湿地生态系统对全球变化有重要影响,河口三角洲湿地作为湿地生态系统的一种重要类型其碳汇机制研究正成为研究热点。黄河三角洲滨海湿地在河流与海洋共同作用下呈现极大的动态演变趋势,为研究湿地时空演变过程中碳汇能力提供了理想场所。本研究选取黄河三角洲自然保护区为研究区,构建1960s至2010年湿地系统演变过程序列,基于Patch-Dynamics模型对湿地演变趋势进行预测;利用三明治模型的空间抽样与统计推断工具进行高密度空间采样,实地采集不同类型植被-土壤样品,对样品进行测试分析,估算湿地碳汇储量的空间分异特征,剖析过去湿地景观格局变化与现状湿地碳汇储量之间的定量关系,预测未来湿地变化对湿地碳汇潜力的动态响应机制。本研究能增进快速变化地区湿地碳汇和碳循环机制的理解,提高温带三角洲湿地在应对全球气候变化的作用及响应机制的科学认识、为评价其对气候变化贡献提供科学依据。
wetland landscape change;carbon stock estimation;dynamics response;Yellow River Delta Natural Reserve;
选取黄河三角洲自然保护区为研究区,构建四期滨海湿地景观格局变化滨海湿地景观1960s至2010年湿地系统演变过程序列,通过解译1986、1996、2004、2010年四个同期遥感影像获得湿地面积,并进行比较,总体上滩涂、芦苇沼泽、耕地所占比例较大,而盐田、林地、河流所占面积较小。四个时期芦苇沼泽呈现先降后升的格局,其面积分别为274.42km2、249.54km2、231.86km2、259.19km2,所占比例分别为22.47%、20.44%、18.99%、21.23%。 对野外所采集样品的分析表明土壤有机碳含量具有较大的空间变异性,表层土壤有机碳含量较高,随着深度增加,土壤有机碳含量下降;第二、三层有机碳含量下降幅度不明显。新生湿地土壤有机碳密度高于北部保护区相对成熟土壤中的有机碳密度;生长芦苇、翅碱蓬、农田、柽柳等的区域其表层土壤有机碳含量高,翅碱蓬、柽柳含量次之。根据土壤类型分布图和土壤有机碳密度,计算了保护区湿地碳蓄积总量。黄河三角洲冲积土、潮土、滨海盐土、滨海潮滩盐土的土壤有机碳库分别为1.61Tg、0.11Tg、0.81Tg、1.86Tg,共4.00Tg。 分析了黄河改道前后土壤重金属变化与生态风险评价,在黄河三角洲保护区刁口河保护区和黄口保护区采集了71个样点,每个样点分三层采集(0-20cm, 20-40cm,40-60cm)。我们测试了As, Cd, Cu, Pb, Zn和Ni的含量,研究结果表明黄河改道后Cd含量比改道前要高。虽然重金属含量改道后比改道前要高,但是As,Cd, Cr, Cu, Ni, Pb和Zn等土壤污染指数没有超过污染水平,这些元素的平均值低于一级标准,相关分析表明As, Cr, Cu, Ni, Pb和Zn含量在黄河改道前后存在明显的相关关系,然后改道前pH和重金属含量没有明显的相关关系,盐度和重金属含量之间也不存在相关关系,主成分分析表明重金属之间是相关的,这些结果对于评价重金属污染和提出合适的建议来提高水质是有重要的意义。 由于不可预测的自然灾害和不合理的人类活动,产生了黄河三角洲湿地保护和资源开发的矛盾。本研究应用遥感影像和社会经济数据分析黄河三角洲保护区的土地利用/土地覆盖,来区分土地利用变化的驱动因素。结果表明这一时期土地利用已经发生了明显的变化,研究分析了主要冲突类型,例如,土地利用冲突