黄河三角洲国家级自然保护区湿地资源评估

构建了黄河三角洲自然保护区湿地资源生态健康评价指标体系和湿地资源合理利用评价指标体系,通过定量与定性相结合的方法将指标分为5个等级,并运用层次分析法以及DPH方法对黄河三角洲自然保护区湿地资源进行综合评估。结果表明:黄河三角洲湿地资源生态健康评价得分为1.02分,属于较健康的临界值,接近疾病;黄河三角洲湿地资源合理利用评价得分为0.73分,为一般合理,主要压力来自于人类对湿地资源的过度开发、环境污染和土壤盐碱化等方面。     

黄河三角洲芦苇湿地大气调节价值评价研究

以黄河三角洲芦苇湿地为研究对象,利用野外监测数据对芦苇湿地的大气调节价值进行了定量评价。结果表明:黄河三角洲芦苇湿地年均净固定二氧化碳(CO2)量为1 953.90 kg/hm2,年甲烷(CH4)排放CO2当量为390.78 kg/hm2。从整个生态系统碳平衡来看,黄河三角洲芦苇湿地年吸收CO2量为1 563.12 kg/hm2,表现为较强的碳汇,其大气调节总价值为8.46亿元,其中固碳总价值为1.84亿元,释氧总价值为6.62亿元,分别占大气调节总价值的22%和78%。     

人工湿地的植物选择和净化效果评价

为优化人工湿地植物的水体净化功能和景观生态效果,构建了表流人工湿地不同植物组合的评价体系,分析了湿地植物组合的应用潜力。评价体系选用一级、二级评价指标,一级指标包括植物特性、净化能力、社会经济功能和景观功能;二级指标包括耐污性、耐寒性、氮、磷、COD的去除率和植物维护管理等15项指标。通过计算每种植物组合的指标分数,判断在不同情况下最适合的植物组合。结果表明:在处理污染严重的污水时,芦苇—浮萍—穗状狐尾藻为最优组合,得分为0.80,属于“优”级;在处理污染较轻的水体时,芦苇—凤眼莲—穗状狐尾藻为最优组合,得分为0.74,属于“良”级。湿地植物评价需更加详细并符合当地环境条件的评价指标。     

基于生态水文学的黄河口湿地生态需水评价

根据生态系统保护的要求,以提高生态系统承载力、保护河口生态系统完整性和稳定性为原则,以促进区域生态系统的良性维持为目标,从生物多样性保护的角度,研究确定了23600hm^2的黄河三角洲应补水的湿地恢复和保护规模。在此基础上,采用景观生态学的原理和方法,在湿地植物生理学、生态学、水文学研究基础上及遥感和GIS技术的支持下,研究水分—生态耦合作用机理,建立基于生态水文学的黄河口湿地生态需水及评价模型,并运用预案研究方法和景观生态决策支持系统的规划评价思想,预测和评价了黄河口湿地不同补水方案产生的生态效果,重点研究了丹顶鹤、东方白鹳、黑嘴鸥等指示性物种适宜生境条件与湿地补水后的生态格局变化。评价结果表明,黄河三角洲湿地具备东方白鹳及丹顶鹤等保护性鸟类的繁殖和越冬的潜在生境条件,但其生境质量并不十分理想,通过湿地补水,作为珍稀鸟类重要栖息地芦苇湿地面积从现状的10000hm^2增加至22000hm^2,生态承载力大幅提高;研究在统筹黄河水资源条件、水资源配置工程措施和湿地生态系统综合保护需求后,推荐提出了黄河三角洲湿地恢复和保护的3.5亿m^3黄河补水量及补水时期。     

不同补水条件下黄河三角洲湿地恢复情景模拟

针对黄河三角洲湿地退化现状,设计了三种湿地修复水量预案。利用水文模型SOBEK和地下水模型Visual Modflow对不同补水预案下湿地水文过程进行模拟,将水文模拟结果与湿地立地条件、植被条件在景观决策支持模型LEDESS框架下进行集成,对三种补水预案下湿地修复情景进行模拟和评价。研究表明,对黄河三角洲湿地的恢复,根据区域湿地条件差异,其恢复目标及所需要的适宜水量也有所不同。一千二管理区宜采用最大引水预案,提高涉禽鸟类的生境适宜性;黄河口管理区宜采用最小水量预案,同时应降低生境干扰以改善栖息地质量;对于大汶流管理区,中等水量对于涉禽类和游禽类的生境都有较大改善。本研究将水文过程与景观过程进行集成,利用情景模拟方法,为湿地恢复决策提供一种新的尝试。     

黄河三角洲自然湿地芦苇在不同演替阶段的生态适应性

为探讨黄河三角洲新生滨海湿地不同植被演替阶段下芦苇的生态适应性,采用空间代替时间的方法,选取靠近海岸的芦苇盐地碱蓬群落区、芦苇群落区和靠近黄河岸的芦苇白茅群落区分别代表由海域向陆地的3个芦苇群落演替阶段。结果表明:实验区土壤总体表现为碱性,表层土壤的电导率、可溶钠含量均显著高于下层土壤,芦苇盐地碱蓬群落区电导率最高。芦苇群落区土壤总氮、总碳、有机质和有效磷、芦苇密度最高,群落单一,但3个实验区群落总生物量差异不显著。有机质、总碳、总氮、p H值构成第一主成分,可溶钠、电导率构成第二主成分。结果表明,水盐分布格局是影响该区域芦苇植被群落的主要驱动因子,土壤养分含量变化对芦苇植被群落的生态特征有显著影响。     

广州南沙湿地大型底栖动物优势种生态位分析

为了解广州南沙湿地大型底栖动物优势种的种类组成和生态位特征,2019年9月—2020年8月春、夏、秋、冬四季对广州南沙湿地大型底栖动物进行定量采样调查,并利用Shannon-Wiener指数和Pianka的重叠指数对各样地优势种进行生态位分析。结果表明:芦苇滩地、无瓣海桑林地和光滩的大型底栖动物优势种分别有5种、4种、10种;芦苇滩地中大型底栖动物优势种的生态位宽度为0.13~0.91,变化幅度较窄,各优势种的生态位宽度值均小于1;无瓣海桑林地和光滩中的大型底栖动物优势种的生态位宽度分别为0.4~1.3、0.34~1.42,变化幅度均较大。芦苇滩地和无瓣海桑林样地各优势种之间生态位重叠值存在差异,说明它们之间利用环境资源既独立又交叉。红树林湿地给底栖动物提供了不同的生存条件和环境条件,3种样地中无瓣海桑林大型底栖动物优势种的种类数最少,建议尽量使用乡土红树植物取代无瓣海桑。同时,应适当种植一些芦苇,并保留一定的光滩。     

黄河三角洲自然保护区湿地生态恢复的原理、方法与实践

黄河三角洲自然保护区以河口新生湿地生态系统为主要生态类型,具有年轻性、脆弱性、不稳定性等生态特点,在自然条件和人为因素的双重影响下,导致部分区域生态恶化和退化。2002年黄河三角洲湿地自然保护区开始实施湿地生态恢复工程,在对湿地生态系统论述的基础上,对自然保护区湿地生态恢复进行了总结,分析了湿地生态恢复的生态背景、湿地退化的原因,论述了实施生态恢复的目的、原理、方法、工程设计及效果评估。     

基于ECPS模型的青海湟水国家湿地公园湿地恢复评估

恢复效果评估是湿地恢复工程评价以及湿地后续高效管理和利用的基础。以西宁湟水国家湿地公园为案例区,构建基于生态系统特征-生态系统过程-生态系统服务（E_CPS）的评估体系,筛选与区域自然环境相适应的的评价因子,采用样方调查、野外监测、问卷调查等方法获取评估数据,从时空尺度评价湿地恢复区植被特征、水文过程到生态系统服务变化情况,并对影响湿地恢复的主要过程和因素展开分析和讨论。结果显示,湿地恢复的综合评价指数为41分,湿地恢复效果较好：① 湿地恢复区植物增加了11种,而湿地植被的平均盖度也增加了35.5%,重点监测的三种优势湿地植物（芦苇、小香蒲和篦齿眼子菜）在单位面积上的平均生物量较参照区平均增加30.9%。② 从生态过程指标来看,湿地恢复区TSIp （Total System Interflow of P）指数和FCIp （Finn Cycle Index of P）指数较参照区分别提升了37.2%和26.3%,说明湿地物质交换和循环过程有一定的改善。③ 从生态系统服务指标的变化来看,栖息地、土壤肥力、水质净化、大气调节、休闲娱乐服务分别增加了92.3%,50.9%,98.3%,73.8%和82.6%。④ 从湿地恢复的影响因素来看,湿地水深、水域面积、水温和底泥颗粒粒径大小与湿地植被恢复相关,并进一步影响湿地生态过程恢复和生态系统服务的空间分布。     

黄河三角洲滩涂湿地夏季大型底栖动物多样性分析

2008年7月,采用野外取样和室内分离、鉴定相结合的方法,对黄河三角洲滩涂湿地底栖动物进行了调查,并利用物种丰富度指数（Margalef）、物种多样性指数（Shannon-Weiner）、均匀度指数及生态优势度指数对该湿地内4个环境梯度带9类典型生境的大型底栖动物多样性进行了分析。结果表明,黄河三角洲滩涂湿地夏季共发现大型底栖动物36种,8纲28科29属,隶属于节肢动物门、软体动物门及环节动物门;其生物量为节肢动物最高,软体动物次之,环节动物最低。随着河口滩涂湿地从水生生境过渡到旱生生境,大型底栖动物MargMef指数和Shannon—Weiner指数均呈减小趋势,表现为潮间淤泥海滩最高,芦苇（Phragmites arustralis）湿地次之,海防林带最小。均匀度指数的变化范围为0．45～1．00,表现为芦苇湿地最高,潮间淤泥海滩次之,海防林带最低。生态优势度表现为海防林带最高,盐碱滩涂次之,而水生生境的潮间淤泥海滩与芦苇湿地最低。     

基于主成分分析法和监测数据的阿尔泰山采金废弃矿区人工恢复措施效益分析

本文以阿尔泰山两河源保护区采金废弃矿区为研究区，从地形、土壤、水分和地表植被4个方面出发，结合矿区现有条件，设置11种恢复措施，选取丰富度指数、优势度指数、多样性指数、均匀度指数、生物量、植被盖度、物种数及土石比等7个评价指标，采用主成分分析法，得出不同恢复措施的主成分得分及生态效益排名。结果表明，单一恢复措施，如推平、羊群驻扎、泥浆等基本上是从某一个方面来考虑生态恢复的，存在一定的缺陷，恢复效益排名比较靠后；多种措施相结合，不仅能改善土壤环境，也会引起植物群落多样性格局的变化，生态恢复效益很好；同一种恢复措施，施行年限越长恢复效果越好。     

额河源流采金矿区不同恢复措施对矿区物种多样性和地上生物量的影响

以额河源流采金后废弃矿区为研究对象，于2011—2015年期间，通过采取不同恢复措施从被破坏矿区草地植物多样性和生物量的角度分析植被恢复效果。结果表明：（1）不同恢复措施促使各植物群落的物种数增加了5%～30%,说明采取恢复措施使得矿区生态环境得到了一定程度的恢复。（2）综合植被群落结构、盖度和地上生物量、物种多样性指数分析，措施A5（推平+圈羊）、A4（推平+补水）、A3（推平+覆土+黑加仑）较其他措施恢复效果更为显著。（3）通过对各样地植被丰富度指数（R）、Shannon Wiener指数(H′)、Simpson指数（D）、Pielou (Jsw)指数与地上生物量分别进行回归分析,发现指数曲线拟合关系最好。表明物种多样性与地上生物量均存在较显著的正相关关系(P <0.05)。本研究可为类似矿区的植被恢复与重建提供参考和借鉴。     

Future Scenarios of Environmental Vulnerability Mapping Using Grey Analytic Hierarchy Process

Any sustainable resource utilization plan requires evaluation of the present and future environmental impact. The present research focuses on future scenario generation of environmental vulnerability zones based on grey analytic hierarchy process (grey-AHP). Grey-AHP combines the advantages of grey clustering method and the classical analytic hierarchy process (AHP). Environmental vulnerability index (EVI) considers twenty-five natural, environmental and anthropogenic parameters, e.g. soil, geology, aspect, elevation, slope, rainfall, maximum and minimum temperature, normalized difference vegetation index, drainage density, groundwater recharge, groundwater level, groundwater potential, water yield, evapotranspiration, land use/land cover, soil moisture, sediment yield, water stress, water quality, storage capacity, land suitability, population density, road density and normalized difference built-up index. Nine futuristic parameters were used for EVI calculation from the Dynamic Conversion of Land-Use and its Effects, Model for Interdisciplinary Research on Climate 5 and Soil and Water Assessment Tool. The resulting maps were classified into three classes: “high”, “moderate” and “low”. The result shows that the upstream portion of the river basin comes under the high vulnerability zone for the years 2010 and 2030, 2050. The effectiveness of zonation approach was between “better” and “common” classes. Sensitivity analysis was performed for EVI. Field-based soil moisture point data were utilized for validation purpose. The resulting maps provide a guideline for planning of detailed hydrogeological studies.

     

Assessment of Restoration Technology in Typical Ecological Degradation Regions

In the face of increasingly severe ecological degradation in the typical fragile ecological regions around the world, many different ecological technologies (ET) have been developed. However, there is still a lack of any comprehensive analysis of these technologies and the effects of their implementation on regional ecological systems, and this largely limits the promotion of the excellent technologies and their applications. Based on the Web of Science core online database and specific literature screening criteria, 3409 papers were selected to summarize and analyze the development trends, research hotspots and regional comparisons of ecological technology effect research. Furthermore, 19 publications from 14 regions were selected to compare and analyze the effects of eight commonly applied ET: shelterbelt, artificial afforestation, water-saving irrigation, terrace, stereo-agriculture, contour tillage, ban/rest/rotational grazing and fallow/no tillage/minimum tillage. The results show four key features: (1) The research on the effect of ecological technology is still in the period of continuous development. (2) “Erosion” is the largest node in the keyword co-occurrence map of ecological technologies effect research, followed by “management”. (3) Most countries pay attention to the studies of “erosion” and “runoff”, although there are differences in research on the effects of ecological technologies in different countries. (4) The same technology could be applied to different regions but the effects varied, and the ecological technologies that have been implemented have generally achieved good restoration effects; however, the improper use of ecological technologies may bring negative consequences. This study provides important support for ecosystem restoration and improvement in the ecologically degraded areas in China and around the world, and it provides a reference for the export and introduction of excellent technologies.     

天然林资源保护一期工程生态成效评估——以甘肃小陇山地区为例

天然林资源保护工程是在中国广泛开展的一项重要生态建设工程。本文在构建生态多元评估指标体系的基础上,评估工程实施的生态成效,对于其进一步决策与管理具有重要的科学意义。通过遥感、生态系统质量等多源数据融合,采用生态系统宏观格局、生态系统质量、生态系统服务等方面指标的现状和时空变化特征,评估小陇山地区天然林保护一期工程(2000-2010年)实施成效。结果表明：①工程实施后,小陇山地区落叶阔叶林、落叶阔叶灌木林、草地等生态系统类型的面积大幅度增加,生态系统宏观状况转好,其中黄河流域生态系统宏观状况转好趋势明显好于长江流域。②研究区叶面积指数(LAI)和最大植被覆盖度(FC)在2000-2010年期间的多年变化斜率分别为0.022和0.510,生态系统质量上升趋势明显。其中黄河流域改善程度高于长江流域。③2010年研究区固碳量为700.20 t/hm²,相比工程初期的2000年增加了4.69%;工程实施之后的10年间,研究区水源涵养量呈增长趋势,土壤保持量亦呈增长趋势;就流域而言,黄河流域的生态系统服务的提升程度均更为明显。     

山地区域土地生态红线划定方法与实证研究——以重庆市涪陵区义和镇为例

无序和不合理的土地利用是引发生态问题的重要因素。合理划定土地生态红线,可协调土地利用和生态环境的关系,促进土地资源的合理配置,保障区域生态安全。山地区域地势起伏较大,水系密布,土地利用破碎化,作为重要的水土保持和水源涵养区域,是进行生态恢复和重建的关键地区。本文以山地区域村镇为例,运用GIS平台,基于生态敏感性和生态服务价值,对土地生态进行综合评价,据此划定刚性和弹性的土地生态红线。生态敏感性评价的指标包括坡度、植被覆盖度、水体、土壤类型和降水侵蚀力等5个指标;生态服务价值评价的指标包括食物生产、原料生产、气体调节、气候调节、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性和美学景观9个指标。义和镇的刚性生态红线内所包含的刚性生态保护区面积为43.90 km²,占义和镇总面积的44.34%。弹性生态红线包含的弹性生态保护区面积为29.18 km²,占义和镇总面积的29.47%。义和镇的生态红线范围主要包含东北部山地区域和南部水系丰富地区,该区域的生态敏感性较高,同时也有较高的生态服务价值,因此生态红线的划定对于生态修复和生态保护具有指引作用,为生态系统健康发展提供基础保障,并可为构建生态文明安全格局提供科学支持。     

黄土丘陵区坡面尺度上不同植被格局下植物群落和土壤性质研究

通过对黄土丘陵沟壑区陕西延安羊圈沟小流域坡面上退耕还林还草后形成的林地(单一种植刺槐人工林)、草地(单一的撂荒草地)、草地-林地-草地(上坡位和下坡位撂荒草地,中坡位种植刺槐人工林)及林地-草地-林地(上坡位和下坡位种植刺槐人工林,中坡位为撂荒草地)四种不同的植被格局下植物物种多样性及土壤理化性质变化的研究,旨在揭示植被恢复过程中,坡面上植被不同的空间配置模式对植物物种的组成及土壤环境变化的影响.研究发现,4种植被格局下植物物种的多样性以单一的撂荒草地坡面最高,人工林的种植一定程度上影响了林下植物物种多样性的恢复,但整个灌木和草本的群落结构4种植被格局之间均未达到极不相似水平.土壤有机碳及总氮含量均以坡面上草地-林地-草地的空间配置格局最高且有机碳存在显著差异,而撂荒草地则在土壤水分的保持及改善土壤pH值上优于其他3种植被格局.     

黄土丘陵区典型退耕恢复植被土壤生态化学计量特征

为探究不同植被土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征及其影响因素,以黄土丘陵区油松、刺槐、沙棘和草地4种典型退耕恢复植被0~100 cm土壤为研究对象,分析不同植被土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、全磷（STP）含量及其化学计量特征。结果表明：（1） 不同恢复植被对土壤养分含量有显著影响,刺槐的SOC、STN最高,油松的SOC、STN最低,STP表现为草地>刺槐>油松>沙棘。（2） 不同恢复植被土壤养分具有“表聚性”,随土层深度增加,SOC和STN含量呈下降趋势,而STP的变异性较弱。特别是刺槐的SOC和STN在60~100 cm呈增加趋势。（3） 不同恢复植被土壤SOC:STN（C:N）、SOC:STP（C:P）差异不显著（P>0.05）,刺槐的土壤STN:STP（N:P）显著高于其他植被类型（P<0.05）,土壤C:N、C:P、N:P均低于全球及全国平均水平,研究区有机质的分解速率较快,P的有效性高,植被生长主要受N元素限制。（4） 研究区土壤C:N、C:P和N:P主要受SOC和STN影响;土壤养分与土壤含水量（SWC）和土壤容重（BD）呈负相关,与土壤粉粒（slit）和黏粒（clay）含量呈正相关,STP对土壤细颗粒的响应强度大于SOC和STN。研究区土壤化学计量在不同退耕恢复植被间差异显著,其中刺槐的土壤养分含量较其他植被类型更好,可为该地区植被恢复工作进一步开展提供参考。     

国家屏障区生态系统服务权衡与协同

对不同服务间存在的此消彼长的权衡关系和相互增益的协同关系的正确认知,是开展多种生态系统服务可持续管理决策的前提。2018年国家重点专项“典型脆弱生态修复与保护研究”中明确指出要优化“两屏三带”生态系统服务格局,而服务的优化离不开对权衡与协同关系的准确认知。因此,在国家尺度上开展国家屏障区生态系统服务权衡与协同研究具有重要性和迫切性。本文采用RUSLE模型、CASA模型和InVEST产水模型分别评估国家屏障区2000—2015年土壤保持、固碳和产水服务的空间分布格局,并分析三种服务的变化趋势,采用相关分析法和均方根偏差法量化不同服务在各子屏障带整体和空间上的权衡与协同关系。结论如下：① 国家屏障区的三项服务在空间上均呈现由东南向西北减少的格局, 而在时间上,土壤保持与产水显著增加(p<0.05),增加量分别为 20.64 t/(km ²·a)和4.13mm/a,而固碳呈现微弱的上升趋势(p=0.96),服务的提升有利于保障国家生态安全。② 在各子屏障带整体上,土壤保持、固碳及产水间相关系数基本大于0（p<0.05）,表明三者以协同为主;而在空间上,两两服务间的权衡与协同关系存在着极强的空间异质性,如东北森林带固碳与产水、固碳与土壤保持的权衡关系像元比例分别达49%和27%,且均集中在北部。因此,在进行生态环境建设时,需要同时考虑到整体与局部空间的服务权衡与协同关系的不同,以制定更为合理的生态保护政策。