鄱阳湖双退区湿地植被恢复方案探讨

针对鄱阳湖双退区湿地的植被现状以及存在的生态环境问题,本着因地制宜、整体优化的生态修复原则,在充分满足湖泊的自然环境和水生态系统特征等要求的基础上,根据双退区植被退化原因和类型,集成了规划技术、生物技术和工程技术,在江西省都昌县开展了双退区湿地植被恢复与重建技术模式的研究与示范。在鄱阳湖双退区,保证一定经济收入的同时维护湿地合理的生态结构和功能,提出了一个可持续性的湿地生态系统恢复模式及相应的工程措施和重建方案,为今后鄱阳湖双退区乃至鄱阳湖生态修复工程提供了相应的技术参考。。     

鄱阳湖湿地景观恢复的物种选择及其对环境因子的响应

湿地是重要的生态系统,对人类和野生生物都具有极其重要的价值。由于自然因素的变化和人类活动的干扰,湿地退化严重。近年来,湿地恢复已成为世界环境问题改善的重要工具之一。选择适用的湿地植物是退化湿地恢复的关键途径。本文以鄱阳湖湿地为研究对象,通过专家赋值、野外调查、定位观测等方法,筛选了苦草、野菱、芦苇、苔草等25种鄱阳湖常见植物作为湿地景观恢复的优先物种。对苦草、黑藻、菹草、菖蒲、芦苇等5种植物对环境因子的响应进行观测。结果表明,苦草在清水环境130-140cm处的生长最好;黑藻在清水环境中100-110cm处的生长最好;菹草在不同水深(50-160cm)下都能够生长,菹草高度随水深增加而增加;菖蒲具有一定的耐淹能力(< 80cm),但完全淹水(水深100-120cm)明显影响到菖蒲根状茎萌发、幼苗生长和生物量的积累;芦苇根状茎萌发对水深要求严格,土壤要湿润且透气性良好才是芦苇萌发的最好条件,芦苇根状茎萌发前淹水超过20 cm其萌发将会受到明显抑制,淹水超过30 cm则无法萌发。通过对沉水植物的透明度研究表明,植物对水质的透明度都有一定的要求,透明度较好更利于湿地植物的生长发育。     

长江上游暗针叶林生态系统蒸散计算

利用修正参数后的Penman-Monteith修正式对长江上游暗针叶林生态系统蒸散的计算结果表明该区日蒸散变化过程为单峰型,峰值出现在一天中的1300～1400,可达到0.26 mm/h.该暗针叶林生态系统蒸散较小,而且常年变动不大,多年年均蒸散量仅为333.9 mm.主导该区蒸散的控制因子是太阳有效辐射和大气温度;系统蒸散的年变化进程与水面蒸发实际观测趋势一致.     

1949-2005年江西省农田养分平衡动态的宏观分析

农田养分平衡状况不仅直接影响土壤肥力的发展方向,而且关系到农业的可持续发展.根据投入产出核算的基本原理分析1949～2005年江西省农田养分平衡状况,得出如下结论:①氮素在1965～1977年开始有10%左右低水平盈余,1978年以后江西农田氮素投入一直维持在20%以上的高盈余率,到20世纪80年代中期以后(1986～2005年)年平均氮素盈余率高达46.6%,每年平均盈余约3.85×105 t氮(为未扣除化肥氮素损失的理论值);②20世纪80年代中期以后,磷素的平衡盈亏率比前期大大增加,年平均盈余率高达43.4%,即每年平均盈余约1.74×105 t磷;③长期以来江西农田钾素亏缺状况比较严重,在20世纪80年代中期以前,钾素的平衡亏缺率高达50%以上,此后钾素化肥用量逐年增加,直到21世纪初才基本实现了盈亏平衡.     

鄱阳湖季节性积水湿地表层土壤碳氮高程梯度分布特征及其影响因素

[目的]深刻认识环境因子对湿地土壤碳、氮积累的影响,是理解湿地生物地球化学转化过程的基础.基于鄱阳湖环境复杂、生物多样性丰富以及具有丰水期和枯水期交替出现的独特水文特征,是研究水文急剧变化的湿地生态系统土壤碳、氮动态变化的天然实验室,探讨季节性积水湿地表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)沿高程梯度的分布特征及其影响因素.[方法]以鄱阳湖国家自然保护区的蚌湖、常湖池和泗洲头季节性积水湿地表层土壤(0～20 cm)为研究对象,于鄱阳湖枯水期(2018年11月—2019年3月)开展野外调查并采集土壤样本,测定土壤理化性状,利用主成分分析方法判别不同湿地类型环境特征,利用Pearson相关性分析土壤碳、氮与环境因子的关系,利用集成推进树算法量化环境因子对湿地表层土壤碳、氮的相对贡献.[结果]蚌湖、常湖池和泗洲头湿地表层(0～20 cm)SOC和TN含量随着高程梯度的增加呈现先增加后减小的变化趋势,最高值出现在高程梯度13～14 m或14～15 m的洲滩区域.蚌湖(SOC:(9.47±2.97)g/kg,TN:(1.14±0.32)g/kg)和常湖池(SOC:(7.92±3.20)g/kg,TN:(1.05±0.28)g/kg)比泗洲头(SOC:(2.36±0.49)g/kg,TN:(0.27±0.06)g/kg)具有更高的SOC和TN含量(P<0.05).SOC和TN存在极显著正相关,并且分别与坡度、湖底高程、土壤含水量、铵态氮、硝态氮、全磷存在显著正相关,与土壤pH和碳氮比存在显著负相关.基于主成分分析的因子得分显示,蚌湖、常湖池和泗洲头的环境性状具有明显分异,表明湿地类型与表层土壤碳、氮的分布具有密切联系.优化的集成推进树算法显示,所选环境因子中,湿地类型、高程梯度、土壤含水量、土壤碳氮比、铵态氮、硝态氮和全磷对SOC和TN具有不同程度的影响,土壤pH、湖底高程和坡度的相对影响微乎其微.其中,铵态氮、高程梯度是影响SOC积累的主要因素,湿地类型、土壤全磷是影响TN积累的主要因素.[结论]鄱阳湖碳、氮与磷的变化关系密切,湿地类型、高程梯度对鄱阳湖湿地土壤碳、氮的积累产生了深刻影响.     

贡嘎山亚高山森林带蒸散特征模拟研究

蒸散是森林水文循环中最重要的水分输出机制 ,是决定森林水文效应的关键因素 .然而寻求较高精度的蒸散模拟手段 ,尤其是在地形复杂的山区 ,一直是困扰森林水文学家的难点之一 .该文通过对贡嘎山林区的蒸发实验观测 ,利用修正的Penman Monteith公式对地面和冷杉林蒸散进行模拟 ,并与水面实际观测资料进行对比 .结果显示 :控制该区蒸散的主导因子是太阳有效辐射、大气温度和植被类型 ;对三种地表类型 (裸地、灌草、森林 )蒸散模拟的年内变化过程与水面蒸发的实际观测值趋势一致 .利用修正的Penman Monteith公式对贡嘎山森林带蒸散的模拟结果显示 :非生长季节期间 ,森林蒸散低于非森林地面蒸散 ;而在生长季节 ,森林带蒸散要高于非林地的蒸散 ,其变化差异在 - 2 5 %～ 2 5 %之间 ,这些结果完全符合森林的蒸散特征 .因此 ,在对亚高山森林地区的水文过程以及水量平衡进行计算时 ,修正的Penman monteith公式是有效的分析评价工具之一 .     

鄱阳湖枯水期水域特征对季节性淹水湿地优势植被固碳能力的影响

选择了鄱阳湖湿地具有不同水域特征的常湖池(控湖)、蚌湖(半控湖)和泗洲头(开放水域)的典型优势植被苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和芦苇(Phragmites australis)为研究对象，研究了植被生物量、碳含量、植被净初值生产力和释氧量在不同水域特征下的分布特征，基于多种统计学分析方法量化水域特征对植被固碳能力的影响，揭示了其主要影响因素。研究表明：控湖的常湖池、半控湖的蚌湖、开放水域的泗洲头植被碳密度分别为17.98、13.06、16.74 t/hm²，植被固碳量分别为2623.21、25651.62、14344.81 t。常湖池不同植被间固碳能力差异较小，泗洲头和蚌湖不同植被固碳能力差异较大。ABT分析则表明，水域条件、土壤有机碳含量是植被根碳含量的主要影响因子，水文梯度是植被地上碳含量和碳密度的首要影响因子。     

基于DNDC模型的稻田生态系统碳动态模拟研究进展

DNDC （denitrification-decomposition，反硝化-分解）模型是一个含有时间因子的模拟生物地球化学过程较为成熟的动态模拟模型，可用于模拟和评估作物（如水稻）生产、碳氮动态演变以及温室气体排放等。为了能够更充分地认识DNDC模型，使之得到更广泛应用，本文基于DNDC模型的构成与功能、目前6个（DNDC、CENTURY、CASA、EPIC、Biome-BGC、Roth C）世界著名的生物地球化学模型的比较及其DNDC模型在稻田生态系统中的模块优化，从稻田土壤碳动态角度出发，分析和总结了DNDC模型在稻田土壤固碳潜力、温室气体CO₂和CH₄排放模拟、稻田管理模式评估以及模型参数敏感性分析方面的研究进展。本文也指出，受土壤属性空间异质性大、区域田间管理措施差异等因素影响，DNDC模型存在诸如点位尺度验证难以扩展到区位尺度模拟、模型矫正困难等限制模型准确性的问题。为使DNDC模型能够在中国复杂的农耕特征下开展模拟研究，今后的发展应重视DNDC模型模块功能优化、提高输入参数精确度等，进一步提高模型模拟精确度和预测评价系统的可信度，使模型更好地预测土壤碳动态变化，在稻田生态系统固碳减排和管理方案制定等方面发挥作用。     

鄱阳湖泗洲头湿地土壤粒度组成及其对有机碳的影响

为探究土壤质地对天然湿地土壤有机碳含量的影响，以鄱阳湖泗洲头湿地为研究对象，利用激光粒度分析仪测定苔草（Carex cinerascens）、南荻（Triarrhena lutarioriparia）、芦苇（Phragmites australis）、荻（Miscanthus sacchariflorus）和狗牙根（Cynodon dactylon）5种优势植被下的表层（0～20 cm）和下层（20～40 cm）土壤粒度组成，采用Folk-Ward公式计算土壤粒度参数，分析土壤粒度分布特征，利用结构方程模型（structural equation model,SEM）和Pearson相关性探讨土壤粒度组成与土壤有机碳的关系。结果表明，鄱阳湖泗洲头湿地土壤质地以粉黏土和砂壤土为主，分选性较差。粉黏土质地组成主要以粉粒（67.76%～79.28%）为主，平均粒径（Mz）为6.91Φ，粒度频率曲线为双峰或三峰分布；砂壤土质地组成主要以细砂（32.90%～56.55%）为主，Mz为3.00Φ，粒度频率曲线为单峰分布。粉黏土土壤有机碳含量为（10.52±3.86） g/kg，显著高于砂壤土土壤有...