的去除效果。结果表明:不同湿地植物及组合对COD和TN、TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。除香蒲夏秋两季对COD的净化效果存在显著性差异外(P<0.05),其他湿地植物及组合对COD的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。7种湿地植物单种和7种湿地植物配置都表现为是夏季对'TN的去除效果要优于秋季。除芦苇+睡菜、香蒲+蒿柳夏秋两季对TN的净化效果存在显著性差异外(P<0.05),其他湿地植物及组合对TN的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。7种不同湿地植物配置对TN的净化效果存在显著性差异(P<0.1)。夏秋两季。不同湿地植物单种之间对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05);而夏季不同湿地植物配置对TP的净化效果存在显著性差异(P<0.05),秋季不同湿地植物配置对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。除菖蒲+茭白、芦苇+睡菜夏秋两季对'TP的净化效果存在显著性差异(P<0.05)外,其余湿地植物及组合对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。

广东湛江高桥红树林湿地沉积柱粒度特征

红树林是一种特殊的生物海岸类型,具有多种生态系统服务功能。以广东湛江高桥红树林湿地为研究区,在英罗湾的湾内和湾口的两片红树林集中分布区,沿水动力梯度,垂直于海岸布设两条样线进行柱状取样,并采用矩值法计算平均粒径、分选系数、偏度和峰度等粒度参数,分析了沉积物在水平和垂直方向上的粒度特征,旨在了解研究区红树林湿地生境演变过程。结果表明:1)沉积物以粉粒和砂粒组分为主,随着红树林发育成熟度和沉积过程,红树林内带和表层样点均呈细化趋势。2)粒度分布曲线可以看出,红树林外带更多受水动力条件的影响,样点沉积过程相似,内带的沉积因水动力条件和生物过程的影响而复杂,但白骨壤纯林的沉积环境相对稳定。3)粒度参数受水动力条件和生物地貌过程影响,空间异质性显著。水平方向上,湾内样线自内带向外表现为平均粒径变小(质地粗化)趋势,湾外样线平均粒径变化趋势性不明显,但有红海榄群落分布的中间带样点的粒度更细;沉积物分选性属于较差到差,频率曲线呈负偏到很正偏,峰度呈平坦到尖锐的分布。垂直方向上,自表层向下平均粒径减小、分选性变差、偏态值增加、峰态增加,反映出林下环境的沉积过程。4)相关性分析表明,粒度参数与不同粒级体积含量相关,平均粒径和峰度参数与黏粒、粉粒含量正相关而与砂粒含量负相关,分选系数和偏度与细颗粒物含量显著负相关。粒度参数之间的相关性表现为平均粒径与峰度正相关,而与分选系数和偏度负相关,分选系数与峰度负相关,偏度与峰度负相关。研究区沉积物的形成过程有多种作用共同参与,红树林的存在改变了海岸的水动力条件而影响沉积过程,研究结果对于了解百年尺度上红树林湿地的生物地貌形成过程具有一定意义。

红树林湿地健康评价指标体系

根据红树林湿地健康的内涵及红树林湿地特征,分析红树林湿地结构与功能的关系,阐明影响红树林湿地健康的要素,确定健康评价指标选取的原则。在此基础上应用层次分析法(Analytical Hierarchy Process),构建红树林湿地健康评价指标体系。健康评价指标体系由目标层、要素层、要素亚层和指标层4个层组成,其中要素层包括植物群落结构、生物安全性、生境的完整性与稳定性、生境理化性质、生物因子指标5个方面,指标层包括物种组成、物种丰度、建群种比例郁闭度、龄组结构、更新等级等41个指标。

红树林湿地有机碳研究进展

红树林湿地是地球上生产力最高的区域之一,尽管红树林的面积相对较少,但其单位面积的固碳能力很强,是重要的"蓝碳"碳库,其有机碳储量及动态对于全球碳平衡有重要影响。本文对红树林湿地有机碳(包括植被生物量碳和沉积物有机碳)的碳储量及计量方法,沉积物中有机碳的组成、来源及溯源方法,以及影响红树林湿地有机碳动态的因素等方面的研究进行了综述,并对其存在的问题和今后的研究趋势进行了分析。基于红树林湿地的固碳潜力和资源快速减少的现状,准确评估红树林碳库及其动态,有助于气候变化框架条约下的滨海湿地碳计量和价值评价,可以揭示红树林生态系统与全球变化的反馈关系,为红树林生态恢复和保护提供依据。

不同生境条件下中国柽柳空间分布点格局分析

通过聚类分析方法将黄河三角洲中国柽柳的生境划分为三种类型,即高盐干旱型生境,低盐干旱型生境和低盐湿润型生境;同时运用点格局分析方法,分析了不同生境中中国柽柳在不同尺度下空间分布规律,结果表明,高盐干旱和低盐干旱生境中龄级2的中国柽柳以及低盐湿润生境中龄级3的中国柽柳在所有尺度范围内都呈随机分布,而其它龄级在不同生境的空间分布规律具有较显著差异,说明黄河三角洲低龄级和高龄级中国柽柳能够通过调整空间分布模式来适应适应水盐平衡变化等生态过程;不同生境中的中国柽柳各龄级之间关系在不同尺度内呈正相关概率要大于呈负相关概率,个别尺度上某些龄级之间没有相关性。

清澜港湾红树林景观变化过程及周边土地利用/覆盖动态

红树林生长于热带、亚热带低能海岸的潮间带,其在抗御台风、促淤造陆、保护堤岸、海水净化等方面具有不可取代的地位。全球红树林在1980—2000年间减少了约35%,衰减速度快于热带雨林和珊瑚礁（MA,2005;Dukeetal.,2007）。我国现有红树林2.2万hm2,不足20世纪50年代的一半以及曾经分布面积的十分之一（国家林业局,2009）,其中海南岛的红树林减少了约62%,

近20年来英罗湾红树林景观过程及周边土地利用/覆盖变化

全球红树林正以惊人的速度消失,红树林遥感监测对于资源保育至关重要。在GIS和遥感技术支持下,基于1991—2010年的5期Landsat TM遥感影像及相关专题图,结合立地调查,研究了英罗湾红树林空间变化的过程并对其周边的土地利用/覆盖动态和驱动力进行分析。结果表明:研究时段内人为和自然因素均对研究区红树林动态变化产生影响,表现为红树林近陆的内边界缩减而近海的外边界向海扩展;红树林总面积表现为先减少后增加的趋势,净损失量约7%。变化轨迹分析表明:1991—2000年间围垦养殖引起靠近陆地的红树林面积快速减少;红树林在滩涂上不断向海扩展以及2000年以来的生态恢复工程使研究区红树林边界向海推移,且主要发生于靠近河流和海洋的外缘。近20年来,红树林周边的土地利用/覆盖变化显著,城镇化和工业化使研究区林地、耕地减少且主要转化为建设用地,建设用地规模迅速增加且在湛江一侧沿交通干线呈多点分散格局,广西一侧则在原有城镇建设用地基础上向外扩张;靠近河流和红树林周边的水产养殖塘的面积持续增加,前期主要是对红树林的直接围垦,后期则主要来自于政策鼓励下在水田上的筑塘养殖。

湿地沉积物对磷的吸附-解吸动力学模型概述

介绍了常用的吸附-解吸动力学模型(Freundlich方程、Langmuir方程及Temkin模型),分析比较了不同模型之间的相互关系,对目前国内外关于磷吸附-解吸动力学模型研究进行了简要概述,介绍了不同模型的统一表达形式,并提出应加强对不同类型湿地中沉积物对磷的吸附-解吸过程及其动力学模型、对吸附-解吸过程的长期监测和不同环境因子间的交叉效应研究等建议,以深化对动力学模型的认识,从净化机理层面充分理解湿地生态系统的运行机制。

湛江高桥红树林沉积物理化性质与金属元素的空间分布

以广东湛江国家级红树林自然保护区高桥核心区为研究区，在2条垂直于海岸的样线A和样线B上，根据潮汐淹没时间各选择3个样点进行沉积柱取样，用于解析沉积物理化性质与金属元素空间分布特征。结果表明：沉积物为粉-砂型质地，其中黏粒、粉粒和砂粒含量分别为（13±4）％、（39±12）％和（48±16）％；有机质含量范围为0．2％-3．7％，pH值为2．5～7．3，交换性盐基总量为1．4～16．4cmol／kg，总氮含量0．01％～0．2％，总磷含量130～435mg／kg；A、B样线的沉积物粒度、pH值、盐基总量、有机质含量、总氮含量、总磷含量等理化性质差异不显著。沉积物中11种金属的含量从高到低分别为Al（4．5％～19．2％）、Fe（1．0％-4．7％）、Mn（50．4～163．4mg／kg）、Cr（24．4—43．0mg／kg）、Zn（14．4～52．1mg／kg）、Pb（11．3—34．913mg／kg）、Ni（3．5～19．4mg／kg）、C0（3．0—7．7mg／kg）、cu（1．4～9．6mg／kg）、As（1．4～5．8mg／kg）、Mg（0．2～0．9mg／kg），除Co、Cu、As、Fe平均含量差异不显著外，其他金属元素间差异显著；A样线上cr、Cu、Mn含量显著高于B样线，其他金属的含量差异不显著。沉积物基本理化性质呈现明显的空间分布差异，低潮位沉积物的含砂量、pH值更高；垂向梯度上，细颗粒（黏粒、粉粒）含量、pH值、盐基总量、有机质含量、总磷含量、总氮含量均以表层值最高，自表层向下逐渐降低，而含砂量则相反。金属含量表现为更低潮位点的金属含量低，但也因金属元素而异，潮位因素对不同金属分布的影响存在差异；各样点金属含量垂向上均以表层最高，随着深度增加而降低。相关性分析表明：有机质与pH值、含砂量负相关，而与细颗粒含量正相关；金属元素含量除了与含砂量显著负相关、与pH值之间相关性不显著外，其与盐基总量，有机质、黏粒、粉粒含量均呈显著正相关关系；金属元素含量之间的相关性均达到极显著水平，反映了其相互伴生和同源的特征。

高分辨率卫星遥感在红树林资源监测中的应用

卫星遥感是进行红树林资源监测的主要方法,高分辨率卫星遥感能够提供细尺度上的资源信息,是红树林资源保护和监测研究的重要发展方向。文中在综合国内外相关文献的基础上,分析国内外高分辨率卫星遥感包括高空间和高光谱遥感数据应用于红树林资源监测研究的现状,讨论用于遥感研究的数据源、研究内容、方法以及应用研究的局限性和发展趋势。