中国湿地生态补水发展现状及其生态效应研究进展

湿地水资源状况直接决定了湿地生态系统的结构和功能,生态补水已经成为解决缺水地区湿地萎缩和退化、生态环境问题的重要措施之一。文中介绍了中国湿地生态补水的发展现状、实践探索和保障机制,综述湿地生态需水和生态补水策略研究,以及补水对区域水资源、湿地景观和植被、湿地生物群落和生态系统服务等影响的研究进展;总结当前中国湿地生态补水的发展成就及生态补水实践探索,分析相关研究中存在的问题;并从区域规划、方案编制、实践探索、生态系统影响评估等方面给出了未来湿地生态补水发展和研究的建议,以期为中国湿地生态补水研究及实践提供借鉴。     

中国中东部农田作物水分利用效率时空分布及影响因子分析

为研究中国中东部地区农田生态系统水分利用效率时空分布特征,该文利用遥感数据、气象数据以及国家分省区农业统计数据,基于农作物种植结构所划分的地区,通过趋势分析方法,分析了2003-2012年10 a间农田水分利用效率的时空分布特征。结果发现:华北地区农田多年平均水分利用效率(water use efficiency,WUE)高于南方水田区,山东半岛、辽东半岛以及江苏沿海地区农田WUE最高,多年农田WUE均值高达2.0 g/kg,而东北平原及东南丘陵地区农田WUE多年均值则较低,平均在1.5 g/kg以下。中国中东部农田WUE总体上呈上升趋势。其中,华北平原以及松嫩平原农田WUE增加趋势明显,最大年均增幅达0.02 g/(kg·a),而东南丘陵、江淮以及三江平原等地,农田WUE则呈减小趋势,最大年均降幅达-0.007 g/(kg·a)。整体上看,北方地区农田WUE的涨幅高于南方。考虑气候变化后,灌溉和施肥对中国中东部农田WUE的影响较小。气候变化则是影响中东部农田WUE的主要因素。在北方地区,对农田WUE变化有显著影响的因子为年降水量,而在南方地区,年均温的影响则更显著。相比于在中东部北方地区农田WUE年际变化主要受到年降水量对农田蒸散发(evapotranspiration,ET)的影响,在南方地区,农田WUE年际变化则主要受到年均温对农作物总初级生产力(gross primary productivity,GPP)的影响。该研究可为农田区水资源合理利用以及中东部农田生态环境持续发展提供参考。     

中国国家级水产种质资源保护区建设及其发展趋势分析

分析国家级水产种质资源保护区的建设现状、地理分布格局和发展趋势,为水产种质资源的保护管理提供依据。分析指标为水产种质资源保护区的建设数量、建设规模、空间分布格局、聚集程度。研究表明,我国已建国家级水产种质资源保护区492个,初步构建了包括各类湿地和水域的保护区网络;不同类型国家级水产种质资源保护区建设数量差异较大,且面积普遍偏小;河流和淡水湖泊类型保护区的数量占总数的83.14%,以鱼类及栖息地保护为重点,缺少对两栖动物、爬行动物和水生植物等的保护;保护区聚集度指数为0.72,呈高度聚集分布格局,集中分布在湘北-鄂东南-皖赣边界、苏南-浙北和川东等地。保护区快速建设期接近尾声,未来应加强其规范化建设和管理,优化保护区网络。     

湿地公园建设中的景观设计研究

湿地公园已成为国家湿地保护体系的重要组成部分,但在其快速建设的过程中也出现了一些景观设计方面的问题。笔者通过分析当前国内湿地公园建设中景观设计方面的不足,明确湿地公园景观的含义和设计目标,指出湿地公园景观由水体景观、生物景观和文化景观构成,提出湿地公园景观设计应遵循生态学、以人为本和美学原则,探讨湿地体验区、湿地功能展示区以及湿地公园服务设施景观设计的内容和方法,以期对今后湿地公园景观设计有一定参考价值。     

基于水流模型的串联式水平潜流湿地除磷效果分析

为了探究串联式水平潜流湿地内部水流规律及其对水禽污水的处理效果,对三级串联式水平潜流湿地运行效果进行了连续监测,分析了单位面积总磷(total phosphorus,TP)去除率月变化,进水流量和水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)对出水TP质量浓度的影响,并通过推流式反应器模型(plug-flow,PF)、扩散流模型(dispersed-flow,DF)和串联反应器模型(tanks-in-series,TIS)对水流形态进行了描述。结果表明:单位面积磷去除率随处理单元(P1,P2,P3)增加而降低(P1:(0.11±0.09)g/(m2·d)、P2:(0.08±0.03)g/(m2·d)、P3:(0.05±0.01)g/(m2·d));进水流量小于55 m3/d时,增加进水流量可提高P1单位面积去除率,但会降低P2和P3单位面积去除率,P2和P3在HRT85 d时对HRT具有较强敏感性,各处理单元最佳进水流量和HRT分别为P1:55 m3/d,166 d;P2:3.4 m3/d,151 d;P3:9.5 m3/d,176 d;P1在6月单位面积TP去除量大于释放量,P2和P3在7月-9月均存在TP净释放过程;P1(k:0.663~0.751 cm/d)理化环境较P2(k:0.641~0.722 cm/d)和P3(k:0.429~0.458 cm/d)更有利于除磷;TIS模型(R2:0.567~0.883,P0.05)对出水质量浓度的拟合大于DF(R2:0.510~0.723,P0.05)和PF模型(R2:0.465~0.626,P0.05),表明实际水流形态更接近混合流。该研究对于深化水平潜流湿地内部水流规律认识,全面了解不同运作下磷迁移转化机制提供参考。     

PL高分辨率遥感影像在森林火灾评估上的应用

【目的】研究仅依靠一种高分辨率遥感影像（PL）用于森林火灾影像信息提取、数据分析的可行性,为火烧程度评估提供可靠的林火遥感数据源和提取方法。【方法】以2017年毕拉河“5·2”特大森林火灾的火烧迹地为研究区域,使用火前、火后当年、火后更新1年共3期PL影像作为数据源,利用ROI _S提取过火区,分析火干扰前后NDVI的变化特征。结合地面调查数据,采用差值归一化植被指数（dNDVI）划分火烧等级,阈值验证参照罗德昆火灾受害等级划分标准进行精度验证。对火烧迹地植被受害状况进行评估,以获取火烧程度的空间分布格局。【结果】1)火干扰导致NDVI值急剧降低,火后更新1年NDVI略有升高,表明植被恢复能力有限。PL遥感影像的3 m高空间分辨率使其RGB图像高度饱和,地类清晰。2)做土地覆盖类型划分,训练样本分离性在1.91以上,共划分为森林、草本沼泽、道路、河流4类。分类整体精度为98.05%,Kappa＿Coefficient为0.95。3)受害程度等级划分为未火烧、轻度火烧、中度火烧、重度火烧4级,分类整体精度为91.55%,Kappa＿Coefficient为0.91。此...     

湿地岸带景观规划设计研究概述

近年来,随着社会经济的迅速发展和城乡城镇化趋势的不断扩张,位于城郊有限的自然湿地资源引起了社会各方面的强烈关注,尤其是关于湿地岸带的生态保护与开发利用正面临着日益严峻的挑战和争议。本研究基于湿地恢复学和景观生态学的知识理念,从湿地岸带的景观规划设计视角出发,概括了湿地岸带的生态边缘特性、景观廊道特性和景观递变特性,阐述了湿地岸带具有供给、调节、支持和文化等生态服务功能,提出湿地岸带景观的规划目标和设计原则,探讨了在总体规划层面上对于湿地岸带在纵向、横向和垂直向三维景观格局中的规划要点以及各个景观斑块之间的空间联系和相互影响,最后总结了在详细规划层面上对于湿地岸带的水体景观、地形景观、植被景观和文化景观元素的设计建议,以期为今后湿地岸带的景观规划设计提供一定的理论支持和技术指导。     

基于CVM 的吉林省湿地生物多样性

湿地生态系统作为全球生态系统的重要类型之一,在维持生物多样性方面发挥着举足轻重的作用。为了更好地保护湿地,笔者基于条件价值法(CVM)这一当前国际上比较成熟的生态系统价值评价方法,对吉林省湿地的生物多样性维持服务价值进行定量评价。研究采用实地调研和网络发放结合的方式进行支付意愿问卷调查,共发放支付卡式问卷500份,回收有效问卷491份。结果表明,吉林省湿地2012年人均支付意愿值为120.7元/a,根据全国和吉林省人口总数计算的吉林省湿地生物多样性维持服务价值分别为1005.1亿元和20.8亿元。受访者受教育的程度、收入水平和对湿地生物多样性的关心程度对支付意愿具有显著影响,与平均支付意愿值呈显著的正相关关系(P<0.05),而性别和年龄对受访者支付意愿没有显著影响。调查方式和距离远近也会对支付值有显著影响(P<0.0001)。为了保护好吉林省的湿地生物多样性,政府应该加大宣传力度,提高公众的环保意识。研究结果将使湿地保护和开发的价值对比成为可能,对于制定合理的区域生态保护和经济开发决策、保护和恢复湿地生态系统具有重要意义,为政府相关政策的制定提供理论基础。     

植物对不同类型湿地污染物的去除机制

植物在湿地水质净化过程中起到了重要作用,尤其是植物根际为污染物的去除提供了非常有利的环境。主要论述了湿地植物对不同类型的污染物包括过量氮磷、重金属以及有机污染物的去除机制。虽然去除机制不尽相同,但主要通过植物的主动吸收和被动吸收等直接作用将各类污染物运输至植物体内,并通过迁移转化等过程最终被植物所固定。植物的生物量尤其是根系生物量、植物种类和其凋落物均对植物的吸收作用有显著影响。此外植物还通过根际环境影响微生物的数量和活性间接去除污染物,微生物可通过自身的代谢包括分解、转化和螯合作用实现污染物的去除。微生物的活性受水力停留时间、土壤基质类型、植物根际氧浓度、根系分泌物、p H等诸多环境因子的影响。未来应该深入研究植物-微生物联合修复技术,进一步提高人工湿地对污染物的净化效果。     

湿地植物在盐胁迫下的生理代谢响应研究

采用3.5%的Na Cl溶液分别对碱蓬、三七景天和星星草等3种植物进行浇灌,研究植物在生长过程中,其植株和土壤中离子含量、生物量、土壤p H值、全盐量等的变化,结果表明:在盐胁迫环境下,3种植物均表现出很强的耐盐性,碱篷植株体内可聚集大量的Cl-和Na+,但是,在碱蓬生长的土壤中含有很高的交换性钠含量,因其不断进入土壤胶体,从而加重了土壤碱性化程度;三七景天在生长过程中可有效降低土壤中的全盐量及交换性钠离子含量,对降低土壤盐碱性具有较好的作用;星星草通过迅速增加其体内可溶性糖含量来降低其渗透势,缓解体内盐分浓度,以抗盐胁迫环境,且能积累较高的干物质,保持相对稳定的含水率。因此,这3种植物都是较好的耐盐植物,可用以进行耐盐植物资源的开发和选育。