湿地生态系统碳循环研究进展

碳在不同类型湿地中储藏量约占地球陆地碳总量的15%。由于全球湿地面积迅速减少,湿地生态系统正常的水循环和碳循环过程产生一定的变化,湿地生态系统的演变也可能是全球大气CO₂含量升高的一个不可忽视的重要因素。气候条件是湿地碳循环生物地球化学过程的重要驱动因素,湿地特殊的生态水文过程和土壤环境条件,使得湿地碳循环具有区别于其它生态系统碳循环的特征。影响湿地中碳积累与分解过程的重要控制因子是温度、水文条件和植物群落,特别是水文条件对湿地碳循环过程影响较大。湿地土壤呼吸通量与根层土壤温度呈正相关关系,并受地表积水深度和地下潜水水位的影响,另外,洪泛作用会增加湿地CO₂的排放率,湿地水文过程决定溶解有机碳的输入与输出过程。     

国外湿地生态系统碳循环研究进展

在全球变化背景下,面对湿地生态系统是否能维持其碳汇功能等问题,在以下几方面进行了讨论:当前湿地生态系统碳源与碳汇评估中存在的问题;湿地碳源与碳汇功能时空格局变异最新研究进展;影响湿地甲烷排放的因素;湿地碳循环过程对全球变暖的响应模式;湿地生态系统碳循环模拟。认为当前对湿地生态系统碳循环认识的局限性,是导致碳循环成为全球变暖互馈机制中不确定性的主要原因之一。针对中国当前湿地生态系统碳循环研究的特点,提出了中国未来湿地生态系统碳循环研究的焦点问题,即如何在气候变化及人类活动双重影响下,维持中国湿地生态系统现有碳储存库的功能,以及如何提高已退化湿地的固碳功能及潜力。     

湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展

湿地在流域中处于水陆交错的特殊过渡区域,是地表重要的景观覆盖类型和生态系统。湿地具有独特的水文、土壤和植被特征,在维护区域/流域生态平衡和环境稳定方面发挥巨大作用。湿地景观变化过程主要表现为景观格局和过程在时间和空间尺度上的相互作用过程。该过程对系统的能量流动、物质循环以及物种迁移产生作用,对地理环境也产生巨大环境效应。湿地景观变化与土地利用/覆盖变化紧密相关,与人类活动影响息息相联。至今,人类已把天然的湿地景观格局改变为受人类支配的土地利用格局。自然湿地景观格局的变化过程对湿地生态系统以及其他系统的生物多样性、初级生产力产生显著影响,对局地、区域及全球气候环境、水文环境、生物多样性等方面产生显著而深刻的影响。湿地景观变化是全球变化研究的重要内容,尤其对认识全球气候变化、土地利用/覆盖变化和生物多样性变化的区域响应具有重大意义。     

湿地生态水文过程及其模拟研究进展

在明确生态水文学相关概念的基础上,概述了湿地生态水文的研究历程和目前的研究热点。总结和分析相关文献发现,湿地关键水文过程在不同时空尺度的变化规律、湿地生态过程和水文过程的耦合作用机制、多尺度湿地生态水文过程的模拟与调控是目前湿地生态水文学的热点研究内容。总体而言,湿地生态水文研究已经由关注单一类型湿地水文过程向研究多类型湿地之间的水文连通维持机制转变,重点在于揭示不同时空尺度湿地水文与湿地生态系统之间的相互作用规律,阐明水文情势与生物群落、生态系统之间的作用与动态反馈原理;发展多维时空尺度的水文情势与湿地生态系统格局与过程交互作用的生态水文模型,旨在为湿地生态系统结构与功能修复提供理论与技术支撑。     

湿地水文过程与植被响应研究进展与案例分析

生态水文学是20世纪90年代兴起的一门研究生态过程和生态格局水文机制的新学科。湖泊湿地作为中国5大类天然湿地类型之一,湖泊湿地生态水文学的研究业已成为生态水文学的研究的一个重要对象和分支,其核心在于研究湖泊湿地生态系统中多时空尺度的水文与生物格局、过程的耦合特征及其相互作用。论文首先概述了湖泊湿地生态水文学的研究进展,包括其基本理论,内涵、外延及其主要研究内容;凝练了湖泊湿地生态水文学研究的方法体系、思路及框架;针对目前湖泊湿地生态水文学研究中存在的问题及薄弱环节,提出了湖泊湿地生态水文学未来研究的发展趋势和亟需加强研究的重点方向。在此基础上,以长江中游的典型通江湖泊湿地——鄱阳湖湿地为例,通过开展的湖泊湿地生态水文过程与模拟研究的典型案例,阐述了鄱阳湖湖泊湿地生态水文过程的变化及其植被响应研究的最新进展和研究成果。论文对于构建涵盖湖泊湿地水资源、湖泊湿地生态景观格局与流域管理、湖泊湿地生物多样性保育以及湿地资源可持续利用与生态管理等方向在内的战略研究体系,完善湿地生态水文研究与流域生态与管理的技术支撑体系具有重要的指导意义和实践价值。     

气候变化对植物多样性的影响研究综述

植物多样性是生态系统结构和功能的基础,气候变化已对其产生了深刻的影响,甚至于严重威胁。植物多样性的减少或丧失必然会影响生态系统结构和功能的稳定性,导致严重的生态、经济和社会后果。植物多样性对气候变化的响应受控于气温和水分的动态平衡。本文系统总结了气候变暖和降水格局变化对植物多样性的影响,分析了气候变化对不同生态系统、群落类型、尺度范围（全球尺度、区域尺度、局地尺度）内植物多样性的影响,并归纳了差异的主要影响因素。最后对未来的研究方向做了展望。     

水文连通对湿地生态系统关键过程及功能影响研究进展

水文连通是湿地生态过程的主要非生物驱动因子,湿地生态系统中水文连通对于湿地稳定性自维持极为重要。湿地生态系统关键生态过程及功能对水文连通受损的响应机制是目前国内外湿地研究的热点与难点问题,综述了目前国内外该科学问题的相关进展。湿地生态系统水文连通具有尺度特征,从群落—生态系统、从局地到区域,其主导影响因素不同。水文连通被阻断,会导致沉积过程改变,进而改变湿地微地貌特征;水文连通可以通过改变生物生境进而影响生物定殖、扩繁及湿地的生物多样性功能,生物觅食与繁殖更趋向选择连通较好的湿地斑块,水文连通的丧失将导致全球生物多样性的降低;完整的水文连通能够促进能量和营养物质的循环,水文连通与生物地球化学连通的耦合,是驱动湿地生态系统能量与物质流转和功能发挥的主要营力。未来关于湿地水文连通与生态系统稳定性研究应着重关注构建湿地水文连通评估方法、水文连通与湿地关键生物地球化学过程的耦合机制、多重胁迫下水文连通与湿地生态系统稳定性作用机制和基于水文连通调控的湿地恢复与保育技术等方面的研究。     

降水对洞庭湖湿地水文补给效应

通过综合运用气象数据、遥感数据和典型下垫面特征资料,采用GIS技术和SCS模型,分析了降水对洞庭湖湿地水文的补给效应。在分析洞庭湖流域降水时空变化特征以及模拟地表径流的基础上,计算面积补给系数和体积补给系数。结果表明,面积补给系数较好地显示出监测时刻湖泊水域面积与流域面积之间的关系,不仅反映了某一时刻湿地水文对补给水的依赖,也定量表明降水形成地表径流后的水文补给效应及其对水域面积的影响;体积补给系数则通过注入湿地中的实际水量反映出降水对湿地水文的补给作用及其对水文循环的贡献,也可通过累加反映一段时间内的补给效应。两者的综合应用可以更好地说明大气降水对洞庭湖湿地水文的补给作用。     

城镇化对湿地的影响研究进展

湿地是人类生存和发展的主要环境之一,城镇化进程严重影响了湿地生态系统。从城镇化对湿地的景观格局、水文、生物多样性影响方面综述了城镇化对湿地生态系统影响的研究进展。研究发现城镇化改变了湿地的景观格局,使湿地面积不断减少,景观破碎化,湿地异质性增大,连通性降低。城镇化改变了湿地的水文条件,使天然调蓄能力减弱,径流系数增强,洪峰流量增大,水土流失加重,河网和水系结构特征改变,水质受到严重影响。城镇化降低了湿地生物多样性,使物种丰富度和分布降低,珍稀物种因丧失生境而灭绝,生物入侵增强,进而导致种群组成和生态系统的功能发生变化。最后提出了在全球变化背景下城镇化对湿地影响研究的新方向及其保护措施建议。     

湿地景观格局变化研究进展

湿地是自然界最富生物多样性的生态景观,具有重要的生态功能。湿地景观格局是各种生态过程综合作用的结果,具有高度的景观异质性,对景观的功能和过程有着显著的影响。湿地生态系统是世界上受威胁最为严重的生态系统之一,在自然因素和人类活动的影响下发生了大面积的转化或丧失。本文从湿地景观格局研究方法、面积变化、景观类型转化、驱动力以及动态模型、湿地景观格局指数以及湿地景观格局与气候变化之间的关系等方面综述了湿地景观格局变化的研究进展,指出湿地景观格局变化及其生态效应和高原湿地景观格局变化与气候变化之间的关系是未来研究的重点领域。     

湿地水文研究的若干热点问题

湿地水文研究是认识湿地生态系统的结构、过程与功能,进行湿地生态保护和恢复重建以及水资源合理配置的前提与基础。重点对湿地水文研究的几个热点问题进行了评述。这些问题包括,全球气候变化与人类活动影响下的湿地水文响应;湿地水文过程对湿地生态系统的影响机制;湿地水循环过程与水文模型。在此基础上,提出了基于水循环模拟的流域湿地水资源合理配置的基本思路,并对目前中国湿地水文亟待研究的重要议题进行了阐述。     

流域干旱对淡水湖泊湿地生态系统的影响机制

在气候变化和人类活动的双重影响下,一些湿地严重退化。其中,流域干旱问题是导致湿地退化的重要原因之一。干旱严重制约着湿地的生态水文过程。一方面,干旱通过造成湿地水量亏缺和水分条件改变,来影响湿地生物和生境条件;另一方面,湿地中的生物对干旱具有一定的适应性,通过个体的形态、生理和行为适应等来避免干旱造成的伤害;同时,这一过程还伴随着生物种群的数量、密度、生物量、分布以及群落的组成、数量、生物量、分布等特征的变化;最终干旱对湿地的影响将体现在湿地规模、构成、格局和功能的变化上。在理论上,干旱作为一种扰动对提高湿地生态系统的耐旱性有一定积极影响,但由于缺少长期的湿地恢复过程研究,这一学术观点并未被广泛认知;长时间的严重干旱则会对湿地生态系统产生不可逆转的影响,导致其退化、消失。     

模拟增温对生态系统碳循环影响研究进展

气候变暖影响着生态系统碳循环,碳循环的变化反馈于气候变化。这两者的相互作用影响着未来气候变化的方向和强度。野外增温试验有助于了解生态系统碳循环对气候变化的响应及其机制,因此成为近年来的研究热点。生态系统所处的地理位置及相应的气候背景影响着碳循环对增温的响应。增温后不同生态系统的碳释放和碳固定均可表现为增加、减小或者无显著变化,因而生态系统净碳收支对气候变化响应多样。增温后土壤氮矿化速率、物候、生态系统物种组成和结构的变化间接影响着生态系统净碳收支。多年冻土区储存了大量的土壤有机碳,冻土融化后冻土有机碳分解将释放大量的CO₂到大气中,正反馈于气候变暖,因而是目前野外增温试验对碳循环影响研究的焦点。     

水位变化下菜子湖湿地多目标生态修复方案研究

水文过程塑造了湖泊湿地的主要生态结构和功能,筑坝拦蓄、跨流域调水和航运等人类活动对湖泊的水文节律产生了明显影响,开展水位变化下湖泊的多目标修复,能够使湖泊受到的破坏得到不同程度的恢复。在综述水位变化生态影响和湿地修复方法的基础上,提出了水位变化下的湖泊湿地多目标生态修复框架;在该框架的指导下,制定了引江济淮工程运行后菜子湖湿地的多目标生态修复方案;该方案能满足包括鱼类多样性保护、沉水植物恢复、泥滩和草本沼泽面积维持和水鸟多样性保护等多目标的湿地修复需求,在提高菜子湖湿地生态完整性、可持续性和生物多样性保护方面具有显著优势和可行性。     

中国科学院新疆生态与地理研究所在气候模式不确定性对水文评估的影响研究方面获进展

正全球变暖已成为不争的事实。气候变化对流域水文过程的影响评估成为当前研究的热点问题,理解水文过程对未来气候变化的响应对地方水资源规划尤为重要。利用多个气候模式与水文模型耦合来分析未来气候变化对水文过程的影响研究是最重要的手段,其中不同来源如气候模     

青海湖高寒湿地生态系统服务价值动态

以1987、2000、2010年3个时期的TM影像为主要数据源,基于对中国生态系统单位面积服务价值的生物量修订,研究了青海湖湿地生态系统服务价值的动态特征。结果表明：1987-2010年青海湖高寒湿地总生态系统服务价值增加到了232.34亿元,年均增加0.18亿元,其中,湖泊、高寒草甸、高寒沼泽和温性草原生态系统服务价值是其主要构成部分。人类活动行为和气候变化驱动着其生态服务价值动态。研究区生态服务功能以水文调节、废物处理、气候调节、维持生物多样性功能为主,此4种功能的价值占到了总价值的70%以上。近24年里除原材料生产功能外,其他各项生态系统服务功能均在不同程度地增加,生态服务价值波动最大的是水文调节、废物处理和气候调节功能。     

中国科学院新疆生态与地理研究所在气候模式不确定性对水文评估的影响研究方面获进展北大核心CSCD

全球变暖已成为不争的事实。气候变化对流域水文过程的影响评估成为当前研究的热点问题,理解水文过程对未来气候变化的响应对地方水资源规划尤为重。利用多个气候模式与水文模型耦合来分析未来气候变化对水文过程的影响研究是最重的手段,     

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。     

间歇性湿地研究进展

间歇性湿地作为湿地的特殊类型,具有生物多样性保护、调节径流、改善水质和调节小气候、稳碳增汇等丰富的经济和生态价值。研究表明:全球间歇性湿地的数量和质量逐年下降,特殊生境受到严重威胁,但目前学者对间歇性湿地的关注仍然不够,国内还未有系统的研究。影响间歇性湿地生态功能的环境因素主要有淹水和干旱时间间隔、持续时间、干旱暴露频率和水生生物群落结构的变化,同时还受水文及地貌的差异控制。综述了20世纪以来人类活动对间歇性湿地类型和分布的影响,并概述了间歇性湿地在全球水-碳循环和生物多样性保护中发挥的生态和社会功能。间歇性湿地作为野生动植物的重要生境,为毗邻生态系统提供营养物质供给、蓄水防洪、水质过滤、稳碳增汇等功能,是自然和社会环境的重要生态安全屏障。     

长江源头流域水文要素时空变化及对气候因子的响应

长江源区位于青藏高原腹地,其水文过程空间异质性强、对气候变化敏感,但其水文要素的时空特征尚不太清楚。本文结合站点和同化气象要素资料,采用寒区水文模型(CRHM)模拟了1979—2012年间长江源沱沱河、楚玛尔河和当曲流域的汛期水文过程,据此分析了其汛期水文要素的时空变化特性,解析了水文要素对气候因子的响应。结果表明:(1)沱沱河、楚玛尔河和当曲三子流域的汛期径流深度与系数具有显著的空间差异,依次分别为:56.4 mm和0.20、7.1 mm和0.03、152.0 mm和0.41,呈南多北少的空间规律,与降水分布基本一致;(2)1979—2012年间,长江源区径流深与降水显著相关,表明源区水文过程对降水变化敏感(R0.54,p0.01);(3)唐古拉山地区的汛期产流量深明显高于周围地区,并表现出对降水的敏感响应(R0.95,p0.01),而当曲流域沼泽湿地则为蒸散发高值区。本研究阐明了长江源头流域汛期水文要素空间特征及时间变化,并表明了水文过程的气候敏感性及其空间差异,这在长江源区的气候变化响应分析中应予以充分考虑。