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Reclamation-oriented spatiotemporal evolution of coastal wetland along Bohai Rim,China

Acta Oceanologica Sinica 2022年第9期41卷 192-204页

作者： Fan Wei Mei han guangxuan han Min Wang Lixin Tian Jiqian Zhu Xianglun Kong College of Geography and Environment Shandong Normal UniversityJinan250358China Key Laboratory of Coastal Zone Environmental Processes and Ecological Remediation Yantai Institute of Coastal Zone ResearchChinese Academy of SciencesYantai264003China

Coastal wetlands are located in the ecotone of interaction between the land surface and sea,and anthropogenic activities extensively interfere with these wetlands through the reclamation of large tidal wetlands and destruction of the function of the ecosystems.In this study,we investigated the dynamic evolutionary characteristics of the Bohai Rim coastal area over the past 40 years using the Modified Normalized Difference Water Index,the fractal dimension,object-oriented classification,the land-use transfer trajectory,and regression analysis.Additionally,we quantified and monitored the evolution of reclamation and analyzed the correlation between reclamation and coastal wetlands based on 99 Landsat-2,-5,and-8 images(at 60 m and 30 m spatial resolution) over the period 1980–2019.The results are as follows.(1) The coastline of the Bohai Rim increased by 1 631.2 km from 1980 to2019 with a zigzag variation.The artificial coastline increased by 2 946.1 km,whereas the natural coastline decreased by 90%.(2) The area of man-made wetlands increased by 3 736.9 km~2,the area of construction land increased by 1 008.4 km~2,and the natural wetland area decreased by 66%.The decrease of tidal flats is the main contributor to the decrease of natural wetland area(takes account for 91.1%).Coastal areas are affected by intense human disturbance,which was taken place across a large area of tidal flats and caused the landscape to fragment and be more heterogeneous.The coastal zone development activities were primarily concentrated in the southern Laizhou Bay,the Yellow River Delta,the Bohai Bay,the northern Liaodong Bay,and the Pulandian Bay.The solidified shorelines and increase in sea level have resulted in intertidal wetlands decreasing and impaired wetland ecology.(3) There is a good agreement between reclamation and the size of the coastal wetlands.Both land reclamation and the reduction in coastal wetland areas are significantly related to the population size,fishery output value,and urbanization rate.In summary,human activities

关键词： Bohai Rim coastal wetlands land reclamation evolutionary mechanisms coastal management

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2011–2018年黄河三角洲芦苇湿地生态系统碳水通量观测数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2024年第2期9卷 176-186页

作者：魏思羽李培广初小静宋维民王晓杰赵明亮张孝帅韩广轩中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站山东东营257000 中国科学院大学北京100049

湿地生态系统对于缓解全球气候变化具有重要作用,长期、连续的碳水通量涡度监测有助于更好地保护和利用湿地生态系统的服务功能。然而,由于相关监测数据数量的欠缺,关注湿地生态系统碳水通量变化的研究还相对较少,因此亟需高质量的监测... 详细信息

湿地生态系统对于缓解全球气候变化具有重要作用,长期、连续的碳水通量涡度监测有助于更好地保护和利用湿地生态系统的服务功能。然而,由于相关监测数据数量的欠缺,关注湿地生态系统碳水通量变化的研究还相对较少,因此亟需高质量的监测数据集提供支持。中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站(简称黄河三角洲站)自2010年起基于涡度协方差技术开始对芦苇湿地生态系统进行连续监测,迄今已积累了多年的碳水通量观测数据。本数据集基于黄河三角洲站已进行的监测工作,汇总整理了2011–2018年间的站点碳水通量涡度观测数据,并形成了半小时尺度、日尺度、月尺度和年际尺度4种时间分辨率下的数据产品。本数据集对准确评估黄河三角洲湿地生态系统的碳水通量及其各时间尺度上的动态变化规律提供了可靠的数据支撑。

关键词：涡度协方差黄河三角洲芦苇湿地碳通量水通量

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入侵植物互花米草防治:理念、技术与实践

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中国科学院院刊 2023年第12期38卷 1924-1938页

作者：谢宝华韩广轩中国科学院烟台海岸带研究所、中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室/山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站东营257500

外来物种互花米草挤占本土动植物生存空间,导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低,因此,亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。文章介绍了互花米草入侵我国的概况及其造成的主要生态危害,提出了“生态危害评估—分区有... 详细信息

外来物种互花米草挤占本土动植物生存空间,导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低,因此,亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。文章介绍了互花米草入侵我国的概况及其造成的主要生态危害,提出了“生态危害评估—分区有效控制—监测预警”的互花米草防控理念,并对国内外互花米草治理技术和我国互花米草治理现状进行了总结分析。不同治理技术各有优缺点,把不同技术配合使用的综合治理技术通常可以取得更好的治理效果。截至2023年6月初,我国实施近200项互花米草防治项目,治理成本多数低于60000元/公顷。未来应着重研究:(1)防与控相结合,建立互花米草防治长效机制;(2)优化综合治理技术,加强专业机械设备研发;(3)加强对治理效果及治理工程对环境和生物影响的评估。

关键词：入侵物种防治生态危害生物多样性刈割翻耕淹水

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Toward a general evaluation model for soil respiration (GEMSR)

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Science China(Life Sciences) 2008年第3期51卷 254-262页

作者： ZHOU GuangSheng, JIA BingRui, han guangxuan & ZHOU Li Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change Institute of Botany Chinese Academy of Sciences Beijing China

Soil respiration is an important component of terrestrial carbon budget. Its accurate evaluation is es- sential to the study of terrestrial carbon source/sink. Studies on soil respiration at present mostly focus on the temporal variations and the controlling factors of soil respiration, but its spatial variations and controlling factors draw less attention. Moreover, the evaluation models for soil respiration at present include only the effects of water and heat factors, while the biological and soil factors controlling soil respiration and their interactions with water and heat factors have not been considered yet. These models are not able to accurately evaluate soil respiration in different vegetation/terrestrial ecosystems at different temporal and spatial scales. Thus, a general evaluation model for soil respiration (GEMSR) including the interacting meteorological (water and heat factors), soil nutrient and biological factors is suggested in this paper, and the basic procedure developing GEMSR and the research tasks of soil respiration in the future are also discussed.

关键词： soil respiration controlling factors general evaluation model

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潮汐作用和干湿交替对盐沼湿地碳交换的影响机制研究进展

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生态学报 2017年第24期37卷 8170-8178页

作者：韩广轩中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003

潮汐盐沼湿地具有高的碳积累速率和低的CH_4排放量,是地球上最密集的碳汇之一。同时,气候变暖和海平面上升可能使得盐沼湿地更迅速的捕获和埋藏大气中的CO_2,因此盐沼湿地的"蓝碳"在减缓气候变化方面扮演着重要角色。潮汐盐沼湿地与其... 详细信息

潮汐盐沼湿地具有高的碳积累速率和低的CH_4排放量,是地球上最密集的碳汇之一。同时,气候变暖和海平面上升可能使得盐沼湿地更迅速的捕获和埋藏大气中的CO_2,因此盐沼湿地的"蓝碳"在减缓气候变化方面扮演着重要角色。潮汐盐沼湿地与其他湿地类型最大的区别和最显著的特征是在周期性潮汐作用下出现淹没和暴露,同时伴随盐分表聚与淋洗的干湿交替,可能是控制盐沼湿地碳交换过程和碳收支平衡的关键因素。但是,当前潮汐水动力过程及其周期性干湿交替对盐沼湿地碳交换关键过程和碳汇形成机制的影响尚不十分清楚。另外,以往相关研究通常孤立地考虑垂直方向上CO_2或CH_4交换或横向方向上的可溶性有机碳(DOC)、可溶性无机碳(DIC)、颗粒有机碳(POC)交换通量对盐沼湿地碳平衡进行评估,显然不够准确。因此,为了精确评估和预测盐沼湿地蓝碳的吸存能力,必须系统研究潮汐不同阶段对盐沼湿地碳交换过程的影响;深入分析潮汐作用下盐沼湿地碳交换的微生物机制;关注潮汐水动力作用对盐沼湿地DOC、DIC和POC产生、释放以及向邻近水体输出的影响;阐明潮汐作用对盐沼湿地碳汇形成机制的影响;纳入潮汐水动力过程作为变量,建立盐沼湿地碳循环模型。

关键词：碳交换盐沼湿地潮汐作用干湿交替碳汇形成机制

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入侵植物互花米草的资源化利用研究进展

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中国生态农业学报（中英文） 2019年第12期27卷 1870-1879页

作者：谢宝华路峰韩广轩中国科学院烟台海岸带研究所/中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室/山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 山东省黄河三角洲国家级自然保护区管理局东营257500

外来入侵种互花米草(Spartinaalterniflora)在我国的分布面积约为5.46万hm^2,每年地上干物质总量为7.5×10^5~1.15×10^6t,其防治与利用受到越来越多的关注,若能将二者结合起来同时进行,可望收获生态和经济双重收益。我国对互花米草利... 详细信息

外来入侵种互花米草(Spartinaalterniflora)在我国的分布面积约为5.46万hm^2,每年地上干物质总量为7.5×10^5~1.15×10^6t,其防治与利用受到越来越多的关注,若能将二者结合起来同时进行,可望收获生态和经济双重收益。我国对互花米草利用的研究主要为对秸秆的直接利用,包括燃料化利用、饲料化利用、原料化利用,这些利用方式一般为低值化利用,另有研究涉及互花米草的药用价值和耐盐基因等高值化利用。在所有利用研究中,秸秆燃料化利用占比最大,为43%,秸秆肥料化利用和耐盐基因等其他利用形式的占比最小,合计约为8%。总体而言,过去对互花米草利用的研究集中于加工利用技术这一环节,缺少对互花米草收集技术和市场化推广的研究,未来应该重视互花米草利用产业链的每一个环节,加强研究机构与企业的合作,实现产学研同步配套发展。

关键词：入侵植物互花米草资源化利用秸秆资源药用价值耐盐基因

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海岸带蓝碳增汇:理念、技术与未来建议

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中国科学院院刊 2023年第3期38卷 492-503页

作者：韩广轩宋维民李远肖雷雷赵明亮初小静谢宝华中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站东营257500

盐沼、红树林、海草床等海岸带生态系统的蓝碳功能和固碳潜力已成为缓解全球气候变化的长期解决方案之一。然而以往的海岸带生态系统生态保护和修复工程忽视了蓝碳固碳增汇技术,在项目实施及管理过程中对碳汇状况的动态监测和系统评估... 详细信息

盐沼、红树林、海草床等海岸带生态系统的蓝碳功能和固碳潜力已成为缓解全球气候变化的长期解决方案之一。然而以往的海岸带生态系统生态保护和修复工程忽视了蓝碳固碳增汇技术,在项目实施及管理过程中对碳汇状况的动态监测和系统评估也不够完善。文章提出了海岸带生态系统蓝碳增汇理念,重点围绕土壤碳减排技术、植物固碳增汇技术、土壤微生物固碳技术、碳沉积埋藏技术这4个关键技术,探索海岸带蓝碳增汇技术体系与途径。建议未来应从研发海岸带蓝碳增汇技术、实现生态保护修复与固碳增汇协同增效、加强固碳增汇技术的监测与评估、建立海岸带蓝碳碳汇发展的长效管理机制等方面,加快前瞻布局和系统研究,为制定海岸带蓝碳增汇途径和提升碳汇功能提供理论和技术支持,在增加生态碳汇能力和实现碳达峰碳中和目标中发挥积极作用。

关键词：蓝碳海岸带生态系统固碳增汇生态修复理念与技术

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太阳辐射对玉米农田土壤呼吸作用的影响

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生态学报 2010年第21期30卷 5925-5932页

作者：孙敬松周广胜韩广轩中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院研究生院北京100049 中国气象科学研究院北京100081

水热因子通常被认为是影响土壤呼吸作用的主导因子。对2004-2005年东北地区玉米农田土壤呼吸作用的观测资料分析表明:太阳辐射对土壤呼吸作用有促进作用,使得白天的土壤呼吸速率高于夜间,并导致土壤呼吸作用与土壤温度的关系发生变化。... 详细信息

水热因子通常被认为是影响土壤呼吸作用的主导因子。对2004-2005年东北地区玉米农田土壤呼吸作用的观测资料分析表明:太阳辐射对土壤呼吸作用有促进作用,使得白天的土壤呼吸速率高于夜间,并导致土壤呼吸作用与土壤温度的关系发生变化。太阳总辐射对玉米(Zea mays L.)生长后期的土壤呼吸作用具有显著影响(9月7日:R2=0.80,P<0.0001;9月29日:R2=0.82,P<0.0001)。地上生物量和叶面积指数制约着太阳总辐射对土壤呼吸作用的贡献,可解释太阳总辐射与土壤呼吸作用关系变异的83.5%。在玉米生长初期,散射辐射间接地促进了土壤呼吸作用,但随着叶面积指数的增加,散射辐射的透射作用减弱,使得直射辐射对土壤呼吸作用的影响超过散射辐射;进入玉米生长后期,由于叶子枯黄,叶面积指数减小,散射辐射又对土壤呼吸起到促进作用。

关键词：土壤呼吸太阳辐射散射辐射土壤温度生物因子玉米

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在黄河三角洲河滩和潮滩上生长的芦苇功能性状可塑性

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湿地科学 2022年第3期20卷 341-347页

作者：赵连军衣华鹏兰思群盖凌云陈琳韩广轩张俪文中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 鲁东大学资源与环境工程学院山东烟台264025 山东黄河三角洲国家级自然保护区管理委员会山东东营257091 聊城大学环境与规划学院山东聊城252000 天津师范大学生命科学学院天津300387

研究不同生境下同一植物物种的功能性状差异是由其性状可塑性还是由其遗传变异所致,有利于对该种植物的生境适应性和遗传进化的深入了解。在河滩上和在潮滩上生长的芦苇(Phragmites australis)种群都是黄河三角洲重要的芦苇种群。调查... 详细信息

研究不同生境下同一植物物种的功能性状差异是由其性状可塑性还是由其遗传变异所致,有利于对该种植物的生境适应性和遗传进化的深入了解。在河滩上和在潮滩上生长的芦苇(Phragmites australis)种群都是黄河三角洲重要的芦苇种群。调查和比较了自然条件下在黄河三角洲河滩与潮滩上生长的芦苇的生境条件和功能性状;通过两年的同质园实验,比较了在黄河三角洲河滩上与潮滩上生长的芦苇的9个功能性状的差异。研究结果表明,在野外自然条件下,潮滩土壤中的盐、全碳、全氮和全硫含量大于河滩土壤,在河滩上生长的芦苇的株高、叶片数和密度都大于在潮滩上生长的芦苇,而在潮滩上生长的芦苇的基径、叶片宽度和叶片中全碳、全氮、全硫含量则都大于在河滩上生长的芦苇;在同质园实验条件下,在河滩和潮滩上生长的芦苇的基径、株高、密度、叶片数、叶片长度、叶片宽度、叶片中的全硫含量总体上无显著差异,在河滩上生长的芦苇叶片中的全氮含量大于在潮滩上生长的芦苇,在潮滩上生长的芦苇叶片中的全碳含量大于在河滩上生长的芦苇。因此,目前在黄河三角洲河滩和潮滩上生长的芦苇多数功能性状的差异是对生境的可塑性而不是遗传变异导致的,不能将其看作两种生态型;芦苇功能性状的可塑性使得其可以适应黄河三角洲的不同生境。

关键词：芦苇功能性状遗传变异可塑性同质园实验黄河三角洲

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克隆植物对异质生境的适应对策研究进展

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生态学报 2022年第10期42卷 4255-4266页

作者：张晓龙吴梦迪吴秋堂王立冬张树岩黎磊韩广轩管博烟台大学环境材料与工程学院烟台264005 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室(烟台海岸带研究所) 山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 山东黄河三角洲国家级自然保护区管理委员会东营257091 江西省流域生态演变与生物多样性重点实验室南昌大学生命科学研究院流域生态学研究所南昌大学生命科学学院南昌330031

生境异质性是自然生态系统的基本特征,植物生长的必需资源和环境胁迫因子均存在着复杂的时间和空间异质性。克隆植物是指在自然条件下具有克隆特性的植物,即可通过与母株相连的芽、根茎、分蘖或枝条等繁殖体产生无性繁殖的植物,这些繁... 详细信息

生境异质性是自然生态系统的基本特征,植物生长的必需资源和环境胁迫因子均存在着复杂的时间和空间异质性。克隆植物是指在自然条件下具有克隆特性的植物,即可通过与母株相连的芽、根茎、分蘖或枝条等繁殖体产生无性繁殖的植物,这些繁殖体一旦定居便可成为潜在的独立个体。克隆植物具有独特的生境适应策略(如形态可塑性、克隆整合、克隆分工、觅食行为、风险分摊等),面对异质性的生境条件,它可以通过调整自身的生理和形态结构来适应异质生境。目前,对于克隆植物在异质生境适应行为的研究已有很多报道,然而系统性的归纳和总结尚有欠缺。综述了克隆植物在不同资源异质生境(光照、养分、水分)和不同胁迫生境(盐碱胁迫、风沙胁迫、重金属胁迫)下独特的适应对策。最后,针对克隆植物对异质生境的适应对策,进行了总结并对未来的重点研究方向提出建议:(1)时间异质性尺度上的考量;(2)异质性生境中生物因子的调控作用;(3)克隆植物入侵机制;(4)克隆植物在生态修复中的应用潜力。

关键词：生境异质性克隆植物形态可塑性克隆整合克隆分工

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