盐城滨海湿地植物群落种间格局与竞争的关系研究

盐城滨海湿地植物群落种间格局与竞争关系发生变化,导致湿地景观结构与格局发生变化。以江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区为典型研究区,利用1992、1997、2000、2011、2017年TM影像作为数据源,结合GIS技术,运用景观生态学方法分析了滨海湿地植物群落种间格局与竞争关系的时空变化特征。结果表明:(1)1992—2017年,植物群落结构变化呈现出芦苇群落和互花米草群落持续扩张的特征,其面积百分比到2017年分别达到37.06%和34.50%;碱蓬群落整体上呈现持续萎缩的特征,到2017年仅占5.09%。(2)1992—2017年,香农多样性指数(SHDI)和边缘密度(ED)值分别先上升至1.482和14.391,再逐渐下降至1.283和11.967,最大斑块指数(LPI)和聚集度指数(AI)先增大再减小,均反映了植物群落竞争关系从单一化走向多元化再到单一化的趋势。(3)1992—2017年,芦苇-碱蓬群落之间竞争的空间位置先向海方向推进,后向陆方面后退;碱蓬-互花米草群落竞争的位置先向海、再向陆方向、再向海方面演进;芦苇-碱蓬-互花米草群落种间竞争的位置由区域的南部向中部演进。研究可为进一步认识滨海湿地植物群落的基本结构和种间格局的动态变化,为生物多样性保护和修复提供科学参考。

基于“格局-过程-质量”的盐城滨海湿地生境变化分析

生境质量是生态系统重要的服务功能之一,研究生境质量-格局-过程的内在联系,对于区域生态系统功能维护与可持续管理具有重要意义。以江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区为研究对象,以1992年、2000年、2011年、2017年遥感影像和2011年土壤水分/盐度为基础数据源,基于InVEST模型开展生境质量评估,并通过多元回归模型、景观过程模型,探讨生境质量与景观格局、生态过程的关系,模拟区域生境质量时空变化。结果表明:(1)1992—2017年,芦苇沼泽面积百分比从0.13%增长到36.95%;米草沼泽面积百分比从3.05%增加到35.42%;碱蓬沼泽先增后减,面积百分比减少到5.11%。(2)1992—2011年,生境质量指数从0.85下降至0.76,降低了10.52%。2011—2017年,生境质量指数的变化与1992—2011年变化相反,生境质量指数上升至0.78。(3)多元回归分析结果显示:显著性水平α=0.01下,生态过程与景观格局显著相关,表明景观格局与生态过程是相互作用的;在α=0.10下,生境质量与生态过程、景观格局显著相关,总体相关系数为0.69,表明景观格局与生态过程共同影响着生境质量。(4)景观格局与生境质量模拟结果显示:至2030年,米草沼泽面积百分比将扩张至64.06%,碱蓬沼泽面积百分比将减少至0.04%,面临消失;生境质量指数将下降至0.65。互花米草扩张是生境质量下降的主要原因,构建"格局-过程-质量"的耦合关系,才能从生态过程上控制互花米草扩张,改变区域景观格局,优化生境质量,为世界自然遗产地的保护与建设提供参考。

人工围堰与互花米草扩张下盐城海滨湿地景观变化的生态效应

为分析海滨湿地景观变化的生态效应,在江苏盐城海滨湿地选择典型区域,以1997、2007、2014年遥感影像为数据源,运用景观生态安全指数与景观转变强度指数,比较人工围堰和互花米草扩张下海滨湿地景观变化的生态效应,以期辨识不同驱动对滨海湿地影响的差异。结果表明:景观变化上,1997-2014年,人工围堰区,耕地、养殖池面积在增加,互花米草沼泽面积在持续减少;景观格局演变呈现从陆到海的单向特征。互花米草扩张区,养殖池、芦苇沼泽、互花米草沼泽面积在持续增加;碱蓬沼泽面积在减少;景观格局演变表现出明显双向特征。生态安全总体上处于中等水平,互花米草扩张区的生态安全指数高于人工围堰区;人工围堰区呈现先增加后降低的波动,而互花米草扩张区却持续下降。1997-2007年、2007-2014年、1997-2014年3个时期景观转变强度指数均是负值,生态安全等级呈下降状态。1997-2007年、2007-2014年2个时期的生态等级变化幅度,人工围堰区先小后大,而互花米草扩张区则先大后小。研究表明,人工围堰与互花米草扩张改变了盐城海滨湿地原生景观演变序列,致使生态等级指数降低,区域生态安全面临威胁。

江苏条子泥滨海湿地表层沉积物重金属污染特征

在江苏东台弶港的条子泥堤外共设8个样地,采用潜在生态风险指数法对土壤样品进行分析,分析表层沉积物中Cu、Cr、As含量,并对其污染程度进行评价。结果表明:3种重金属元素中只有Cu含量超过了当地土壤环境背景值。3种元素中,As的变异系数最高,其次是Cr,Cu最低。样地中Cu的污染系数在1.17~1.35,处于中污染状态;As、Cr的污染系数低,处于安全状态。8个样地中有3个样地处于轻度污染级别,其余5个处于安全状态,但其综合潜在生态危害指数都在20以下,整体属于低潜在风险。

滨海湿地生境质量演变与互花米草扩张的关系——以江苏盐城国家级珍禽自然保护区为例

盐城滨海湿地是中国黄(渤)海候鸟栖息地的重要组成部分,生境质量是栖息地功能的重要反映,而互花米草扩张已经严重威胁栖息地生境。因此,本文以1983—2017年10期遥感影像为数据源,基于GIS和RS技术,运用InVEST模型,分析了江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区生境质量时空变化与互花米草扩张的关系。结果显示:①1983—2017年,互花米草扩张与时间呈显著正相关性,面积百分比从1.693%增加到24.930%。在时间上,表现出明显的阶段性特征;在空间上,扩张表现出多方向、多变的特征;②受人类活动和互花米草扩张的影响,生境质量表现出明显波动变化:1983—1988年,生境质量指数从0.863上升至0.878,2014年下降至0.740,2017年又上升至0.775。③互花米草湿地面积变化与生境退化指数变化之间存在正相关,与生境质量指数变化之间呈负相关。互花米草扩张致使区域适宜性生境——碱蓬湿地的面积急剧减少,成为区域生境质量退化的重要因素,控制互花米草扩张也将是区域面临的重要问题。研究结果可从景观格局与生境质量关系的视角为滨海湿地栖息地功能提升与可持续管理提供参考。

人类活动与互花米草扩张对滨海湿地生境质量演变的影响——以盐城国家级珍禽自然保护区核心区为例

生境质量是衡量盐城滨海湿地栖息地功能的重要指标,在人类活动和互花米草扩张的双重影响下,生境质量面临威胁。该研究以江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区为例,运用InVEST模型结合线性回归方程和冗余分析(RDA),辨析人类活动与互花米草扩张对生境质量的影响。结果表明:(1)人类活动强度指数(HAILS)呈现先上升后下降的趋势,最高值在2006年,为0.107 3;最低值在1992年,为0.007 8。互花米草面积(ASE)持续扩张,面积百分比从1.673%增加到24.930%。生境质量(HQ)总体上呈现下降趋势,1983~1992年,从0.863上升至0.875;至2014年,又下降至0.739 7;至2017年又上升至0.774 8。(2) HQ与HAILS、ASE呈显著负相关,相关系数分别为-0.940 2和-0.923 7;ASE对HQ的影响大于HAILS。(3) RDA排序能够反映HQ与HAILS、ASE的关系,10个时期的HQ被变量HAILS、ASE分在4个不同的象限。排序结果为:1983和1992年为第一类(第一象限),HAILS、ASE对生境影响都比较弱,二者的作用强度相当。1997、2000、2002、2006、2009年归为第二类(第三、四象限),HAILS对HQ的影响大于ASE的影响。2011、2014和2017年为第三类(第二象限),ASE对HQ的影响大于HAILS;阶段性特征明显。10个时期,HQ与HAILS相关性关系为,1983≈1992<1997≈2017 <2000≈2002≈2014 <2011 <2006 <2009;HQ与ASE相关性关系为,1997<1983≈1992<2000≈2002<2006<2017<2009<2011<2014。研究结果可为盐城滨海湿地世界自然遗产地的建设与管理提供参考。