黄河三角洲湿地生态特征变化及可持续性管理对策

近年来，由于农业市场化和产业化的发展，工业与城市化的崛起，黄河三角洲湿地生态特征发生了巨大变化。表现在湿地类型和面积的改变，湿地水状况及水质的变化，湿地产品的不可持续利用等，通过对湿地生态变化的自然因素和人为原因进行分析，提出了黄河三角洲湿地可持续性管理的方案，并从生态、社会、经济指标出发，探讨了湿地可持续性管理对策。     

三江平原沼泽湿地景观格局变化及其生态效应

在遥感和地理信息系统的支持下，应用景观生态学的理论和方法，对景观类型的斑块和面积大小、形状特征、主要景观及其相关土地覆盖类型间的转化关系以及沼泽景观破碎化进行分析，定量分析和研究1986-2000年三江平原沼泽景观的动态变化，结果表明：15年来，三江平面沼泽的面积正在日益缩小，沼泽正在大幅度地转化为耕地，沼泽已经到了完全破碎化的边缘。最后分析了沼泽的动态变化引起的生态效应。     

三江平原典型湿地土壤温度变化及其影响因子分析

本文采取了类比和模型模拟的方法对三江平原三种典型的湿地土壤(腐殖质沼泽土,泥炭沼泽土和沼泽化草甸白浆土)温度变化规律及其影响因素进行研究。描述了三种湿地土壤剖面分层的基本特征,分析了不同类型的湿地土壤温度的垂直变化、不同月份的土壤温度变化、土壤温度的季节动态以及引起其间差异的主要环境因子,采用数学方法对不同类型的湿地土壤的平均温度和土壤剖面各层次的温度与气温进行了回归分析。对这三种典型的湿地土壤温度季节动态进行了模型模拟,获得了较为理想的模拟效果,R²均在0.85以上。模拟模型可有助于对这三种典型的湿地土壤其土壤温度在植物生长季内的变化进行动态预测。     

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.     

三江平原沼泽湿地归一化植被指数分布特征及其变化分析

利用遥感数据和气象数据,分析了三江平原沼泽湿地2000年8月和2015年8月归一化植被指数的分布特征及其差异。研究结果表明,2000～2015年三江平原沼泽湿地丧失严重,面积减少了约2847 km²,面积减少率约为31%,沼泽湿地丧失的区域主要集中在三江平原的东北部;三江平原沼泽湿地8月归一化植被指数较大值分布在三江平原东部,而较小值分布在三江平原西北部;2015年8月三江平原大部分沼泽分布区域的水热条件优于多年平均状态,归一化植被指数比2000～2015年多年平均值更大。     

三江平原浓江河湿地生态廊道区及其周边春季鸟类多样性研究

浓江河湿地生态廊道是连接三江平原洪河国家级自然保护区湿地和三江国家级自然保护区湿地的生态廊道.2008年春季,对浓浓江河湿地江湿地生态廊道鸟类资源开展了调查研究.在研究区5种鸟类栖息生境共设立11个调查点,共记录有鸟类14目26科68种,3 220只.浓江河湿地生态廊道鸟类多样性指数(H')较高,生境主要以沼泽湿地为主,不同栖息生境中鸟类多样性指数表现为H'沼泽(1.260 1)>H'水域(1.248 8)>H'居民区(0.903 1)>H'农田(0.872 8)>H'林地(0.871 6);均匀性指数(E)表现为E水域(0.182 3)>E农田(0.164 6)>E林地(0.142 9)>E沼泽(0.110 5)>E居民区(0).维持浓江河湿地生态廊道沼泽和水域的面积对于保护该廊道的功能具有重要意义.     

三江平原湿地区域生态风险评价研究

采用“点轴体系”及“中心地理论”来描述和表征区域人类活动的空间集聚特征,以此反映湿地区域人类活动直接风险来源,通过土壤侵蚀与非点源污染途径,区域非湿地部分(森林、水田、旱地等)通过物质联系(泥沙、氮磷、水等的输出与输入)方式也会对湿地健康造成影响,反映湿地区域人类活动间接风险来源。基于对人类活动影响湿地直接途径和间接途径的区分以及相应部分风险指标的选择,论文最终完成三江平原湿地区域生态风险评价研究工作。结果表明：DMSP/OLS(Defense Meteorological Program Operational Line-Scan System)夜间灯光及多等级道路数据可以用于区域点轴体系描述,从而表征出湿地区域人类活动直接风险来源的空间分布特征,其中高和极高风险源强度等级与区域高等级中心地和高等级道路拟合程度较好;由于较高的生态资产及脆弱性水平,湿地有最高的生态风险水平;三江平原低、中、高和很高风险等级所占比例分别为64.00%、24.28%、10.38%、1.34%,大部分为低和中等风险水平,但有关风险防范任务仍不可掉以轻心,特别是在相应的高等级风险分布区域;南部地区有较高的风险水平,因此需要着重加以保护。从生态系统服务功能来看,一般认为水田、旱地为生产功能区,森林、湿地为生态功能区。过分关注水田、旱地的生产服务功能会造成下游湿地过量的物质输入从而加剧其风险水平;相反,注重森林保育能够减少泥沙、氮磷等大量输出风险,增加流域产流,从而可为下游湿地健康维持作出贡献。因此,水田、旱地与湿地间是一种生态服务权衡关系,森林与湿地间是一种生态服务协同关系,因此,风险管理方面,应强调区域”点轴体系“与湿地间的空间邻接关系,注重湿地重点生态风险来源（地点与方位）的防范以及湿地与非湿地类型间基于生态系统服务功能的权衡及协同管理问题。可为从区域整体水平上削减湿地健康风险水平提供指导和帮助。     

基于RS和GIS的三江平原湿地景观变化研究

利用1986年和2000年遥感影像作为基本信息源,在GIS技术支持下,建立湿地空间数据库。选取斑块大小、分维数、景观破碎度、多样性和优势度等指标,对湿地景观空间格局的动态变化进行分析。同时利用马尔柯夫模型对该地区的湿地景观类型转换进行了模拟。结果显示,1986－2000年期间,该地区的湿地景观发生了显著变化,湿地景观趋于破碎化。     

三江平原湿地毛果苔草群落的演替特征

为了说明三江平原湿地植物物种多样性近30年的演替特征，选择三江平原湿地中分布最广泛的毛果苔草群落为研究对象，进行了广泛的野外样方调查。研究发现毛果苔草群落的物种丰富度呈明显减少趋势。毛果苔草的平均高度减少了约为18cm。Drude多度级几乎降低了一个级别。物种构成发生了重大改变，物种重要值≥0．3的一些优势物种的重要性降低，物种重要值≥0．2的物种数目明显减少。群落演替处于快速衰落阶段，退化迹象十分明显。而水量的减少是导致毛果苔草群落快速退化的主要的因素。     

城市湿地特征及其生态恢复

通过对城市湿地功能和特征以及城市化进程中城市湿地面积缩减、水质污染及功能退化等问题的分析,揭示城市湿地退化的主要原因,依据结构决定功能的生态学原理,提出湿地退化恢复的实质是结构的修复,城市湿地的恢复应采取汇水区水源保护、汇水净化治理、入湖河流截污、河道修复及重建湖滨结构的城市湿地恢复策略。     

MODIS在三江平原湿地分布研究中的应用

湿地研究的关键在于定量化获取和分析湿地信息,特别是湿地分布信息。以三江平原为例,结合湿地的光谱特征和时相特征,利用多时相MODIS数据,采用MNF(最小噪音分离变化)技术和非监督分类获取了研究区湿地分布,其精度达79%。研究表明,利用MODIS数据可以有效提取湿地分布。     

三江平原湿地水平衡结构研究

以三江平原沼泽湿地生态试验站为研究基地,观测沼泽湿地水平衡的要素,如降雨量、蒸发量、径流量,并与农田相对比,揭示沼泽湿地独特的水平衡结构。研究结果表明,沼泽湿地蒸发量在夏季少雨期高于农田,秋季多雨期低于农田;大面积湿地具有使河川径流年际变化加大和年内分配均化的作用,且沼泽植被能减缓洪水流速,因此可以拦蓄洪水,起到控制洪水的作用;湿地开垦后,导致湿地防洪功能下降,湿地效益减弱。     

三江平原湿地保护区生态旅游发展潜力比较研究

构建了湿地生态旅游发展潜力评价指标体系,并运用模糊层次分析法（Fuzzy-AHP）,对三江平原9个湿地保护区生态旅游发展潜力进行了比较研究。研究表明：9个自然保护区的生态旅游影响指标社会属性差异比自然属性差异明显;湿地生态旅游发展基础和湿地的重要性、知名度直接影响着湿地生态旅游的需求潜力和供给潜力,湿地的边远区位和严格保护弱化了各自然保护区生态旅游潜力保障力差异,湿地周边城镇发展水平决定了对湿地生态旅游潜力支持力的大小;三江平原湿地保护区的整体生态旅游发展潜力不大,研究对象中只有兴凯湖和三江自然保护区潜力较大,这与该区域的区位条件、产业发展模式等有关。     

Agricultural Climate Change and Wetland Agriculture Study under the Climate Change in the Sanjiang Plain

With linear curvefitting, Mann-kendall method and Yamamoto method, ≥10 ℃accumulated temperature and precipitation from May to September of 6 meteorological stations (Baoqing, fujin, Jiamusi, Hegang, Jixi and Hulin) from 1978 to 2007 were used to explore 30-year agricultural climate change and trend in the Sanjiang Plain. The results showed that ≥10 ℃ accumulated temperature of the 6 stations have risen by 141.0 ℃ to 287.4 ℃ when estimated by their significant linear trends (n=30, α=0.05) over the last 30 years (1978 to 2007). The rates of warming for the last 30 years range from 4.70 ℃per year to 9.58 ℃ per year. There are not significant linear trends on precipitation from May to September of the 6 stations over the last 30 years. The period of 1978 to 1998 in which ≥10 ℃ accumulated temperature is lower is consistent with that in which there is more precipitation from May to September, and warming and drying period has occurred in the Sanjiang Plain since 1999. Under the background of warming and drying agricultural climate, high yield cultivation of Phragmites australis and establishment of Phragmites australis-fish (crab) symbiosis ecosystem in natural mire are the ways for reasonable use of natural wetland. The area of paddy fields has been increasing from 7.25×104 ha in 1978 to 121.2×104 ha in 2006. It is proposed that paddy field range should not be expanded blindly toward the north in the Sanjiang Plain, and chilling injury forecast and prevention should be pay attention to. In the area that the chilling injury happens frequently, the rotation between rice and other crops should be implemented. Measures, which combine drainage, store and irrigation, should be taken instead of single drainage on comprehensive control of regional low and wet croplands to ensure controlling drought and flood.     

1954～2005年三江平原自然湿地分布特征研究

以ArcGIS9.1为数据处理平台,从三江平原1954年、1976年、1986年、1995年、2000年和2005年6期土地利用数据中提取自然湿地空间分布信息,分别将其与三江平原的地貌、地形、水系等环境因子进行空间叠加分析,研究了6个时期三江平原自然湿地的空间分布特征.结果表明,52 a来,三江平原自然湿地面积不断减少,由1954年的353×104 hm2减少至2005年的81×104 hm2;低河漫滩上的自然湿地面积占三江平原自然湿地总面积的比例由1954年的42.5%增加至2005年的64.7%,6个时期平均,有57.2%的自然湿地分布在低河漫滩上,21.3%分布在高河漫滩上;自然湿地主要分布在30～60 m高程上;0°～1°的坡度范围内,几乎分布了三江平原所有的自然湿地;坡向对自然湿地分布的影响不大;近年来自然湿地主要分布在距离河流0～1 km的河漫滩上;湖泊周围的自然湿地分布变化很小.     

三江平原沼泽湿地的蓄水与调洪功能

以三江平原挠力河1956~2000年宝清站与菜咀子站实测的洪峰流量为例,分析沼泽湿地的蓄水与调洪功能。在该河45 a的实测洪峰流量中,有26 a是下游菜咀子站的洪峰流量小于上游宝清站,表明有大量洪水在其间的河漫滩沼泽(面积28.82×104hm2)之中漫散与蓄存。沼泽的巨大蓄水能力,与其土壤容重小、孔隙度大、持水能力强有关。三江平原沼泽土壤草根层与泥炭层的容重为0.10~0.28 Mg/m3,总孔隙度大于70%,饱和持水量可达4 000~9 700 g/kg,估算全区沼泽土壤的蓄水总量可达46.97×108m3。由于沼泽均分布在地势低洼的负地貌部位,地表平均积水30 cm,则全区沼泽地表积水的储水量还可达17.15×108m3。根据沼泽湿地的蓄水、调洪功能与生物多样性价值,提出严禁开垦与破坏现有的河漫滩沼泽,实施湿地保护的生态工程。     

用于湿地气候效应模拟的三江平原下垫面数据获取

三江平原是我国沼泽湿地的重要分布区。在20世纪的后50 a中,三江平原在经过几次大规模的开荒后,其下垫面发生了明显的阶段性变化,湿地大面积消失,农田面积不断增加。为了认识20世纪下半叶不同时期三江平原湿地的气候效应,拟采用第三代区域气候模式(RegCM3)来开展研究。而目前被广泛用于RegCM3的GL-CC数据,所反映的研究区下垫面几乎不存在沼泽湿地,这与事实严重不符,所以必须获取三江平原有沼泽湿地存在的真实的下垫面数据,才能得到可靠的湿地气候效应的模拟结果。分别选择了4期(1954年、1985年、1996年和2000年)有阶段代表性的航片、TM影像数据为主要数据源,利用ERDAS8.7和Arcview3.2等软件,首先得到4期研究区的土地利用数据,然后通过土地利用数据类型向模式数据类型的转换,从4期研究区土地利用数据中提取出了三江平原下垫面的模式数据。经过误差分析,认为获取的4期三江平原下垫面模式数据准确的反映出研究区几个时期的湿地下垫面实况,可以作为三江平原湿地气候效应模拟的基础数据。