1990-2015年三江平原生态功能区生态功能状况评估

基于1990年、2000年、2010年和2015年四期的遥感影像提取土地覆被信息,以此为基础,依据《生态环境状况评价技术规范》(HJ/T192-2015)对三江平原生态功能区生态功能状况及其变化趋势进行评估。结果显示:三江平原生态功能区生态功能状况指数(FEI)逐年减小,生态环境逐年变差,但有放缓之势。1990年和2000年FEI分别为57.43和54.44,生态功能状况为一般;2010年和2015年FEI分别为47.96和47.70,生态功能状况评级为较差,生态功能状况为自然生态差,存在明显的生态环境问题,生态类型结构单一,生态功能不稳定。1990-2015年间,生态功能状况变化度(△FEI)为-9.73,生态功能状况变化度评级为显著变差。从1990-2000年间到2000-2010年间,△FEI<0,且︱△FEI︱增大,1990-2010年间生态功能状况变差加剧;从2000-2010年间到2010-2015年间,△FEI<0,且︱△FEI︱减小,说明2000-2015年间生态功能状况变差状况有所缓解。人类扰动上升,气候变暖、变干也是该区生态功能状况变差的因素。     

中国大陆沿海地区互花米草生长特征及其对环境因子的响应

本研究实地调查了中国大陆沿海地区天津汉沽至广东雷州37个样地的互花米草生长特征,采用回归分析、地理探测器以及冗余分析,探究自然状态下中国大陆沿海地区互花米草生长特征及其对环境因子的响应。结果表明：互花米草生长特征存在显著的纬度梯度差异,株高随纬度的增加先升高后降低(P<0.001),21.44°N株高最低(54cm),36.12°N株高最高(250cm);种群密度和地上生物量随纬度的增加均呈先降低后升高趋势;互花米草具有较高的可塑性,年平均气温、一月最低气温、七月最高气温以及海水盐度是影响互花米草生长特征的主要环境因子;海水盐度在与纬度交互作用下对互花米草空间分异解释力最高(q>0.65)。自然状态下互花米草受多种环境因子调控,较强的可塑性是互花米草成功入侵的关键因素。     

黄河口翅碱蓬湿地土壤氮的季节变化

2009年4～11月,选择位于黄河口滨岸中潮滩和低潮滩上的翅碱蓬湿地为研究对象,对比研究了湿地土壤氮的季节变化特征。结果表明:两种湿地不同土层的NO3--N、NH4+-N和TN含量均具有明显的季节变化特征,但不同类型湿地之间差异较大。二者NO3--N、NH4+-N含量的季节差异主要与其所受潮汐影响程度及其引起的无机氮物理运移和对NH4+-N吸附能力的差异有关。二者在7月较低的NO3--N含量主要与植物对土壤中有效氮的大量吸收与利用有关,而8月较高的NO3--N、NH4+-N含量主要与此间土壤有机氮矿化较强有关。两种湿地不同土层的TN含量与C/N的季节变化规律整体相反。二者TN含量的差异主要受制于不同土层的有机质分布以及潮汐的影响状况,而C/N的差异主要与两种湿地在不同时期受陆源的影响程度有关。     

黄河三角洲典型潮滩湿地土壤硝态氮和铵态氮的空间分布特征

运用地统计学方法研究了黄河口滨岸潮滩湿地土壤中硝态氮和铵态氮的空间分布格局。结果表明,潮滩湿地土壤NO3--N和NH4+-N的水平变异性在不同土层差异较大,较高的水平变异性主要与其在潮滩湿地良好水分条件下较为活跃的物理运移特性有关;潮滩湿地表层土壤NO3--N的水平分布具有明显的空间结构,符合高斯模型,并具有中等程度的空间相关性;自然结构因素在引起NO3--N空间异质性中的贡献占优,随机因素的影响相对较小;表层土壤NO3--N的空间变异性以向低潮滩延伸且受潮汐涨落影响较大的方向最大;潮滩湿地表层土壤的NO3--N具有明显的空间分布格局,表现出向低潮滩延伸方向形成明显斑块低值区,边缘则形成斑块高值区的特征。微地貌特征和潮汐微域物理扰动强度是导致空间异质性的两个重要随机因素,而水盐条件、土壤类型和潮汐物理扰动是3个重要结构因素。     

沼泽湿地生物碳汇扩增与碳汇型生态农业利用模式

为了探索沼泽湿地生物碳汇扩增技术与碳汇型生态农业利用模式,该文选取吉林省大安市牛心套堡苇场的苏打型盐碱化芦苇沼泽湿地为研究对象,通过田间工程、放流增殖鱼、虾、蟹、退化芦苇植被恢复等措施,构建高碳汇型水生生物群落,于2006-2011年进行了沼泽湿地生物碳汇扩增技术与碳汇型生态农业利用模式的试验。结果表明,试验地主要碳汇生物的年平均生物量达到3364.38kg/hm2,比试验前增加了158.20%,年均递增20.89%;试验地年均碳汇能力达到176.42kg/hm2,比试验前增加了256.98%,年均递增35.01%;试验地年均经济效益达到744元/hm2,比试验前增加了215.25%,年均递增25.81%。鱼、虾、蟹的放流增殖对沼泽湿地生态系统结构和功能无明显损害,所构建的"苇-鱼-虾-蟹"复合生态结构可作为退化芦苇沼泽湿地的生物碳汇扩增模式和碳汇型生态农业利用模式,也可为其他类型湿地实施生物碳汇扩增与碳汇型利用提供借鉴。     

湿地生态系统磷迁移转化机制研究进展

磷在湿地生态系统中的生物地球化学行为备受关注。湿地土壤以有机磷(OP)为主,无机磷(IP)为辅。铁铝结合态磷(Fe/Al-P)是IP的主要组分,钙镁结合态磷(Ca/Mg-P)惰性最强。OP因与土壤成分固定程度较低,更易在土壤中移动,而成为优于总磷(TP)可指示水体富营养化程度的指标。土壤酸碱度、温度、有机质含量、干湿交替和C∶N∶P是影响湿地生态系统磷生物地球化学循环过程的关键环境因素。耕地恢复为湿地后,湿地土壤TP含量基本呈升高趋势。速效磷(A-P)因对土壤理化性质的改变比较敏感,不同区域研究结果差异较大。随着退耕年限的延长,湿地土壤对磷的最大吸附量(Xm)、最大缓冲容量(MBC)和吸附常数(K)逐渐升高;但退耕初期,湿地土壤对磷的解吸率较高,可能会造成周边水域水体富营养化。     

人工湿地去除畜禽养殖废水污染物研究进展

为研究人工湿地在畜禽养殖废水中处理污染物的现状,以“人工湿地”、“畜禽养殖废水或污水”、“畜禽养殖污染”、“营养物质”、“重金属”、“抗生素”和“抗生素基因”等为关键词,搜索ISI web of knowledge、SpringerLink、中国知网、万方数据库等数据库,对2007—2020年发表的相关文献进行归纳和分析。结果表明:1)人工湿地能有效去除畜禽养殖废水中营养物质、重金属、抗生素及ARGs等;2)人工湿地在畜禽养殖废水中的应用尚处于发展阶段,且具有较可观的应用前景,但其去除污染物的机理仍需要深入探;3)研究发现人工湿地综合去除畜禽养殖废水中的污染物能力以及评价人工湿地运行效能是今后的研究发展方向。本研究可为人工湿地处理畜禽养殖废水提供理论参考。     

基于多源遥感信息的过去40年间吉林省长吉示范区森林面积损失与景观破碎化研究

吉林省长吉产业创新发展示范区位于我国东北地区的地理中心,是实施新一轮东北振兴和吉林省融入国家"一带一路"战略的重要区域。由于农业活动和城市化等的影响,长吉示范区的森林经历了大面积减少和剧烈的破碎化过程。本研究以多源遥感影像Landsat MSS/TM/ETM+、ZY-3为数据源,应用面向对象的遥感影像分类方法,获取5期森林景观和其他景观类型的空间分布数据,分析了1976年~2015年期间长吉示范区森林景观变化特征。结果表明:在过去的近40年里,长吉示范区森林面积减少了20875hm2(减少了22.9%);示范区各森林景观指数的变化表明该区森林景观优势度、聚集度急剧降低,景观破碎度持续加剧。过去的40年间,耕地开垦占用森林面积为26474hm2,占森林景观向其他景观类型转化总面积的92.1%;居住地、采矿场、交通用地和工业用地占用森林面积分别为1069hm2、423hm2、360hm2和180hm2。森林景观变化的驱动因素分析表明,人为干扰是导致研究区森林景观变化的主要原因,自然因素对森林景观变化起到一定的促进作用。在森林景观动态和驱动因素分析的基础上,文中提出了长吉示范区森林保护的建议,为区域生态保护与生态城市建设提供科学借鉴。     

植物纤维毯道路边坡防护技术综合效益评价

为系统评价植物纤维毯水土保持作用对不同雨强的响应以及改良土壤的作用,开展了人工模拟降雨试验和野外小区监测,在模拟降雨试验中,设计4个雨强,测试3种植物纤维毯,降雨历时均为60min。在降雨过程中以5min为间隔收集径流泥沙,并测定径流量和侵蚀泥沙量。在野外小区监测中,通过2007,2010,2013年施工的稻草毯小区,以及2014年施工的椰丝毯、椰丝稻草混合毯和稻草毯小区,评价土壤理化性质对植物纤维毯铺设年限和类型的响应差异。结果表明:在47mm/h及以上雨强下,椰丝毯、椰丝稻草混合毯和稻草毯均能有效减少侵蚀和产流,平均减蚀效益分别为94.92%,86.06%,83.42%,平均减流效益分别为31.59%,45.02%,52.44%,减蚀效益显著优于减流效益。3种植物纤维毯均在47mm/h雨强下减蚀效益和减流效益达到最高,其中最高减蚀效益为椰丝毯(97.54%),最高减流效益为椰丝稻草混合毯(88.26%)。随着雨强增大,减蚀效益和减流效益均不同程度降低,且减流效益降低更快。随着植物纤维毯铺设年限延长,土壤理化性质逐渐改善;铺设1年后,椰丝稻草混合毯改土效果最佳。     

基于GF-1与Landsat8 OLI影像的作物种植结构与产量分析

作物种植结构监测和估产是精准农业遥感的重点领域,其研究对于指导作物种植结构和制定农业政策具有重要意义。该文以黑龙江省北安市为研究区,以2015年的Landsat8 OLI和多时相GF-1为遥感数据源,基于物候信息和光谱特征确定的农作物识别关键时期和特征参数,构建面向对象的决策树分类模型,开展作物种植结构监测研究;综合植被光谱指数和地面采样数据,采用逐步回归方法建立产量遥感估算模型。结果表明:多源与多时相的遥感数据可以反映不同农作物的季相特征,应用本文所构建的决策树分类模型,作物分类效果较好,总体精度达87.54%,Kappa系数为0.8115;2015年,北安市的主要作物类型为大豆、玉米、水稻和小麦,面积分别为2204、1955、122和19 km~2,其中大豆的种植面积最大,占作物种植面积的51.24%。基于NDVI、EVI和GNDVI构建的多元回归模型为北安市大豆和玉米产量估算最优模型(R~2=0.823 7,均方根误差135.45 g/m~2,精度80.55%);北安市玉米高产区集中分布在西部,大豆的高产区主要分布在东部;2015年北安市玉米和大豆的单产分别为8 659、2 846 kg/hm~2,总产量分别为16.93×10~8、6.27×10~8 kg。利用作物关键物候期的多源多时相遥感数据能够精确高效地提取作物种植结构,构建的产量估算多元回归模型,为精准农业科学发展提供参考。