黑龙江三江自然保护区天然湿地土壤重金属含量及污染评价

通过调查采样,测定黑龙江三江自然保护区核心区的臌囊苔草沼泽、小叶章沼泽和实验区的芦苇沼泽土壤中Cu、Pb、Zn、Mn和Cr含量;利用Hankanson潜在生态危害指数法,对不同类型天然湿地土壤中重金属的生态危害进行评价。结果表明:3种类型天然湿地土壤中重金属含量随土壤深度呈波动变化,其中Cu、Pb、Zn和Cr含量的大体趋势是底层高于表层,Mn含量的大体趋势是表层高于底层。臌囊苔草沼泽土壤中Cu和Zn含量显著(P0.05)高于小叶章沼泽和芦苇沼泽;芦苇沼泽土壤中Pb和Cr含量显著高于臌囊苔草沼泽和小叶章沼泽(P0.05);3种类型天然湿地土壤中Mn含量差异不显著(P0.05)。核心区天然湿地土壤中重金属综合潜在生态风险危害等级为中度,实验区天然湿地土壤中重金属综合潜在生态风险危害等级为强烈,说明三江自然保护区天然湿地土壤存在重金属污染,污染的主要重金属元素为Pb。     

三江平原湿地小叶章各器官主要营养元素特征

选择生长在三江平原湿草甸和沼泽化草甸上的小叶章(Calamagrostis angustifolia)为研究对象,在2004～2008年小叶章生长季,测定了其根、茎、叶和叶鞘内的有机碳含量、全氮含量、全磷含量和全硫含量,研究了小叶章体内营养元素含量特征及其生长限制元素。结果表明,在两种类型湿地上生长的小叶章,其体内各器官的有机碳含量、全氮含量、全磷含量和全硫含量都存在差异;两种类型湿地的小叶章地上部分各器官中,全氮含量、全磷含量和全硫含量都是在叶中最大,其次为叶鞘、茎;湿草甸小叶章根营养元素含量明显低于其地上部分各器官,而沼泽化草甸小叶章则相反;两种类型湿地上的小叶章地上部分器官中的各营养元素含量之间多存在显著相关关系,而根中各元素含量之间几乎不相关;氮是限制小叶章生长发育的最主要的营养元素;湿草甸小叶章相对更易受到硫元素的限制。     

三江平原沼泽湿地典型湿地植物对重金属的富集效应

筛选适合三江平原土壤污染特点且具有较广适应性的重金属超富集湿地植物。以黑龙江三江国家级自然保护区沼泽湿地中典型湿地植物小叶章、臌囊苔草和柳叶绣线菊为研究对象,测定植物体及土壤中铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)的含量,利用富集系数和转移系数对3种植物吸收重金属的能力进行评价。结果表明:小叶章沼泽土壤Cu、Pb、Zn和Cr含量均高于其他两个样地,其中土壤Cu和Pb含量差异显著(P 0.05)。臌囊苔草沼泽土壤Mn含量显著高于其他两个样地(P 0.05)。3种植物对Cu、Zn和Cr的富集系数大于1,3种植物均显示出对Zn良好的富集能力,臌囊苔草-小叶章沼泽中的小叶章富集系数达144.03。在重金属的转移过程中,所有样地小叶章Cr的转移系数均小于1,而小叶章其他重金属的转移系数均大于1。臌囊苔草在臌囊苔草沼泽中Cu、Mn转移系数大于1,在臌囊苔草-小叶章沼泽中Mn的转移系数大于1。柳叶绣线菊仅有Cu的转移系数大于1。小叶章对Cu、Zn、Cr的富集效应强于柳叶绣线菊和臌囊苔草。     

黑龙江三江自然保护区天然湿地植物物种多样性研究

以黑龙江三江国家级自然保护区5种典型的沼泽湿地为研究对象,研究不同沼泽湿地的植物多样性差异。结果表明:黑龙江三江自然保护区5种沼泽湿地共调查到湿地植物17种,不同沼泽湿地的植物组成有较大差异,物种最多的臌囊苔草沼泽为8种,最少的为漂筏苔草仅2种,优势种一般为1～2种。由于调查样方数较少,得到的沼泽湿地物种数目低于本区其他调查的结果。不同沼泽湿地的物种丰富度指数、Simpson指数和Shannon-Winner多样性指数都有显著差异(P 0.05),总体趋势表现为常年积水的芦苇沼泽和漂筏苔草沼泽低于季节性积水的臌囊苔草沼泽、小叶章沼泽和柳叶绣线菊沼泽。不同沼泽湿地的Pielou均匀度指数没有显著差异(P 0.05),说明调查的5种沼泽湿地植物分布比较均匀,很少有样方内植物呈斑块状分布的情况。     

三江平原小叶章湿地枯落物和根分解及其硫元素释放动态

在三江平原小叶章(Calamagrostis angustifolia)典型草甸湿地和小叶章沼泽化草甸湿地中,利用分解袋法研究了小叶章的枯落物和根的分解及其硫元素释放动态。结果表明,在两种类型湿地中,小叶章枯落物和根的分解模式相同,都为快、慢交替的变化模式;但它们的分解速率不同,其原因主要是两种湿地的微环境和分解袋的投放方式不同。经过450 d的分解之后,在小叶章典型草甸和小叶章沼泽化草甸湿地中,小叶章枯落物的干物质损失率分别为32.31%和36.10%,相应的分解速率分别为0.0005797 d-1和0.0006321 d-1,而小叶章根的干物质损失率分别为60.75%和33.68%,其相应的分解速率分别为0.00153 d-1和0.0006412 d-1。在两种类型湿地中,小叶章枯落物和根中的总硫含量都呈波动性变化,小叶章枯落物中硫的释放模式为淋溶、固持、释放,根中硫的释放模式为固持、释放,C/S比值是影响硫发生固持或释放的主要因素。     

三江平原沼泽湿地开垦及恢复对土壤硫酸盐还原菌数量分布的影响

对三江平原草甸沼泽土壤不同土地利用方式,小叶章（Calamagrostis angustifolia）草甸、旱田和退耕地的土壤硫酸盐还原菌（SRB）数量及土壤pH、氧化还原电位（Eh）进行测定分析。结果表明,3种土地利用方式土壤硫酸盐还原菌数量（QSRB）均为10—30cm深度土壤高于0～10cm深度,且相同深度水平下,QSRB旱田〉QSR退耕地〉QSRB小叶章草甸;草甸沼泽土土壤pH、Eh随着湿地开垦及恢复过程,均呈先升高,再降低的趋势,均与土壤硫酸盐还原菌数量存在线性关系;土壤硫酸盐还原菌数量表现出明显的季节变化,春季硫酸盐还原菌数量最低,而秋季达到最高。     

纳帕海湿地土壤有机碳和微生物量碳研究

以纳帕海湿地天然沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究土壤有机碳和土壤微生物量碳含量的时空分布及其变化。结果表明,天然沼泽、沼泽化草甸和草甸0~40 cm深土层的平均有机碳含量在(18.02±0.24)~(258.44±3.37)g/kg之间变动;三者10~40 cm深土壤的各土层平均有机碳含量随着土壤深度增加在不断减小,且差异显著(p0.05);其土壤表层(0~10 cm)的平均微生物量碳含量都较高,分别为(446.23±98.72)mg/kg(沼泽化草甸)、(204.23±44.90)mg/kg(天然沼泽)和(158.64±65.24)mg/kg(草甸);三者0~40 cm深土层的微生物量碳含量差异明显,沼泽化草甸的微生物量碳含量最高,为940.00 mg/kg,天然沼泽次之,为472.23 mg/kg,草甸最低,为359.78 mg/kg;在垂直分布上,三者的土壤微生物量碳含量表现出与土壤有机碳含量一致的规律;土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量都与土壤含水量显著相关,表明纳帕海湿地土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量主要受土壤水分的影响,而人为疏干排水是导致土壤水分下降的诱因。     

两个时期若尔盖高原沼泽湿地景观格局的对比研究

以若尔盖高原为研究区,选择1977年的Landsat MSS影像、2007年的Landsat TM影像和研究区90m分辨率的数字地形图为数据源,利用景观生态学方法及遥感和地理信息系统技术,对若尔盖高原1977年和2007年两个时期的沼泽湿地(包括沼泽和沼泽化草甸)景观格局进行了对比研究。结果显示,与1977年相比,2007年研究区沼泽与沼泽化草甸的面积比(沼泽面积/沼泽化草甸面积)发生了明显变化,沼泽与沼泽化草甸的面积比由1977年的1/3减少到2007年的1/7;2007年沼泽面积明显减少,其面积只占沼泽湿地总面积的13%;两个时期,研究区沼泽湿地景观都集中连片分布,聚集度均高于90;与1977年相比,2007年沼泽湿地景观的斑块数减少,景观类型趋于单一,而平均斑块面积和聚集度都在增加;研究区沼泽湿地90%以上分布在坡度小于5°的空间范围内,随着坡度的增大,沼泽湿地的退化程度显著增高;与1977年相比,2007年研究区沼泽湿地景观分布质心发生了一定的空间位移,沼泽质心向西南偏移了3.88km,沼泽化草甸质心向东北偏移了12.35km。     

沼泽湿地垦殖对土壤碳动态的影响

在中国科学院三江平原湿地生态试验站选取相邻的、土壤类型相同的小叶章沼泽化草甸以及不同开垦殖年限的已垦湿地农田,综合运用多种微生物指标,全面地评价沼泽湿地垦殖后土壤有机碳的动态。结果表明,沼泽湿地垦殖初期(1~3年),土壤微生物量碳(MBC)、微生物商以及基础呼吸(BR)都迅速降低,而代谢商(qCO₂)、PR/BR和PR/MBC比值却不断升高。表明湿地垦殖后,有机碳的可利用性下降,微生物对碳源的利用效率降低,造成土壤有机碳的大量损失。各种微生物指标之间有密切的相关关系,综合这些微生物指标能够全面地、准确地评价沼泽湿地垦殖后土壤有机碳的动态。     

三江平原不同土地利用方式下湿地土壤CO2通量研究

利用暗箱-气相色谱法,同步测量了三江平原几种主要生态类型湿地土壤原始的小叶章草甸白浆土、毛果苔草泥炭沼泽土、已垦旱作草甸白浆土和人工水田草甸白浆土,进行CO2排放通量的对比研究.结果表明不同土地利用方式下,旱作草甸白浆土土壤CO2排放通量最大,平均值为775.38mg/(m2@h);小叶章草甸白浆土土壤次之,平均值为439.02mg/(m2@h);人工水稻田草甸白浆土土壤CO2通量最小,平均值为128.96mg/(m2@h);毛果苔草泥炭沼泽土土壤CO2排放通量介于小叶章草甸白浆土土壤和水稻田草甸白浆土土壤之间,平均值为247.08mg/(m2@h).湿地开垦为旱田,使湿地"碳汇"功能减弱或丧失,变成"碳源";湿地开垦为水田,是比较合理的湿地农业利用方式.     

海岸带盐沼挥发性氯代烷烃单体成分通量的相互关系

挥发性氯代烷烃是大气中重要的短命氯源气体,对全球气候变暖和臭氧层破坏具有重要贡献,在全球C和Cl元素循环中扮演着重要的角色,具有非常重要的环境意义。分别于生长季(2004年7月)和非生长季(2005年1月)在苏北海岸带盐沼沿环境梯度采用静态箱技术原位测定氯代甲烷(CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4)和氯代乙烷(CH3CHCl2和CH3CCl3)6种单体成分通量。结果表明:海岸带盐沼生态系统氯代烷烃单体成分通量关系的差异性主要表现在3个方面:一是海岸带盐沼高氯烷烃不同单体成分间具有很好的相关性,而低氯烷烃CH3Cl与各种高氯烷烃单体成分间相关性不显著。这表明海岸带盐沼低氯烷烃和高氯烷烃的源汇过程可能是不同的,而高氯烷烃间可能存在比较一致的源汇过程;二是高等植物对氯代烷烃不同单体成分贡献的差异性表现为对低氯烷烃CH3Cl表现为源效应,而对高氯烷烃则表现为汇效应;三是盐沼土壤对氯代烷烃不同单体成分的贡献均表现为汇效应,但是研究区低氯烷烃和高氯烷烃来源和生物降解模式不同。低氯烷烃CH3Cl可能源于盐沼植物及其枯落物排放和海洋排放的输入,而高氯烷烃含量既可能来自非生长季盐沼植物和凋落物腐解释放,也可能来自其他区域人类活动排放和海洋排放的外源输入。因此,海岸带盐沼对外源输入的高氯烷烃具有吸纳作用。     

三江平原沼泽湿地时空动态特征

在遥感数据支持下,利用景观生态学的定量分析方法,分析了近20年三江平原区域湿地景观结构动态,同时以位于三江平原中北部的富锦县为例,分析了湿地与其它土地利用类型的转化.研究表明:三江平原湿地近20年大面积减少,但减少的趋势有所遏制,其中1980～1996年湿地面积减少了51.33%,1996-2000年间较少了4.19%;湿地的破碎度加大,1986-1996年间,斑块数量增加了326块,1996-2000年间又增加了18块,斑块数量增加的速度明显降低.湿地图斑破碎度有明显减少的趋势,表明湿地开发由大片沼泽湿地的破碎性开垦,转向已有湿地的边缘围垦上;开发后的湿地基本上变为水田和旱田;三江平原湿地分布的质心也有向西南偏移的趋势.三江湿地的大面积开发直接影响着三江地区自然环境,区域气候由"冷湿"转为"暖干",使气温低的北部和积水深的东部的湿地进一步适合农业开发.三江平原湿地大面积减少是由人类活动引起的,依靠其自身力量无法实现湿地恢复.文中就三江平原湿地如何保护和恢复提出了相应建议.     

Remote Sensing Classification of Marsh Wetland with Different Resolution Images

Successful biological monitoring depends on judicious classification. An attempt has been made to provide an overview of important characteristics of marsh wetland. Classification was used to describe ecosystems and land cover patterns. Different spatial resolution images show different landscape characteristics. Several classification images were used to map and monitor wetland ecosystems of Honghe National Nature Reserve (HNNR) at a plant community scale. HNNR is a typical inland wetland and fresh water ecosystem in the North Temperate Zone. SPOT-5 10 m × 10 m, 20 m × 20 m, and 30 m × 30 m images and Landsat -5 Thematic Mapper (TM) images were used to classify based on maximum likelihood classification (MLC) algorithms. In order to validate the precision of the classifications, this study used aerial photography classification maps as training samples because of their high accuracy. The accuracy of the derived classes was assessed with the discrete multivariate technique called KAPPA accuracy. The results indicate: (1) training samples are important to classification results. (2) Image classification accuracy is always affected by areal fraction and aggregation degree as well as by diversities and patch shape. (3) The core zone area is protected better than buffer zone and experimental zone wetland. The experimental zone degrades fast because of irrational development by humans.     

三江平原沼泽湿地植被净初级生产力空间变化特征分析

基于EOS/MODIS卫星2000～2005年的MOD17A3数据集,分析21世纪初三江平原沼泽湿地植被净初级生产力(NPP)时间变化和空间分异特征及其与气候因子(气温和降水)的关系,并采用空间分析方法,分析道路、河流、居民点等因子对沼泽湿地生产力的影响.结果表明,三江平原沼泽湿地生产力(C)的变化范围为92.2～675 g/(m2·a),平均值为374.2 g/(m2·a).沼泽湿地生产力主要受三江平原综合水热条件控制,其与气温和降水显著复相关,复相关系数为0.49(n=6,p<0.05).低生产力沼泽湿地主要分布在三江平原西、北部地区,高生产力沼泽湿地主要分布在东、南部地区.河流在0～8 km的范围内对三江平原沼泽湿地生产力有一定促进作用,但影响不显著.居民点扩建,道路修筑等人类活动影响沼泽湿地分布,并导致沼泽湿地生产力下降,其有效影响范围分别是0～6 km区域和0～8 km区域.     

The Matter of Matter: Making Property in the Holland Marsh

This paper explores how characteristics of biophysical nature—specifically the unique properties of the Organic Order of soil—have shaped the conditions of property in what is currently protected agricultural land, in the Holland Marsh, Ontario. Drawing on political ecology and critical property scholarship, I investigate how “nature” conjoins, complicates, and structures property in the Marsh. I start from the premise, as others have, that “things” matter to the dynamics of property, and add to this by demonstrating that matter matters as well. Property in the Holland Marsh—and elsewhere—is a socionatural arrangement. I develop this argument by highlighting three periods in the history of the Marsh; (1) the preagricultural period, (2) the agricultural intensification period, and (3) the conservationist period. I demonstrate how biophysical conditions codetermine parameters of property in the Marsh and show how the dynamics of property change along with the biophysical character of landscapes.     

沼泽湿地生态储水量及生态需水量计算方法探讨

沼泽是最典型的湿地类型之一,具有重要的水文和生态功能,尤其是在生物多样性保护方面发挥着不可替代的作用。本文提出了沼泽湿地生态储水量的概念与内涵,界定了其与生态需水量的区别与联系,探讨了两者的计算依据与方法,并以扎龙湿地为实例进行了计算。根据生态储水量与生态需水量,可以确定沼泽湿地生态用水合理规模。实际用水配置中应以湿地系统的自然条件为基础,考虑生态功能需要,根据实际水资源丰枯情况,确定合理的补水规模,保证湿地储水量在时空尺度上合理变化,实现水资源的合理配置。     

滩涂盐生植物盐角草对东海原甲藻生长的抑制效应

利用植物抑制藻类生长是目前海洋赤潮治理的有效生态手段之一。以东海原甲藻为材料,研究了滩涂盐生植物盐角草对东海原甲藻生长的抑制效应。结果显示:盐角草过滤培养液和4种根的有机相提取物(甲醇相、正丁醇相、氯仿相和石油醚相)能显著抑制东海原甲藻的生长,改变细胞大小。其中,石油醚相和正丁醇相提取物还能影响藻细胞Chl a含量。有机相提取物中以甲醇相提取物的抑制效果最强,对盐角草甲醇相提取物进行GC-MS分析,得到27种化合物,含量最高的3个组分为5-羟甲基-2-呋喃甲醛、棕榈酸和4-乙烯基-2-甲氧基-苯酚。研究表明:滩涂盐生植物盐角草能够抑制东海原甲藻的生长,具备开发新型赤潮生物抑藻剂的潜力,有望应用于海洋赤潮的防治。     

Measurement and Analysis of Formation Conditions of Dew in Carex lasiocarpa Marsh

In order to investigate the dew amounts and analysis formation conditions of dew by examining the correlations between dew amounts and meteorological factors in Carex lasiocarpa marsh in the Sanjiang Plain, the dew amounts and several meteorological factors were monitored during the growing season from June to September in 2005 and 2008 at the Sanjiang Mire Wetland Experimental Station, Chinese Academy of Sciences. Dew was collected by woodstick made by poplar tree in Carex lasiocarpa marsh and the amounts were estimated by subtraction method. The results indicated that average daily accumulated dew amounts reached the peak in August. The highest dew amounts in Carex lasiocarpa marsh were 0.201 mm/d, and the most frequent dew volume ranged from 0.08 mm/d to 0.14 mm/d. The amounts correlated positively with relative humidity, dew point temperature, and water vapor pressure. Whereas it correlated negatively with wind speed. The dew production in Carex lasiocarpa marsh more frequently occurred under the conditions of wind speed around 2.0 m/s, the water vapor pressure above 9 hPa; the relative humidity between 90% and 95% and dew point temperature above 6 ℃.