以中国沿海三大城市群(珠三角、长三角、环渤海)湿地为研究对象,基于1980—2020年的土地利用数据,研究三大城市群湿地的时空演变特征,并结合相关的社会经济和政策资料分析湿地演变的驱动因素。通过计算灰色关联度量化了湿地面积与社会、经济指标的相关程度,并选取典型案例区(深圳西海岸、上海浦东新区和天津滨海新区),对湿地演变的驱动因素进行定性的对比分析。研究结果表明,1980—2020年,三大城市群自然湿地发生剧烈变化的时间顺序为“珠三角-长三角-环渤海”,与经济发展的时间顺序相一致;三大城市群湿地演变的驱动因素既有相似性也有区域异质性,主要驱动因素是人口集聚、经济高速增长和重大工程建设;深圳西海岸自然湿地因早期围垦养殖和城市建设面积锐减,但近年来由于海岸带开发管控和生态修复项目的实施而减速放缓;上海浦东新区因互花米草的引入和城市建设项目的实施导致自然湿地减少;天津滨海新区自然湿地的减少主要受油田、盐田开发、水产养殖等因素的影响。
鄱阳湖南矶湿地环境复杂、湿地类型多样,实现对该区湿地信息的动态监测和自动提取对于湿地生态系统的保护与管理具有重要意义。以Sentinel-2影像为数据源,辅助DEM数据和Google Earth高清影像,选取影像纯净像元作为训练样本和验证样本,根据样本的光谱特征和空间特征,构建面向对象CART(Classification And Regression Tree)决策树模型,实现南矶湿地类型分类,并研究2018—2021年南矶湿地类型的转移特征。结果表明,结合面向对象CART决策树分类方法可以得到精度较高的分类结果,总体精度可达86.36%,Kappa系数为0.83,与传统的监督分类方法相比,总体精度提高了6.29%;南矶湿地具有明显的季节性特征,春、冬季草洲分布较为广泛,夏、秋季大部分泥滩、草洲被淹没;受水位和地形影响,南矶湿地类型转移变化主要体现在水域、泥滩、草洲之间的相互转化,耕地、林地以及建筑用地分布较为稳定。与传统的监督分类方法相比,面向对象CART决策树分类结果较好,可快速、高效地实现湿地信息提取。
红树林是重要的海岸带蓝碳生态系统,揭示红树林人工幼林叶功能性状变异来源及关联,有助于理解红树林幼苗个体对环境的适应机制及其群落组成规律。在广西北海市西场镇安乐村的红树林人工幼林修复区,采集了764株红树林植株的9 932片叶片,测量每片叶片的叶厚度、叶面积、叶体积、比叶面积、叶干物质含量和叶组织密度,并运用广义线性模型、“varcomp”函数、主成分分析和Pearson相关分析等方法,分析叶功能性状在叶片、个体和物种尺度上的变异来源及关联。结果表明,6种叶功能性状值的变异系数均以叶片尺度最大、物种尺度最小,所有叶片功能性状的变异主要来源于物种尺度;主成分分析表明,在叶片、个体和物种尺度上,前2个主成分轴分别解释了6个功能性状变异总方差的75.6%、72.8%和96.8%;在3个尺度上,叶厚度、叶面积和叶体积两两之间均显著正相关,而比叶面积、叶干物质含量和叶组织密度与其他性状均负相关。
为了探究云南哈尼梯田湿地土壤对铵态氮的吸附-解吸特征,在干季(11月)和湿季(6月)分别采集不同海拔(上部梯田和下部梯田)、不同深度(0~20 cm、>20~40 cm、>40~60 cm和>60~80 cm)的梯田土壤样品,开展铵态氮的吸附-解吸热力学及动力学序批实验,并采用动力学模型和等温热力学模型研究土壤铵态氮的吸附-解吸特征。研究结果表明,哈尼梯田湿地土壤铵态氮的吸附动力学曲线可用准一阶方程拟合;下部梯田土壤铵态氮吸附量在不同月份均比上部梯田高出12%以上,6月不同海拔土壤铵态氮吸附量均比11月高出52%以上,土壤铵态氮吸附量随着土层深度的增加而逐渐增大。哈尼梯田湿地土壤铵态氮吸附热力学曲线均可用Langmuir方程拟合;下部梯田土壤铵态氮最大吸附容量在不同月份均比上部梯田高出19%以上,6月不同海拔铵态氮最大吸附容量均比11月高出67.5%以上,随着土壤深度的增加,土壤铵态氮最大吸附容量逐渐增加。哈尼梯田土壤铵态氮的解吸热力学曲线可用Langmuir方程拟合;下部梯田的铵态氮最大解吸量在不同月份均大于上部梯田;11月不同海拔土壤铵态氮解吸能力均强于6月。哈尼梯田土壤铵态氮临界吸附浓度均小于上覆水,作为铵态氮的“汇”,可以有效地对铵态氮进行吸附,且6月土壤对铵态氮的吸附能力大于11月,下部梯田土壤铵态氮吸附能力大于上部梯田。哈尼梯田湿地对于防止湿地和下部河流的面源污染及富营养化、增强湿地生态系统的生态功能具有重要作用,研究结果可为梯田湿地的可持续发展提供参考。
为了探究江苏省不同类型湿地土壤甲烷产生潜力及其影响因素,以江苏省境内的湖泊湿地(洪泽湖和太湖)、河流湿地(淮河和长江)和滨海湿地为研究对象,采集不同植被类型湿地土壤,通过室内培养试验研究土壤甲烷产生潜力,并分析不同湿地土壤甲烷产生潜力与土壤有机碳、溶解性有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮和pH之间的关系。研究结果表明,不同类型湿地土壤理化性质差异明显,湖泊湿地土壤有机碳、溶解性有机碳、全氮和铵态氮含量显著高于河流湿地和滨海湿地,仅洪泽湖湿地土壤硝态氮含量显著高于其他湿地;湖泊湿地、河流湿地和滨海湿地土壤甲烷产生潜力分别为0.048~4.556 μg/(g·d)、0.005~0.145 μg/(g·d)和0.002~0.348 μg/(g·d),湖泊湿地土壤甲烷产生潜力最高,分别是河流湿地和滨海湿地的9.6~31.4倍和13.1~24.0倍;湖泊湿地土壤甲烷产生潜力的主要影响因素为溶解性有机碳,河流湿地土壤甲烷产生潜力的主要影响因素是全氮含量,而滨海湿地土壤甲烷产生潜力的主要影响因素为溶解性有机碳和铵态氮含量。
自然教育建设是湿地公园可持续利用的重要途径,对实现人与湿地和谐共生具有重要意义。通过梳理自然教育发展脉络,分析中国湿地公园自然教育存在的问题,提出了湿地公园自然教育建设模式。选择国内首个以原乡陂塘湿地为特色的国家湿地公园——安徽肥东管湾国家湿地公园作为研究对象,通过对公园自然教育资源进行分析和评价,提出了自然教育资源价值化、主题差异化、场所原乡化、媒介多维化、课程系统化的建设策略,引导湿地建设方向,形成依托自然教育建设的综合发展模式。公园以自然教育为引导的规划实践使陂塘文化与遗产的精髓在新时代得以有效传承并焕发新的生机。
为了解洱源县茈碧湖鱼类群落结构特征,为制定渔业资源保护方案提供科学依据,于2022年3月、6月、9月和12月对茈碧湖鱼类群落结构及其多样性进行调查与分析。研究结果表明,在茈碧湖共采集鱼类样本5 701尾,重61 557.8 g,经鉴定共有15种,隶属于4目7科13属,其中,鲤科鱼类种类数最多,有8种,占总物种数的53.33%;鱼类组成以湖泊定居型为主,鲫(Carassius auratus)、子陵吻鰕虎鱼(Ctenogobius giuriuns)、䱗(Hemiculter leucisculus)、兴凯鱊(Acheilognathus chankaensis)和鲤(Cyprinus carpio)为茈碧湖全年优势鱼种,合计占总尾数的80.60%;茈碧湖鱼类群落Margalef丰富度指数的变化范围为0.83~1.58,基于个体数量的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数的变化范围分别为0.79~1.53和0.47~0.77,基于生物量的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数的变化范围分别为0.78~1.41和0.45~0.79;Margalef丰富度指数、基于个体数量的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在不同季节间均存在显著差异(p<0.05),基于生物量的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数值在不同季节间差异均不显著(p>0.05);鱼类群落稳定性在秋季最高,其次为夏季,春季和冬季稳定性最低。
探索黄河三角洲潮沟浮游生物群落结构特征,对于评估潮滩湿地生态系统的健康状况具有重要意义。2021年4月,在黄河三角洲南部和北部潮滩湿地分别选取典型潮沟网络,开展浮游生物实地调查,分析浮游植物和浮游动物的分布特征及其影响因素。研究结果表明,春季黄河三角洲潮沟网络内浮游植物共有45种,隶属于3门36属,以硅藻门和甲藻门为主;浮游动物共有22种,以桡足类和浮游幼体为主;多样性分析表明,潮沟内浮游植物和浮游动物的多样性、均匀度和丰富度均处于较高水平;同步性分析表明,与浮游植物相比,潮沟网络内浮游动物的同步性较高;浮游生物群落的多样性与各水环境因子均不相关,而浮游生物密度与水体电阻率和氧化还原电位显著正相关,与盐度、比电导度和总溶解固体质量浓度显著负相关。
为了了解中山河国家湿地公园维管植物区系组成及其分布区类型,以及与邻近湿地的亲缘关系,采用左家哺综合系数法研究不同地区间的区系丰富度,采用主成分分析和聚类分析法比较区系地理成分的相关性。研究结果表明,中山河国家湿地公园分布有野生维管植物169科493属795种,包括蕨类植物35科57属84种,裸子植物6科7属7种,被子植物128科429属704种;单种科和寡种科合计151科272属397种,分别占总科数、总属数和总种数的89.35%、55.17%和49.94%;单种属和寡种属合计485属736种,分别占总属数和总种数的98.38%和92.58%;外来入侵植物有14科24属25种,以草本植物为主;有国家Ⅰ级重点保护植物1种,国家Ⅱ级重点保护植物10种;湿地植物地理成分复杂多样,在科、属分布区类型上具有明显的热带属性,呈现从中亚热带向南亚热带过渡的特点;热带科75科,占72.12%,以泛热带分布占显著优势;温带科29科,占27.88%,以北温带分布占优势;热带属281属,占65.96%;温带属138属,占32.39%;植物属的地理成分分析表明,中山河湿地与邻近的荔浦荔江湿地、乳源南水湖湿地的亲缘关系最为接近,与海宁长水塘湿地的亲缘关系最为疏远;其区系丰富度低于溆浦思蒙湿地和乳源南水湖湿地,高于其他湿地,植物区系的丰富度总体较高。
2022年5月至11月,对小兴凯湖浮游动物及水环境因子进行监测,探讨浮游动物丰度与水环境因子之间的关系,并运用综合营养状态指数法评价水质状况。结果表明,小兴凯湖浮游动物丰度的季节差异较为明显,不同季节浮游动物丰度从大到小依次为春季、夏季、秋季、冬季;受人类活动影响较大的管委会区域水体营养状态指数最高,而受人类活动影响较小的湖心区域水体营养状态指数最低;不同季节综合营养状态指数从大到小依次为秋季、夏季、春季、冬季;小兴凯湖水体综合营养状态指数为49.96,整体处于中营养状态;Pearson相关分析和冗余分析表明,春、夏两季影响浮游动物丰度的主要环境因子是总磷质量浓度、透明度、温度、总氮质量浓度和浊度,秋季影响浮游动物丰度的主要环境因子是氯化物质量浓度、pH、叶绿素a质量浓度、透明度和浊度,冬季影响浮游动物丰度的主要环境因子是叶绿素a质量浓度;不同种类浮游动物丰度与环境因子的相关性差异显著。
中高纬度地区是全球气候变化的敏感区域,近几十年来,该区年平均气温的增幅远高于全球平均增温幅度。中国东北地区地处中高纬度,是中国湿地的集中分布区之一,区域内湿地碳氮循过程对气候变化极为敏感。基于文献分析,归纳总结了温度升高对中国东北地区湿地温室气体通量的影响及其作用机制,梳理了湿地温室气体源汇功能的变化,在此基础上提出了当前研究中存在的问题并对未来研究进行了展望。总体来说,气温升高引起土壤温度升高、植物生长加快、微生物活性增强以及土壤理化性质的改变,从而影响湿地温室气体的吸收或排放。此外,气温升高可促使东北地区湿地由CH4的弱源向强源以及CO2由汇向源逐渐转变,但对N2O源汇变化的研究还存在较多不确定性。现有研究对东北地区湿地的覆盖还不够全面,缺少长时高频的监测以及多梯度、多因子交互作用的研究。未来应针对上述问题开展综合研究与分析,并进一步探究不同温室气体通量变化的相互影响机制。