白洋淀湿地典型植被芦苇储碳固碳功能研究

湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位.在实地调查和实验室测定的基础上,研究了白洋淀湿地芦苇(Phragmites australis(Cav.)Trin.Ex Steudel)的现存生物量和初级生产,并根据光合作用原理测算了其碳储量和同碳能力,进而从光能利用率的角度探讨了其固碳潜力.结果表明,白洋淀湿地芦苇的碳储量较大,为2.52～3.44kg·m~(-2),平均2.9 kg·m~(-2),且地下部分的生物量大于地上部分,两者比值为2.38～3.30,平均2.90,地下部分碳储量是地卜部分的近3倍.白洋淀湿地芦苇具有较强的固碳能力,为0.82～1.65 kg·m~(-2)·a~(-1)是全国陆地植被平均同碳能力的1.7～3.4倍,全球植被平均同碳能力的2.0～4.0倍.白洋淀湿地芦苇的光能利用率仅为0.6%～1.2%,若提高到植物理论最大光能利用率5%～6%,则固碳能力可较目前提高3.2～9.0倍,达到6.60～8.25 kg·m~(-2)·a~(-1),潜力很大.     

白洋淀植物重金属积累特性的研究

植物修复技术是治理土壤重金属污染的高效、廉价和颇具潜力的原位绿色技术。针对白洋淀湿地重金属污染(CdPbZnCu)现状,为利用植物修复技术提供超富集植物资源,本研究在白洋淀淀边、淀中、淀内台地分不同季节采集了26种优势植物及根际沉积物,采用聚类分析方法对植物重金属积累特性进行了分析。结果显示:1龙葵(Solanum nigrum L.)是Cd超富集植物,旋覆花(Inula japonica Thunb.)和无芒稗(Echinochloa crusgali L.)为Cd潜在超富集植物,苘麻(Abutilon theophrasti Medicus)、水蓼(Polygonum hydropiper L.)、长芒稗(Echinochloa caudata Roshev.)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus hispidus(Thunb.)Less.)、猪毛菜(Salsola collina Pall.)为Cd富集植物。2旋覆花为Pb超富集植物,龙葵为Pb富集植物。3苍耳(Xanthium sibiricum Patrin ex Widder)为Cu超富集植物,蟋蟀草(Eleusine indica(L.)Gaertn.)和长芒稗是Cu富集植物,萹蓄(Polygonum aviculare L.)和水蓼为Cu潜在富集植物。4虎尾草(Chloris virgata Swartz)和地肤(Kochia scoparia(L.)Schrad.)为Zn超富集植物,蟋蟀草、水蓼、鬼针草(Bidens pilosa L.)、无芒稗、猪毛菜和阿尔泰狗娃花为Zn富集植物。由此说明,龙葵和旋覆花是Cd和Pb、水蓼是Cd和Cu、蟋蟀草是Cu和Zn的理想提取植物。该结果为白洋淀湿地重金属植物修复提供了理论依据。     

白洋淀湿地芦苇生长参数的线性分析

在野外实地调查的基础上,从白洋淀湿地芦苇生长参数角度对试验数据进行了整理并对其进行相关分析。结果表明,株高与叶片鲜重、株高与茎鲜重、直径与叶片鲜重、叶片鲜重与茎鲜重呈显著正相关,其余组别的数据呈正相关。对4组呈显著正相关的参数用线性函数进行了定量模型拟合,为该地芦苇的生理生化及功能方面的进一步研究打下了一定的基础。     

雨季白洋淀地区散养鸭粪中氮素去向研究

散养是白洋淀地区养鸭的主要方式,散养过程中产生的大量鸭粪因不够集中、难以收集而残留于土壤表面。借助小区模拟试验,研究了白洋淀雨季(6～9月份)残留在土壤表面的鸭粪中氮素动态变化及环境影响因素。结果表明:鸭粪中部分氮素以NH3的形式挥发,挥发期为45d左右,挥发量约为8.72kg·hm-2;NH3挥发主要集中在鸭粪排出后的7d内,挥发初期随温度降低、湿度增加和光照减弱逐渐降低,随着挥发的减弱其与环境因素相关性不明显。模拟小区地表径流中总氮(TN)流失负荷为10.05kg·hm-2,以颗粒态氮(PN)为主;可溶态氮(TDN)中,以无机氮为主。淋溶水中总氮淋失负荷为19.30kg·hm-2,以NO3--N为主。自然状态下,鸭粪中约10%氮素以NH3挥发、地表径流和淋溶流失;部分氮素残留于土壤中,另有部分未矿化鸭粪存在于土壤表面,约占鸭粪总量的45.09%。残留于土壤中的氮素一旦达到土壤临界值,将威胁当地水环境安全,因此必须采取有效措施,防止养鸭带来的过量氮素累积造成的环境污染。     

白洋淀湿地保护与旅游可持续发展的关系探讨

介绍了白洋淀湿地自然保护区的情况,分析了白洋淀湿地的重要作用,进一步剖析了白洋淀湿地保护与旅游可持续发展之间的矛盾,最后提出了白洋淀环境友好型低碳发展模式。     

基于InSAR的白洋淀湿地潜在水力阻碍物分布格局

明晰潜在水力阻碍物的分布格局对于识别连通受损区域、分析受损原因以及采取针对性连通措施具有重要的科学指导意义。鉴于传统光学遥感方法在植被信息抑制下的湿地水文监测方面具有一定局限性,本文提出基于干涉合成孔径雷达（InSAR）技术,通过地表形变计算反演潜在水力阻碍物的方法,并分析了白洋淀潜在水力阻碍物的分布格局。结果表明,白洋淀湿地的潜在水力阻碍物主要为村庄、耕地和部分芦苇台田,且时空变异显著;白洋淀南部区域的阻碍物更容易导致水文不连通,在水文连通研究中需要重点关注。     

白洋淀水系结构连通性评价

水系结构连通性评价是实现河湖连通的基础,为构建生态水网,提升水体连续性提供决策依据。现有评价方法多集中于连通概率及强度方面,忽略了结构稳定性的评估。有效探究水系在外界干扰下的连通稳定程度,可为水资源开发利用提供科学指导。以白洋淀为例,基于复杂网络分析法,考虑水网稳定性,建立包括水面率、水系连通度及水系结构稳定性三大要素,共七个指标的评价体系,采用熵权法与层次分析法耦合赋权及综合指数评价法,评估淀区水系结构连通性。结果表明,较之2007年,2017年淀区综合连通指数由0.7524下降至0.4235,区域孤立湖泊增多,连通强度及结构稳定性皆有所降低。     

白洋淀底栖动物多样性调查及水质评价

底栖动物对环境变化反应敏感,当水体受到污染时,底栖动物群落结构及多样性会发生改变。为了解白洋淀的底栖动物组成及水质状况,于2006年12月、2007年3～11月对白洋淀9个采样点的底栖动物进行了采样调查。共鉴定出底栖动物23种,其中,软体动物17种、环节动物2种、水生昆虫幼虫4种,与1958年的调查结果对比,发现物种种类数呈降低趋势。其中,中国圆田螺、中华圆田螺、绘环棱螺、羽摇蚊幼虫为全年分布种。应用Shannon-Wiener多样性指数对水质进行分析,可以看出白洋淀水质为中污染。     

白洋淀养殖水域浮游植物种群结构初步分析

2009年在白洋淀6种典型水域进行试验,测定其浮游生物数量、生物量的变化。根据浮游植物各主要大类的区别,分析了不同养殖模式水域浮游植物种群结构的差异。结果表明,白洋淀浮游植物总计104种,隶属于8门38科81属;第一优势种群为绿藻,其次为硅藻和蓝藻。平均数量8月份最高,多样性指数和均匀度变化范围分别为2.38~4.78和0.45~0.91。     

模糊数学模型在白洋淀水质综合评价中的应用

根据2009年《国家水体污染与控制重大科技专项》白洋淀子专题对白洋淀水质的调查资料,应用模糊数学模型对白洋淀的水质现状进行了综合评价。结果表明,所调查的6个淀区的水质等级均为Ⅴ,主要污染物质是总氮和COD。总结了造成白洋淀有机物污染的原因,并提出相应的防治对策。