大九湖泥炭湿地生态系统碳水通量及水分利用效率研究

为研究大九湖泥炭湿地生态系统碳水通量及水分利用效率(WUE)的变化特征,于2015年12月至2017年11月采用涡度相关观测系统对大九湖泥炭湿地生态系统CO_2通量、H_2O通量和环境因子进行了监测。结果表明:①大九湖泥炭湿地生态系统各季节的CO_2通量和H_2O通量整体均呈现单峰型曲线,其中夏季碳水通量的变化幅度最大,冬季碳水通量的变化幅度最小;②大九湖泥炭湿地生态系统CO_2通量与H_2O通量在0.01的检验水平上显著相关,且两者的比值存在一定的函数关系,其中三次拟合效果最优,拟合优度R^2为0.38;③大九湖泥炭湿地生态系统WUE的变化范围为0.06～13.95g C/kg H_2O,其日均值为3.26g C/kg H_2O,各季节湿地生态系统WUE的变化幅度表现为夏季>冬天>秋季>春季;④大九湖泥炭湿地生态系统WUE与蒸散量(ET)的拟合关系中,夏季和冬季的拟合效果较好,随着ET的增加,湿地生态系统WUE不断减小;⑤大九湖泥炭湿地生态系统WUE与气温(T_a)的拟合关系中,夏季拟合效果较好,随着T_a的升高,湿地生态系统WUE不断减小;⑥大九湖泥炭湿地生态系统WUE与土壤温度(T_s)的拟合关系中,秋季拟合效果较好,随着T_s的升高,湿地生态系统WUE增加。该研究结果可为大九湖泥炭湿地生态系统变化趋势的预测及功能调控提供理论支持,也可为正确评价湿地生态系统碳水耦合、水分利用效率提供科学依据。

赛武当国家级自然保护区珍稀濒危植物生态位特征

为研究珍稀濒危植物在群落中的地位、利用资源状况和种间关系,2014年7―8月,在湖北赛武当国家级自然保护区设置51个珍稀濒危植物样方进行群落调查,并用Levins生态位宽度、Schoener生态位相似性比例公式以及Pianka生态位重叠指数研究了保护区内14种珍稀濒危植物的生态位宽度、生态位相似性比例以及物种间生态位重叠。结果表明:(1)生态位宽度值从大到小依次为:紫茎>华榛>金钱槭>山白树>青檀>银杏>黄连>白辛树>榉树>红豆树>八角莲=厚朴=杜仲=巴山榧树;(2)赛武当珍稀濒危植物对环境及资源的要求差异性较大,生态位相似比例(Cik)和生态位重叠(Oik)集中分布在[0, 0.2)。生态位相似比例最大值为杜仲和厚朴达到的1,生态位重叠最大的物种对为杜仲和厚朴、白辛树和榉树,Oik均为1;(3)受物种的生物生态学特性所决定,生态位宽度与生态位重叠值大小并无绝对关系;(4)生态位宽度较大的物种应主要防止人为干扰,生态位宽度较小的物种则应根据物种自身的生物学特性,有针对性的提出保护措施。

神农架大九湖泥炭湿地水汽通量特征及生态意义

采用涡度相关法对神农架大九湖泥炭湿地生态系统2015年8月至2016年7月的水汽通量进行观测,研究了大九湖湿地水汽通量的变化规律及其主要环境影响因子。结果表明:大九湖湿地水汽通量具有明显的日变化和季节变化,均呈单峰曲线,即在月尺度上,日变化范围为-0.63(5月份)~6.95(7月份)mmol/(s·m^2),白天变化幅度较大,夜间基本维持在0左右,在季节尺度上,夏季日变化最为明显,冬季最弱,生态系统整体表现为水汽源;大九湖湿地全年蒸散量(1 133.88mm)占降雨量(2 096.97mm)的54.07%,表明降雨量能满足目前生态系统的需求;大九湖湿地水汽通量主要受净辐射(Rn)和饱和水汽压差(VPD)的共同影响,即湿地春、夏、秋、冬四季水汽通量与Rn两者拟合的R^2值分别为0.682 3、0.753 4、0.638 4、0.284 7,均优于其他研究区域,可能与泥炭湿地常年积水以及亚高山地区辐射较强有关;大九湖湿地植物主要生长季内(6~9月份)水汽通量与VPD的相关性分析显示,在泥炭藓生长季初期和末期(6、7、9月份),其叶片易受到水分胁迫,水汽通量随VPD先增加后减小,而在泥炭藓生长季中期(8月份),其发育成熟,水汽通量随VPD的增加而增大,两者的拟合效果也达到最佳(R^2=0.408 4)。该研究结果可为该区域水热评估及气候预测提供基础数据。

湖北生物多样性保护优先区域生态系统五年(2010-2015)变化

基于2010年和2015年生态系统类型与分布数据,分析了湖北省生物多样性保护优先区域的生态系统构成和变化情况。结果表明:(1)区域内共存在7类生态系统,即森林、灌丛、草地、湿地、农田、城镇和裸地,其中森林面积最大,其次是灌丛和农田,区域内植被覆盖率较高,整体生态环境较好;(2) 2010-2015年期间,各类生态系统均发生了变化,森林、灌丛和裸地面积呈减少趋势,草地、湿地、农田和城镇面积呈增加趋势,其中变化最显著的是城镇;(3)城镇化、水资源开发、生态保护与恢复、农业开发以及地质灾害和气候变化等因素使得区域内生态系统发生变化,其中城镇化是主要影响因素。为了保护优先区生态系统的可持续发展,需结合各类保护地划定生态保护红线,合理规划城镇化进程中的土地利用,保护优质耕地,限制或禁止重要湿地的开发。

神农架大九湖泥炭湿地二氧化碳和甲烷排放化学计量比研究

湿地碳释放产物之间关系的研究对了解湿地生态系统碳固定和温室气体排放机理具有重要意义。运用涡度相关技术连续原位观测,对湖北省神农架林区大九湖亚高山泥炭湿地二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的排放特征、CO2与CH4排放化学计量比(CO2∶CH4比值)的动态变化及其与环境因子的相关性进行了分析。结果表明:①大九湖泥炭湿地CH4和CO2通量均表现出较明显的月和季节变化规律,从CO2与CH4排放的相关性拟合结果来看,各季节CH4与CO2排放的月平均关系表现为线性拟合或一元二次拟合效果最佳,而其日平均关系则表现为一元二次拟合效果较好;②泥炭湿地CO2∶CH4比值从2017年3月到2018年1月呈"U"型曲线,1月达到最大值后下降,且全年CO2:CH4比值日平均与CO2呈极显著正相关关系;③除地面以下20cm处土壤含水量(SWC20)月平均外,CO2∶CH4日/月平均变化与环境因子均呈极显著相关关系,其中CO2∶CH4比值与环境温度、土壤温度呈极显著负相关关系,而CO2∶CH4比值与土壤含水量呈极显著正相关关系。

神农架大九湖亚高山泥炭湿地水汽通量特征及其与相关环境因子的关系

以神农架大九湖亚高山泥炭湿地为对象,采用涡度相关技术,通过采集湿地水汽通量的年际数据,并进行数据统计和分析,研究水汽通量特征及其与环境因子的关系。结果显示:(1)大九湖泥炭湿地全年蒸散量占降水量的58.59%,能够满足大九湖生态系统水汽循环的需要。(2)大九湖泥炭湿地的水汽通量全年各月份日均变化大多为正值,即释放水汽,表明该地区总体表现为水汽源;在季节尺度上,水汽通量最大值出现在夏季,夏季水汽通量日均变化幅度最大。(3)净辐射月均变化幅度较大,其中夏季净辐射最大,占全年的34.96%。各季节的净辐射与水汽通量均呈正相关,春季、夏季和秋季的拟合效果(R2)均超过0.7,夏季最高(0.8347),且高于其他同纬度6个地区。(4)除2018年1月外,各月份水汽通量与气温均呈显著正相关,特别是夏季最显著相关,这与夏季植物蒸腾和水分蒸发旺盛有关。(5)气温和净辐射对水汽通量的影响在各季节均显著,但各季节间有所差异。研究表明净辐射在大九湖泥炭湿地水汽循环中的作用大于气温对水汽通量的影响。

神农架大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤养分特征分析

基于湖北省神农架国家公园大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤总有机碳、总氮、总磷、铵态氮、有效磷、速效钾养分含量进行时间(春、夏、秋、冬)和空间(表层15 cm、中层30 cm、底层45 cm)特征分析。结果表明:(1)该区域土壤各样分以及pH、Eh、容重均满足正态分布,其中有效磷、速效钾为中强变异性,均值为31.33,71.2 mg/kg,总有机碳、总磷、铵态氮、pH、Eh、容重为中弱变异性,均值为419.2,1.56 g/kg和67.57 mg/kg,5.33,104.4,0.155 g/kg,总氮为弱变异性,均值为20.13 g/kg。(2)土壤总有机碳在季节以及深度变化上均不存在显著差异,总氮与总磷在首层与其余2层存在显著差异,在季节上总氮在首层存在季节差异,总磷在首、中层存在显著差异,土壤养分仅速效钾与首层和其余2层存在显著差异。(3)土壤有机碳、总磷、铵态氮与总氮、速效钾、总磷与铵态氮呈显著正相关,总有机碳与土壤容重、有效磷与Eh,pH与Eh呈显著负相关。(4)研究区土壤总有机碳与总氮较高于我国其余泥炭湿地,随着纬度升高土壤有机碳含量呈现降低的趋势。

湖北省国家级水产种质资源保护区建设现状及保护建议

截止到2019年6月,湖北省共划定了国家级水产种质资源保护区66处。总结湖北省国家级水产种质资源保护区建设现状以及保护成效,分析了水产种质资源保护区管理中存在的问题,提出了几点保护建议。

神农架大九湖泥炭湿地甲烷通量特征及其与土壤微生物群落组成的关系

虽然神农架大九湖泥炭湿地的甲烷排放特征、土壤微生物群落组成已有一些研究,但是关于微生物群落与甲烷排放量的关系及影响的研究不多.采用涡度相关法和高通量测序技术,探讨2016年3月~2017年2月微生物对大九湖泥炭湿地CH4通量排放的影响.结果表明,大九湖泥炭湿地研究期间表现为CH4的源,年总排放量5566.27 mg·m^-2,日平均排放速率10.96 nmol·m^-2·s^-1;春、夏、秋、冬四季的平均通量分别为12.06、22.47、3.02、2.92 nmol·m^-2·s^-1;研究区优势菌为泉古菌(54.6%)、广古菌(18.9%)、酸杆菌(12.6%)等.对不同季节样品Shannon指数进行单因素分析,p值为0.000127,分析结果表明:CH4月通量变化均呈明显的倒“U”型;夏季CH4通量最高,冬季最低;不同季节的微生物群落物种多样性存在显著差异;夏季、冬季微生物群落组成与CH4通量分别呈显著正相关、显著负相关;未鉴别出的菌群和俭菌总门与CH4通量呈极显著正相关关系,泉古菌门与CH4通量呈极显著负相关关系.