西南岩溶区生态地质环境特点及其重建策略

西南岩溶区生态地质环境具有水热充沛、矿产和旅游资源丰富,但存在地上地下双层岩溶空间结构和山高水深、地形陡峻、土壤贫瘠等两重性的特点,在人为活动的干扰影响下很容易导致生态退化,产生水土流失和石漠化等生态环境问题。本文在充分论述了西南岩溶区生态地质环境的这种特点的基础上,通过生态系统退化过程的机理分析,提出了岩溶生态系统退化是脆弱的岩溶生态地质环境和人类活动共同作用的结果的成因观点,以及以将人为活动限制在岩溶生态系统环境承载允许的范围之内作为前提条件,并辅以因地制宜开发水资源、合理利用土地资源、发展立体化生态农业、挖掘地方经济增长潜力、改善农村能源结构及生态移民等工程措施的生态系统恢复重建策略。      

嫩江流域沼泽湿地景观变化及其水文驱动因素分析

借助ArcGIS空间分析工具,以嫩江流域1978年、1990年、2000年和2008年4期遥感湿地分布图为基础,采用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)水文模型将嫩江流域划分为43个子流域,并以沼泽湿地类型为例,将各个子流域内降水和径流信息与湿地退化遥感信息作对比筛选,对全流域以及湿地面积减少严重所在子流域作进一步分析。另外,利用两期土地利用类型数据生成嫩江流域土地利用转移矩阵。结果表明:1978—2008年间嫩江流域沼泽湿地退化严重,尤其以1990—2000年间最为显著。这与流域内降水、径流的变化密切相关,并受到土地利用类型转化以及水利工程建设等人类活动的影响。其中,沼泽湿地面积变化与流域径流系数变化在0.01水平上呈极显著正相关,pearson相关系数为0.90。气候变化和人类活动影响下对湿地水文过程以及水资源的变化,导致湿地日益萎缩,对流域内湿地生态系统平衡产生了负面影响。     

湿地演变及其水文驱动机制分析——以嫩江流域为例

湿地与森林、海洋被地理学界称作＂三大生态系统＂,是最重要的富饶多产的生态体系之一。湿地由于受气候、环境与人类活动等共同影响下,正在逐年发生变化,使其区域的水文也跟着发生相应的变化。从而给人类生存活动带来不利影响。本文前半部分分析嫩江流域的沼泽湿地近三十余年来演变的现状,后半部分析沼泽湿地面积减少的水文驱动的因素。     

内陆河流域山区水文与生态研究

以河西走廊黑河干流山区流域为例,从山区水文循环、水文与生态系统以及径流形成和预测等方面讨论山区流域水文和生态相互作用研究的有关问题。山区降水的空间和时间分布规律和固态、液态降水组成变化主要受制于海拔和地形的影响,而不同海拔和地形条件下的下垫面不同土地覆被和复杂的空间异质性则主要影响蒸散发量。对内陆河山区流域的水文小循环的研究,有助于进一步研究和认识内陆河流域上、中、下游水文和生态系统的相互联系问题。至今,对山区水文过程与生态系统的相互作用问题的研究还非常薄弱,需要研究山区森林草地生态系统在山区水文循环中的作用以及在维持和保护山区生态和环境中的作用和意义。内陆河流域山区水文过程复杂而综合性强,须加强对山区径流形成机理的多学科交叉研究,不断改善出山径流对气候变化和人类活动响应过程的模拟和预测水平。     

洪泛湿地系统地表水与地下水转化研究进展综述

洪泛湿地地表水(SW)与地下水(GW)转化关系研究对综合管理湿地水资源具有重要的理论和实践意义。通过洪泛湿地SW-GW转化研究进展的综述,可深入了解国内外SW-GW转化研究的发展过程,有利于把握国际研究的主流趋势,系统掌握该方面研究的前沿手段。总结得出,洪泛湿地是我国诸多生态系统中特色突出的水文系统,其独特的水文变化及洪水脉冲的周期性扰动,使得SW-GW转化的动力学过程促进了洪泛湿地环境系统之间物质、能量和信息的传递与交换,驱动了湿地演变、物质元素循环和生物生长等生态功能的实现。分析认为,洪泛湿地的开放性和复杂性等特点决定了多学科交叉理论与方法成为SW-GW转化研究的流行手段和创新的基本思路。从学科发展趋势和应用需求的角度出发,应结合洪泛湿地多源数据信息与SW-GW耦合数值模型,深入揭示洪泛湿地SW-GW转化的动力学过程及对洪水脉冲变化的响应机制,这既是一个基础性工作,也是一个具有前瞻性的研究,将为湿地水资源、水环境等综合管理与调控提供科学依据,对诠释湿地生态效应内涵具有重要意义。     

全球气候变化对湿地生态水文的影响研究综述

近百年来全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化,并且未来气温将继续上升,降水模式也会发生改变。从气候变化对湿地水文水资源的影响、气候变化影响下湿地水文与生态的相互作用过程以及湿地生态水文模型等3个方面,对国内外相关研究动态和发展趋势进行了总结分析。从中发现,当前全球气候背景下的湿地生态水文学正在从单一湿地生态水文过程为主要对象,发展成为以研究气候-水文-生态三者相互作用机制为主要内容的综合性、交叉性学科。现关于气候变化影响下水文-生态之间的关系多集中于单向作用的研究,特别是水文过程对植被的影响研究较多,缺乏对气候变化影响下湿地水文过程与生态过程相互作用机理的全面认识。气候变化对湿地生态水文的影响机制研究已经成为水文学研究亟待解决的科学问题,而基于物理机制的湿地生态水文模型,逐渐成为预测未来气候变化下湿地生态水文响应的重要工具。     

湿地水文研究进展综述

湿地是地球上一种重要的生态系统,具有巨大的环境功能和环境效益。水文是湿地中最重要的过程,是决定产生和维持湿地典型类型和湿地过程的重要因素。因此,湿地水文过程的研究是湿地研究的核心内容,是当前国内外湿地研究的热点。本文介绍了湿地水文及其对湿地功能等的重要性,综述了当前国内外在湿地水文状态与生态环境的关系、水流运动、水文模型与水文观测等方面的研究进展,并提出了今后我国亟待加强的湿地水文研究领域。     

喀斯特系统生物地球化学循环及对全球变化的响应

生物地球化学循环是地球系统物质循环的核心,是维系地表生态系统稳定和人类社会可持续发展的重要基础。然而,气候变化以及人类的过度干扰可能会显著改变表层地球系统中的生物地球化学循环过程,尤其是脆弱的喀斯特生态系统。特殊的多孔隙关键带结构也加速了喀斯特地区物质循环及其对外界环境变化的响应,影响了不同尺度的物质循环和生物地球化学过程。本研究主要综述了宏观尺度（气候变化）、中尺度（人类活动）和微观尺度（微生物活动）的环境变化对喀斯特地区生物地球化学循环的影响。结果表明多要素变化导致喀斯特地区物质循环受到强烈影响,气候变化、人类活动和微生物活动及其耦合关系对喀斯特地区生物地球化学循环的调控作用具有重要意义。最后,本研究强调了现有研究的局限性并指出未来研究的挑战与方向,即未来应从系统研究（如地球关键带）的视角出发,将多尺度观测－分析与综合模型集成研究并举,从而构建多源多尺度耦合的过程和系统模型,进而为阐明喀斯特系统的演变规律和动力学机制、实现喀斯特地区的生态保护和高质量发展提供理论基础。      

黄河三角洲湿地生态系统研究回顾和展望

湿地兼有水陆两类生态系统的某些特征,生态功能和社会经济价值显著,成为人类赖以生存和发展的自然资源宝库和生存环境。黄河三角洲湿地是中国暖温带地区最完整的、最年轻的湿地生态系统,该区湿地类型多样,湿地资源丰富。从湿地资源开发利用、保护和管理研究、湿地生物群落结构和生物多样性研究、湿地面积动态变化等方面概述该区湿地的研究现状,提出研究热点,探讨未来该地区湿地生态系统的研究趋势,体现在黄河三角洲湿地温室气体排放和全球环境变化、湿地水文学研究及湿地数字化研究。     

岩溶断陷盆地湿地成因类型及水流系统特征研究

云南断陷盆地岩溶湿地众多,是云南高原生态系统的重要组成部分,但因各种原因,造成湖泊淤积、水面面积缩小以至消亡,滇东地区的湖泊退化较为明显,近30年内有20多个天然湖泊过早消亡。文章开展滇东岩溶断陷盆地内具有代表性的通海湖泊退化型（杞麓湖湿地）、泸西地下水聚积型（黄草州湿地）、宣威地下河淤塞型（格宜串珠状湿地）三种类型典型岩溶湿地研究,主要研究湿地的成因类型及特征、湿地“三场”（径流场、水化学场、温度场）特征,分析岩溶断陷盆地内天然形成的湿地地质条件、水文地质条件、水环境影响因素及定量评价水环境质,以及岩溶湿地自然及人为影响因素、影响形式、作用强度、效应和水源减小、污染加剧、水质下降、湿地萎缩等及其生态环境问题。研究结果表明,通海湖泊退化型（杞麓湖湿地）受人为和自然因素影响较大,水质水量是其退化的主要原因;泸西地下水聚积型（黄草州湿地）受湿地内地下补给、净化、修复,水质总体较好;宣威地下河淤塞型（格宜串珠状湿地）受区域地下水水位变化影响,地下水总体丰富。文章研究成果为岩溶断陷盆地湿地的保护、科学研究、利用、生态修复提供地质依据。     

岩溶生态系统的土壤特性及其今后研究方向

岩溶石漠化退化土地是目前西南岩溶地区经济发展、生态恢复与重建工作中严重的问题之一。由于岩溶生态系统的独特性和脆弱性,岩溶生态系统土壤具有不同于其它生态脆弱区土壤的特征,本文将其归纳为成土速率决定的在人类活动尺度下土壤不可再生性即脆弱性、土壤侵蚀(土层丢失)的独特性、土壤退化过程中空间分布的斑块化及其与岩性的相关性、土壤退化过程中有机碳活性成分下降和来源变化、土壤退化导致岩溶生态系统生态过程中断。因此,在退化岩溶生态系统的研究中,要加强对岩溶生态系统土壤特性及退化恢复理论的研究。      

生态模型在河口管理中的应用研究综述

河口作为河流和海洋的交汇地,具有生态交错带特性,其在自然和人类活动双重压力下发生着演变.生态模型是研究生态系统结构、功能及其时空演变规律以及生物过程对于生态系统的影响及其反馈机制的重要手段.采用不同方法对生态模型进行分类,综述各类生态模型的特性、优缺点及应用领域.讨论建模过程中模型变量与函数、模型整合及时空尺度、模型参数取值及不确定等关键技术问题.分析各类生态模型在河口生态工程设计、生态系统修复、生态系统评价、系统决策支持等管理领域的应用.尽管中国河口生态模型构建及应用已有一些成果,但与国外相比,在理论生态学及数据积累方面仍有一定差距.     

流域湿地水文调蓄功能研究综述

湿地是流域水循环和水量平衡的重要调节器,在维护流域水量平衡、减轻洪旱灾害和应对气候变化等方面发挥极其重要的作用。流域湿地水文调蓄功能是湿地生态水文学研究的重要内容,科学认识和理解流域湿地水文调蓄功能对流域湿地恢复保护、水资源综合管控与应对气候变化具有极其重要的意义。本文阐述了流域湿地水文调蓄功能的概念与内涵,剖析了流域湿地水文调蓄功能时空变异性、阈值性和多维性三大特征及其影响因素（包括湿地土壤特性、植被特征和初始水文条件等内在因素和流域特征、降雨特征、气候变化和人类活动等外在因素）,探讨了流域湿地不变情景下和变化情景下水文调蓄功能评估方法,并介绍了流域湿地水文调蓄功能定量评估模型与应用情况。最后,从学科发展和实践需求的视角提出了流域湿地水文调蓄功能未来亟需加强研究的重点方向。     

喀斯特石漠化的形成背景、演化与治理

喀斯特石漠化是青藏高原隆升在其东南翼所诱发的重要地质生态灾害问题,是制约中国西南地区社会经济发展的关键因素.它不是一种纯自然过程,而是与人类活动密切相关,不仅造成土地资源丧失,干旱缺水,生态系统退化,而且使该区的贫困问题加剧,具有明显的自然和社会学属性.本文着重从地质和生态的角度,阐述喀斯特石漠化的形成特点和演化方式,及其对综合治理的指导意义.对西南岩溶山地而言,土壤和植被是生态环境中最为敏感的自然环境要素,与非岩溶区相比,具有明显的脆弱特征.它们在干扰下发生迅速演替,诱发地表水文条件的改变,导致石漠化的形成.文中特别强调岩溶山区碳酸盐岩基底岩性的不同、生态环境类型与植被演替的方式和进程的多样性对于岩溶生态系统的影响作用.基于上述认识,对石漠化地区的土地利用方式和生态恢复过程以及可能发展的方向提出了一些建议和看法.     

常德市规划区湿地地质环境特征及保护建议

常德市作为全球首批“国际湿地城市”,也是我国首批海绵城市建设试点城市,其湿地保护与修复工作取得了举世瞩目的成就,为全国提供了城市湿地、水系生态修复的成功经验。通过对常德市规划区内花山河湿地、枉水湿地和盘塘湖湿地地层结构、含水层特征、地下水位变化、沅江及柳叶湖地表水位长期监测数据的综合分析,剖析了湿地地下水与沅江、柳叶湖等地表水交互关系,针对各湿地提出了相应的调整建议和保护建议,研究认为：常德市湿地地表水与地下水之间的水量交换和水质变化情况直接影响湿地生态系统的保护;地表水—地下水的相互转化程度主要体现在时间和空间上,影响湿地水文周期的主要因素有气候变化、地表水径流的变化、地下水位变化、地下水开采情况和湿地补水、排水情况变化。加强对区内地表水-地下水相互转化关系的深入研究,可为科学合理保护常德市规划区湿地生态系统和洞庭湖区湿地保护修复提供科学依据。     

岩溶湿地退化评价指标体系构建初探

会仙岩溶湿地是热带和亚热带地区中最大的岩溶湿地之一,由于岩溶湿地脆弱性及人类活动的影响,其湿地面积萎缩,生态功能退化。为了更好保护会仙岩溶湿地,保障湿地的健康和可持续发展,文章探究了造成会仙岩溶湿地退化的关键因子,并结合会仙湿地独特的岩溶特征,筛选出影响会仙湿地健康的指标,利用层次分析法（AHP）对主要指标赋予权重,再通过分析会仙湿地相关资料和标准,构建出一套涵盖3个层次18个评价指标的湿地退化评价指标体系,以此为基础建立了岩溶湿地退化评价方法。      

基于典范对应分析的会仙岩溶湿地土壤理化性质与土壤酶活性关系研究

为揭示湿地退化过程中土壤理化性质与土壤酶活性关系,文章以广西桂林市会仙岩溶湿地系统中的湿地、稻田和旱地三种土地利用类型的表层土壤为研究对象,运用描述性分析、相关性分析和典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)等方法来探讨它们之间的内在联系。结果表明:土壤理化性质除有效磷、速效钾外,土壤有机碳、全氮、碱解氮、阳离子交换量、交换性钙、交换性镁的质量分数均表现为湿地稻田旱地,说明岩溶湿地在维持土壤碳库以及营养元素方面具有重要的作用。会仙湿地中有效磷、速效钾的质量分数低于稻田和旱地,根本原因在于人类活动以及农业活动的影响。除蛋白酶外,脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和纤维素酶的质量分数均在湿地中最高,与土壤理化性质的质量分数在湿地中较高相吻合,并表现出较强的空间异质性。进一步分析典范对应分析图,可知会仙岩溶湿地受人类活动影响较大,湿地首先被开垦为稻田,随着土壤自然肥力的下降最后被开垦成旱地,因此在生态演替不可逆转的条件下,将稻田作为人工湿地加以保护是维持湿地生态环境最佳的土地利用方式。     

气候变化对湿地水文水资源影响研究及对策--以嫩江流域湿地为例

湿地是地球上有三大生态系统之一,是地球上一种重要的、独特的、多功能的生态系统,它在全球生态平衡中扮演着极为重要的角色,具有不可替代的生态功能,有着"地球之肾"的美誉,但是近些年随着气候变化,以及人类活动的叠加作用,湿地这个珍贵的生态系统逐步被一点点改变,尤其是水循环过程受到破坏,结果造成水资源急剧缺失、湿地面积大量减少、生态功能明显退化等一些自然问题。通过研究分析气候变化对湿地水文水资源的影响,了解两者之间的作用关系及影响机制,从而找到应对气候变化引起的湿地水文水资源破坏的适应性对策,为保护湿地提供一定的理论支持。     

湿地汞环境过程研究进展

汞在湿地生态系统中的环境过程是汞全球循环的组成部分,并与人类的健康有着密切关系。分析了湿地环境过程研究的重要意义,综述了国内外湿地汞环境过程研究的进展情况,包括在湿地汞来源、含量、赋存形态,迁移、转化、界面反应等方面。指出由于湿地独特的水文过程和环境条件,汞的累积、迁移与转化过程具有与其它生态系统不同的特点。湿地能吸收大气沉降和地表径流的汞,是汞的汇。汞在湿地生态系统中呈富集状态。湿地具有较高的汞累积速率和甲基汞生产能力,湿地的氧化-还原条件和丰富的有机碳有利于汞的甲基化。湿地甲基汞通过食物链的"生物放大",威胁人类的健康。全球气候变暖、酸雨和臭氧层耗竭可能增加湿地汞的生态环境风险。提出应开展湿地特定环境条件下汞的循环及其在汞全球循环中作用的研究,并关注湿地对全球环境变化的响应。     

吉林西部向海湿地环境退化及驱动机制研究

向海湿地位于半干旱的吉林西部平原区,特殊的地理位置和水文条件决定了湿地处于动态变化之中.在自然和人为驱动影响下,系统结构和功能发生明显的退化趋势,湿地面积缩小、调节功能削弱,区域荒漠化发展迅速.通过对湿地发育的环境背景条件分析,剖析了湿地退化的现状及驱动机制,水陆界面的脆弱性是湿地退化的环境背景条件,而气候干旱化、上游水的大量截流、水利工程设施及土地资源的不合理开发利用等自然、人为因素的耦合作用,加速了湿地的退化过程.基于湿地退化的现状和驱动机制,河流湿地退化的恢复必须从湿地的水文功能出发,考虑水资源的循环和转化,制定水资源综合利用方案及生态技术和生态工程措施.