生态系统结构与功能
红树林湿地生态系统碳库及碳汇潜力的时空动态分析
林光辉1,2* 卢伟志1 陈卉1 王参谋1 李蕊1 杨盛昌1 张宜辉1 陈鹭真1 王文卿1 1滨海湿地生态系统教育部重点实验室(厦门大学)，厦门 361005
2清华大学全球变化研究院暨地球系统科学研究中心，北京 100084
摘要：随着对海洋“蓝碳”研究的日益深入，滨海湿地生态系统的碳汇功能越来越受到重视。然而对滨海湿地生态系统的研究则相对薄弱，特别是在红树林生态系统碳源汇特征以及碳汇潜力方面。本文通过综述当前红树林、盐沼、海草床等滨海湿地碳循环研究的最新进展，结合本研究组近几年来开展的野外研究工作，揭示红树林等滨海湿地碳库(植被生物量碳库以及沉积物有机碳库)的现状及其碳汇潜力。研究结果显示：(1)单位面积基础上盐沼、红树林和海草床分别比成熟的热带雨林能封存高得多的碳，全球的盐沼、红树林和海草床每年可固定的碳足以抵消全球因使用交通工具释放碳总量的1/3左右；(2)不同地点以及不同群落类型的红树林生物量碳库(单位面积生物量)存在较大的差异；(3)红树林沉积物有机碳密度随着沉积底质和群落类型的不同存在显著的差异；(4)红树林湿地显示出较强的固碳能力，广东湛江和福建云霄两地的红树林生态系统净生态系统交换量相近，且略低于美国佛罗里达的红树林，但显著高于同纬度的陆地生态系统；(5)红树林碳库与河口以及周边海域联系紧密，在潮汐作用的影响下，红树林的掉落物不断输送到周边海域，影响了近海海洋碳的循环与平衡。由此可见，全球范围的红树林等滨海湿地恢复和保护可以有效抵消人类活动每年向大气排，但人类活动和气候变化会对红树林碳库及其动态变化产生显著影响。放的CO
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关键词：滨海湿地；生物量；土壤碳；红树植物；碳收支；碳通量；气候变化*通讯作者：lingh@https://www.doczj.com/doc/037980482.html,
基金项目：国家自然科学基金(30930017)、国家重点基础研究发展计划(973)前期研究专项(2009CB426306)、海洋公益性行业科研专项(200905009)
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湿地生态学 注：PDF中黄色字体用蓝色标出，绿色字体用下划线绿色标出，标题类无色【有误自己改】 第一章湿地生态系统概论 湿地的定义 湿地的特征 湿地生态系统服务功能 湿地的类型和分布 我国湿地特点与分布 湿地研究的对象及前沿热点 第一节湿地的定义 美国的定义 加拿大的定义 湿地公约的定义 美国鱼类和野生动物保护协会定义（1956） 湿地是被浅水或暂时性积水所覆盖的低地。 一般包括： 草本沼泽（mashes）， 森林、灌丛沼泽（swamp）， 泥炭沼泽（bogs）， 湿草甸（wetmeadow）， 泡沼（potholes）， 浅水沼泽（sloughs） 滨河泛滥地（bottom land）， 也包括生长挺水植物的浅水湖泊或浅水水体，不包括河、溪、水库和深水湖泊等稳定水体。 美国鱼类和野生动物保护协会（1979）定义： 湿地是处于陆地生态系统和水生生态系统之间的转换区，通常其地下水位达到或接近地表，或者处于浅水淹覆状态；
湿地必须具有以下三个特点之一以上的特征： （1）地表长期或周期性受到水淹或水浸； （2）适应多水环境的水生植物； （3）基质以排水不良的水成土为主。 《湿地：特征和边界》一书的湿地定义（1995）： 湿地是一个依赖于在基质的表面或附近持续的或周期性的浅层积水或水份饱和的生态系统，并且具有持续的或周期性的浅层积水或饱和的物理、化学生物特征。 通常湿地的诊断特征为：水成土壤和水生植被。除非特殊的物理化学、生物条件，或人为因素，使得这些特征消失或阻碍它们发育，湿地一般具备上述特征。 加拿大的学者将湿地定义为： “湿地系指水淹或地下水位接近地表，或水分饱和时间足够长，从而促进湿成和水成过程，并以水成土壤、水生植被和适应潮湿环境的生物活动为标志的土地”。 国际生物学计划及其湿地定义 1. 国际生物学计划 国际生物学计划是联合国教科文组织在20世纪60年代初发起的全球性研究行动计划，旨在通过区域的标准化研究和国家空间合作，掌握全球各类生态系统的生产国和生物量现状与动态，为生态系统管理、利用和保护提供科学基础。该计划在70年代被人与生物圈计划取代，并从80年代中期演变为国际地圈－生物圈计划。 2. 国际生物学计划中湿地的定义 国际生物学计划中认为湿地是：陆地和水域之间的过渡区域或生态交错带，由于土壤浸泡在水中，所以湿地特征植物得以生长。该定义特指生长有挺水植物的区域。 该湿地定义是一个狭义的概念。将紧密联系的开阔水体和湿地分割开来，对于湿地的管理和保护有所不便。 《湿地公约》及湿地定义 1996年10月，国际湿地公约常委会决定将每年2月2日定为世界湿地日。 历界世界湿地日的主题： 年：湿地是生命之源（Wetlands : a Source of Life）
生态系统结构与功能 红树林湿地生态系统碳库及碳汇潜力的时空动态分析 林光辉1,2* 卢伟志1 陈卉1 王参谋1 李蕊1 杨盛昌1 张宜辉1 陈鹭真1 王文卿1 1滨海湿地生态系统教育部重点实验室(厦门大学)，厦门 361005 2清华大学全球变化研究院暨地球系统科学研究中心，北京 100084 摘要：随着对海洋“蓝碳”研究的日益深入，滨海湿地生态系统的碳汇功能越来越受到重视。然而对滨海湿地生态系统的研究则相对薄弱，特别是在红树林生态系统碳源汇特征以及碳汇潜力方面。本文通过综述当前红树林、盐沼、海草床等滨海湿地碳循环研究的最新进展，结合本研究组近几年来开展的野外研究工作，揭示红树林等滨海湿地碳库(植被生物量碳库以及沉积物有机碳库)的现状及其碳汇潜力。研究结果显示：(1)单位面积基础上盐沼、红树林和海草床分别比成熟的热带雨林能封存高得多的碳，全球的盐沼、红树林和海草床每年可固定的碳足以抵消全球因使用交通工具释放碳总量的1/3左右；(2)不同地点以及不同群落类型的红树林生物量碳库(单位面积生物量)存在较大的差异；(3)红树林沉积物有机碳密度随着沉积底质和群落类型的不同存在显著的差异；(4)红树林湿地显示出较强的固碳能力，广东湛江和福建云霄两地的红树林生态系统净生态系统交换量相近，且略低于美国佛罗里达的红树林，但显著高于同纬度的陆地生态系统；(5)红树林碳库与河口以及周边海域联系紧密，在潮汐作用的影响下，红树林的掉落物不断输送到周边海域，影响了近海海洋碳的循环与平衡。由此可见，全球范围的红树林等滨海湿地恢复和保护可以有效抵消人类活动每年向大气排，但人类活动和气候变化会对红树林碳库及其动态变化产生显著影响。放的CO 2 关键词：滨海湿地；生物量；土壤碳；红树植物；碳收支；碳通量；气候变化*通讯作者：lingh@https://www.doczj.com/doc/037980482.html, 基金项目：国家自然科学基金(30930017)、国家重点基础研究发展计划(973)前期研究专项(2009CB426306)、海洋公益性行业科研专项(200905009) 28
森林碳汇及潜力 20世纪以来，全球气候发生了明显变化,大气中CO2浓度急剧上升及由此导致的温室效应及气候异常成为目前人类面临的最严峻的环境问题之一[1]。森林生态系统作为陆地生态系统的主体，是CO2的重要碳库，维持着陆地生态系统植被碳库的86％以上和土壤碳库的73％。森林每年光合作用固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3，相当于人类活动所释放碳量的10倍之多。森林碳库发生细微的变化就会对全球气候系统产生巨大的影响，在减缓全球气候变化和全球碳循环中起着不可替代的作用[2]。因此，准确地估算森林生态系统的固碳现状，不仅是应对气候变化的需要，对合理经营和管理森林、促进森林生态系统固碳功能的增加也具有重要意义[3]。近20年来，国内外学界针对森林生态系统的植被和土壤碳储量、碳密度和碳汇功能等进行了大量的研究[4-6]，但多数研究集中在全球层面上或是国家层面上的森林整体碳储量估算研究[5-8]。这些研究由于涵盖的生物气候类型、植被类型、基础数据来源、研究方法、数据处理模型等的复杂多样，估算的结果存在很大差异，彼此间也缺乏可比性。另外，有关森林生态系统碳储量的研究主要关注于乔木层，对林下植物、枯落物和土壤碳库的研究较少，以致结果不能直接用于指导较小尺度上森林生态系统固碳、增汇的经营管理，需要对省、地、县等不同区域层面的森林碳库分别进行研究。贵州省是我国南方重点林区之一，也是我国木材主要产地和生态建设的主要阵地。但是缺乏关于贵州省森林生态
系统碳储量、森林碳汇等全面系统的研究。本文以贵州省森林资源为研究对象，估算其乔木林、竹林、灌木林和经济林碳汇现状，旨在了解贵州省的森林碳汇现状，为我国区域尺度的森林生态系统碳汇功能，以及我国森林生态系统碳储量和碳循环的研究提供基础数据，为持续固碳增汇的森林经营提供科学参考，并据此进一步说明森林碳汇对减少全区域碳排放的重要贡献。 1试验地概况 贵州省地处东经103o36'~109°35'、北纬24°37'~29°13'，面积17.6万km2，平均海拔1100m，全省林业用地面积8.77×106hm2，森林面积7.03×106hm2，森林覆盖率39.93％。乔木林5.49×106hm2，竹林1.1×105hm2；活立木总蓄积 3.10×108m3，其中：乔木林蓄积3.03×108m3。 2研究方法 2.1数据来源 本研究采用的森林资源数据为2000~2010年贵州省森林资源二类调查的汇总数据[9]。
城市森林生态系统服务功能的价值评估研究 【摘要】森林作为陆地生态系统的主体，在全球生态系统中发挥举足轻重的作用，其服务功能价值的评估是研究的一个热点。本文阐述了城市森林的概念以及当前城市森林生态系统服务功能及其研究评估的方法，以求为我国可持续发展的政策与生态环境保护提供科学依据。 【关键词】城市；森林生态系统；服务功能；价值；评估 提高城市绿地系统生态服务功能，促进城市生态系统的改善，满足市民接近和回归自然的渴望，已成为城市化建设亟待解决的重大课题。提高绿地生态功能，促进城市绿化的可持续发展则是当今主流的研究方向。 1.城市森林的概念和内涵 城市森林与城市林业的概念主要差异性在于城市林业主要侧重于行业的经营和管理，将城市园林绿化纳入林业经营管理的范畴，是一个多方面的经营管理体系；而城市森林是将城市绿地主要以森林的形式进行构筑和管理，是一个比较狭义的概念[1]。因此，城市森林是建立在改善城市生态环境的基础上，借鉴地带性自然森林群落的种类组成、结构特点和演替规律，以乔木为骨架，以木本植物为主体，艺术地再现地带性群落特征的城市绿地。 2.城市森林生态系统服务功能 2.1生态服务功能的含义 广义上的生态系统服务包括生态系统产品和生态系统服务，生态系统服务是指生态系统与生态系统过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用[2]。一般而言，生态服务功能（Ecosystem services）是指自然生态系统及其物种共同支撑和维持人类生存的条件和过程；它能够比较清晰地描述人类对生命支持系统的依赖性，为人们评价各种技术和社会经济发展方式的长远影响提供了一种参考，以防止和减少自我毁灭性的经济和社会活动[3]。 2.2城市森林生态系统的生态服务功能 森林生态系统的生态服务功能是指森林生态系统及其生态过程为人类提供的自然环境条件与效用[4]。从复合生态系统的角度来看，它不仅包括该系统为人类提供食品、医药和其他工农业生产的原料这内部效益，更重要的是支撑与维持地球的生命支持系统，维持生命物质的生物地化循环与水文循环，维持生物物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定的外部公益作用。 3.城市森林生态系统服务功能价值评估主要研究方法
名词解释: 1湿地: 水位经常接近地表或为浅水覆盖的土地。系指，不问其为天然或人工，长久或临时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水、盐水水体者，包括低潮时不超过6米的水域 2水文：是指地球上各种水体的形成、分布、运动、循环的状态与规律，研究这些规律并用这些规律为人类服务的学科体系就是水文学。 3生物地球化学循环：是指各种化学元素在不同层次、不同大小的生态系统内，乃至生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，又从生物体再回到环境，不断地进行着流动和循环的过程。 4碳通量(CARBON FLUX)：是碳循环研究中一个最基本的概念，表述生态系统通过某一生态断面的碳元素的总量。 5能量转换率: 单位能量或物质具有的体现能 6生物群落演替：指某一地段上一个群落被另一群落所取代的过程，是质的变化过程。 7异发演替: 原有的植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他的繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。 8人工湿地: 是一种为了达到污水处理效果，模仿自然湿地而人工设计的复杂的具有渗透性能的地层生态结构，包括基质、湿地植物、微生物等不同的主要组成部分。 填充题: 1.1997年，亚洲太平洋地区通过湿地国际组织将2月2日定为“世界湿地日”。 2011年世界湿地日的口号是“森林关乎水与湿地” 2.1971年前苏联、加拿大、澳大利亚、英国等6国在伊朗签署了《拉姆萨公约》， 截至2000年6月已有121个国家加入了这个公约，有1027处湿地被列入《国际重要湿地名录》，总面积8000多万公顷。中国目前列入名录的湿地有21处，总面积为318万公顷。 3.湿地功能一般可以划分为3大类，即水文功能、生物地球化学功能和生态功 能。 4.湿地生物的生态适应可以从细胞、组织、器官、个体、群落五个层次做出适 应。 5.生物地球化学循环可分为封闭循环和开放循环。
广西红树林生态系统的开发及保护 吴永华 摘要：广西沿海红树林分布广、面积大、种类丰富。由于广西经济欠发达，加上传统方式的滥伐开发、盲目围垦 等原因，使红树林遭受了严重破坏，作为沿海防护林重要组成部分和重要的生态系统，加强红树林生态系统恢复与 重建对维护沿海地区的生态平衡有重要意义。本文分析了广西省红树林生态系统的现状以及遭受破坏的原因，并对 红树林生态系统的开发与保护提出几点建议。 关键词：红树林；广西壮族自治区；开发及保护 1 广西沿海红树林资源分布状况 1.1 红树林的分布 广西沿海地区位于北回归线以南，南濒北部湾,地理位置为北纬21°24′~ 22°01′，东经107°56′~ 109°47′；包括北海市、钦州市和防城港市。岸线总长14891.64km, 岛屿海岸线长600km, 其中海堤总长75614 km。沿海滩涂面积1000多hm2。广西现有连片分布、面积大于0.1hm2的红树林斑块863个, 总面积8374.9 hm2[1]。 根据群落类型、起源、覆盖度和平均树高等级的差异情况，共划分为973个小班[4]。沿海14个海湾中, 红树林主要分布于茅尾海、铁山港、大风江、珍珠港、廉州湾、防城港东湾和丹兜海, 其他港湾相对较少[2-3], 详见下表 [4] 广西红树林资源分布 与广东84.80%的红树林集中分布于雷州半岛[8]的情况相比，广西的红树林在东起合浦山口，细致东兴北仑河口对整个海岸带中都有分布，详见下图
[4] 广西红树林分布图 在宏观上，红树林在整个海岸线呈展开式较均匀分布。在关系大陆海岸线中，红树林分布间断的最大距离为31.90km，从廉州湾至北海东海岸岸段。经测算，红树林分布间断长度超过2 km的大陆岸线公有49段，总长361.62km。其中长度超过10km的大陆岸线共有13段，主要位于海湾之间的岸段。在广西1489.64km大陆海岸线中，平均每公里海岸线有红树林5.6hm2，高于广东的4.8hm2/km[8]。 1.2 红树林植物种类组成 红树林主要由红树科植物和其他科树组成，红树科植物又分真红树、半红树和伴生植物三种[15]，其区别是：真红树植物是转移生长在潮间带的木本植物，他们只能在潮间带环境中生长繁殖，在陆地环境中不能自然繁殖；半红树植物是既能在潮间带生存并成为优势种，又能在陆地生境自然繁殖的两栖性木本植物；伴生植物是指在红树林中或林缘偶尔出现，但不成为优势种的木本植物以及红树林下的附生植物、藤本植物和草本植物[13-14]。 2004年，梁士楚等记载广西红树植物8科10属10中，半红树植物3科4属4种，关于伴生植物目前还没有确切的统计数据[7]。其中红树科（红海榄、木榄、角果木、秋茄），马鞭草科（白骨壤），紫金牛科（桐花树），爵床科（老鼠簕），使君子科（榄李），梧桐科（银叶树），夹竹桃科（海芒果），锦葵科（黄槿、杨叶肖槿），卤蕨科（卤蕨）[6]。相对广东、海南等地的红树林，广西沿海的红树林保存算是比较完整的，其中保存比较完好的有山口红树林区、北仑河口红树林区、茅尾海红树林区、七十二泾红树林、区珍珠港红树林区。山口国家红树林生态自然保护区是1990年9月经国务院批准建立的，1994年被列为中国重要湿地，2002年被列入国际重要湿地；北仑河口红树林保护区于1990年建立，2000年4月批准为国家级自然保护区。 2 红树林面临的生态破坏及原因 尽管红树林在保持生物物种多样性、防风固堤、净化海洋环境等方面都具有重要的生态环境价值，并且在渔业生产和旅游开发上也有巨大的潜力；但由于长期以来人们对红树林认识不足，对红树林的价值功能缺乏系统的认知，甚至认为红树林是无价值的湿地，盲目的围垦砍伐开发，红树林生态受到严重威胁，资源日趋枯竭[17]。如北海原有红树林约2000hm2。现在仅残留113hm2；钦州大榄坪红树林围垦砍伐红树林约700hm2；合浦英罗湾红树林区1994年的渔业产量比1990年减少了80%[16]。加上害虫的捕食昆虫寄生等虫害、特殊天气影响（如特大暴雨、台风）和外来物种入侵等，红树林生态系统的维持与发展已经受到严重的
概括福田红树林自然保护区湿地生态系统的类型1.植被土壤 福田保护区地处北回归线以南，水热条件好，适合红树林生长。保护区红树林总面积为lll.lha，福田保护区内有真红树植物4科5属5种，半红树植物5科5属5种。保护区内除缺少榄李(Lumnitzera racemosa )外，分布有大陆上所有的红树林种类。受半日潮周期淹浸，形成深厚的淤泥，土壤没有结构，表层土壤(0-3 Ocm)含盐量14.5 ，pH值为5.3;中层土壤(3 0-60cm)含盐量18.2，pH值为6.6;底层土壤(60-90cm)含盐量19.3，pH值为7.1。 福田红树林自然保护区植物主要组成种类 2.鸟类资源
福田保护区内有陆鸟5目19科55种。其中，数量较多的优势种有16种，占总种数的30.0%;珍稀保护鸟类有8种，占总种数的14.0%;国家I级保护鸟类有1种(白肩雕);II级保护鸟类有7种，分别为赤腹鹰、莺、鹜、白头鸦、游集、红集和褐翅鸦鹃，除了褐翅鸦鹃属杜鹃科外，其余的都属鹰科。从食性方面来看，食鱼兼食虫的鸟类有47种，占总种数的85.0%;食鼠的鸟类有6种，占总种数的11.0%。从觅食和栖息习性方面来看，喜欢空中盘旋和飞翔捕食的鸟类有12种;经常出现在乔灌林地的鸟类有20种;多在基围草灌丛活动的鸟类有12种;适应各种环境的鸟类有11种。从物候方面来看，冬候鸟有21种，夏候鸟有6种，迁徙鸟有4种，留鸟有24种。 3.底栖动物 深圳湾福田红树林外泥滩常见底栖动物是羽须鳃沙蚕、奇异稚齿虫(Paraprionospio pin-nata )、德氏狭口螺(Stenot 彻ra divalis )、尖刺樱虫(Potamilla acuminata )、寡鳃齿吻沙蚕 森林的生态服务功能 森林生态系统与生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。主要包括森林在涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护和森林游憩等方面提供的生态服务功能。 一·森林是人类的资源宝库. 森林能够提供大量木材和其它林产品,还能生产有很多有经济价值的产品.当然现代森林的主要生产功能还是表现为它是―个巨大的原材料供应者.木材及木制品，在建筑,交通,采掘,轻纺,水利电力筹许多生产部门是不可缺少的物资.木材的化学加工产品及各种林副产品也是重要的原材料及出口物资. 中国有繁多的经济林木树种,林副产品极为丰富，还有大量的中草药材,多种稀有珍贵的野生动物.产品的丰富多彩,实在是举不胜举.这些产品从需要上讲,不仅在国内牵涉到各行各业,不可缺少;而且其中许多产品在国际市场上享有声誉,是国家重要的出口物资。森林中有极其丰富的物种资源,仅热带雨林中的物种就占地球上全部物种的50%.在我国的森林中,既有大量的食用植物,又有很多油料植物,还有丰富的药材资源。现代的森林仍然是地球上一个重要的能源生产者，由于世界上一些化石能源渐渐枯竭,森林作为一种可以再生的能源,正在引起越来越大的重视. 二·涵养水源 森林对降水的截留、吸收和贮存，将地表水转为地表径流或地下水的作用。主要功能表现在增加可利用水资源、净化水质和调节径流三个方面。森林是土壤的绿色保护伞.茂密的枝叶能够截留降雨,减弱水流对土壤的冲刷;林下的草本植物和枯枝落叶层,如同一层松软的海绵覆盖在土壤表面,既能吸水,又能固定土壤;庞大的根系纵横交错,对土壤有很强的粘附作用.另外,森林还能抵御风暴对土壤的侵蚀.我国的有关观测结果表明,有林地水土流失量比荒坡地小得多.森林能够蓄水保肥,消洪补枯.防止水土流失,涵养水源. 森林是巨型蓄水库.降雨落到树下的枯枝落叶和疏松多孔的林地土壤里,会被蓄积起来,就像水库蓄水一样.雨过天晴,大量的水分又通过树木的蒸腾作用,蒸发到大气中,使林区空气湿润,降水增加.森林对于减轻旱涝灾害起着非常重要的作用。 三·保育土壤 森林中活地被物和凋落物层层截留降水，降低水滴对表土的冲击和地表径流的侵蚀作用；同时林木根系固持土壤，防止土壤崩塌泻溜，减少土壤肥力损失以及改善土壤结构的功能。风蚀是土壤流失的一种灾害.风力可以吹失表土中的肥土和细粒,使土壤移动,转移.在风沙危害严重的地区,更是风起沙飞,往往埋没了农田和村庄.风对农作物的直接危害更为普遍. 四·净化大气环境 森林生态系统对大气污染物（如二氧化硫、氟化物、氮氧化物、粉尘、重金属等）的吸收、过滤、阻 ISSN100922722 Marine Geology Letters 海洋地质动态 2006,22(11)∶7—12文章编号:100922722(2006)1120007206 湿地生态系统的地球化学研究 王红晋1,2,叶思源2,杜远生1 (1中国地质大学(武汉)地球科学学院,武汉430074;2青岛海洋地质研究所,青岛266071) 摘 要:湿地作为一个特殊的生态系统,在维持生物多样性、调蓄洪水、降解污染物、调节气候等方面发挥着重要作用。总结概括了当前湿地生态系统中有关地球化学研究的现状,包括湿地生态系统中的持久性有机污染物(POPs)和重金属研究及人为影响,生命元素碳、氮、磷的研究及环境意义,湿地系统的稳定同位素研究3个方面。 关键词:湿地;POPs;重金属;碳;氮;磷;稳定同位素;环境意义 中图分类号:P941.78 文献标识码:A 根据Ramsar公约对湿地的定义,湿地系天然或人工,长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动,或为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域。 湿地作为水陆过渡带,在维持生物多样性、调蓄洪水、降解污染物、调节气候等方面发挥着重要作用,因此湿地成为当前研究的一大热点。本文将从湿地系统中的持久性有机污染物(PO Ps)和重金属研究及人为影响,生命元素碳、氮、磷和硫的研究及环境意义,湿地系统的稳定同位素研究3个方面,总结概括当前湿地生态系统中有关地球化学研究的现状。 1 湿地系统中的持久性有机污染物(PO Ps)与重金属研究 1.1 持久性有机污染物(POPs) 持久性有机污染物(PO Ps)是指对于生物代谢、光解、化学分解等具有很强的抵抗能力的天然或人工合成的有机污染物。PO Ps具有半 收稿日期:2006208204 作者简介:王红晋(1979—),女,在读研究生,从事生态地球化学研究.Email:whongj228@https://www.doczj.com/doc/037980482.html, 挥发性,能够在大气环境中长距离迁移和沉积,从而在那些从来没有使用过PO Ps的地区也能找到其存在,并很难分辨来源。因此,国际组织已经呼吁开展全球性的行动以减少和消除这些物质。目前,国内对湿地系统的POPs研究还比较少。 目前,对POPs的测量分析主要是采用气相色谱-质谱法。利用此方法可以研究湿地各介质PO Ps的污染状况、污染来源[123]及生物富集效应[4]。POPs的污染来源主要是由人类活动造成的,如垃圾、木材、煤和石油等的燃烧,还有城市污水的排放;大气沉降也是污染物的一个重要来源。 面对POPs的污染日益加重,很多学者将目光投注在利用建立人工湿地来吸收降解污染物,但对天然湿地中POPs污染物处理的研究几乎没有。湿地作为一个特殊的生态系统,其环境意义不容忽视,一旦被破坏,后果同样很严重。因此,我们应加强对天然湿地的环境治理与保护。 1.2 重金属 重金属是一类典型的累积性污染物,可通过食物链逐渐传递富集,在某些条件下可以转化为毒性更大的金属有机化合物,过高的重金属浓度对植物及鱼类等影响显著。湿地重金属 长白山森林生态系统服务功能介绍 摘要：长白山森林生态系统是亚洲东部最典型的，保存最为完好的温带山地森林生态系统，对维持松花江、鸭绿江和图们江三大流域生态系统的结构和功能具有重要作用。涵养水源服务价值是长白山森林生态系统服务价值的主要部分，占总体服务价值的66％，涵养水源和净化空气作为森林生态系统最动摇的生态功能，其服务价值占总价值的80％，而木材生产的服务价值仅占总价值的7％；由此可见，木材并不是森林生态系统服务价值的主要部分，充分发展长白山森林生态系统其他的生态功能，才是发挥其生态系统服务价值的最佳途径。本文将介绍长白山森林生态系统的服务功能，让大家更加了解长白山森林，并能充分发挥长白山森林生态系统的作用。 关键词：长白山，生态系统，服务功能，价值 森林生态系统服务功能是指森林生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用（Daily,1997）。森林生态系统主要服务功能体现为维持生命物质的生物地球化学循环与水文循环，维持生物物种多样性与遗传性，净化大气环境，维持大气化学的。平衡与稳定，提供人类生存所需要的林产品等（Costanza,1997;Alexander,1997）。由于人类对森林生态系统的功能及其重要性的片面了解，在工业革命时期，对森林生态系统采取了掠夺和破坏性经营，从而导致了森林生态系统的面积和质量严重下降，致使森林生态系统服务功能严重衰弱，甚至消失，很大程度地威胁到人类的的安全与健康，制约了社会经济的发展（Bormannetal,1968）。近年来，随着一些全球性的和区域性的环境问题，国际上对森林生态系统服务功能的研究越来越重视。本文针对东北亚最具典型的，保存最为完好的，原始的长白山森林生态系统服务功能进行系统介绍。 长白山森林生态系统系统服务功能有： (一)森林生态旅游服务功能 森林生态系统旅游服务价值有两方面的涵义：旅客的直接消费价值，它体现了森林生态系统生态旅游服务价值的经济表现程度；森林生态系统生态旅游服务功能的总体价值，这一总体价值是动态的它随着生态系统的结构，功能及其资源量动态变化而变化的。长白山高山苔原和森林生态系统旅游服务功能存在其动态的潜在的价值，它随着生态资源负荷能力的生态旅游负荷能力的变化而变化，这一潜在的生态旅游服务价值反映了其生态系统的生态旅游负荷能力，是生态系统生态旅游服务价值的完全体现。 (二)森林生态系统林副产品服务功能 长白山森林生态系统林副产品主要分8大类，分别为植物药才，动物药材，干果，食用菌，野菜，纤维及蜂蜜产品，动物肉类，动物毛皮等。长白山森林生系统林副产品的服务价值进入市场部分自1993年以后逐渐减少，提别是动物药材，动物食肉，动物毛皮。在林副产品生态服务价值中，野菜类产品最高；动物肉类次之；植物药材，动物药材，干果，食用菌类等次之，动物毛皮最低。长白山森林生态系统是我国东北3大河流（松花江、鸭绿江和图们）的发源地，这一地带性森林生态系统的保护对维持3大河流的流域生态系统等具有重要意义。保护区林副产品的减少也正说明了自然保护区及大江大河源头之被保护策略已落到实处。 2001年12月系统工程理论与实践第12期 文章编号:100026788(2001)1220022208 一种基于Rough集的时间序列数据挖掘策略 马志锋1,邢汉承2,郑晓妹3 (1.深圳中兴通讯股份有限公司上海第二研究所,上海200233;2.东南大学计算机科学与工程系,江苏南京210096; 3.南京航空航天大学计算机科学与工程系,江苏南京210016) 摘要: 阐述了基于Rough集的时间序列数据的挖掘策略,重点讨论了时间序列数据中的时序与非 时序信息的获取问题.实践证明,Rough集理论作为一种处理模糊和不确定性问题的有效工具,对于 时间序列数据的挖掘同样也是有效的.文章强调了时间序列数据中的多方面信息,包括原始数据及其 变化量、变化率所提供的信息. 关键词: 数据挖掘;Rough集;时间序列数据 中图分类号: T P18 文献标识码: A α T i m e Series D ata M in ing Strategy Based on Rough Set M A Zh i2feng1,X I N G H an2cheng2,ZH EN G X iao2m ei3 (1.Shangh i N o.2R esearch In stitu te,ZT E Co rpo rati on,Shanghai200233,Ch ina;2.Sou theast U n iversity,N an jing210096,Ch ina;3.N an jing U n iversity of A eronau tics and A stronau tics,N an jing 210016,Ch ina) Abstract T h is paper p ropo ses ti m e series data m in ing strategy based on a rough set.It m ain ly discu sses the acqu isiti on of ti m e2dependen t and ti m e2independen t info rm ati on from ti m e series data.P ractice p roves that rough set theo ry,as an effective too l to deal w ith vagueness and uncertain ty,is also effective to the ti m e series data m in ing. D ifferen t info rm ati on,such as info rm ati on from o riginal data,variati on and varian t rati o of data,is emphasized in the m in ing p rocess of ti m e series data. Keywords data m in ing;rough sets;ti m e series data 1 引言 随着当今数据采集和存储技术的不断发展,数据库中存储的数据量急剧增加,数据库的规模也因此变得越来越庞大.人们发现自己已不再是缺少信息,而是被信息海洋所淹没.如何分析数据并从中挖掘出有用的知识是一项既费时又难于进行的工作.通常,对于特定领域的数据挖掘(data m in ing)需要有一定的背景领域知识,并在此基础上采用某种有效工具从数据集中获取更多的隐含的、先前未知的并具有潜在价值的知识.这种挖掘在工业过程控制、医疗诊断、股票分析、水文气象等领域尤显重要,因为这些领域的数据有一个共同的特点,即它们都记录了某个领域的时间序列(ti m e series)信息,且信息量特别巨大,如果没有合适的挖掘手段则势必给以后的决策和新数据的预测带来困难.信息系统中时间序列数据的出现使得有必要针对这一特殊数据类型的挖掘给出相应的策略,以便发现在某段时间内连续记录的某属性序列值的变化规律,以及它的变化给其它属性值所带来的影响. 2 数据挖掘新方法:Rough集理论方法 Rough集(Rough Set,R S)理论是一种新型的处理不完整性和不确定性问题的数学工具,能根据人们α收稿日期:2000204214 湿地生态系统恢复技术 湿地是分布于陆地生态系统和水域生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统。按拉姆萨尔(Ramsar)公约，湿地的定义为：“天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6m的水域。”湿地为人类生产生活提供了水资源、生物资源、能源(泥炭、海盐等)、交通和旅游等资源，是地球上最具生产力的生态系统之一。湿地的物理、化学和生物组成部分交互作用，在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、净化水质、保护生物多样性等方面具有其他系统不可替代的环境功能和生态效益，被称为“地球之肾”。 我国湿地面积约2．5×107平方米，仅次于加拿大和俄罗斯，居世界第三位。但是，由于人口膨胀以及工业化、城市化、农业现代化的发展，湿地生态系统遭受了来自人类社会的巨大压力。主要表现为城市污染物的排放(废水、垃圾)、农业面源污染、湿地盲目开垦、滥捕滥捞、水资源不合理利用等，其结果造成河流断流、泥沙淤积、湖泊萎缩、污染严重、生物多样性减少。湿地己经成为全球最受威胁的生态系统之一，对湿地进行生态修复迫在眉睫。 湿地生态系统属于水域生态系统。其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动和物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性、物种多样性和生物生产力。湿地生态系统的生态过程研究是揭示湿地功能机理的关键。当前,国内外湿地生态过程研究主要集中在以下方面:①化学过程侧重研究各类湿地C、N、S、P等大量元素、微量元素和Hg等重金属循环,沉积物、枯落物的积累和降解及微生物在养分循环中的作用。②生物过程研究更加注意长期定位和模拟实验研究。同时开展了物种迁移与基因流动过程对区域生态环境影响的研究。 ③物理过程仍是侧重湿地生态系统能量流动过程,将系统热力学、信息论及控制论等新兴理论应用于湿地能量流动研究。通过对湿地区域生态环境的影响与相应研究,揭示湿地生态系统的功能过程。 湿地生态系统特点：一是脆弱性。水是建立和维持湿地及其过程特有类型的最重要决定因子，水文流动是营养物质进入湿地的主要渠道，是湿地初级生产力的决定因素，因此，湿地对水资源具有很强的依赖性。由于水文状况易受自然及人为活动干扰，所以湿地生态系统也极易受到破坏，且受破坏后难以恢复，表现出很强的脆弱性。二是过渡性。湿地同时具有陆生和水生生态系统的地带性分布特点，表现出水陆相兼的过渡性分布规律。三是结构和功能的独特性。湿地一般由湿生、沼生和水生植物、动物、微生物等生物因子以及与其紧密相关的阳光、水分、土壤等非生物因子构成。湿地水陆交界的边缘效应使湿地具有独特的资源优势和生态环境特征，为多样的动、植物群落提供了适宜的生境，具有较高的生产力和丰富多样的生物多样性。四是较强的自净和自我恢复能力。湿地通过水生植物和微生物的作用以及化学、生物过程，吸收、固定、转化土壤和水中的营养物质的含量，降解有毒和污染的物质，净化水体。因此，湿地具有较强的自净和自我恢复能力。 湿地恢复 ,一方面指受损湿地生态系统通过保护使之自然恢复的过程 ,另一方面指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建 ,再现干扰前的结构和功能 ,以及相关的物理、化学和生物学过程 ,使其发挥应有的作用。具体包括提高地下水位来养护沼泽 ,改善水由栖息地 ;增加湖泊的深度和广度以扩大湖容 ,增强调蓄功能; 迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质 ; 恢复泛溢平原的结构和功能以利于蓄纳洪水 ,提供野生生物栖息 森林生态系统服务功能及其生态经济价值评估初探 3 ———以海南岛尖峰岭热带森林为例 肖 寒3 3 欧阳志云 赵景柱 王效科 (中国科学院生态环境研究中心,北京100080) 【摘要】 以尖峰岭地区为研究区域,探讨了森林生态系统服务功能的内涵,并使用市场价值、影子工程、机会成 本和替代花费等方法评价了海南岛尖峰岭地区热带森林生态系统服务功能的生态经济价值.结果表明,在尖峰岭地区,面积为44667.00hm 2的热带森林生态系统服务功能价值平均每年66438.49万元,其中林产品价值为7164.11万元,涵养水源价值为39429.21万元,保持土壤减少侵蚀价值为247.26万元,固定CO 2减轻温室效应的价值为1316.24万元,营养物循环价值为428.55万元,净化空气的价值为17853.12万元.关键词 生态系统服务功能 森林生态系统 生态服务价值 尖峰岭 Forest ecosystem services and their ecological valu ation A case study of tropical forest in Jianfengling of H ainan is 2land.XIAO Han ,OU Y AN G Zhiyun ,ZHAO Jingzhu ,WAN G Xiaoke (Research Center f or Eco 2Environmental Sci 2ences ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100080).2Chin.J.A ppl.Ecol.,2000,11(4):481～484. This paper attempts to present forest ecosystem services and their indirect economic value of Jianfengling tropical forest in Hainan Island.The results show that average annual integrated ecosystem service value of Jianfengling tropical for 2est ,which covers 44667.00hm 2,adds up to 664.38million yuan (Chinese RMB ),of which ,about 71.64million yuan is of the output of standing trees and other forest products ,about 394.29million yuan of water 2holding ,about 2.47million yuan of soil conservation against erosion ,about 13.16million yuan of carbon fixation for reducing green house effect ,about 4.29million yuan of nutrient retention for N ,P ,K ,Ca and Mg ,about 178.53million yuan of air purification. K ey w ords Ecosystem services ,Forest ecosystem ,Ecoservice valuation ,Jianfengling mountain. 3中国科学院知识创新项目(RCEES9903)、国家自然科学基金重点 项目(79930800)和国家自然科学基金资助项目(79670089). 33通讯联系人. 1999-10-12收稿,2000-05-29接受. 1 引 言 生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形 成与维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用[5,12].生态系统为人类提供了食物、医药及其他工农业生产的原料,更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统,维持生命物质的生物地化循环与水文循环,维持生物物种与遗传多样性,净化环境,维持大气化学的平衡与稳定.人们已经认识到,生态服务功能是人类生存与现代文明的基础.研究发现科学技术能影响生态服务功能,但不能替代自然生态系统服务功能[6].由于人类对生态系统服务功能及其重要性不了解,导致了生态环境的破坏,从而对生态系统服务功能造成了明显损害,威胁人们的安全与健康,危及社会经济的发展.随着对可持续发展机制研究的深入,人们发现维持与保育生态服务功能是实现可持续发展的基础. 近年来,国际上对生态系统服务功能的研究十分重视,生态学家、生态经济学家及其它相关领域的科学 家共同合作,从生态系统过程、生态服务功能及其生态经济价值等多个方面开展综合研究,不断充实与丰富 生态系统服务功能的内涵,探索其评价技术及生态经济价值的评估方法.美国生态学会组织了以Gretchen Daily 负责的研究小组,对生态系统服务功能进行了系统研究,并且形成了能反映当前这一课题研究最新进展的论文集[4],国际科学联合会环境委员会曾成立Constanza 负责的专门研究组以研究生物多样性间接经济价值及其评估方法,以及生物多样性与生态系统服务功能关系.Costanza 等13位科学家的研究认为全球生态系统服务的价值为16～54万亿美元?a -1,平均为33万亿美元?a -1[3],Pimentel 等[15]研究报道,全球仅水土流失导致水库淤积所造成的损失约60亿美元.分析与评价生态系统服务功能的生态经济价值已成为当前生态学与生态经济学研究的前沿课题.在我国,生 应用生态学报 2000年8月 第11卷 第4期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Aug.2000,11(4)∶481～484 国际湿地生态系统保护与评估的研究 20世纪初，受益于新科技和新方法的应用，国际上有大量湿地研究成果问世，对湿地的认识开始从感性上升到理性，并开始走向系统与综合研究，近年来，湿地保护研究内容增多，领域扩大，几乎涵盖湿地科学研究的各领域的主要方面，包括湿地过程研究、湿地功能研究、湿地评估研究、湿地健康研究、湿地恢复研究、湿地利用分析和评估研究、湿地保护与产业发展策略研究。 1. 2."1湿地过程研究 湿地过程成为近年来湿地科学的研究热点。湿地处于水体和陆地的交界处，在生物地球化学循环中发挥着重要作用（袁军，吕宪国，2004）。湿地的一些关键功能对许多地区的可持续发展起着非常重要的作用。在1996年国际地圈-----生物圈计划（IGBP）召开湿地研讨会后，全球分析，揭示与建模（GAIM）计划、水循环生物学（BAHC）计划、IGBP数据信息系统（IGBP-DIS）、国际全球大气化学计划（IGAC）、土地利用与土地覆盖变化计划（LUCC）联合发表报告认为： 湿地面积约占千秋面积的1%，但对于陆地、大气圈、水圈作用系统中的绝大部分的生物地球化学通量有关。该报告提出了一地湿地参数化方案，目的是将湿地更好的合并到全球路面参数方案中，从而确定生物地球化学通量与地表覆盖之间的精确关系。 通过这种关系，可以更好的利用陆地覆盖的观测数据和历史数据来推断某些生物地球化学通量的变化以及影响大气辐射平衡的CH 4、"CO2等气体的循环，并提出9个影响湿地痕量物质生物地球化学循环的重要基本参数: 水文、温度、初级生产量、植被、土壤类型、含盐量、化学成分、有机物及沉淀物的迁移、地形与地貌（吕宪国，2009） 1. 福田红树林自然保护区湿地生态系统应用实例研究 摘要 以福田红树林湿地生态系统为研究对象,将其生物组成分为红树植物、底栖动物、浮游植物、浮游动物、鸟类和碎屑等15个功能组,运用Ecopath with Ecosim(EWE)软件,构建了福田红树林湿地生态系统的EWE模型,探讨了红树林湿地生态系统的状态、特征及不同物种之间的营养关系,并评价红树林湿地生态系统当前的健康状况。 福田保护区内有陆鸟5目19科55种。其中，数量较多的优势种有16种，占总种数的30.0%;珍稀保护鸟类有8种，占总种数的14.0%;国家I级保护鸟类有1种(白肩雕);II级保护鸟类有7种，分别为赤腹鹰、莺、鹜、白头鸦、游集、红集和褐翅鸦鹃，除了褐翅鸦鹃属杜鹃科外，其余的都属鹰科。从食性方面来看，食鱼兼食虫的鸟类有47种，占总种数的85.0%;食鼠的鸟类有6种，占总种数的11.0%。从觅食和栖息习性方面来看，喜欢空中盘旋和飞翔捕食的鸟类有12种;经常出现在乔灌林地的鸟类有20种;多在基围草灌丛活动的鸟类有12种;适应各种环境的鸟类有11种。从物候方面来看，冬候鸟有21种，夏候鸟有6种，迁徙鸟有4种，留鸟有24种。3.底栖动物深圳湾福田红树林外泥滩常见底栖动物是羽须鳃沙蚕、奇异稚齿虫(Paraprionospio pin-nata)、德氏狭口螺(Stenot彻ra divalis)、尖刺樱虫(Potamilla acuminata)、寡鳃齿吻沙蚕 莫顿长尾虾(Apseudes mortoni)、沼蚓(Limnodriloides sp.)和小头虫(Capitella capitata)。几种大型底栖生物在3种深度的平均栖息密度及其t检验值 注:上一中表示某生物在上层与中层间平均栖急密度的r检验值，上一下表示某生物在上层与下层间平均栖急密度的r检验值，中一下表示某生物在中层与下层间平均栖急密度的r检验值.我们可以将福田红树林湿地生态系统划分为15个功能组，分别为：桐花树、秋茄(6年)、秋茄(20年)、海榄雌、无瓣海桑、海桑、甲壳动物、软体动物、弹涂鱼类、多毛类、其他底栖动物、浮游动物、浮游植物、鸟类和碎屑。福田红树林湿地生态系统模型基本参数(黑体为模型估算的参数：B．生物量；p生产量；Q．消耗量；EE-生态营养转换效率为简化复杂的食物网关系，用聚合营养级的方法将来自深圳湾红树林湿地生态系统的15个不同功能组的营养流合并为6个整合营养级。深圳湾红树林湿地生态系统的总流量为4158t．km'2．y一，其中总摄食消耗量为160．5t,km-2·Y～，总输出量为3768tokm-20y一，总流入碎屑量为123．6t．km-2．y一，总呼吸量为105．4t．km-2．y～，和不再参与生态循环的矿化沉积物部分。福田红树林湿地生态系统总能流(t．km-2·y-1)由于系统中的初级生产者主要是红树植物，但在系统中没有被任何生物摄食，只能以碎屑的形式重新进入循环。所以能量流动中，直接来源于碎屑的占总能流的几乎全部，这说明系统的能流以碎屑食物链为主导。除第一营养级之外，营森林生态系统服务功能
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