选取东寨港塔市、演丰河、三江湾和珠溪河4处红树林自然湿地与人工湿地中水体健康、沉积物、植被、动物、环境状况和人为干扰等指标,采用模糊综合评价法,构建了6个准则层、19项指标的红树林湿地生态健康评价体系,以及4个准则层、19项指标的生态旅游资源评价体系,并依据优劣,分别划分为5个等级,进行评估。研究结果表明,海南东寨港红树林湿地的整体生态健康水平为中等,自然湿地的生态健康状况优于人工湿地。4处湿地的生态健康水平由高到低依次为塔市湿地、三江湾湿地、演丰河湿地、珠溪河湿地。红树林湿地的生态旅游资源独具特色且种类丰富,但是由于受人为干扰,总体评价等级为一般。4处湿地的旅游资源优良度排序为塔市湿地和演丰河湿地等级相同,其次为三江湾湿地、珠溪河湿地。若按建议实施生态工程措施,将能够有效提升湿地的生态健康水平,并改善旅游资源质量。为了加强资源保护,建议将潟湖内的红树林湿地划分为核心保护区和一般控制区,并细分为禁养禁捕区和限养限捕区;将潟湖外围的湿地公园划分为生态保育区、合理利用区和恢复重建区,非湿地公园区域规划为生态养殖区、退塘还林区和退塘还湿区。研究还建议实施退养、退塘还林、退塘还湿、鸟类栖息地建设等11项生态工程,以修复生态系统并提升旅游资源质量。
为探究梯级水库建设对河流水生态系统的影响,开展梯级水库水生态环境监测预警保护修复提供技术和数据支撑。应用浮游植物生物完整性指数(Phytoplanktonic Index of Biotic Integrity,P-IBI),于2024年3—5月对桐梓河9个采样点开展水生态健康评价。对20个候选指标进行分布范围、判别能力及Pearson相关性分析,筛选出7个核心参数,构建春季桐梓河P-IBI评价体系,并采用比值法确定分级评价标准,对春季桐梓河进行水生态健康评价。研究结果显示,春季桐梓河梯级水库中共鉴定发现浮游植物7门类77属,其中绿藻门29属,硅藻门25属,蓝藻门14属,裸藻门4属,以硅藻−绿藻−蓝藻型为主,优势类群隶属硅藻门。春季桐梓河流域水生态系统总体处于亚健康状况;下游流域水生态健康状况优于上游,各样点水生态健康状况呈上升趋势。梯级水库建设已经对河流的水生态健康造成一定影响,坝前与坝下、梯级水库间的浮游植物群落结构存在明显差异,坝前P-IBI得分分值低于坝后;处于一般、亚健康、健康状态的点位分别为1个、5个和3个。P-IBI参数与多个水理化因子显著相关,表明P-IBI对桐梓河水质污染情况具有一定的指示作用。基于本研究的结果,建议管理部门应进一步控制污染源输入,优化废水污水处理系统,以改善桐梓河流域的水生态系统健康状况。
为了解松花江东亮珠河流域河流生态健康状况,在该流域布设20个采样点,分别于2023年7月(夏季)、10月(秋季)和2024年4月(春季),对东亮珠河流域大型底栖动物群落进行调查,通过对27个候选指标的分布范围分析、判别能力分析和相关分析,最终筛选出用于构建B-IBI(benthic-index of biotic integrity,底栖动物完整性指数)评价体系的3个核心指标,分别为总分类单元数、襀翅目分类单元数和BI(biotic index)指数,采用比值法统一计算量纲,将各个生物指数分值加和得到B-IBI指数值。根据参照点 B-IBI 值的25%分位数值,最终确定东亮珠河健康评价标准。在20个采样点中,4个采样点为健康等级,4个为亚健康等级,4个为一般等级,5个为较差等级,3个为极差等级。B-IBI评分平均值为1.39,按照评价标准属于“一般”状态。总磷、总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、高锰酸盐指数、溶解氧含量和电导率与B-IBI值显著相关,
水体理化指标是影响东亮珠河B-IBI 评价结果主要的环境因素。土地利用类型对东亮珠河B-IBI 评价结果及水体理化指标存在显著影响,林地、耕地的面积占比在其中起关键作用;人为活动干扰作为土地利用变化的重要驱动因素,也是导致该流域 B-IBI 评价结果产生差异的主要环境因素。
水网地区是指湿地高度密集且呈现网状分布的特殊地理区域,其中的小微湿地量多面广,其健康水平对维持湿地生态系统可持续具有重要意义。结合水网地区小微湿地基本特征,构建了包含2个维度(湿地基本特征和周边用地状况)和8个指标(面积适宜性、斑块复杂度、斑块聚集度、建设用地密度、耕地密度、林地密度、草地密度和水域密度)的水网地区小微湿地生态健康快速评价指标体系,并以苏州市为研究对象,采用AHP-熵权综合赋权法及TOPSIS综合评价法,对2021年苏州市167 471个小微湿地生态健康进行评价。研究结果表明,2021年苏州市小微湿地平均健康指数为0.217 3,健康评级为“中”。其中,从“优”至“差”5个健康等级的小微湿地面积占比分别为10.21%、26.13%、34.66%、20.14%、8.87%;生态健康指数呈现“中心低、外围中等、局部高”的空间分布特征,其中,昆山市小微湿地生态健康状况总体最佳;建议围绕优先保护对象开展生态修复,定期进行健康评价并制定实施相关政策法规以提升苏州市小微湿地生态健康水平。
南黄海沿岸潮滩湿地是全球鸟类迁徙的重要中转站,被列入世界自然遗产名录,然而在径流改道、海洋动力和人类活动的影响下,其正处于转折性变化的过程中。本研究选择了位于南黄海沿岸的黄(渤)海候鸟栖息地世界自然遗产地(第一期)中的射阳河口、新洋港、川东港、陈家坞和辐射沙洲内、外侧以及弶港内、外侧等7处潮滩断面,利用1984—2020年的Landsat影像获取滩涂的暴露宽度,并结合成像期间的潮位信息,重建了不同时期潮滩岸坡的位置和形态,获得了岸外潮滩的演变趋势。研究结果表明,该自然遗产地沿岸的潮滩除弶港段外,自21世纪初以来均处于收缩状态,潮滩宽度变窄,坡度变陡,这种趋势在北侧比南侧更为明显;沿岸外侧辐射沙洲两侧的潮滩也呈现明显的退缩趋势;南部弶港内、外侧潮滩断面则在21世纪第2个10 a呈现明显的淤长。潮滩湿地退缩对自然遗产地内珍稀鸟类的栖息空间和潮滩生态系统的稳定构成威胁,为应对这一挑战,需要强化海岸带湿地的统一管理,推动沿岸湿地后续申遗工作,建设人工湿地和采取工程防护等措施保护海岸带湿地环境,扩展珍稀鸟类的栖息空间。
松花江流域在区域水资源供应、生物多样性保护、生态系统稳定、社会经济发展以及自然灾害防控等方面发挥着重要作用,伴随着城市化水平的提高,该流域出现了一系列生态环境质量问题。因此,分析松花江流域生境质量与土地利用/覆被的时空演变特征,并探究二者之间的复杂关系,能够为该地区生态环境保护与治理提供借鉴与参考。基于1990—2020年的土地利用/覆被数据,采用InVEST模型、土地利用转移矩阵、空间自相关模型等,揭示松花江流域生境质量及土地利用/覆被变化特征,并探究二者之间的响应关系。研究结果表明,1990—2020年松花江流域的生境质量整体呈下降趋势,生境质量等级为中等的网格数增加了25.70%,生境质量等级为高和较高的网格数共减少了5.17%,生境质量退化区域主要集中在中部城市群及西部生态脆弱区。生境质量水平在空间上呈现中部地区生境质量低,东南部、北部地区生境质量高的特征。研究区生境质量的全局空间自相关Moran’s I值的范围为0.849 094~0.852 893,表明松花江流域生境质量分布具有显著的空间聚集性,且聚集性呈现上升趋势。生境质量高值集聚区主要集中在松花江上游与下游河段,生境质量低值集聚区主要分布在松花江中游河段。1990—2020年研究区土地利用/覆被变化较大。耕地、建设用地、水域等地类在数量和结构上的变化都较为显著。其中,对研究区生境质量变化起正向影响的地类转化主要包括:耕地→林地(贡献度
为了防止汉江流域陕西段湿地进一步退化,以1990—2020年期间7期土地利用遥感监测数据集为数据源,基于GIS空间分析,运用面积转移矩阵、景观格局指数法、InVEST模型、PLUS模型等方法,解明流域内湿地重点区景观格局变化特征及驱动力。研究结果表明,汉江流域陕西段上游子流域21(冷水河子流域)湿地面积减少,下游子流域34和36(月河子流域)湿地面积有所增加,景观转移以水田向耕地和建设用地转移为主;湿地景观格局变化具有明显的空间差异性,上游呈破碎化趋势,下游则较为稳定;生境质量变化与景观格局变化趋势一致,上游生境质量逐年下降,下游则无明显变化。人类生产活动是驱动湿地退化的主要因素,其中河岸人口数量和二级道路的贡献值最高。
为了探析新疆叶尔羌河中下游湿地自然保护区植物资源现状及区系组成,促进区域生态系统的协调发展,采用样线法和样方法,分别对叶尔羌河中下游湿地自然保护区内永安坝北库、小海子水库、永安坝南库、前进水库中的阔叶林植被型组、灌丛和灌草丛植被型组、荒漠植被型组、草甸植被型组、沼泽和水生植被型组开展调查。运用Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数分析湿地植物群落的多样性。研究结果表明,保护区内共有维管植物39科141属217种,其中菊科(16.59%)、苋科(16.59%)植物占比最高,其次是禾本科(14.29%),说明三科植物在区域植被中占有重要地位;种子植物属的分布区类型以温带性质为主,世界分布性质次之。植被类型可分为6个植被型、9个植被亚型和42个群系,主要以草甸植被型为主,其中白麻(Apocynum pictum)群系的Shannon-Wiener多样性指数(1.884)和Pielou均匀度指数(0.734)明显高于其他群系,多枝柽柳(Tamarix ramosissima)群系的Patrick丰富度指数(5)最小,环荚黄芪(Astragalus contortuplicatus)群系的Simpson优势度指数(0.812)最小。本研究结果不仅可以为叶尔羌河流域湿地植被的多样性保护提供本底数据,还可以为新疆地区湿地的生态保护提供基础资料。
为揭示拉萨河流域中游江夏湿地植物群落多样性及物种组成特征,采用典型样方法,在该湿地旱生带、湿生带和交错带3种生境共设置105个草本层样方开展群落调查,分析植物群落物种组成、多样性、种间联结性和群落稳定性。研究结果表明,在旱生带、交错带和湿生带共发现40种植物,隶属于16科33属,其中旱生带物种多样性最高,湿生带次之,交错带最低;不同生境的优势种差异明显,旱生带优势种为蕨麻委陵菜(Argentina anserina)、平车前(Plantago depressa)、倒提壶(Cynoglossum amabile),湿生带优势种为浮叶眼子菜(Potamogeton natans)、高山嵩草(Kobresia pygmaea)、青藏薹草(Carex moorcroftii),交错带优势种为高山嵩草、青藏薹草、蕨麻委陵菜,总体优势种为高山嵩草、粗壮嵩草(Carex sargentiana)、青藏薹草和蕨麻委陵菜;除旱生带植物的种间联结性呈显著负关联外(p<0.05),交错带和湿生带关联性均不显著;X2检验、联结系数、共同出现百分率和点相关系数检验表明,优势种种对联结性不强,各物种间相对独立;根据郑元润改良的Godron群落稳定性分析方法,进一步发现不同生境植物群落总体均处于不稳定演替阶段。研究结果可为西藏江夏湿地生态系统植被恢复提供重要基础数据。
在水资源严重短缺的西北干旱区,再生水综合利用是有效缓解水资源短缺的重要手段之一。银川市湖泊湿地资源相对丰富,开展天然河湖再生水生态补水具有重要意义,但是再生水用于河湖生态补水的生态风险不容忽视。本研究以银川市典型湖泊阅海湖为研究对象,通过室内模拟试验,研究了不同比例再生水补给对阅海湖水质及微生物的影响。研究结果表明,随着再生水补给比例的增加,水体中的总氮、硝态氮和总磷浓度显著上升,但在试验后期逐渐下降;溶解氧浓度整体呈下降趋势,化学需氧量则表现出先降后升再降的变化特征;浊度先降后升,pH在试验中期急剧上升后逐渐稳定,电导率呈上升趋势且出现分层现象;变形菌门为优势菌门,其占比随补水比例与补水时长增加而显著增加;拟杆菌门和疣微菌门占比则逐渐减少。当再生水补给比例为50%~60%时,虽然初期总氮、总磷浓度升高,但后期在微生物同化与自净作用下迅速回落,溶解氧稳定在6 mg/L以上,浊度与化学需氧量变化幅度最小;同时该比例下微生物物种丰富度和多样性较高,变形菌门占比维持在85%左右,群落结构丰富且稳定。冗余分析显示,硝态氮、pH和总磷对微生物群落结构的影响显著,但在50%~60%组内三者波动最弱,生态位最稳。综合考虑水质安全与生物多样性,50%~60%再生水补给比例为阅海湖生态补水的最优区间,可在保障景观功能的同时实现水资源高效循环利用。
广西大风江河口位于东亚−澳大利西亚候鸟迁飞通道上,是北部湾沿海地区水鸟重要的栖息地,了解该区域水鸟的群落结构和多样性对中国沿海候鸟保护工作具有重要意义。2022年1—12月,采用样点法和直接计数法,对广西大风江河口湿地的6个调查样点和4种类型生境的水鸟群落开展调查。研究结果表明,共记录到水鸟7目12科87种,累计数量74 394只次。其中,国家一级重点保护鸟类有4种,包括勺嘴鹬(Calidris pygmaea)、小青脚鹬(Tringa guttifer)、黑脸琵鹭(Platalea minor)和黑嘴鸥(Saundersilarus saundersi),国家二级重点保护鸟类有8种。列入IUCN红色名录极危物种1种,濒危物种4种,易危物种5种,近危物种8种。大风江河口水鸟群落组成具有明显的季节变化,秋季和冬季水鸟种类和数量较多,其优势物种为红嘴鸥(Chroicocephalus ridibundus)、黑腹滨鹬(Calidris alpina)和蒙古沙鸻(Charadrius mongolus)。在大风江河口湿地,记录到灰鸻(Pluvialis squatarola)、环颈鸻(Charadrius alexandrinus)、蒙古沙鸻和黑腹滨鹬的月最大数量超过东亚−澳大利西亚候鸟迁飞通道种群数量的1%,达到国际重要湿地的标准。不同生境中的水鸟群落组成存在差异,在养殖塘生境记录到水鸟种类最多,为51种,农田则最少,仅有21种。广西大风江河口湿地是东亚−澳大利西亚候鸟迁飞通道重要的中途停歇地和越冬地,亟须加强相应管理与有效保护。
大型底栖无脊椎动物群落是红树林生态系统健康状况的关键指示生物类群。为了解广东内伶仃–福田国家级自然保护区大型底栖无脊椎动物群落特征,于2023年9月对福田红树林内的大型底栖无脊椎动物进行调查研究,采集凤塘河口、沙咀码头、观鸟亭、1~10号咸水鱼塘和淡水塘的大型底栖无脊椎动物及水质样品并进行分析。研究结果表明,采样调查共鉴定出6纲42种大型底栖无脊椎动物。在红树林区大型底栖无脊椎动物丰度和生物量分别为111.93~469.04 ind./m2和57.33~
为了深入探究大兴安岭地区小西尔根气河鱼类群落的营养结构与食物网结构,于2023年夏季(6月)和秋季(9月),对其鱼类资源展开调查。通过分析生物的碳、氮稳定同位素值(δ13C、δ15N),应用R语言中的SIBER包和MixSIAR包进行相关计算与分析渔获物群落营养结构的季节差异,并初步构建了该河流的食物网。研究结果表明,夏季鱼类δ13C值范围为(−36.53‰±0.09‰)~(−28.15‰±0.08‰),δ15N值范围为(6.33‰±0.24‰)~10.23‰;秋季鱼类δ13C值范围为(−33.08‰±0.76‰)~(−28.75‰±0.68‰),δ15N值范围为(6.43‰±0.76‰)~10.13‰。经统计分析,δ13C、δ15N值在夏季和秋季间无显著差异(p>0.05);肉食性鱼类与杂食性鱼类的δ13C值差异不显著(p>0.05),但是肉食性鱼类δ15N值显著大于杂食性鱼类(p<0.05)。夏季和秋季采集到的鱼类样本,其营养级值范围分别为2.63~3.77和2.66~3.75,且各鱼类营养位置的季节差异不显著(p>0.05)。小西尔根气河夏季和秋季的食物链长度分别为3.77和3.75。夏季鱼类6个同位素量化指标均大于秋季,意味着鱼类群落的营养多样性在夏季高于秋季,然而营养冗余程度低于秋季。在3种碳源中,夏季和秋季均表现为沉积颗粒有机物(SOM)对整个食物网的碳源贡献率最高,悬浮颗粒有机物(POM)和浮游植物的碳源贡献率相对较低。根据贝叶斯混合模型模拟的小西尔根气河食物网特征可知,夏季和秋季底栖食物链在整个河流生态系统中均占据主导地位。
为保障永定河生态补水水质安全,解决再生水直接补给可能引发的水质不达标问题,在北京市永定河休闲森林公园内建设了以深度净化再生水为目标的潜流人工湿地。本研究基于2022年一个完整供水周期(3—11月)的逐日水质监测数据,系统评估了永定河潜流人工湿地对再生水的持续净化效果。研究结果表明,潜流人工湿地能够对再生水水质起到净化作用,出水化学需氧量与污染物含量(如悬浮物、总氮、总磷)均较进水显著降低(p<0.001),且出水水质稳定性普遍提高。其中,对悬浮物和总磷的净化效果尤为突出,去除率分别为68.35%和57.78%;对化学需氧量和总氮也分别实现了29.49%和15.29%的去除率。从净化机制来看,该系统对污染物的去除主要依靠基质的过滤和吸附作用,而植物吸收和微生物分解的贡献相对较弱。针对现存问题,未来可优先采取构建表流湿地单元以优化水力流态、筛选高效净化植物并构建复合群落、投加功能微生物以强化生物降解性能等手段,从多维度提升潜流人工湿地的水质净化功能,使其更好地服务于永定河生态修复。
海岸带蓝碳生态系统正面临互花米草(Spartina alterniflora)入侵的威胁。为了全面评估互花米草入侵对盐城市滨海盐沼碳汇潜力的影响,对盐城市典型盐沼,包括入侵10 a和20 a的互花米草盐沼以及本土光滩、盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼和芦苇(Phragmites australis)盐沼进行了碳通量(CH4和CO2)、植被生物量和土壤有机碳含量的测定和分析。研究结果表明,互花米草盐沼的碳排放总量低于芦苇盐沼,但高于光滩和盐地碱蓬盐沼。相比本土盐沼,互花米草入侵增加了植被和土壤碳库的储量。盐城市滨海盐沼每年的碳排放量(0.44 Tg/a)低于碳输入量(0.76 Tg/a),归因于互花米草群落扩张带来的碳固定和盐地碱蓬盐沼的负排放。2021年,盐城市滨海盐沼的碳汇潜力为3.73 Tg,较1987年减少了51.6%。其中,互花米草入侵增加的碳汇(1.39 Tg)未能补偿盐地碱蓬和芦苇盐沼面积萎缩带来的碳汇损失(1.59 Tg)。除湿地面积萎缩直接导致的土壤碳库损失外,互花米草长期入侵所引发的湿地环境变化也会间接削弱区域碳汇功能。
为了探究环境界面对于植物凋落物分解的影响,选取白洋淀典型水生植物菹草(Potamogeton crispus)和芦苇(Phragmites australis)作为研究对象,采用分解袋法,研究2种植物凋落物在水–气界面和水–泥界面处理条件下的分解规律,分析分解过程中2种植物凋落物的溶解性有机质(DOM)和氮磷的释放特征,以及分解水体pH与溶解氧(DO)含量的变化。研究结果表明,在分解前30 d,水–气界面处理条件下菹草和芦苇凋落物的质量损失率高于水–泥界面,之后2种植物凋落物在2种界面的质量损失率逐渐相同;菹草在2种界面处质量损失率和分解速率均高于芦苇凋落物;区域积分结果和荧光光谱指数表明,菹草和芦苇凋落物分解释放的DOM主要为溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸物质,且自生源特征明显,二者在水–气界面DOM荧光信号强度的变化较水–泥界面更平缓;此外,平行因子分析结果显示,菹草凋落物在水–泥界面分离出类色氨酸(C1)、陆源类腐殖质(C2和C3)和类富里酸(C4),在水–气界面处分离得到C1、C2和C4这3种组分;芦苇凋落物在2种界面上均仅分离出C2和C4组分;2种凋落物的氮磷释放主要集中于分解初期(0~12 d),菹草凋落物的氮磷损失率高于芦苇,各植物凋落物在2种界面处释放规律相似;各凋落物分解水体的pH和DO含量在前8 d快速下降,之后逐渐回升,水–气界面恢复速率快于水–泥界面。
互花米草(Spartina alterniflora)作为一种外来入侵物种,对生态系统构成了严重威胁。探索互花米草化感作用的生理生化机制对于理解其入侵策略和制定有效的防治措施具有重要意义。本文综述了互花米草化感物质的分类及其影响机理,分析了这些化感物质对植物生长和生理过程、土壤理化性质及微生物群落结构、底栖动物的生长和生理的影响。对化感作用在互花米草防治方面的研究做了展望,为今后关于互花米草的研究和防治提供参考依据。
湖泊作为人类活动和经济发展的重要水源,其水质保护至关重要,目前关于不同农业垦殖类型对湖泊水质的影响机制尚不十分清楚。本文采用文献综述和案例分析相结合的方法,综述了湖泊光学水质参数的反演模型研究现状,包括叶绿素a、无机悬浮物和有色可溶性有机物等关键光学水质参数的反演技术及进展;系统梳理了农业垦殖对湖泊光学水质参数影响的最新研究成果,揭示了农业活动对湖泊水质的影响机制和路径;通过典型案例分析,深入探讨了不同农业垦殖结构对湖泊光学水质参数的具体影响,可为湖泊生态保护和农业可持续发展提供科学参考。