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。     

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。     

气候变化对中国内陆湿地空间分布和主要生态功能的影响研究

近百年来全球气候呈现以变暖、降水格局改变和极端天气、气候事件频繁发生为主要特征的显著变化。中国气候变化具有区域差异性,对湿地生态系统带来不同影响。气候变化通过影响湿地的水温、土温和水文节律,影响着湿地生态系统的格局和过程,甚至会影响湿地生态系统的演替。归纳、总结了气候变化对中国内陆湿地空间分布和主要生态功能的影响研究结果;通过分析湿地分布及面积、湿地水文过程、湿地生物多样性和湿地生态系统碳循环的影响发现,气候变化通过水源补给方式和水文过程影响湿地的分布和生态功能;随着气候变暖,以冰雪融水为主要补给源的湿地的面积逐年增加;随着气候变化,湿润区的湿地面积发生明显波动,气温升高导致半湿润区的湿地面积减少,但是却在一定程度上减缓了干旱区湿地面积的萎缩;同时,气候变化通过对大气降水和蒸散等环节的影响,间接地影响湿地水位和水文周期;气候变暖严重威胁了湿地系统内的生物多样性,导致湿地生境质量下降和湿生生物种群数量减少,也改变了湿地生态系统碳循环,加速了CO2和CH4等温室气体的排放。     

四个时期长江经济带湿地生态系统服务对景观格局响应研究

湿地景观格局的变化不仅能导致湿地生态系统过程、组分、结构和生物多样性发生改变,而且对湿地生态系统服务有显著影响,因此,揭示景观格局与湿地生态系统服务的关系,对湿地保护与合理利用意义重大。利用2005年、2010年、2015年和2020年长江经济带的土地利用遥感监测数据,应用InVEST模型,研究4个时期长江经济带的湿地生态系统的生境质量服务、碳储存服务和水体净化服务及其变化,分析湿地生态系统服务与景观格局的关系。研究结果表明,2005年、2010年、2015年和2020年,随着时间的推移,长江经济带的湿地总面积在减小,湿地景观趋于破碎化;湿地的生境质量服务水平略有提升,碳储存服务和水体净化服务水平下降。     

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。     

湿地植被格局成因研究进展

植被格局是指植被在生活空间中的位置和布局状况,是物种生物学特性和外界环境因子综合作用的结果.湿地植被在景观上总是沿着某个环境梯度呈较明显的带状分布特点,但是关于带状分布形成的机理目前还不是很清楚.大量事实表明,湿地植被格局不仅受制于湿地自身自然环境状况(包括非生物和生物因素),同时也取决于湿地植物种的生物学特性,并且受到人类干扰活动的影响.具体成因如下:非生物因素主要包括气候、地貌、水文和土壤等,这些因素通过对水、热、光和营养等因子的分配而在不同尺度上影响湿地植被的组成和分布,其中,水位和盐度梯度分别是淡水和盐沼湿地植被格局形成的主导因子.生物因素主要包括竞争和植食作用,高竞争力物种采用迅速繁殖和扩散的策略成为优势物种直接影响植被的分布,植食作用则可能通过改变植物间竞争关系而影响植物分布.物种生物学特性主要包括胁迫忍耐力及繁殖和定居能力等,如洪水忍耐力高的物种往往分布在最高水位的区域,繁殖和定居能力强的物种能使自身在复杂环境下取得竞争优势.人类活动可以通过改变湿地生态系统中的非生物因素和生物因素的相互关系来影响植被分布格局.针对当前研究的现状,今后的研究应在淡水湿地系统植被成因,生物因素如植物间相互作用以及植物自身关系的权衡对格局的影响,微生物作用对植被格局的影响,野外控制实验四个方面进一步加强.     

五个时期谷城汉江湿地的景观变化及其生态服务价值评估

南水北调工程是实施中国水资源优化配置和解决北方缺水问题的重大战略工程,它的修建将对汉江中下游流域湿地景观格局及价值产生重大影响。以汉江中游典型湿地——谷城汉江湿地为研究对象,应用遥感和地理信息技术,利用1991年、2000年、2007年、2013年和2017年的Landsat TM/ETM+/OLI影像,采用支持向量机和人工解译的分类方法,对研究区地物进行遥感分类,研究5个时期谷城汉江湿地的景观格局及其变化;采用修正的生态系统服务价值系数,估算了5个时期谷城汉江湿地的生态系统服务价值。研究结果表明,与1991年相比,2007年,谷城汉江湿地总面积减少,斑块数量增多,景观破碎度加大;与2007年相比,2017年,湿地面积在增大。谷城汉江湿地生态系统服务价值由1991年的4 813.98×10~4元减少至2007年的3 825.88×10~4元,2017年又增加至4 255.27×10~4元;在湿地的各种单项服务价值中,水文调节服务价值在5个时期中最大;在各种类型湿地中,河流生态系统的水文调节、废物处理、提供美学景观、维持生物多样性和食物生产服务价值都最大;江心洲的原材料生产和气体调节的服务价值都最大;河流和河漫滩气候调节的服务价值都较大;江心洲和河漫滩保持土壤的服务价值都较大。     

郑州黄河湿地自然保护区植物物种多样性对人类活动的响应

基于2009年的遥感图像和野外调查,采用人类活动压力指数对郑州黄河湿地自然保护区的人类干扰程度进行了评估,并分析了湿地群落植物物种多样性对人类活动压力的响应。结果表明,该区的人类活动压力较大,在严重的人类活动影响下,郑州黄河湿地自然保护区已成为典型的河岸湿地生态系统退化区域,植物物种数下降,各生境间物种差异增大,其中城镇化压力是导致群落多样性变化的主因。     

城市湿地景观格局与生态—社会过程研究进展

湿地生态系统中各种生物、化学和物理过程活跃,大规模的城市化进程显著改变了这些过程,影响着城市及周边区域的湿地景观组分、功能与结构。从城市湿地定义与分类、格局演变、格局与生态-社会过程耦合模拟3个方面综述了国内外湿地景观格局结合城市背景的研究成果。通过归纳当前研究现状,指出城市湿地景观研究的薄弱环节与亟待发展的领域,构建融合关键生态特征的城市湿地景观分类体系,整合社会经济要素的城市湿地格局与过程耦合模型,以及耦合模型在城市规划与区域资源管理中的应用。     

挠力河流域湿地景观演变的累积效应

基于累积效应方法和原理,利用遥感和GIS技术,分析了挠力河流域湿地景观时空演变过程及其产生的累积效应。结果显示,该流域湿地景观变化是人类土地开发活动不断叠加、影响强度和空间范围不断扩大的结果。产生的直接累积效应包括湿地景观面积丧失、景观结构破碎化、水文情势变化和生态系统退化;间接的累积效应主要包括生物多样性下降和区域气候趋暖变干。目前,挠力河流域湿地景观变化已经超过了阈值条件,累积效应达到了极为显著的程度。其中,湿地景观多样性趋于丧失,植物物种多样性发生显著变化,某些珍稀水禽种群数量显著下降,有些保护物种已经消失,流域湿地生态正面临极为严重的形势。     

流域城市化对湿地生态系统的影响研究进展

城市化是人类社会发展的必然趋势和现代化的必经阶段,同时城市化也对区域湿地生态系统产生重要影响。从城市化的水文效应、城市化对水环境的影响和城市化产生的气候变化对湿地生态系统影响3方面综述了城市化对湿地生态系统结构和功能影响的研究进展。城市化引起流域内人口增加,通常伴随商业和工业活动的增加,这些活动需要更多的城市土地,从而导致流域内不透性增加,这给流域内湿地生态系统造成了重要的影响,表现为:①城市化所及地区的产汇流过程发生显著变化,导致湿地径流的调节作用和维持生态系统生产力的作用发生退化;②城市地表径流中含有大量的污染物质,致使对湿地水环境、水生生物、野生动物栖息地都产生了重要的影响,并污染城市饮用水水源,危及人类健康;③城市化导致流域气候变化,影响湿地水文、生物地球化学过程、植物群落及湿地生态功能等。最后,指出了国内外城市化对湿地生态系统影响研究的不足之处,对国内外的研究趋势进行展望,并对国内的研究提出了几点建议。     

南京新济洲湿地生态恢复研究

以新济洲湿地为例,研究了长江洲滩湿地生态恢复的内涵,提出了生态恢复工程方案。新济洲湿地位于长江下游南京市江宁区段,由于自然因素和人为因素的影响,该湿地结构和功能发生了明显的变化。通过对新济洲湿地的野外研究,分析了退化湿地生态系统的特征,从湿地生境、生物、结构与功能方面阐述了生态恢复的总体构想,研究了湿地恢复的工程手段与可持续利用模式。新济洲湿地生境恢复包括栖息地、基底、水体和土壤的恢复;湿地生物恢复途径有提高植被覆盖率、控制外来物种和保护野生动植物;湿地结构与功能恢复内容包括生态序列重建,生态系统、湿地景观与生物多样性恢复。湿地恢复的工程手段有景观建设、功能区建设、生态定位站、血吸虫防治、植被移植、防护林和河道整治等;湿地可持续利用模式包括桑基鱼塘、生态农业与生态旅游。     

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     

上海青浦大莲湖湿地退化与修复

大莲湖位于上海市青浦区西部,属淀山湖水系,是上海市重要的水源保护区。大莲湖湿地生态环境发生退化,湿地面积较少,污染严重,生物多样性降低。大莲湖湿地修复的主要措施有湿地恢复、河道疏浚、景观塑造和生物多样性恢复等。此外,还应加强对大莲湖湿地管理和社区共管,促进区域经济和水源地保护协调发展。     

乡村湿地发展模式探讨:以泥仓溇乡村湿地为例

在当前城镇化快速发展的过程中,工农业发展对乡村湿地造成一定的影响和破坏。阐述了泥仓溇乡村湿地建设与保护的必要性,从改善区域水环境,科学分区管理,丰富生物多样性、传承湿地文化等方面对泥仓溇乡村湿地实施了因地制宜的生态恢复,构建良好的湿地生态系统,达到生态效益、社会效益、经济效益的共赢,以期为我国乡村湿地的生态保护与合理利用提供参考。     

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。     

我国湿地景观研究现状、存在的问题与发展方向

湿地景观研究是近十余年来新兴的热点领域,极大地推进了湿地学科发展.但是,由于湿地景观研究体现的是湿地与景观方法有机结合,其在发展过程中还存在许多问题.本文在对我国湿地景观研究现状系统分析基础上,重点阐明了湿地景观概念、分类、遥感信息提取精度、多源数据可比性、结构与格局研究方法、景观过程与功能研究内容与尺度等制约湿地景观研究的主要问题.并指出了未来发展方向:(1)重视湿地景观分类研究;(2)重视湿地景观破碎化研究;(3)重视发展基于过程和功能的景观格局研究方法;(4)重视多尺度湿地生物多样性研究;(5)重视湿地景观管理研究.     

Runoff separation and eco-hydrological function in the typical landscape zones combining hydrochemical and isotopic tracers: a review

The study on the coupling relationship and hydrology mechanism between ecosystem and hydrological process in a basin has recently become the international research frontier in hydrology.Runoff separation is still an important subject and possibly cutting edge process in hydrology.This paper summarizes the progress of national and international research,and comments on the advantages and disadvantages of recent,diverse base flow separation methods.This paper also presents research on hydrological process and eco-hydrological function in different landscape zones,combining isotopic technology with hydrochemical methods.Based on the runoff separation of different water bodies,this paper probes into the coupling relationship and hydrology mechanism between ecosystem pattern and eco-hydrological process,and makes analysis on water conservation,regulation and storage mechanism,and eco-hydrological function in different landscape zones.This report also examines future trends in research on hydrological process and eco-hydrological function in mountainous areas.     

北京野鸭湖湿地资源变化特征

湿地是自然界的生态系统和景观类型,具有巨大的资源潜力和环境功能。长期以来,由于人类活动影响造成的湿地景观巨大变化,不仅仅改变了湿地景观原有的功能,而且对湿地环境产生重要影响。基于RS、GIS技术,通过对北京野鸭湖湿地的Landsat-TM影像和印度IRS影像进行融合处理,得到分辨率高的多光谱图像。结合实地调查,建立解译标志,运用ArcGIS9.0进行矢量化、空间分析和数据统计功能,并统计植被覆盖变化,分析研究1998~2004年野鸭湖湿地资源变化特征。在上述技术路线和研究方法的基础上,总结出该区域的湿地变化特征,最后应用累积效应的原理和方法,对深入研究的科学问题进行了展望,提出一些需要深入探讨的问题。