洪河国家级自然保护区湿地功能区保育与湿地补偿研究

黑龙江洪河国家级自然保护区位于三江平原腹地,保护区内有众多国家重点保护的野生动植物物种。由于保护区的功能区划和周边地区农田用地的开发,保护区已经面临着水资源匮乏、湿地退化等问题。本文从保护区的湿地功能区保育现状和保护区各功能区生态补偿等方面研究了洪河自然保护区湿地生态补偿问题,确保洪河湿地生物多样性的完整性,达到湿地生物多样性保护与可持续利用的目的。     

敦煌阳关国家级自然保护区湿地植物群落特征与物种多样性

敦煌阳关国家级自然保护区中的湿地是典型的内陆湿地,作为重要的候鸟迁徙驿站,具有脆弱性和特殊性,其植物群落特征与多样性研究对湿地及生物多样性保护有重要意义。通过野外样地调查,对阳关保护区湿地植物区系组成、地理成分和物种多样性进行了分析。结果表明,阳关保护区的湿地中共有74种植物,隶属于26科56属,其中占优势的是禾本科和藜科植物,二者占所有植物总物种数的29.73%;在植物生活型中,草本植物占绝对优势,占总物种数的77.03%;植物区系地理成分以温带分布型为主;用TWINSPAN分析法,将36块样地划分为8个植物群落,不同植物群落的物种多样性指数都较低,且存在较大差异;以重要值计算的Margalef丰富度指数为0~4.2,Simpson多样性指数为0~0.512,Shannon-Wiener多样性指数为0~1.4,Pielou均匀度指数为0.538~1,表明阳关保护区湿地植物种类总体上比较稀少、群落的组成和结构简单、物种多样性水平较低、生态较为脆弱。     

洪河自然保护区生物多样性保护

阐述洪河国家级自然保护区的生态环境和生物多样性 ,该区保留了三江平原原始湿地生态系统的完整性。据考察有野生高等植物 16 4科 4 2 3属 938种 ,脊椎动物 71科 2 84种 ,其中 6种属于国家级珍稀濒危植物 ,5 1种为国家级重点保护动物。然而该区生态环境遭到破坏 ,生物多样性受到威胁。提出相应的保护对策 ,如加强湿地保护和恢复 ,发展生态安全农业等     

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。     

邛海湿地蝗虫物种多样性研究

2011年9~11月采用系统抽样和随机抽样相结合的方法,对邛海湿地境内5个采样点进行蝗虫(Orthoptera Acridoidea)采集,共获标本1 280个,采集到的蝗虫隶属于3科12种。其中,花胫绿纹蝗(Aiolopus tamulus)、中华稻蝗(Oxya chinensis)和疣蝗(Trilophidia annulata)为优势种。5个采样点中,梦里水乡的蝗虫物种数最多,其他依次为焦家村、核桃村、小渔村和青龙寺。就蝗虫个体数而言,各采样点间存在显著差异(p0.05),焦家村和小渔村的蝗虫数量显著高于其他采样点。蝗虫的丰富度指数和多样性指数在核桃村都最高,在小渔村和青龙寺最低。蝗虫的优势度指数在梦里水乡最高,其次为焦家村和核桃村。蝗虫的均匀度指数分析表明,各采样点间差异较小。单因素方差分析发现,各采样点间各指数差异不显著。相似性分析结果显示,小渔村和焦家村达到极相似水平,青龙寺和焦家村、核桃村和小渔村之间的相似性系数最低。生境分析表明,邛海湿地中农田生境更适宜蝗虫的生长和繁殖。水分、植被和产卵地是影响邛海湿地蝗虫种类的重要因素。     

洪河国家级自然保护区沼泽湿地生态储水量估算北大核心CSCD

利用2014年7月3日的Landsat 8 OLI影像,对洪河国家级自然保护区的土地覆被类型进行遥感分类;然后,选取实验区,利用实测的水位、地形高程和土壤含水量,计算出实验区中沼泽湿地(包括沼泽和湿草甸)的生态储水量;最后,在此基础上,推算出整个洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的总生态储水量。研究结果表明,在植物生长初期(6月),洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的生态储水量为0.905×108～1.377×108t;在植物生长中期(7月和8月),其为0.935×108～1.433×108t;在植物生长末期(9月和10月),其为1.067×108～1.991×108t。     

七星河国家级自然保护区鸟类物种多样性研究

为了系统掌握黑龙江省七星河国家级自然保护区中的鸟类分布状况,2014年2月至2018年11月期间,在该保护区内,采用样线法和样点法,开展了鸟类物种多样性调查和研究。调查和研究结果显示,共记录鸟类14目29科45属67种,还有一些未辨识的雁鸭类、鹰隼类、鹬类和鸥类物种,未纳入鸟类物种数量统计数据。在67种鸟中,在居留型组成方面,有夏候鸟50种(占记录的鸟类物种总数的74.6%),冬候鸟2种(占3.0%),旅鸟6种(占9.0%),留鸟9种(占13.4%);在区系类型方面,有古北界种45种(占67.2%),东洋界种1种(占1.5%),两界广布种21种(占31.3%);有国家一级重点保护鸟类2种,国家二级重点保护鸟类13种,黑龙江省重点保护鸟类11种。按照Berger-Parker优势度指数,区分优势种(优势度≥0.05),该保护区有1种优势种,为小白额雁(Anser erythropus);有常见种5种,分别为白鹭(Egretta garzetta)、斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)、苍鹭(Ardea cinerea)、骨顶鸡(Fulica atra)和红嘴鸥(Larus ridibundus);有少见种和偶见种共61种。在蓄水池记录到的鸟类物种数量和个体数量都最多,分别为60种409 984只。宝平管理站与七星河管理站的鸟类群落最相似。     

巴丹吉林沙漠周边植被特征和物种多样性

通过对巴丹吉林沙漠周边地区的野外调查,以重要值为测度指标,计算物种多样性指数、均匀度指数和优势度指数,对巴丹吉林沙漠周边地区荒漠植物群落物种多样性进行分析。结果表明:(1)该区域共计植物37种,各区域重要值大于0.1的物种中,灌木和半灌木占优势;(2)8个区域的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、丰富度指数和优势度指数差异显著,区域5(北部)和7(西部)因含有单物种群落,Shannon-Wiener指数和Simpson指数显著低于其他区域;(3)荒漠植物群落结构层次中,8个区域的灌木层片每个多样性指数均没有显著性差异,草本层片在8个区域中多样性水平差异显著,由于荒漠区植被物种稀少、数量少,灌木层和草本层并未表现出显著差异;(4)巴丹吉林沙漠物种多样性水平较低,生态系统脆弱,对巴丹吉林沙漠周边地区生态系统重建时应该关注各种生态型植被的恢复重建。     

遗传算法优化的支持向量机湿地遥感分类——以洪河国家级自然保护区为例

湿地遥感分类作为湿地管理、监测与评价的重要手段,受到了广泛的关注。遗传算法(GA)借鉴了生物进化规律进行启发式搜索寻优,支持向量机(SVM)是一种新型的空间数据挖掘方法,二者相结合可以发挥各自的优势,寻找到支持向量机的全局最优参数,从而较准确地对湿地进行遥感分类。以洪河自然保护区为例,采用遗传算法优化的支持向量机方法进行了湿地遥感分类研究。同格网搜索下的支持向量机湿地遥感分类及最大似然监督分类对比,结果表明,遗传算法优化较格网搜索方式总精度提高了7.29%,较最大似然监督分类提高了12.06%,方法改善了沼泽、草地与裸地三种地物间的区分,是湿地遥感分类的有效手段。     

北京汉石桥湿地自然保护区鸟类多样性

2013年7月至2014年6月,在汉石桥湿地自然保护区通过样线法、样点法等进行鸟类资源调查。调查发现鸟类15目42科88种,其中雀形目43种,占总种数的48.86%。从居留型来看,旅鸟40种,占45.45%。利用Shannon-Wiener指数和Pielou指数对鸟类多样性分析,发现多样性指数春秋季高,夏冬季低。利用G-F指数对鸟类分布生境的分析,发现鸟类多样性林地最高,居民地最低。鸟类居留型的变化验证了鸟类栖息地北移的现象。此外,根据研究结果对汉石桥湿地自然保护区保护管理提出建议。     

洪河保护区湿地生态需水量研究

以洪河保护区为例 ,按照湿地生态系统的结构和功能 ,把生态需水量划分为 4种类型 :湿地植被需水量、湿地土壤需水量、生物栖息地需水量、补给地下水需水量 ,分别确定了需水量的级别和相应的指标。根据公式 ,计算了保护区各级别的生态需水量。结果表明 ,洪河保护区湿地最小生态需水量为 1 .4 8× 1 0 8m3 ～ 1 .99× 1 0 8m3 ,最适宜生态需水量为 1 .99× 1 0 8m3 ～ 2 .9× 1 0 8m3 ,最大生态需水量为 3.72× 1 0 8m3 ～ 4 .5 2× 1 0 8m3 。     

基于高光谱与多光谱植被指数的洪河沼泽植被叶面积指数估算模型对比研究

以洪河国家级自然保护区为研究区,2009年8月中旬,在研究区野外实测沼泽植物冠层的光谱反射率和叶面积指数(LAI),将地面实测的植物高光谱反射率以Landsat-5 TM波段范围为基准进行波谱重采样,以重采样后的光谱反射率计算多光谱植被指数,用几种常见的高光谱和多光谱植被指数建立估算沼泽植被叶面积指数的统计回归模型,对比这些模型的精度,选出最优模型.研究结果表明,用各植被指数建立的估算沼泽植被叶面积指数的回归模型分别为二次函数、对数函数或指数函数;各模型对沼泽植被叶面积指数的反演精度差别较大;在全波段高光谱植被指数中,用全波段归一化植被指数H-FNDVI(R930,R515)构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在常规高光谱植被指数中,用修正简单比率H-MSR构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在多光谱植被指数中,用多光谱归一化植被指数M-NDVI构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳.对比发现,由多光谱数据提取的植被指数构建的模型对研究区LAI的估算效果不太理想,而从实测高光谱数据提取的窄波段特有植被指数构建的估算沼泽植被叶面积指数模型表现出较明显的优势,表明窄波段植被指数更适合用来监测沼泽植被叶面积指数.     

洪河自然保护区乌拉苔草生物量高光谱遥感估算模型

尝试用不同方法构建洪河自然保护区湿地植被乌拉苔草(Carex meyeriana)的高光谱植被指数,建立水上鲜/干生物量高光谱估算模型,并比较了不同模型的反演精度。通过实测不同覆盖度和水深状况下乌拉苔草的冠层高光谱反射率与水上生物量的数据,采用高光谱可见光—近红外波段及其微分光谱波段(350~1 050 nm)逐波段构建FNDVI、FRVI、FDVI、FDNDVI、FDRVI、FDDVI植被指数,分别找出与水上鲜生物量和干生物量具有最佳相关性波段组合的植被指数,建立乌拉苔草水上生物量的最佳估算模型,并对比分析了反射率光谱植被指数(FNDVI、FRVI、FDVI)模型和微分光谱植被指数(FDNDVI、FDRVI、FDDVI)模型的反演精度。结果显示,微分光谱与乌拉苔草水上生物量的相关性比反射率光谱好;微分光谱植被指数与乌拉苔草水上生物量的相关性比反射率光谱植被指数好,尤其以微分光谱植被指数FDRVI与FDNDVI建立的二次函数模型反演乌拉苔草的水上鲜生物量和干生物量的效果最好,精度分别达74.9%、71.4%,其均方根误差分别为0.074 4和0.026 2,通过了p<0.01极显著验证。这表明,采用微分光谱植被指数FDRVI、FDNDVI对乌拉苔草水上鲜生物量和干生物量的估算可以取得较高的预测精度。     

莫莫格国家级自然保护区的鱼类多样性

2008～2010年,在鱼类资源调查的基础上,分析了莫莫格国家级自然保护区的鱼类多样性特征。调查结果显示,莫莫格国家级自然保护区有鱼类物种5目11科42属49种,其中本区土著种5目10科38属45种,包括中国特有种4种,中国易危种5种,冷水种8种,国家II级保护动物1种。土著种群落中,有鲤形目(Cyprini-formes)鱼类32种,鲤科(Cyprinidae)鱼类29种,鮈亚科(Gobioninae)鱼类13种;古北界北方区黑龙江亚区黑龙江分区的物种为22种;源于东部平原和北方平原生态类群的鱼类有27种;适应于江—湖缓流环境和淡水定居生活的鱼类有33种;草上产卵和水层产卵繁殖的鱼类有37种;杂食性和初级肉食性种类有28种,它们均相对占优势。莫莫格国家级自然保护区与嫩江的鱼类群落物种结构Jaccard系数和Morisita-Horn相似性指数分别为0.918和0.838;稀有种(包括中国易危种)和常见种分别为14种和25种;物种多度格局近似于对数正态分布。这些结果表明,莫莫格国家级自然保护区的鱼类多样性与嫩江密切相关,鱼类区系复杂,物种组成与生态类型多样;群落结构相对较稳定,多样性程度相对较高,但仍面临着稀有种(包括中国易危种)尚占有一定比例而导致群落结构脆弱的潜在威胁。保持嫩江鱼类群落结构的稳定,对维护和发展莫莫格国家级自然保护区的鱼类多样性具有特别重要的意义。     

Spatial distribution patterns of wetland plants in relation to environmental gradient in the Honghe National Nature Reserve, Northeast China

Quantifying correlation between the spatial patterns of natural wetland plants and environmental gradient gives better understanding of wetland habitats, which is the fundamental for the strategy making on the protection and restoration of natural wetlands. In this study, the spatial patterns of wetland plants and the environmental gradient of wetland habitats were assessed in the Honghe National Nature Reserve (HNNR) in Northeast China, a wetland of international importance on the Ramsar list. Biophysical parameters' values of wetland plants were obtained by field sampling methods, and wetland mapping at the community scale was completed using remote sensing techniques. Digital delineation of the surface water system, hydrological zoning and wetness index were produced by spatial analysis methods in Geographic Information System. An ecological ordination method and two clustering methods were used to quantify the relationship between the spatial distribution patterns of wetland plants and the corresponding environmental gradients. Such quantitative analyses also present the specific diversity of different types of wetland plants based on the environmental attributes of their habitats. With the support from modern geo-information techniques, the experimental results indicate how four ecotypes of wetland plants spatially transit from forest swamp, shrub wetland and meadow into marsh wetland with increasing wetness index and water table. And they also show how wetland spatial distribution patterns are controlled by an environmental gradient of wetness. Another key finding of this research work is that our results present the exact fundamental differences between marsh and non-marsh plants of 11 wetland plant communities within the core study area. Hence, this case study gives a good sample for better understanding of the complex correlation between the spatial patterns of wetland plants and their environmental attributes using advanced digital analysis methods. It is also useful to show how to integrate geoinformatic techniques with statistical analysis methods based on the field data base.     

中国东北红河国家级自然保护区湿地植被空间格局与环境梯度关系(英文)

Quantifying correlation between the spatial patterns of natural wetland plants and environmental gradient gives better understanding of wetland habitats, which is the fundamental for the strategy making on the protection and restoration of natural wetlands. In this study, the spatial patterns of wetland plants and the environmental gradient of wetland habitats were assessed in the Honghe National Nature Reserve (HNNR) in Northeast China, a wetland of international importance on the Ramsar list. Biophysical parameters’ values of wetland plants were obtained by field sampling methods, and wetland mapping at the community scale was completed using remote sensing techniques. Digital delineation of the surface water system, hydrological zoning and wetness index were produced by spatial analysis methods in Geographic Information System. An ecological ordination method and two clustering methods were used to quantify the relationship between the spatial distribution patterns of wetland plants and the corresponding environmental gradients. Such quantitative analyses also present the specific diversity of different types of wetland plants based on the environmental attributes of their habitats. With the support from modern geo-information techniques, the experimental results indicate how four ecotypes of wetland plants spatially transit from forest swamp, shrub wetland and meadow into marsh wetland with increasing wetness index and water table. And they also show how wetland spatial distribution patterns are controlled by an environmental gradient of wetness. Another key finding of this research work is that our results present the exact fundamental differences between marsh and non-marsh plants of 11 wetland plant communities within the core study area. Hence, this case study gives a good sample for better understanding of the complex correlation between the spatial patterns of wetland plants and their environmental attributes using advanced digital analysis methods. It is also useful to show how to integrate geoinformatic techniques with statistical analysis methods based on the field data base.     

流域土地利用/覆被变化对洪河保护区湿地景观的影响

从流域尺度, 应用遥感和GIS 技术对1954 年以来6 个时段土地利用/ 覆被变化进行分析, 并采用景观生态学方法对洪河保护区及其所在浓江河流域湿地景观多样性和景观连通度进行计算, 系统研究了流域土地利用变化对保护区湿地景观的影响。结果显示: ① 浓江河流域大规模土地利用发生在20 世纪80 年代之后, 年均耕地面积增长速度为101 km²/a; ② 土地利用/ 覆被变化直接导致流域湿地景观多样性降低, 同时也间接影响了洪河保护区湿地景观多样性; ③ 流域土地利用变化带来的景观连通度降低严重割断了景观之间原有的物质交换和功能维持关系, 是导致保护区湿地景观结构和功能改变的主要因素之一; ④ 恢复保护区周围一定面积的湿地, 维持良好的景观连通度是实现保护区自然保护效益的方法之一。     

洪河国家级自然保护区补水水质的评价研究

简要介绍了洪河国家级自然保护区补水方案的工艺流程,农田地表径流是该方案的补水水源。分别采集洪河国家级自然保护区核心区和浓鸭截洪总干(补水水源点)同一地点地表水样并进行了分析测试,核心区水质监测数据结果表明:①该保护区核心区水域不存在工业废水特征污染物;②水质与水位和水流关系密切;③水质与湿地植被所处的生长季节有关;④水体中COD和BOD5值分别在37.73～63.08mg/L和15.2～28.70mg/L,不属于外源人为污染引起,应是沼泽水体的背景值的真实反映;⑤沼泽水体的TN和TP较高,可能与湿地生物地球化学元素循环的内在规律有关,不是农田地表径流污染进入引起的。浓鸭截洪总干处水质监测数据显示:①水质表征出明显的农田径流特性;②水质总体上较好,这可能与浓鸭截洪总干对农田地表径流有较好的净化能力有关。通过比较分析洪河保护区核心区水质和浓鸭截洪总干水质表明:补水水源水质整体上好于该保护区核心区水质。基于保护区核心区水质特征来确定补水水源水质在工程设计上具有一定的指导意义和实践价值。基于当前的监测数据,初步认为现有补水水质符合洪河保护区水质要求。建议今后在洪河国家级自然保护区和浓鸭截洪总干开展有关农药残留动态实验,并结合水域生物多样性调查,为流域农业产业结构和农药的安全使用提出政策性建议。研究认为在三江平原通过生态水利工程蓄积农田地表径流,并采用湿地生态氧化塘处理系统净化水质,可以作为退化湿地的补水水源。     

九寨沟保护区植被景观变化与生境破碎化研究

根据1974、1994和2002年三个时段卫星影像,将土地覆盖类型划分为针叶林、针阔叶混交林、落叶阔叶林、灌丛、草地、裸地和水体7个类型。研究发现,九寨沟森林面积、特别是针叶林面积减少,各景观类型破碎化程度也在增大。与1974~1994年间森林丧失平均速率相比,1994~2002年间森林丧失速率明显放缓。第二期灌丛面积平均增长速率是第一期的3.5倍。随着生境破碎化的加剧,许多珍稀保护生物的前景变得难以预测,应以审慎的态度来对待所谓的“生态旅游”。