三江自然保护区耕地与湿地协调发展水平的评价研究

构建了衡量耕地—湿地协调发展的评价指标体系,并以三江自然保护区为例,采用综合指数法对耕地生产与湿地环境的协调发展水平进行了评价。结果表明:1954~2000年耕地生产与湿地环境比较协调,1995年协调度达最高点0.992,2000年二者综合发展水平达最高点0.389;2000~2005年协调度和综合发展水平开始出现大幅度下降,湿地开垦已经超过其临界规模,湿地面积的急速下降已威胁到区域的可持续发展。1995~2000年这段期间三江自然保护区耕地与湿地协调水平最高,此时耕地面积大约为2.6×10⁴ hm²,湿地面积大约为3.5×10⁴ hm²。此结果可以作为三江自然保护区湿地恢复重要的参考标准。在该标准下,通过改变传统农业发展模式和提高单产水平,三江自然保护区粮食可满足目前的需求,湿地重要的生态功能也可大大恢复。     

Quantitative Assessment of the Ecological Vulnerability of Baiyangdian Wetlands in the North China Plain

Quantitative assessment of vulnerability is a core aspect of wetland vulnerability research. Taking Baiyangdian (BYD) wetlands in the North China Plain as a study area and using the ‘cause-result’ model, 23 representative indicators from natural, social, sci-tech and economic elements were selected to construct an indicator system. A weight matrix was obtained by using the entropy weight method to calculate the weight value for each indicator. Based on the membership function in the fuzzy evaluation model, the membership degrees were determined to form a fuzzy relation matrix. Finally, the ecological vulnerability was quantitatively assessed based on the comprehensive evaluation index calculated by using a composite operator to combine the entropy weight matrix with the fuzzy relation matrix. The results showed that the ecological vulnerability levels of the BYD wetlands were comprehensively evaluated as Grade II, Grade Ⅲ, Grade IV, and Grade Ⅲ in 2010, 2011-2013, 2014, and 2015-2017, respectively. The ecological vulnerability of the BYD wetlands increased from low fragility in 2010 to general fragility in 2011-2013, and to high fragility in 2014, reflecting the fact that the wetland ecological condition was degenerating from 2010 to 2014. The ecological vulnerability status then turned back into general fragility during 2015-2017, indicating that the ecological situation of the BYD wetlands was starting to improve. However, the ecological status of the BYD wetlands on the whole is relatively less optimistic. The major factors affecting the ecological vulnerability of the BYD wetlands were found to be industrial smoke and dust emission, wetland water area, ammonia nitrogen, total phosphorus, rate of industrial solid wastes disposed, GDP per capita, etc. This illustrates that it is a systematic project to regulate wetland vulnerability and to protect regional ecological security, which may offer researchers and policy-makers specific clues for concrete interventions.     

中国退化河口湿地生态恢复研究进展

湿地退化、恢复和重建是当前湿地科学领域的研究热点,也是中国湿地研究中的核心问题。作为一种典型的海岸湿地,河口湿地在围垦、水利工程建设和环境污染等多重因素的干扰下,面临着自然来水减少、水盐失衡、植被退化、生境质量下降等多种威胁。介绍了当前中国河口湿地的分布情况以及四大主要河口湿地的退化现状,针对已经开展的河口退化湿地恢复的现状,总结了目前中国河口退化湿地恢复所面临的问题,并展望了今后河口退化湿地恢复研究的趋势：开展河口湿地生态系统演替与退化机制研究;发展河口湿地生态恢复技术;加强河口湿地生态恢复示范研究以及建立动态监测和管理系统。     

三江平原湿地区域生态风险评价研究

采用“点轴体系”及“中心地理论”来描述和表征区域人类活动的空间集聚特征,以此反映湿地区域人类活动直接风险来源,通过土壤侵蚀与非点源污染途径,区域非湿地部分(森林、水田、旱地等)通过物质联系(泥沙、氮磷、水等的输出与输入)方式也会对湿地健康造成影响,反映湿地区域人类活动间接风险来源。基于对人类活动影响湿地直接途径和间接途径的区分以及相应部分风险指标的选择,论文最终完成三江平原湿地区域生态风险评价研究工作。结果表明：DMSP/OLS(Defense Meteorological Program Operational Line-Scan System)夜间灯光及多等级道路数据可以用于区域点轴体系描述,从而表征出湿地区域人类活动直接风险来源的空间分布特征,其中高和极高风险源强度等级与区域高等级中心地和高等级道路拟合程度较好;由于较高的生态资产及脆弱性水平,湿地有最高的生态风险水平;三江平原低、中、高和很高风险等级所占比例分别为64.00%、24.28%、10.38%、1.34%,大部分为低和中等风险水平,但有关风险防范任务仍不可掉以轻心,特别是在相应的高等级风险分布区域;南部地区有较高的风险水平,因此需要着重加以保护。从生态系统服务功能来看,一般认为水田、旱地为生产功能区,森林、湿地为生态功能区。过分关注水田、旱地的生产服务功能会造成下游湿地过量的物质输入从而加剧其风险水平;相反,注重森林保育能够减少泥沙、氮磷等大量输出风险,增加流域产流,从而可为下游湿地健康维持作出贡献。因此,水田、旱地与湿地间是一种生态服务权衡关系,森林与湿地间是一种生态服务协同关系,因此,风险管理方面,应强调区域”点轴体系“与湿地间的空间邻接关系,注重湿地重点生态风险来源（地点与方位）的防范以及湿地与非湿地类型间基于生态系统服务功能的权衡及协同管理问题。可为从区域整体水平上削减湿地健康风险水平提供指导和帮助。     

1954～2005年三江平原自然湿地分布特征研究

以ArcGIS9.1为数据处理平台,从三江平原1954年、1976年、1986年、1995年、2000年和2005年6期土地利用数据中提取自然湿地空间分布信息,分别将其与三江平原的地貌、地形、水系等环境因子进行空间叠加分析,研究了6个时期三江平原自然湿地的空间分布特征.结果表明,52 a来,三江平原自然湿地面积不断减少,由1954年的353×104 hm2减少至2005年的81×104 hm2;低河漫滩上的自然湿地面积占三江平原自然湿地总面积的比例由1954年的42.5%增加至2005年的64.7%,6个时期平均,有57.2%的自然湿地分布在低河漫滩上,21.3%分布在高河漫滩上;自然湿地主要分布在30～60 m高程上;0°～1°的坡度范围内,几乎分布了三江平原所有的自然湿地;坡向对自然湿地分布的影响不大;近年来自然湿地主要分布在距离河流0～1 km的河漫滩上;湖泊周围的自然湿地分布变化很小.     

MODIS NDVI时间序列在三江平原湿地植被信息提取中的应用

以三江平原为研究区,利用多时相的中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)影像数据,采用一种基于归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时间序列的监督分类方法获取了研究区湿地植被的分布数据。监督分类以NDVI时间序列的波形所反映出的植被物候特征作为分类器,将离散的傅立叶变换应用于NDVI时间序列以减少高频噪声对分类的影响,并运用傅立叶变换后波形幅度和相位的相似性来确定像素的归属类别。根据研究区植被的物候特征的差异,区分出7种地表(沼泽、沼泽化草甸、滩地、水田、旱地、灌木和林地)的植被类型,得到三江平原2005年湿地植被的分布数据。该方法的总体分类精度达到79.67%,Kappa系数为0.752 5。研究表明,基于MODIS多时相NDVI数据,采用基于傅立叶组分的相似度分类方法可以客观、经济、快速的提取湿地植被分布数据。     

扎龙河滨湿地水系统脆弱性特征及影响因素分析

在总结分析国内外水资源脆弱性研究成果的基础上，提出了湿地水系统脆弱性概念，湿地水系统脆弱性表征了在湿地水文-生态系统耦合演化背景下水系统的生态水文功能满足程度，并以著名湿地-扎龙湿地为靶区，分析了湿地水系统脆弱性内涵和特征，详细讨论了降水量、气温、土地开发、水利工程建设及工农业污染对扎龙河滨湿地水系统脆弱性的影响，相应提出了减轻脆弱性程度的扎龙湿地水系统恢复措施和管理建议。     

洪河自然保护区湿地主要植被类型物种多样性与表层土壤性质的相关性研究

对洪河湿地主要植被类型物种多样性特征、土壤性质特征及二者之间的相互关系进行了研究。结果表明:按沼泽—沼泽化草甸—湿草甸—灌丛草甸—岛状林的序列,物种丰富度呈逐渐增加的变化格局,物种多样性、均匀度呈先下降后上升的格局,优势度呈先上升后下降的格局;而土壤性质特征则呈不规则变化格局。植物物种多样性与土壤性质之间只有均匀度与速效氮之间存在着极显著正相关,其他均无显著相关。这说明在洪河湿地,土壤性质不是决定上述序列的植被类型的物种多样性的主要因素,而土壤速效氮含量是影响物种均匀度的关键因素,同时,对其他物种多样性特征也有一定影响。     

三江平原环型湿地土壤温度梯度的研究

三江平原环型湿地是低温 (碟型洼地 )和高温 (岛状林 )两种环境组合的典型区 ,为了研究三江平原环型湿地土壤温度梯度特征 ,对环型湿地 4种群落的土壤温度进行了观测。结果表明 ,由环型湿地的中心到边缘 ,土壤温度逐渐升高 ,土壤温度垂直变异由大逐渐减小。各群落深层土壤温度日变化不明显 ,而季节变化较明显 ,不同群落间深层土壤温度水平变异和垂直变异差异以 6月最大 ,8月和 10月份差异较小。这是由于环型湿地的中心到边缘 ,土壤层的厚度逐渐变薄 ,土壤水分含量逐渐降低 ,泥炭层的厚度逐渐变薄以至消失 ,冻结层融解时间逐渐推迟造成的。环型湿地中心的致冷效应有利于有机质的积累和保持环型湿地生态系统的稳定性。研究环型湿地的土壤温度梯度有助于从水热角度来进一步揭示沼泽湿地的生态环境效应 ,为湿地的保护及合理利用提供科学依据。     

三江平原湿地保护公众参与意识调查研究:以洪河农场为例

湿地保护是公众参与性很强的一项工作,湿地保护要以公众自觉积极参与作为重要突破口。选取三江平原最具科研历史和生态保护意识的洪河农场为调查对象,对不同参与主体(学生、居民、外来务工人员、媒体、中国科学院三江平原沼泽试验站和洪河国家级自然保护区领导)的湿地保护参与意识进行调查,了解不同参与主体对湿地的认知程度及其参与湿地保护的主动性和积极性,分析存在的问题,最后从生态学、社会经济学的角度提出促进人与湿地和谐共处,实现生态可持续发展的建议。     

我国红树林湿地研究进展

红树林湿地是分布于亚热带、热带滨海地区的典型湿地，具有其它湿地类型所不具备的特殊的演化过程，形成独特的水文、土壤和植被特征。由于人类活动的影响，近年来，我国红树林湿地出现了面积锐减、生态系统结构简化、生物多样性降低、生态功能退化等严重问题，使红树林湿地的可持续利用面临严重挑战。从湿地生态、湿地功能及湿地开发利用、保护与管理等方面评述我国红树林湿地生态系统的研究现状，探讨我国红树林湿地未来研究的主要科学问题，进而明确红树林湿地可持续利用研究的方向和途径。     

大面积开荒扰动下的三江平原近45年气候变化

黑龙江省三江平原近45年来，经过大规模的开荒，农田已取代原来的沼泽和沼泽化湿地，成为现今三江平原的主要景观类型，其下垫面发生了巨大变化，采用1955－1999年三江平原地区21个气象台站的气温，降水，日照时数和气压4个要素的资料，分析近45年来三江平原的气候变化和发展趋势：用Yamamoto法和Mann-Kendall法对5年滑动平均的区域季节和年时间序列进行突变检测，定量地认述了三江平原地区的气候变化事实，对于各气候要素出现在20世纪60年代，70年代和80年代的突变事实，尤其是20世纪70年代以来的阶梯式的持续变暖事实，认为三江平原区域气候系统内部的变化可能是引起这些突变的直接原因。     

流域土地利用/覆被变化对 洪河保护区湿地景观的影响

从流域尺度, 应用遥感和GIS 技术对1954 年以来6 个时段土地利用/ 覆被变化进行分析, 并采用景观生态学方法对洪河保护区及其所在浓江河流域湿地景观多样性和景观连通度进行计算, 系统研究了流域土地利用变化对保护区湿地景观的影响。结果显示: ① 浓江河流域大规模土地利用发生在20 世纪80 年代之后, 年均耕地面积增长速度为101 km²/a; ② 土地利用/ 覆被变化直接导致流域湿地景观多样性降低, 同时也间接影响了洪河保护区湿地景观多样性; ③ 流域土地利用变化带来的景观连通度降低严重割断了景观之间原有的物质交换和功能维持关系, 是导致保护区湿地景观结构和功能改变的主要因素之一; ④ 恢复保护区周围一定面积的湿地, 维持良好的景观连通度是实现保护区自然保护效益的方法之一。     

三江平原NDVI时空变化及其对气候变化的响应

基于2000—2014年生长季MODIS NDVI数据和同期降水、平均气温的格点数据，采用趋势分析法、SPEI指数、相关分析法，对三江平原NDVI时空变化特征和对气候变化的响应进行了分析。结果表明：近15年三江平原区生长季的NDVI以0.017/10a的速率呈缓慢上升趋势。其中NDVI显著增加和极显著增加的面积占比分别为13.43%和12.55%，NDVI变化趋势轻度改善的面积较大，占比为25.52%；三江平原地区生长季的多年平均气温总体呈下降趋势，降水量呈上升趋势，总体上生长季标准化降水蒸散指数（SPEI）数值呈上升趋势，干旱化逐年减弱，中等干旱状况得到缓解，渐渐过渡到轻微湿润状态，对植被覆盖面积的增加有促进作用，也为该区域的生态环境恢复提供了有利条件；三江平原地区生长季NDVI与生长季气温、降水量及SPEI主要呈正相关，与降水呈正相关面积占72.64%，与SPEI呈正相关的面积占70.51%，与气温呈正相关的面积占56.73%。NDVI与降水的相关性最高，说明降水是三江平原植被生长的主导气候因子。     

下辽河平原浅层地下水环境风险评价及空间关联特征

以下辽河平原浅层地下水为研究对象,将自然灾害风险理论引入地下水环境风险评价,从脆弱性、功能性、胁迫性、适应性4个方面选取指标,构建地下水环境风险评价指标体系和模型。运用GIS空间分析方法对地下水环境风险进行评价,并对风险值进行空间关联特征研究。结果表明：① 研究区内地下水环境中度以上风险区占整个研究区面积的63.12%,其中高风险区占6.79%,较高风险区占18.96%,中等风险区占37.37%;较低风险区占21.98%,低风险区占14.90%。② 地下水环境风险最高的地区主要位于下辽河平原中部的新民市东北部、灯塔市、辽中县西部、黑山县部分地区及凌海市东南部。③ 研究区内地下水环境风险呈现较高的正相关性,相似性高的区域主要分布在中东和中西部风险高值区,以及东北和东南部风险低值区。研究成果丰富了地下水环境风险理论,对下辽河平原地下水环境保护实践具有一定的理论和实践意义。     

三江平原浓江河湿地生态廊道区及其周边春季鸟类多样性研究

浓江河湿地生态廊道是连接三江平原洪河国家级自然保护区湿地和三江国家级自然保护区湿地的生态廊道.2008年春季,对浓浓江河湿地江湿地生态廊道鸟类资源开展了调查研究.在研究区5种鸟类栖息生境共设立11个调查点,共记录有鸟类14目26科68种,3 220只.浓江河湿地生态廊道鸟类多样性指数(H')较高,生境主要以沼泽湿地为主,不同栖息生境中鸟类多样性指数表现为H'沼泽(1.260 1)>H'水域(1.248 8)>H'居民区(0.903 1)>H'农田(0.872 8)>H'林地(0.871 6);均匀性指数(E)表现为E水域(0.182 3)>E农田(0.164 6)>E林地(0.142 9)>E沼泽(0.110 5)>E居民区(0).维持浓江河湿地生态廊道沼泽和水域的面积对于保护该廊道的功能具有重要意义.     

基于GIS的三江平原退耕还湿空间决策分析

以三江平原为研究区,探讨了利用遥感和GIS技术确定退耕还湿的数量及其空间分布的可行性。通过建立土地利用、现有沼泽湿地缓冲区、环境背景因子(高程、土壤类型、地貌类型、河流缓冲区)、耕地生产力数据等栅格GIS数据库,选取具有区域特色的退耕还湿指标,利用各指标构建了基于GIS的一、二级退耕还湿决策模型及其空间复合模型,并且得到一、二级退耕面积分别为525652hm²、194029hm²,分别为现有耕地面积的8.76%和3.23%。最后,将其分别与研究区行政区数据进行空间叠加统计分析,得到各县级行政区退耕还湿情况。研究结果可以为三江平原的湿地恢复提供科学依据。     

MODIS在三江平原湿地分布研究中的应用

湿地研究的关键在于定量化获取和分析湿地信息,特别是湿地分布信息。以三江平原为例,结合湿地的光谱特征和时相特征,利用多时相MODIS数据,采用MNF(最小噪音分离变化)技术和非监督分类获取了研究区湿地分布,其精度达79%。研究表明,利用MODIS数据可以有效提取湿地分布。     

ARIMA和ANN模型的干旱预测适用性研究

开展干旱预测是有效应对干旱风险的前提基础,根据1960-2016年三江平原7个站点逐日降水和气温数据,利用ARIMA和ANN模型对不同时间尺度标准化降水蒸散指数（SPEI）序列进行分析建模预测。借助相关系数R、纳什效率系数NSE、Kendall秩相关系数τ、均方误差MSE和Kolmogorov-Smirnov （K-S）检验对模型的有效性进行了判定,然后分别用ARIMA和ANN模型进行12步预测,并将预测值与实际值进行比较。结果表明：（1） ARIMA模型和ANN模型对SPEI的预测能力都随时间尺度的增加而逐渐提高。（2）两种模型对3、6个月尺度SPEI的预测精度偏低,9、12、24个月的SPEI的预测精度在70%以上;（3）SPEI-9、SPEI-12、SPEI-24三个时间尺度ANN模型的预测精度优于ARIMA模型。     

三江平原湿地景观生态制图分类系统研究

湿地景观生态制图分类系统的研究是景观制图的关键。以三江平原为研究区域,在研究湿地景观生态制图分类原则的基础上,系统地分析了引起该区域景观分异的主导因素,得出人文因素,水文因素,地貌和植被因素为其主志因素,从而建立了一套完整的景观生态制图分类系统,第一级按人类活动影响程度划分为：自然湿地景观,半自然湿地景观,人工湿地景观,第二级按地貌划分为：河漫滩,阶地,湖滨,洼地,谷地;第三级对沼泽湿地植被２５种