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。     

洞庭湖湿地生态系统服务价值评估与生态恢复对策

为了评估洞庭湖湿地生态服务价值,提出生态恢复对策,运用市场价值法、影子工程法、碳税法、替代费用法等方法评估其生态服务价值,基于评估结果和恢复生态学原理,提出其生态恢复对策系统。研究结果表明,洞庭湖湿地生态服务价值多样且巨大,尤以生产性价值、调蓄洪水的价值、净化水质和维持生物多样性的价值最为显著。因此洞庭湖湿地管理策略,应以洞庭湖湿地生态恢复为首要任务,以发展适应湿地生态环境的产业群和促进经济与生态良性循环为目标,外生态恢复和内生态恢复有机统一,以保障洞庭湖湿地的生态服务功能。     

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。     

湿地科学建设的浅议——祝贺《湿地科学》创刊

<湿地科学>的创刊是标志中国湿地科学发展的重要里程碑.通过从学科理论、学科体系和学术交流平台建设等3个方面探讨湿地科学建设与发展的有关问题.首先,回顾作者多年来从事沼泽湿地的研究历程,从对早期研究普遍沿用但不适用于中国沼泽的一些国外理论产生质疑,到在大量国内外比较研究和实践基础上提出关于沼泽发育多模式理论、沼泽区域分异规律、沼泽生态系统的性质、沼泽分类与沼泽生态建设等基本问题的新的理论和观点,指出新学科理论建设的重要意义.其次,目前湿地科学尚未形成完整的科学体系.文章认为湿地生态系统的特殊性和生态过程的复杂性,湿地研究的多学科性、边缘交叉性,为湿地研究提供了广阔的创新空间,最终将形成多学科多层次的湿地科学体系.第三,<湿地科学>面向国际,为国内外湿地研究提供了学术交流的平台,将通过刊登富有创新性、前沿性和探索性的研究成果,形成自己的办刊风格,为推动学科发展,建立和完善湿地科学作出贡献.     

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。     

基于生态复杂性的湿地生态系统健康评价——以石家庄地区滹沱河岗黄段为例

湿地生态系统是一个非常复杂的组织系统,具有整体性、生态功能、服务功能、自我维持和调控功能.本研究在生态复杂性理论的基础上,结合河北省石家庄地区的滹沱河岗黄段湿地的特点,从系统结构、系统状态、系统结构功能和系统协调度四个方面建立湿地生态系统健康诊断的评价体系及健康分级标准,并用模糊综合评判模型对滹沱河岗黄段湿地的健康状况进行了综合评价.评价结果显示,该湿地系统健康指数为0.619,处于亚健康状态.     

湿地生态廊道设计的理论、模式及实践——以三江平原浓江河湿地生态廊道为例

湿地生态廊道是位于湿地区域之间的具有一定宽度的条带状通道,它能使湿地中基因流动,具有重要的栖息地、传输、滤过和阻抑以及物质源、汇等功能.通过研究湿地生态廊道的结构与功能特征,提出了湿地生态廊道设计的原则、标准和具体模式.同时,以三江平原浓江河湿地生态廊道为案例,通过对该廊道区域的野外考察和调研,利用"3S"手段对廊道景观进行了设计,将廊道划分为核心区、缓冲区和实验区,对不同区域的生态功能及保护内容和强度进行了明确的划分.针对廊道地区的土地权属不同,提出了基于地方政府及农垦系统的湿地资源共管模式.将湿地生态廊道建立的理论与实践相结合,既丰富了湿地生态廊道研究的理论,又为其他地区及其他生态系统建立生态廊道提供模式示范,同时也促进了湿地的合理保护与管理.     

分形理论在湿地科学中的应用现状与前景展望

分形理论是解决复杂性问题的独特理论体系。该文概述分形理论及湿地科学的性质和学科体系,将分形理论在我国湿地科学中的应用归结为5个领域,即湿地生物与生态学、湿地景观学、湿地土壤学、湿地地貌学和湿地沉积学。鉴于分形理论自身的不完善性以及当前湿地分形研究内容的不均衡性、不广泛性和不深入性等,分形理论及其在湿地科学中的应用依然面临很大的机遇与挑战。最后就分形理论在湿地科学中的应用前景进行展望,指出它的应用必将促进湿地研究的纵深化,并为湿地科学学科体系的发展做出重要贡献。     

基于生态复杂性的湿地生态系统健康评价——-以石家庄地区滹沱河岗黄段为例

湿地生态系统是一个非常复杂的组织系统,具有整体性、生态功能、服务功能、自我维持和调控功能。本研 究在生态复杂性理论的基础上,结合河北省石家庄地区的滹沱河岗黄段湿地的特点,从系统结构、系统状态、系统 结构功能和系统协调度四个方面建立湿地生态系统健康诊断的评价体系及健康分级标准,并用模糊综合评判模型 对滹沱河岗黄段湿地的健康状况进行了综合评价。评价结果显示,该湿地系统健康指数为0.619,处于亚健康状态。     

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。     

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。     

The Current Status of Riparian Vegetation along Bank of Kelantan River after the Worst Flood for Decades

Undeniably Kelantan is one of the east coast states of Malaysia,which has faced yearly flooding catastrophe especially during north-east-monsoon season.The aims of this study are to record the land uses from upstream to downstream of Kelantan River basin,and to record the riparian vegetation that are resistance and susceptible to flood situations in affected areas along the bank of Kelantan River after December 2014 when the worst flood was recorded for decades.A serial of surveys were conducted at 9 sampling sites(S1 to S9)from the upstream to the downstream in the basin.The massive clearing in the forest in the basin particularly in the upper streams was a serious problem.Heavy loads of sedimentations greatly affected the hydrological system of Kelantan River.There were 64 plant species were recorded in this study.Most sampling sites were submerged and most of the riparian plants survived although the flood levels reached 10 m.On the other hand,some commercial tree species such as Elaeis guenensis,Lansium parasiticum and Nephelium lappaceum could not thrive in flooding conditions.It should be noted that the populations of noxious,such as Mimosa pigra and Piper aduncum had colonized most parts of riparian zones.Perhaps due to the disturbances of catchment and riparian vegetations,the river water regimes have been transformed.Therefore,the ecological assessments and socio-economic approaches were recommended in order to mitigate the flood situation.     

河岸带及其生态重建研究

河岸带具有重要的生态、社会、经济和旅游价值。河岸带研究以生态学、水文学和地貌学为基础涉及多种学科和技术。我国河岸带及其退化生态系统重建理论与实践研究均较为薄弱。本文基于 6年河岸带退化生态系统重建的科学研究实践 ,阐述了河岸带研究的意义、内容及其生态、经济和社会效能 ;分析了河岸带生态重建的理论与技术方法 ,探讨了河岸带滩地生态重建的措施及河岸带今后管理的目标、原则和方向 ,并以皖天柱山麓潜水河岸带滩地生态重建为例进行了验证     

太湖流域水生态功能三级分区

水生态功能分区是进行流域现代水生态管理的必然要求,是面向水质目标管理控制单元划分的基础。针对太湖流域特征,提出了太湖流域水生态功能三级分区的目的和划分原则,在其指导下构建了太湖流域非太湖湖体区和太湖湖体区水生态功能三级分区指标体系;在GIS技术支撑下,分别以太湖流域非太湖湖体区1100多个和太湖湖体区3500多个水生态功能单元为基本空间统计单位,结合分区指标数据,制作了基于水生态功能单元的各项指标的空间分布图,采用二阶聚类法并结合人工辅助的方法将太湖流域划分为21个水生态功能三级区;分区水生态特征分析结果表明全流域各分区水生生物特征均具有较大的变异性,反映出流域内水生态的空间差异和不均匀性,体现了分区结果的合理性、科学性和可靠性。     

北京山地系统的土地利用控制与景观生态环境建设规划

在分析北京山地系统的三大景观生态区域的现状和土地利用特点以及存在的生态环境问题基础上提出北京市景观生态环境建设的规划分区原则 ,那立北京市的三个一级规划分区和 8个类型区 ,指出各区的土地利用调整和类型区的景观生态环境建设方向。本文建立土地利用控制分区与生态环境建设相结合的规划模式 ,体现两个《规划》的基本要求 ,从而将人类经济活动、土地资源利用和生态环境建设融合在一起 ,实现土地利用规划“一保吃饭 ,二保建设 ,三保生态环境”的原则。     

国内外河岸带研究的进展与展望

本文从河岸带研究的重要性入手,在河岸带内不同要素的相互作用机制,河岸植被带的功能、有效宽度、生态建设和规划管理,河岸带土地利用,河岸带数据提取分析以及集成研究等方面初步探讨了国内外河岸带研究的现状。在此基础上分析了当前研究中存在的问题和不足之处,指出针对不同地域的典型样带开展对比研究、选择适宜的景观分析方法和改进数据分析技术是今后河岸带研究的发展趋势。     

美国科罗拉多河高速水流实验对下游水生生态系统的影响及启示

科罗拉多河的适应性管理处于世界领先水平。美国为研究格伦峡谷大坝对下游水生生态系统的影响而进行了3次高速水流实验,取得了显著的生态效益,也积累了许多宝贵经验。分析显示,利益相关方参与是该实验成功的体制保障,跟踪监测与评估是实验成功的技术保障,闸坝适应性调度是河流保护与管理的有效手段。该实验的实施过程和效果对我国闸坝调度有许多有益的启示。例如,对下游水生生物和湿地生态系统的保护应作为闸坝调度的目标之一,应加强闸坝适应性调度的实验和研究,促进利益相关方参与河流保护与管理。     

Riparian reforestation and channel change: A case study of two small tributaries to Sleepers River, northeastern Vermont, USA

Measurements of two small streams in northeastern Vermont, collected in 1966 and 2004–2005, document considerable change in channel width following a period of passive reforestation. Channel widths of several tributaries to Sleepers River in Danville, VT, USA, were previously measured in 1966 when the area had a diverse patchwork of forested and nonforested riparian vegetation. Nearly 40 years later, we remeasured bed widths and surveyed large woody debris (LWD) in two of these tributaries, along 500 m of upper Pope Brook and along nearly the entire length (3 km) of an unnamed tributary (W12). Following the longitudinal survey, we collected detailed channel and riparian information for nine reaches along the same two streams. Four reaches had reforested since 1966; two reaches remained nonforested. The other three reaches have been forested since at least the 1940s. Results show that reforested reaches were significantly wider than as measured in 1966, and they are more incised than all other forested and nonforested reaches. Visual observations, cross-sectional surveys, and LWD characteristics indicate that reforested reaches continue to change in response to riparian reforestation. The three reaches with the oldest forest were widest for a given drainage area, and the nonforested reaches were substantially narrower. Our observations culminated in a conceptual model that describes a multiphase process of incision, widening, and recovery following riparian reforestation of nonforested areas. Results from this case study may help inform stream restoration efforts by providing insight into potentially unanticipated changes in channel size associated with the replanting of forested riparian buffers adjacent to small streams.     

中国水土保持研究回顾

The preservation and sustainable development of soil and water resources is one of the basic principles for the development of China. Throughout the course of history, all the social improvement and economic development are deeply concerned with soil loss and ecological environmental protection. It is now a common sense that soil and water conservation is the safety insurance for national ecology and its development. For the past long period of time, soil and water loss has been recognized as “the No. 1 killer“ to the ecological environment. The nation is on the stage of the critical conditions for its development. China has massive mountain and upland area with complicated geological conditions and accelerated human destruction and serious soil and water loss.Based on rich historical documents, renovating experience and detailed analysis of the data collected in field experiments and field surveys for soil and water conservation, this paper aims to review the general characteristics of soil and water loss, to explore the relationship between soil and water conservation and sustainable economic development, and to provide relevant strategies for soil and water conservation in China.     

A review of soil and water conservation in China

The preservation and sustainable development of soil and water resources is one of the basic principles for the development of China. Throughout the course of history, all the social improvement and economic development are deeply concerned with soil loss and ecological environmental protection. It is now a common sense that soil and water conservation is the safety insurance for national ecology and its development. For the past long period of time, soil and water loss has been recognized as "the No.1 killer" to the ecological environment. The nation is on the stage of the critical conditions for its development. China has massive mountain and upland area with complicated geological conditions and accelerated human destruction and serious soil and water loss. Based on rich historical documents, renovating experience and detailed analysis of the data collected in field experiments and field surveys for soil and water conservation, this paper aims to review the general characteristics of soil and water loss, to explore the relationship between soil and water conservation and sustainable economic development, and to provide relevant strategies for soil and water conservation in China.