湿地资源生态旅游适宜性评价——以黑龙江省79处重点调查湿地为例

构建以资源质量、人口与经济、城镇依托和交通可达性为主要指标的评价体系,运用层次分析法进行湿地资源生态旅游适宜性评价,并对适宜性得分进行聚类分析。结果表明:1.黑龙江省79处重点调查湿地生态旅游适宜性差异较大。适宜性高值区较为分散,低值区相对集中。2.各湿地中有8处地区具有生态旅游高适宜性,21处地区具有较高适宜性,17处地区生态旅游适宜性为中,其余33处地区生态旅游适宜性低。3.对四类湿地生态旅游分别提出了保护性开发、限制性开发和禁止开发的建议。同时提出以“湿地+”模式缓解生态压力,提高湿地资源生态旅游利用的适宜性,破解资源开发与保护的矛盾。

黑龙江省西部盐碱湿地土壤重金属分析及修复建议——以古大湖湿地和天湖湿地为例

盐碱湿地是黑龙江省典型湿地类型之一,湿地土壤生态环境具有一定的脆弱性。通过对古大湖和天湖盐碱湿地主要土壤类型草甸土和沼泽土重金属含量进行分析,结果表明:草甸土呈中性,沼泽土为强碱性;古大湖湿地沼泽土及天湖湿地草甸土部分样品中Cd含量超出风险筛选值,且前者中Cu、Zn元素含量均有超出相应风险筛选值状况;两地所有土壤样品中的As、Ni、Pb、Cr和Hg元素含量均低于风险筛选值。对此,提出通过种植重金属富集植物、生物炭修复、并应实施严格管理,开展实时监测与治理等土壤重金属污染的建议。

湿地表层底泥溶解性有机质荧光组分特征及与真菌群落相关性

溶解性有机质(DOM)和微生物群落间具有紧密联系,DOM为微生物提供营养,微生物代谢可转化DOM,两者间相互作用共同影响着生态系统的物质循环与能量流动。采集北方寒区天然湿地(河流湿地,HL;湖泊湿地,HP)和人工湿地(水田,ST;鱼塘,YT)表层(0~15 cm)底泥样品,采用三维荧光光谱法和高通量测序技术,揭示不同类型湿地表层底泥DOM荧光光谱及真菌群落特征,并进一步分析其相关性。结果表明:表层底泥DOM荧光光谱共识别出4种荧光组分,包括类富里酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类蛋白质(类色氨酸C3和类酪氨酸C4)。C1和C2成显著正相关,而与类蛋白质间相关性不显著。C1的相对浓度高于C2,C3和C4的相对浓度接近。YT中DOM浓度相对高于其余样品,HL和HP中C2和类蛋白质相对浓度具有显著差异,ST和YT中C1、C2和C3的相对浓度均具有显著差异。湿地表层底泥真菌群落优势门(除未分类类群)为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)。YT中真菌群落Chao1丰富度指数、Shannon多样性指数显著较低,而Simpson优势度指数显著较高,HP中Shannon多样性指数显著高于其余样品。C1、C2与真菌群落多样性显著相关,C2与真菌群落组成显著相关,而类蛋白质与真菌群落无显著相关性。C1、C2与子囊菌门均成显著正相关,C1与壶菌门(Chytridiomycota)和单毛壶菌门(Monoblepharomycota)成显著负相关,C2与担子菌门、罗兹菌门、壶菌门、单毛壶菌门均成显著负相关。因此,真菌群落对DOM相对大分子量荧光组分的相对浓度具有显著影响。针对北方寒区典型湿地表层底泥DOM荧光光谱特征及与真菌群落相关性进行分析,为湿地环境监测与评价提供基础数据,并为湿地合理利用提供理论参考。

自然湿地与人工湿地生态占补平衡研究

为促进生态资源的稳步协调发展,指出自然湿地与人工湿地生态环境的补偿意义,提出了自然湿地与人工湿地生态占补平衡策略。应确定补偿约束机制,避免自然湿地与人工湿地错配,确定人工湿地与自然湿地的平衡目标,以期提高自然湿地、人工湿地的生态补偿效果,促进社会环境的可持续发展。

江心洲湿地演化及野外调查虚拟仿真实验平台建设

湿地演化及野外调查是自然地理学、湿地学、生态监测与评价等课程实验教学部分的重要内容。由于湿地演化过程复杂,且湿地野外调查不易开展。基于Unity3D技术建设了以哈尔滨阿勒锦岛为例的江心洲湿地演化及野外调查虚拟仿真实验平台。实验内容包括湿地景观演变过程、湿地航空拍摄、野外生态监测3个部分。学生进行模拟操作,提交报告,完成实验。该实验平台建设使学生能够直观理解与湿地演化相关的基础知识,掌握湿地野外调查的基本步骤,提高学生实践操作能力。

北方寒区河流湿地土壤溶解性有机质荧光光谱特征

溶解性有机质(DOM)是土壤中活跃的有机成分,其来源和组成可指示土壤腐殖化程度及与外部环境间的相关关系。为科学地监测与评价湿地土壤环境质量,采集黑龙江省碾子山雅鲁河国家湿地公园内不同植被条件下的表层(0~20 cm)土壤,应用三维荧光光谱-平行因子分析法,测定DOM荧光光谱,并进一步分析土壤理化指标对DOM组成的影响。结果表明:5种植被类型(包括9种群系)条件下土壤DOM腐殖化指数在2.562~9.052之间,落叶阔叶林和落叶阔叶灌丛土壤腐殖化程度高于草甸,其次为沼泽,水生植被最低;荧光指数介于1.407~1.586,土壤DOM来源兼具外生源和自生源特征,落叶阔叶林和芦苇[Phragmites australis(Cav.) Trin. ex Steud.]沼泽表现为明显的外生源特征,而水生植被及稗[Echinochloa crus-galli(L.) P. Beauv.]沼泽具有明显的自生源特征;生物指数在0.482~0.662范围内,新近自生源贡献率均较低。土壤DOM中识别出3类5种有机组分,类腐殖质(紫外类富里酸和可见类富里酸)相对比重最大,外生源特征明显的土壤样品中含量多;其次为类蛋白质(类酪氨酸和类色氨酸),自生源特征较强的土壤样品中含量多;类腐殖酸(胡敏酸)最低,多存在于旱生-中生环境中。土壤含水量、 pH值、总有机碳含量对DOM组成具有显著或极显著的影响,3项理化指标与类蛋白质含量成正相关,与类腐殖质含量成负相关,含水量、总有机碳含量与类腐殖酸含量成负相关。总体上看,在该湿地公园内,落叶阔叶林、落叶阔叶灌丛土壤偏弱酸性,含水量、总有机碳含量低,腐殖化程度高,外生源特征明显,类腐殖质和类腐殖酸含量高,其次为草甸及沼泽植被,而水生植被条件下土壤近中性,含水量、总有机碳含量高,腐殖化程度低,自生源特征明显,类蛋白质含量高。本研究结果可为以该湿地公园为代表的北方寒区永久性河流湿地土壤环境质量监测与评价提供基础数据。

哈尔滨白鱼泡国家湿地公园种子植物资源研究

2017年5月至2021年5月,于哈尔滨白鱼泡国家湿地公园内,采用样线法和样方法,对种子植物资源进行实地调查。结果表明,共记录野生种子植物47科137属223种(包括2亚种及2变种),优势科为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、莎草科(Cyperaceae)。该湿地公园内野生种子植物区系在种水平上表现为典型的温带属性,同时与世界分布类型具有普遍联系,亚寒带—寒带植物及热带植物也有一定渗透,区系组成上具有相对复杂性,但特有程度低。该湿地公园种子植物资源丰富,可供食用、饲用、药用等,具有重要的保护意义。应实施定期调查、退耕还湿及植被修复的措施,以更好地保护湿地植物资源,维护湿地生态系统健康。

古大湖湿地盐碱土壤微生物群落结构及多样性分析

以黑龙江省古大湖湿地原生、林地、耕地及湖岸盐碱土壤微生物为研究对象,基于高通量测序方法,分析4种生境类型条件下土壤细菌和真菌群落结构及多样性。结合土壤理化指标,进一步分析影响微生物群落多样性的环境因子。结果表明:细菌群落中变形菌门的相对丰度值最高,真菌群落中为子囊菌门。同一生境细菌群落多样性具有相似性,而真菌具有一定的差异;不同生境间两者均具有差异。耕地土壤和林地土壤的细菌群落多样性接近,但与湖岸土壤真菌的更相近。前两者中细菌群落多样性较高,其次为原生土壤,而湖岸土壤中的最低。耕地土壤与湖岸土壤真菌群落多样性较高,原生土壤较低,而林地土壤中最低。与真菌相比,细菌的群落多样性受土壤环境因子影响更大,其中pH值、含水量对土壤细菌和真菌群落多样性均具有显著影响。

基于土地利用变化的中国省域碳排放时空差异及碳补偿研究

选择中国30个省级行政区为研究单元,基于土地利用和能源消耗等数据,采用碳排放系数法,对2003~2016年中国土地利用碳源/汇进行计算,探究中国省域土地利用碳排放和碳吸收时空演变,并以碳盈亏时空分析为基础,通过生态补偿系数和经济贡献系数分析碳排放的差异性,以净碳排放量作为基准值进行碳补偿价值的研究。结果表明:①研究期间碳排放总量和净碳排放量除在2015年出现小幅度下降现象,其余年度均呈现不断增加趋势;碳吸收总量呈现稳中有升的趋势。②土地利用碳吸收的主要载体是耕地和林地,碳汇资源空间差异明显,基本呈现西高东低的分布特征,多数省份在研究期内基本保持一致的碳吸收类型。③碳排放总量分布空间差异显著,且主要来自建设用地。④依据净碳排放量的区域差异,将其划分为高碳排放区、一般碳排放区、低碳排放区、碳汇区4种类型。⑤由于各省域碳补偿标准和净碳排放量的差异导致碳补偿价值区域差异明显。

VR技术驱动下高校地理科学类专业教学革新研究

近年来,我国将推进VR技术与高等教育深度融合列为重点任务,VR技术的应用成为高校教学改革的重要举措之一。文章基于VR技术在高校地理科学类专业应用的理论基础和现状,提出VR技术驱动下的教学资源建设、学习方式拓展、教学关系调整、创新教学模式的闭环研究思路。基于两年研发与教学应用实践,对比常规教学和VR教学在理论、实践、思政、双创教学及教学环境等多方面特点,提出“五化一结合”为特征的高校地理科学类专业VR互动教学模式:以虚实结合、虚实并重为原则,构建教学资源虚拟化、教学选择多样化、教学过程交互化、教学管理平台化、教学环境集成化的新型VR教学平台,开展旨在培养地理学创新应用型人才为目标的深度学习活动。VR技术有效融入专业课程教学,将为高校地理教学革新起到巨大的推动作用。

黑龙江省平阳河省级湿地自然保护区种子植物的物种多样性及其区系分析

2018年5~10月和2019年8月,采用样线法和样方调查法,在黑龙江省平阳河省级湿地自然保护区,开展野外实地调查,研究种子植物多样性及其区系划分。研究结果表明,在该保护区内,共记录种子植物84科300属549种(包括2亚种和13变种);其中,有菊科(Compositae)种子植物69种,有禾本科(Gramineae)种子植物41种,有毛茛科(Ranunculaceae)种子植物38种,有蔷薇科(Rosaceae)和莎草科(Cyperaceae)种子植物各31种;有薹草属(Carex)种子植物19种,有蓼属(Polygonum)种子植物13种,有蒿属(Artemisia)种子植物10种,有野豌豆属(Vicia)种子植物9种;该保护区中分布着落叶阔叶林、落叶阔叶灌丛、草甸和草本沼泽等植被型,蒙古栎(Quercus mongolica)、榛(Corylus heterophylla)、小叶章(Calamagrostis angustifolia)等形成主要植物群系;该保护区内种子植物区系具有典型的温带属性,特有程度较低,种水平上主要区系成分为温带分布类型,与世界分布类型有普遍联系,同时有亚寒带-寒带和热带分布类型物种渗入。

基坑排水对城市内河水体溶解性有机质的影响研究

工程施工时基坑排水是保障基坑安全的必要措施,排出水进入城市内河,对内河及下游水生态安全产生影响。该研究采集哈尔滨市何家沟欧亚之窗公园段建筑工程施工过程中基坑排出水(W1)、排水口上游100 m处(W2)、排水口处(W3)、排水口下游50 m处(W4)、排水口下游100 m处(W5)、排水口下游200 m处(W6)的水体样品,应用三维荧光光谱-平行因子分析方法,测定溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特征,分析DOM的组成和来源,探究基坑排水对城市内河水体环境的影响。结果表明:内河水体腐殖化指数(HIX)在0.337~0.381范围内,腐殖化程度低,W1,W3~W6的HIX差异不显著,均显著低于W2,说明排水进一步降低了内河水体腐殖化程度。荧光指数(FI_(370))介于2.330~2.900范围内,生物指数(BIX)在0.897~1.140范围内,W1和W2的FI_(370)和BIX均显著高于W3~W6,两者具有极强的自生源特征,说明排水使下游水体自生源特征降低。水体样品DOM中共识别出2类4种有机组分:可见类富里酸组分(C1)、类色氨酸组分(C2)、紫外类富里酸组分(C3)和类酪氨酸组分(C4),即类富里酸物质(C1、C3)和类蛋白物质(C2、C4),两者间成负相关关系。FI_(370)与4种有机组分间均呈极显著的相关性,说明DOM组成简单。W2具有相对较高的DOM浓度,而排水口下游水体DOM浓度低,基本保持稳定。类蛋白物质在上游水体中占有相对较高的比重,在W4中,4种有机组分相对比重差异不显著,W5和W6类富里酸物质的相对比重有升高趋势,同样说明基坑排水导致内河水体自生源特征降低。除pH值升高外,下游水体样品溶解氧(DO)、总氮、总磷等理化指标含量均降低,pH值与类富里酸物质呈正相关,与类蛋白物质呈负相关,而DO、化学需氧量及水体养分指标与之相反。水体DOM有机组分与理化指标的相关性不同,可直接或间接影响DOM组成。因此,工程施工基坑排水可降低城市内河水体DOM浓度,改变了水体DOM组成。

阿什河国家湿地公园野生种子植物区系分析

本研究于2018年5月-2020年9月,采用样线法,在阿什河国家湿地公园内进行野生种子植物实地调查,分析科、属及种的区系组成。结果表明,该湿地公园内共发现野生种子植物58科175属290种,禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、莎草科(Cyperaceae)为优势科,薹草属(Carex)、蓼属(Polygonum)、委陵菜属(Potentilla)等为优势属。野生种子植物区系分析可知,在科水平上地理联系广泛,具有泛热带和北温带属性;属水平上表现为温带性质,与热带性质植物有一定的交集;种水平上表现为明显的温带性质,地理成分组成复杂、联系广泛,特有程度低。

阿勒锦岛国家湿地公园浮游植物群落结构特征

2020年7月采用高通量测序和镜检相结合的方法对阿勒锦岛国家湿地公园的浮游植物群落结构特征进行研究。结果表明:共检出浮游植物藻类7门9纲14目21科36属41种(含变种),其中硅藻门、蓝藻门和绿藻门为优势类群物种;根据生物多样性分析水体鉴定标准为轻度污染或无污染;根据水化指标分析表明湿地公园内水质符合国家Ⅳ类水体指标标准。物种与环境典型对应分析表明裸藻门与总氮、氨氮成正相关,绿藻门与pH值、溶解氧成正相关。

采用生物净化滤柱同步降低COD_(Mn)并去除NH^(+)-N、Mn^(2+)的启动过程研究

采用生物净化滤柱降低微污染水源水中的COD_(Mn)并去除NH-N、Mn^(2+),考察净化启动过程中以及沿程的CODMn、P(NH_(4)^(+)-N)、p(Mn^(2+))变化.结果表明,在71d时,出水中的CODMnp(NH_(4)^(+)-N)、p(Mn^(2+))均低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),并且COD_(Mn)最先达标,生物除锰效果受到NH_(4)^(+)-N氧化过程中产生的NO,-N的影响.净化的沿程分析结果表明,随着净化启动的进行,CODMm的降低率和NHt-N的去除率逐渐提高,稳定阶段CODMn、NH_(4)^(+)-N主要在0~0.4m段去除.净化启动初期Mn的去除主要依靠锰砂的吸附,当吸附饱和后,出水处p(Mn^(2+))逐渐升高;当NO,-N被全部氧化后,Mn的去除率快速提高;稳定阶段,Mn^(2+)主要在0~0.4m段去除。

土地利用方式对高寒地区湿地土壤细菌群落结构和多样性的影响

土地利用方式的改变会导致土壤生态系统功能发生改变,土壤微生物能够敏感地反映土壤质量及不同生态系统功能的演变。为研究土地利用变化对湿地微生物群落结构的影响,以三江平原3种典型的土地利用方式农田、湿地、林地为研究对象,采集其中的原始湿地、开垦后改种大豆田、林地3种土壤,采用基于细菌16S rRNA基因的高通量测序技术,研究上述土壤细菌的群落结构,并研究其与土壤环境因子间的关系。结果表明,不同土地利用方式土壤中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),但土地利用方式明显改变了土壤细菌属的组成和丰度。结合Chao指数和ACE指数,发现农田细菌生物丰富度显著高于林地土壤及湿地土壤,3种土壤中辛普森(Simpson)、香农(Shannon)指数几乎相同,说明细菌群落多样性没有明显差异。相关性分析表明,土壤pH值及有机碳含量是影响微生物群落组成的重要驱动因子。说明土壤利用方式改变后改变了土壤pH值、含水率及土壤养分含量,从而对细菌群落结构产生影响。

哈东沿江湿地自然保护区野生种子植物组成及区系划分

为掌握黑龙江哈东沿江湿地自然保护区野生种子植物资源现状,本研究于2018-2020年,采用样线法,在该保护区内对野生种子植物组成进行实地调查,并对科、属及种的区系进行分析。结果显示,该保护区内共发现野生种子植物53科162属265种(包括2亚种及3变种),均为被子植物。以菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae)等为优势科,薹草属(Carex)、蓼属(Polygonum)、委陵菜属(Potentilla)等为优势属。乔木2种、灌木7种,其余256种均为草本植物。种子植物科水平区系组成上具有广泛性,属、种水平上均表现出温带属性,同时有热带属性的渗透,且在种水平上与亚寒带—寒带属性有一定的交集。

林地土壤溶解性有机质荧光光谱特征及与重金属相关性

溶解性有机质(DOM)是土壤有机质中最活跃的成分,影响重金属迁移、转化过程,研究两者间相关性对环境监测和污染评价具有重要价值。采集位于小兴安岭的黑龙江省茅兰沟国家级自然保护区内典型针阔叶混交林表层(0~30 cm)土壤,采用三维荧光光谱-平行因子分析法,揭示林地土壤DOM荧光光谱特征,并进一步分析DOM荧光组分与重金属含量间相关性。结果表明:林地土壤DOM荧光指数在1.468~1.635之间,平均值为1.531,其来源兼具自生源和外生源特征;生物指数在0.563~0.646之间,平均值为0.603,新近自生源贡献率低;腐殖化指数在4.607~8.993之间,平均值为6.491,腐殖化程度不高。林地土壤DOM荧光光谱中共识别出3类5种荧光组分,包括类腐殖质(紫外类富里酸C1和可见类富里酸C2)、类腐殖酸(胡敏酸C3)和类蛋白质(类酪氨酸C4和类色氨酸C5)。类腐殖质占总组分和比例(60.12%)最大,显著高于类腐殖酸和类蛋白质,类腐殖酸占总组分和比例(11.25%)最小。C1、 C2和C3间均具有明显正相关性,C5与其余4种荧光组分均成显著负相关。5种荧光组分与荧光指数间均具有显著的相关性,仅C5与荧光指数成正相关。林地土壤重金属含量空间分布具有较大差异,As与Cr, Cu、 Ni与Zn, Hg与Pb均具有显著正相关性,Hg与Cu、 Ni及Zn, Cr与Pb均具有显著负相关性。3类荧光组分与As、 Cr和Pb的相关性均不显著,而均与Zn具有显著的相关性。同时,类腐殖质与Cu和Hg成显著相关,类腐殖酸与Cu、 Hg和Ni显著相关,而类蛋白质与Ni显著相关。研究结果可为茅兰沟国家级自然保护区林地土壤环境监测提供基础数据,为小兴安岭典型针阔叶混交林土壤重金属污染评价提供参考依据。

黑龙江碾子山雅鲁河国家湿地公园种子植物组成和区系分析

于2021年4月至10月,采用样线法和样方法,在黑龙江碾子山雅鲁河国家湿地公园,开展了种子植物调查,研究该湿地公园种子植物的组成特征和区系类型。研究结果表明,在该湿地公园内,共记录种子植物55科178属296种(包括4亚种和9变种);其中,属于禾本科(Poaceae)、菊科(Asteraceae)和莎草科(Cyperaceae)的物种的数量较多,分别为45种、36种和24种植物;属于薹草属(Carex)、萹蓄属(Polygonum)、委陵菜属(Potentilla)和蒿属(Artemisia)的物种的数量较多,分别为15种、11种、8种和8种;在该湿地公园内,分布有国家二级重点保护野生植物野大豆(Glycine soja),食用、药用和观赏植物资源也较丰富;分布在该湿地公园内的植被型有落叶阔叶林、落叶阔叶灌丛、沼泽化草甸、草本沼泽和水生植被,主要群系为柳属群系(Form.Salix)、芦苇群系(Form.Phragmites australis)和蒿属群系(Form.Artemisia)等;在种的水平上,该湿地公园内的种子植物具有一定的广泛性,表现出明显的温带属性。

黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质差异

为了揭示黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质的差异,于2018年7月25日~8月2日,在湿地公园内,在天然芦苇(Phragmites australis)沼泽、林地、旱田和水田中设置采样地,采集不同深度(0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm)的土壤样品,测定土壤样品的物理、化学和生物指标。研究结果表明,白渔泡国家湿地公园不同采样地土壤指标存在差异;与天然芦苇沼泽土壤相比,其它采样地土壤的含水量明显偏低,土壤全氮、全磷、碱解氮和有机质含量都明显偏小,水田土壤速效磷含量偏大;天然芦苇沼泽土壤脲酶、硝酸还原酶、纤维素酶、蛋白酶和β-葡萄糖苷酶活性都高于林地和农田土壤,水田0~10 cm和10~20 cm深度土壤的硝酸还原酶活性显著高于旱田和林地;与天然芦苇沼泽土壤相比,旱田土壤小于0.25 mm的小团聚体含量偏大,而其它采样地土壤的各粒级团聚体的比例变化较小,水田土壤团聚体平均重量直径比天然芦苇沼泽和旱田土壤低。