扎龙湿地研究进展

湿地是陆地生态系统生态过程的重要组成部分,扎龙湿地作为世界最大的芦苇湿地,正处于全球变化的敏感区域,总结了2000年以来扎龙湿地的土地覆盖、湿地环境、生态评估等方面的研究成果,并提出了其中存在的问题和未来发展趋势。结果如下:(1)扎龙湿地土地覆盖研究以遥感手段为主,从景观生态学角度研究认为,核心湿地趋于破碎,土地利用趋于多样化和均匀化,湿地景观完整性较差,有湿生景观向旱生景观转变的趋势,但湿地整体仍处在稳定状态;(2)近几十年来的湿地退化造成土壤有机碳流失严重;(3)湿地在自然条件下的蓄水量呈下降趋势,天然补水量小于生态需水量,而且水体已呈现出富营养化状态,个别水体重金属元素的污染已达到极强的潜在生态危害程度;(4)自然因素对扎龙湿地的总体变化影响显著,但人类活动对一些典型区域的退化起主导作用;(5)扎龙湿地研究近期应注重长时间序列湿地监测资料的积累和遥感研究工作,在耦合水文、生态、气象、土壤等多环境因素下,开展湿地生态系统功能参数的定量研究、湿地生态服务价值研究和管理决策支持系统构建,以及探讨定量方式在扎龙湿地生态系统变化分析中的应用。     

扎龙湿地生态系统变化过程及影响因子分析

随着区域气候变化及人类活动的影响,扎龙湿地生态系统发生了深刻变化。利用20世纪50年代以来扎龙湿地区域的气象数据、1986～2002年间8个时段的Landsat TM影像及2006年的SPOT4影像数据和扎龙国家级保护区管理局的资源调查数据,分析了近20a来扎龙湿地生态系统的变化过程。结果显示,20世纪80年代和90年代该地区的年平均气温分别比1951～1980年的年平均气温高出1．2℃和1．8℃。与1986年相比,2002年扎龙湿地的湖泊及水库面积减少了15．17％;明水面面积下降了49．36％。这一期间,扎龙湿地芦苇（Phragmites australis）产量、渔类产量、鸟类的种类和数量都明显减少,湿地退化程度十分严重。气候变化对湿地生态系统影响的同时,扎龙湿地上游地区也建设了60余座水库,并在湿地内部兴建了大量的人工沟渠、堤坝和道路。高强度的人类活动不仅截留了大量本应直接流人湿地的水体,使湿地蓄水量明显下降,也使湿地破碎化程度加剧。根据扎龙湿地生态系统面临的现状,就扎龙湿地保护与恢复提出了相应的建议。     

扎龙湿地自然保护区的火灾管理

通过对黑龙江省扎龙湿地自然保护区自然资源状况和火灾特点的分析,结合当地社会经济及环境中存在的问题,为研究地区的林火管理提出具体建议。研究表明,在防火季节,有效地控制火源,提高当地居民的防火意识是预防火灾的关键;此外,保证保护区水源供应在火灾预防中起着关键作用。研究结果可为湿地类型自然保护区的林火管理提供参考。     

湿地文化旅游开发研究——以齐齐哈尔扎龙湿地为例

湿地是文化诞生的摇篮,是最有力的生产者。多样的文化是湿地可持续发展的重要推动力,旅游作为湿地合理开发利用的方式,将湿地文化作为湿地开发规划的核心,体现了湿地厚重的积淀、独特的魅力。阐述了湿地文化旅游相关概念、开发意义等,并以扎龙湿地为例提出湿地文化旅游开发建议,为湿地资源开发与保护提供新的思路。     

扎龙保护区湿地扰动因子及其影响研究

扎龙湿地的扰动因子有气候、洪水、火、水利工程、农业活动等因子。这些扰动因子给湿地带来了正反两方面的作用,而扎龙湿地在扰动因子的作用下,导致湿地面积减小、生物多样性降低、水质污染、景观破碎等,进而导致湿地功能下降,生态环境严重恶化。对湿地扰动因子进行分析,掌握它们的作用过程和发生机理,对湿地的利用、保护以及恢复重建具有重要的意义。     

扎龙湿地水环境可持续性度量研究

湿地水环境的持续性度量的指标体系是从湿地水环境系统结构、功能状态和人为因素三个方面构建的。扎龙湿地水环境可持续综合指数的数学模型是:可持续综合指数P＝0.14P₁+0.47P₂+0.3P₃+0.09P₄。分指数(PI)分别是:水质指数、水资源量指数、生物指数和土地利用变化指数。计算过程运用了灰关联分析法、层次分析法和分段线性函数等方法,结果表明,扎龙湿地水环境可持续性的总体趋势在减弱,其影响因子已经不利于扎龙湿地生态系统的持续发展。     

扎龙湿地景观动态变化特征

扎龙湿地近35年来湿地景观发生了巨大的变化,本文定义了一套基于TM影像的适用于描述湿地景观变化的湿地分类系统,利用景观转换系数分析以5年为周期的时间尺度上湿地的转换幅度的变化,统计和分析了湿地从1979-2013期间景观转换系数的动态变化特征,总结了扎龙湿地景观动态变化主要为四类景观动态类型：A-小幅度规则型稳定景观,B-中幅度不规则型变化景观,C-幅度渐弱规则型稳定景观,D-大幅度不规则型变化景观。研究表明：扎龙湿地1979-2013年期间,湿地景观在前10年向湿生景观转换,但是转换的幅度越来越小;后20年,湿地转向干旱趋势。在不同的景观动态类型中A类小幅度规则型稳定景观所占面积最大,为973.60 km²,接近湿地面积的二分之一,主要集中在核心区和外围稳定的农田部分;D类大幅度不规则型变化景观面积最少,为311.92 km²,主要分布于人类干扰强烈的区域。     

扎龙湿地水环境与可持续发展

扎龙湿地水环境污染较重,主要表现为水体有机污染和富营养化,总氮、总磷、高锰酸盐指数超标率达100%。水质与水生生物评价结果表明,湿地水环境处于中、重度污染程度;其污染原因是生活污水、工业废水的排放和农药、化肥的施用等。扎龙湿地补给水量不足,年缺水约3亿m3,是扎龙湿地生存和发展的最突出隐患。从可持续发展的角度出发,提出了开展湿地宣传教育活动,建立科学的资源与环境生态水利体系,建立湿地水文监测系统等5条措施。     

扎龙湿地水质净化机理分析

降解污染和净化水质是湿地的重要功能。利用现场调查和水质监测资料,分析扎龙湿地水化学场特征,研究水质现状、净化机理及其与湿地水化学形成条件之间的关系。结果表明,扎龙湿地对TP、NH4-N、CODcr和悬浮物的净化率达到90%以上,对TN和NO3-N净化率可达到75%以上。水质净化功能对生态环境的自然修复作用明显,主要的水质净化机理为吸附沉淀作用、植物吸收作用、生物降解作用、反硝化作用,净化能力大小与溶液化学条件的整体特征、湿地的地质背景、水文化学循环和生物作用过程有关。     

湿地生态旅游开发的关注视角——以扎龙自然保护区为例

生态旅游以其生态和环保特性成为湿地资源的一种有效的开发方式。在分析湿地生态旅游研究概况和中国湿地生态旅游发展的基础上,提出了开展湿地生态旅游的关注视角:关注湿地价值构成;关注湿地生态旅游受益群体;关注湿地生态旅游开发规模;关注湿地生态旅游管理模式。对扎龙湿地生态旅游开发进行了实证研究。     

Evaluation of the carbon sequestration of Zhalong Wetland under climate change

Wetland ecosystems are crucial to the global carbon cycle.In this study,the Zhalong Wetland was investigated.Based on remote sensing and meteorological observation data from 1975–2018 and the downscaled fifth phase of the coupled model intercomparison project (CMIP5) climate projection dataset from 1961–2100,the parameters of a net primary productivity (NPP) climatic potential productivity model were adjusted,and the simulation ability of the CMIP5 coupled models was evaluated.On this basis,we analysed the spatial and temporal variations of land cover types and landscape transformation processes in the Zhalong Nature Reserve over the past 44 years.We also evaluated the influence of climate change on the NPP of the vegetation,microbial heterotrophic respiration (Rh),and net ecosystem productivity (NEP) of the Zhalong Wetland and predicted the carbon sequestration potential of the Zhalong Wetland from 2019–2029 under the representative concentration pathways (RCP) 4.5 and RCP 8.5 scenarios.Our results indicate the following:(1) Herbaceous bog was the primary land cover type of the Zhalong Nature Reserve,occupying an average area of 1168.02±224.05 km~2,equivalent to 51.84%of the total reserve area.(2)Since 1975,the Zhalong Nature Reserve has undergone a dry–wet–dry transformation process.Excluding several wet periods during the mid-1980s to early 1990s,the reserve has remained a dry habitat,with particularly severe conditions from 2000 onwards.(3) The 1975–2018 mean NPP,Rh,and NEP values of the Zhalong Wetland were 500.21±52.76,337.59±10.80,and 162.62±45.56 g C·m~(-2)·a~(-1),respectively,and an evaluation of the carbon balance indicated that the reserve served as a carbon sink.(4) From 1975–2018,NPP showed a significant linear increase,Rh showed a highly significant linear increase,while the increase in the carbon absorption rate was smaller than the increase in the carbon release rate.(5) Variations in NPP and NEP were precipitation-driven,with the correlations of NPP and NEP with annual precipitation and summer precipitation being highly significantly positive(P0.001);variations in Rh were temperature-driven,with the correlations of Rh with the average annual,summer,and autumn temperatures being highly significantly positive (P0.001).The interaction of precipitation and temperature enhances the impact on NPP,Rh and NEP.(6) Under the RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios,the predicted carbon sequestration by the Zhalong Wetland from 2019–2029 was 2.421 (±0.225)×10~(11) g C·a~(-1) and 2.407 (±0.382)×10~(11) g C·a~(-1),respectively,which were both lower than the mean carbon sequestration during the last 44 years (2.467 (±0.950)×10~(11) g C·a~(-1)).Future climate change may negatively contribute to the carbon sequestration potential of the Zhalong Wetland.The results of the present study are significant for enhancing the abilities of integrated eco-meteorological monitoring,evaluation,and early warning systems for wetlands.     

扎龙湿地地表水与浅层地下水的水文化学联系研究

水化学特征是湿地多界面间相互作用在水体中的综合体现,从一个侧面反映了湿地系统水文化学过程的特殊性和复杂性。扎龙湿地是国际重要湿地,不仅在维持生物多样性方面发挥着重要作用,而且对区域水化学特征的形成也具有特殊的影响。为了揭示湿地内水化学特征的形成机制,研究了扎龙湿地仙鹤湖区域地表水和地下水水化学特征,并应用水化学方法和稳定同位素[氘(D)和氧18(18O)]方法深入分析了地表水、地下水水化学特征的形成机制,并重点对两者间的水文化学联系进行了探讨。结果发现,除引嫩干渠水为低矿化度的HCO3·Cl-Ca型水外,湿地湖泊水和河流水均为中等矿化度的HCO3-Na型水,湿地地表水明显受蒸发浓缩作用和苏打土溶滤作用影响;地下水的δD值和δ18O值,都高于大气降水和河水,而低于湖泊水;混合比例计算表明,地下水受大气降水直接补给较弱,湖滨处湖水补给比例超过50%。综合分析认为,湿地浅层地下水具有显著的二元循环模式,同时受区域地下水流和局部地下水流的控制。区域地下水补给占主导的区域,地下水表现出低矿化度、高氘盈余值(d)的特征,地下水化学类型逐渐由HCO3-Ca·Na·Mg型转变为HCO3-Na·Ca型。湿地湖水补给占主导的区域,地下水特征表现出高矿化度、低d值的特征,水化学类型具有较大的变异性。地表水与地下水的氮、磷以有机态形式为主,平均占总氮和总磷比例的89%和90%,主要来自于地表水体的输入,受垂向淋溶作用影响较小。研究结果不仅为湿地水环境保护提供了科学依据,而且为深化湿地区域水文地球化学效应研究指明了方向。     

湿地研究的若干基本科学问题初论

湿地是当前国际众多学科学者共同关注的前沿热门研究领域 ,但作为湿地研究 ,还没有形成完整的科学体系 ,尚处于正在发育 ,尚未定型的胚胎阶段。本文对湿地研究的若干基本问题进行了初步探讨。认为 :湿地是地球表层上由水、土和适生植被相互作用构成 ,其内部过程长期为水所控制的自然综合体。湿地的主要科学问题是湿地中水陆相互作用产生的滤过作用 ,指物质在湿地多界面上的迁移、转化与分配过程、机理与效应的总和 ,是湿地生态过程与功能的核心和实质内容 ,包括水文过程与效应、物质源汇过程与效应、生物生产过程与效应等。并在此基础上提出了湿地研究的基本框架和近期中国湿地研究的优先研究领域。     

扎龙湿地表层沉积物磷的赋存形态及空间分布特征

沉积物中不同形态的磷具有不同的地球化学行为和生物有效性,其含量和分布特征包含着许多环境地球化学信息。该文利用SMT法对扎龙湿地表层沉积物中总磷(TP)及各形态磷进行了分析,探讨其空间分布特征及控制因素。结果表明,扎龙湿地表层沉积物TP含量高,接近于富营养化严重的太湖和巢湖,主要分布于核心区和东北部;无机磷(IP)含量稍高于有机磷(OP),其分布特征都与TP相似。IP中的钙结合态磷(Ca-P)和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)空间分布差异性较小,Ca-P含量占IP的59.2%。TP及各形态磷含量受粒度、有机质、pH及溶解氧等环境因子的影响,造成扎龙湿地水体富营养化的污染物质主要来自外源;但随着湿地盐碱化加重、生态环境破坏及植被覆盖度下降,沉积物内源磷的释放将成为扎龙湿地水体富营养化的重要来源,将直接加剧水体富营养化程度,尤其增加核心区水体富营养化的风险。     

2001-2008年我国湿地公园研究的文献学分析

通过对2001-2008年我国国内出版发行的有关湿地公园的著作、学位论文和期刊论文的统计分析,揭示我国湿地公园研究的主题和内容、研究者的分布地区、部门分布状况,确定我国湿地公园研究的合作度、合著率、核心作者和活跃作者群,并确定我国湿地公园研究的热点区域,希望为我国湿地公园研究者和建设者了解和把握中国湿地公园研究现状和发展趋势提供依据。     

扎龙湿地的形成背景及其生态环境意义

扎龙湿地位于黑龙江省西部, 为乌裕尔河下游尾闾湖形成的苇草湖沼。作者通过野外调 查、表土样品粒度对比和遥感影像分析, 探讨了湿地形成演化的地质环境背景, 分析了扎龙湿地 与嫩江、沙地的成因联系。研究认为齐齐哈尔- 大庆沙地由北西走向的纵向沙垄和低洼盐碱带组 成, 与科尔沁沙地一起构成了一个NE 向展布的沙带, 可能主要形成于末次冰期时期。其后嫩江 进入沙地, 对沙地进行改造, 在扎龙地区留下众多牛轭湖。后期由于构造抬升嫩江河道西迁, 乌裕 尔河成为内流河, 其尾闾湖最后演化成为现在的扎龙湿地。因此扎龙地区的环境演化过程为: 风 成沙地形成→嫩江改造、破坏沙地→嫩江西迁、乌裕尔河分流→扎龙尾闾湖形成→扎龙尾闾湖退 化、湿地形成。因此扎龙湿地与连环湖是在风成沙丘上形成的沼泽地, 是整个嫩江流域生态环境 最脆弱的一个关键区。一旦湿地消失, 将导致这个地区的盐碱化和沙漠化, 对附近的齐齐哈尔和 大庆两市的生态环境造成严重影响。