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    红树林研究
  • 红树林研究
    闻馨, 刘凯, 曹晶晶, 朱远辉, 王子予
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    红树林是一种高效率的滨海蓝碳生态系统,准确估算红树林地上生物量对研究碳循环和气候变化十分重要,获取中国红树林地上生物量将具有现实意义和应用价值。遥感技术便捷高效、观测范围广,能够服务于大尺度的生态系统监测。文章使用基于GEDI星载激光雷达反演的森林冠层高度数据和基于异速生长原理构建的红树林“树高-生物量”异速生长方程,估算2019年中国红树林地上生物量,进而分析其数量、空间分布特征及主要影响因素。结果显示,2019年中国红树林地上生物量总量和均值分别约为1 974 827 t和73.0 t/hm2;红树林分布的各省份(地区)的地上生物量均值在53.3~92.1 t/hm2,其中海南省的红树林地上生物量均值最高,达到92.1 t/hm2;中国红树林地上生物量的累积和分布受纬度和人为因素的影响。研究结果能够为后续红树林生态系统碳储量的核算提供数据基础和技术参考,也将有助于中国沿海红树林生态恢复和保护措施的制定,以及控制碳排政策的出台实施。

  • 红树林研究
    余楚滢, 龚辉, 曹晶晶, 刘燕君, 刘凯
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    无瓣海桑(Sonneratia apetala)是中国红树林恢复种植最早引进的优质红树树种,其生产力在红树林群落中处于较高水平,具有显著的高生物量和能量积累。然而,由于红树林群落冠层密集、结构复杂,精确描绘无瓣海桑的单木树冠存在极大挑战性。传统的卫星遥感侧重于区域或更大尺度监测需求,而新兴的低空无人机遥感在更精细尺度的红树林生态监测中具有显著优势。以广东省珠海市淇澳岛红树林自然保护区为研究区,利用消费级无人机影像生成的冠层高度模型(Canopy Height Model, CHM)和种子区域生长(Seed Region Growing, SRG)算法进行无瓣海桑单木树冠提取,并建立基于地面调查数据获取的树高和胸径两者之间的回归关系,以优化无瓣海桑地上生物量异速生长方程,进而实现研究区单木尺度的无瓣海桑地上生物量估算。结果表明:基于无人机影像可以有效提取无瓣海桑单木树冠,其提取精度达到67%;验证了树高和胸径之间较高的相关性,提出了基于树高的无瓣海桑地上生物量异速生长方程;研究区无瓣海桑平均地上生物量的范围为2.99~247.24 t/hm2,平均值为92.14 t/hm2,且单木地上质量分布具有空间聚集性。

  • 红树林研究
    覃国铭, 张靖凡, 周金戈, 卢哲, 王法明
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    利用文献收集和数据整合的方法,对广东省不同红树林群落和地区的碳储量及碳埋藏速率进行了系统梳理。研究发现,广东省红树林的面积为9 106.21 hm2,土壤碳储量为1 542.02 Gg C,土壤碳密度为0.23 Gg C/hm2。广东省内红海榄(Rhizophora stylosa)和木榄(Bruguiera gymnorrhiza)群落的土壤碳密度最高,分别是0.27和0.23 Gg C/hm2,而秋茄(Kandelia candel)群落土壤碳密度最低,仅为0.13 Gg C/hm2。广东13个沿海地市的红树林土壤碳储量按大小顺序为湛江(894.5 Gg C)>阳江(195.4 Gg C)>江门(97.7 Gg C)>珠海(91.0 Gg C)>茂名(59.6 Gg C)>汕头(51.4 Gg C)>中山(49.2 Gg C)>惠州(36.1 Gg C)>广州(35.1 Gg C)>深圳(18.3 Gg C)>汕尾(10.8 Gg C)>东莞(2.8 Gg C)>潮州(0.11 Gg C)。基于210Pb测年法,广东省各地区红树林的平均沉积速率为13.5 mm/a,淇澳岛的沉积速率最高,为31.5 mm/a;其次是镇海湾16.5 mm/a,深圳福田15.9 mm/a;雷州湾的沉积速率最低,仅为7.3 mm/a。碳埋藏能力方面,广东省碳埋藏能力约为19.72 Gg C/a,其中雷州半岛的碳埋藏能力最高为6.05 Gg C/a,而深圳福田的碳埋藏能力最低,仅为0.66 Gg C/a。综上,目前广东省红树林碳储量相对较低,但具有较高的固碳潜力,加强对当地红树林的保护和重建,将有助于充分发挥红树林的生态系统服务功能。

  • 红树林研究
    常云蕾, 廖静娟, 张丽
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    为揭示东南亚红树林的时空变化特征及其变化驱动因素,基于Google Earth Engine(GEE)云计算平台,利用Landsat系列卫星数据及红树林分布数据集,采用趋势分析法分析了1990—2020年东南亚红树林的时空变化趋势,并利用地理探测器分析其时空变化的驱动因子。结果表明:1)1990—2020年东南亚红树林面积整体呈下降趋势,面积减少1 467 883.1 hm2,年平均流失速率达1.1%;2)红树林面积增加的区域主要分布在菲律宾、印度尼西亚西部和东部以及越南北部等区域;3)1990—2020年东南亚红树林退化的区域远远多于改善的区域,退化的区域占红树林总分布面积的79.25%,改善的区域占20.32%,仅0.43%的区域稳定不变;4)红树林变化受驱动因素的影响程度排序主要为养殖池面积>人口>红树林距道路的最短距离>年均温>年均降雨>地形,且各因子之间呈现交互增强作用,增强效果较为明显的主要有:养殖池面积-人口、养殖池面积-红树林距道路最短距离、人口-红树林距道路最短距离。

  • 红树林研究
    辜晓虹, 邱彭华, 陈卫, 周文芊, 陈晓娟, 杨仕莉
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    利用1976—2021年共6期遥感影像获取了海口市东寨港红树林自然保护区范围内不同年代的湿地数据,基于转移矩阵、问卷调查和主成分分析,剖析了45年来保护区红树林的变化及其与周边社区的关系。结果显示:1)保护区内红树林面积由1976年的1 395.84 hm2增至2021年的1 589.28 hm2,期间呈“骤减缓升”之势。除1976—1985年红树林面积有减少外(减少了250 hm2,减少幅度为18%),其余时段红树林面积均为增长态势。2)1976—2021年保护区红树林转出对象分别是淤泥质海滩(34.32 hm2)、河流(25.81 hm2)、海水养殖场(21.06 hm2)、其他用地(10.58 hm2)和洪泛湿地/内陆滩涂(8.26 hm2);转入为红树林的对象主要是淤泥质海滩(177.41 hm2)、河流(38.18 hm2)、其他用地(28.21 hm2)、三角洲/沙洲/沙岛(22.15 hm2)、洪泛湿地/内陆滩涂(21.79 hm2)和水田(6.34 hm2)。3)周边社区居民的捕捞收入与养殖、毁林挖塘面积、保护意识与红树林面积变化存在较大的关联性。周边社区居民问卷调查中的捕鱼方式、捕捞收入、捕捞月数、捕捞量和保护态度在红树林面积变化主成分分析中指标代表性值(cos2值)>0.6,其中捕鱼方式和捕捞收入的主成分指标cos2值>0.8。居民捕捞频率下降与家庭收入来源、职业结构由捕捞养殖向外出打工和服务业转变相互应证,居民的保护意识与保护态度有所提高,红树林面积从破坏严重向破碎化程度减少转变;淡水养殖场、常住人口、中学数量、村庄到红树林的距离因子的贡献率均大于10,与红树林面积变化呈负相关关系。

  • 红树林研究
    承亚男, 黄欣, 吴志强, 刘昊, 徐浩, 苏琼源, 朱亮, 胥鹏, 黄亮亮
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    基于2019年7月(夏)、2019年10月(秋)、2020年1月(冬)、2020年5月(春)的季节性鱼类采样数据,运用相对重要性指数(IRI)、Shannon指数和Pianka指数对南流江河口红树林潮沟主要鱼类的时空生态位宽度和重叠进行分析,结合冗余分析探讨主要鱼类间的生态位分化。结果表明:共采集到鱼类17 680尾,隶属12目23科37属45种,其中主要鱼类(IRI>100)10种。在主要鱼类中,时间生态位宽度值变化范围为0.46~1.78,其中嵴塘鳢最大,爪哇拟虾虎鱼最小;空间生态位宽度值变化范围为0.81~2.05,其中斑尾刺虾虎鱼最大,爪哇拟虾虎鱼最小。时空生态位宽度值达到2以上(广生态位种)的种类有6种,分别是鲻、齐氏罗非鱼、中华乌塘鳢、斑尾刺虾虎鱼、嵴塘鳢和杂食豆齿鳗。鲻与爪哇拟虾虎鱼的时间生态位重叠值最高(0.928),尾纹双边鱼与食蚊鱼的空间生态位重叠值最高(0.979),齐氏罗非鱼与斑尾刺虾虎鱼的时空生态位重叠值最高(0.822)。南流江河口红树林潮沟主要鱼类时空二维生态位有6.7%的种对显著重叠(Qik >0.6),表明物种时空分布差异较大,时空生态位重叠受季节变化影响较明显。另外,冗余分析揭示影响该区域主要鱼类时空生态位分化的主要因素有水温、盐度和Chl-aP<0.001);其中,主要鱼类生物量分别在冬季与盐度,在春季与溶解氧、pH和Chl-a,在夏季与总有机碳、水温、Chl-a等,在秋季与总氮、浊度、总磷等呈正相关。

  • 红树林研究
    黄源欣, 李梦婷, 胡慧建, 袁倩敏, 梁健超, 李玫, 廖宝文
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    为了解广州南沙湿地鸟类迁徙规律,揭示鸟类整体迁徙动态变化,于2014年1月至2018年12月,连续在每月下旬日落前3 h采用样点法和样线法对南沙湿地公园鸟类群落多样性进行调查。结果显示:1)2014—2018年共记录到鸟类139种,以冬候鸟为主。2)鸟类物种数年际波动较大,丰富度年际变化不明显,即鸟类种类在逐渐增加的同时,个体数量趋于稳定。3)鸟类月度变化呈现明显的候鸟迁徙规律,越冬期急速上升,繁殖期平缓。越冬水鸟迁飞时间有提前的趋势,且在富有食物来源的浅水滩涂地和在无瓣海桑等高大茂盛的红树林群落有更多种类与数量的水鸟分布。最后,建议在注重绿化连续性和整体性的同时,保护和管理鸟类的栖息环境,适当扩大滩涂地面积,增加红树林种植面积以及合理地围垦,科学维持浅水滩涂和红树林种植面积比例,吸引更多越冬候鸟。

  • 自然地理
  • 自然地理
    王平, 王贤能, 赖安锋
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    深汕特别合作区是莲花山断裂带的主要展布区,2条大型韧性剪切带从深汕区南北两侧穿过。2015年以来,区内韧性剪切带内(简称“带内”)产生了大量的浅表滑塌,发生密度远高于周边山体。因为深汕特别合作区地质灾害风险区划的需要,有必要查明带内浅层滑塌的特征与分布规律,分析其成因机制,预测其发展变化趋势。文章通过地面调查与遥感解译,查明了带内浅层滑塌的单体规模为小型,滑塌主要沿基岩面产生,滑塌体主要是土体与全风化岩体;利用信息量模型分析浅层滑塌规律,得出滑塌密度与韧性变形程度(强烈→中等→弱)、距脆性断裂的距离(近→远)、地形坡度(高→低)呈正相关,其分布密度与地貌单元、坡向、原岩类型、斜坡类型也有较强的关联。结合区域地质、勘探、气象等资料,分析得出带内浅层滑塌是在以剪切为主的多期构造作用影响形成的较弱本底条件下,在山区地块现今缓慢上升的背景下,在台风迭加暴雨的诱发下产生的,其发展变化具有迁移性、自愈性、扩展性的特点;带内斜坡在经历了2015年“彩虹”台风期间普遍性滑塌事件后,产生浅层破坏的敏感性下降,需要较长时间孕育才能进入下一次爆发期。

  • 自然地理
    史月欣, 陈留勤, 杜丁丁, 柴乐, 王子涵
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    风化洞穴在全球不同气候区广泛发育,其形成过程和主控因素是地貌学研究的热点问题,但形成机制至今仍存在不少争议,尤其对丹霞地貌区风化洞穴的研究还较少。丹霞山是世界自然遗产地“中国丹霞”的典型代表,陡坡上发育形态和规模各异的风化洞穴,是丹霞地貌的重要景观要素,为认识亚热带湿润气候风化洞穴成因提供了良好的机会。文章以丹霞山砾岩和砂岩陡坡上的5处典型风化洞穴为研究对象,利用野外考察、形态测量、气象监测、样品显微观察及盐化学实验等方法,在已有研究的基础上进一步对湿润气候丹霞地貌区风化洞穴的特征和成因进行探讨。结果表明:1)在砾岩中发育的洞穴一般个体形态较大,洞穴具有较明显的向上和向内生长趋势;砂岩中发育的洞穴大多密集排列,形态较小,常具有蜂巢结构。2)岩石性质是洞穴发育的基本影响因素,在宏观尺度上决定了洞穴的发育位置和排列方式,也决定了不同岩性下发育的风化洞穴的形态特征。在微观尺度上,岩石含有较多长石、钙质胶结物等易溶矿物组分,在酸性雨水渗流过程中发生化学溶解,加上盐结晶作用导致岩石微观结构破坏,诱发洞穴初始形成。3)洞穴尺寸变大后,洞穴内适宜的微气候是洞穴演化的关键因素,为水和盐的聚集及盐风化提供了有利条件,锦石岩洞微气候为蓝绿藻生长提供了有利条件,是龙鳞片石景观形成的主控因素。4)洞穴形成和演化不同阶段的主控因素有所变化且互相影响,但总体过程受到自组织机制的调控。

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    李华勇, 张雯清, 罗传秀, 李冰, 邹后曦, 梁志姣
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    选取重庆石牛寺和大石洞考古遗址剖面,对比不同预处理方法对粒度测试结果的影响。研究表明:1)加蒸馏水浸泡或0.05 mol/L的(NaPO36分散剂,并用超声波震荡,分散效果均不明显,主要粒度参数与无预处理实验结果接近,表明物理性预处理方法既不能去除碳酸盐、有机质等杂质,也不能使样品中潜在的胶结团粒分散开。2)加H2O2可有效除去地层样品中的有机碎屑物,达到提纯无机颗粒物的目的。该方法预处理后,石牛寺考古遗址沉积物平均中值粒径最小,黏土体积分数最高,相比无预处理测试结果,砂体积分数降低50%左右,且在整个剖面中表现非常稳定;但对于大石洞遗址某些碳酸盐胶结物含量丰富的样品而言,该预处理方法作用有限。3)加10%稀HCl预处理后,石牛寺遗址样品中值粒径有所增大,砂体积分数基本持平,黏土体积分数显著降低,大石洞遗址黏土和砂体积分数同步减少,揭示黏土矿物可能在酸性环境下发生絮凝,从而导致体积分数减少。4)对于碳酸盐胶结物含量较低的环境考古样品,只需加H2O2除去有机杂质即可达到最优预处理效果;如果遗址位于典型喀斯特地区,碳酸盐成分较为显著,应先除去样品中的氧化铁,再加稀盐酸和H2O2处理,能有效避免黏土矿物絮凝现象。

  • 自然地理
    查理思, 吴克宁, 黎卓轩, 兰文哲
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    仰韶文化时期气候环境与古人类活动是如何变化?大部分变化信息尽管从宏观视野中消失,但却保存在土壤微形态中。故文章采用土壤微形态学方法,对仰韶村遗址一处含有文化层区域进行多点采样,通过比较古土壤、文化层和表土层土壤微形态特点差异,研究了气候变化及古人类活动对土壤微形态的影响,为探究仰韶文化时期的古人类活动遗迹和古农业发展状况提供依据。结果显示:1)古土壤层中具有明确边界的铁质垒结形成物,粗粒质多分解细小颗粒,呈现堆积状,细粒质多为微晶b-垒结,细粒质与粗粒质相对分布主要呈现包膜状和桥接状,孔隙壁附着锰质胶膜。2)文化层中粗粒质多分解细小颗粒,呈现堆积状,细粒质呈现出多种b-垒结,细粒质与粗粒质空间关系也呈现多样化。孔隙壁附着腐殖质,孔道内填充炭屑。3)表土层中土壤形成物主要为继承性钙质形成物和钙质新生体,还可识别淀积黏粒体,土壤垒结回归单一,孔隙呈现出堆集性不规则非稳定态。研究发现:1)古土壤层主要受暖湿气候影响,脱硅富铁铝化作用明显,次生矿物以赤铁矿为主。古人类开始居住活动,促进了土壤发育,淀积黏化作用明显,黏粒胶膜发育充分。2)文化层主要受到古人类活动影响,古人类活动强度增强,土壤形成物和垒结多样化,可以清晰辨别出排泄形成物、用火痕迹、流水痕迹、培土活动。土壤微结构出现海绵状,表明耕作熟化程度较高且土壤肥力达到一定水平。3)表土层主要受干冷气候影响,次生矿物以碳酸盐为主。古人类活动强度减弱,土壤发育减缓,大型粗骨颗粒散乱分布在土壤基质中,碳酸盐与黏粒胶膜混合。

  • 自然地理
    李世乾, 李志文, 周万蓬, 杜丁丁, 黎武标
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    鄱阳湖湖滨地区广泛分布着晚第四纪风沙沉积序列。在星子县沙岭沙山进行野外调查后选择蓼花剖面开展工作,测试了地质时代和粒度,对粒度结果使用端元分析模型进行研究,探讨该区域末次冰期中晚期的气候变化规律。结果显示:该剖面由湖相-古土壤-沙丘砂等沉积相叠覆堆积组成,形成于末次冰期中晚期(48.8—17.1 ka)。端元分析模型将粒度数据分解出3个不同的粒度端元,不同端元组分在垂向上呈峰谷交替的旋回变化,EM1代表粉砂端元组分,峰值对应湖相和古土壤发育时期;EM2和EM3代表中砂—粗砂端元组分,峰值对应沙丘砂发育期,这些峰谷交替变化的规律指示了末次冰期的季风演变以及气候波动变化,万年尺度上表现为LH10(48.8—39.9 ka)和LH3~LH5(28.1—17.1 ka)的冬季风强盛期,分别对应深海氧同位素的MIS3b和MIS2阶段。LH6~LH9(39.9—28.1 ka)为温暖的夏季风时期,对应深海氧同位素的MIS3a阶段。这些变化与YZ洞石笋氧同位素以及格陵兰冰心有良好的对应,与全球气候变化基本一致。

  • 自然地理
    王平, 华红莲, 丁智强, 俞小押, 谭小爱, 李玉辉
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    为深入了解北热带海拔梯度各山地土壤带及典型土地利用类型(次生林、香蕉园、橡胶林)土壤有机质(SOM)、综合肥力(SIF)分布特征,以云南省金平县蝴蝶谷地区为例,区分表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm),测定SOM、pH、全氮、全磷、全钾和速效氮磷钾,采用修正内梅罗指数法评价SIF,分析限制SIF的关键因素。结果表明,研究区海拔与SOM、SIF呈显著正相关,6个山地土壤带表层和亚表层SOM、SIF排序为棕壤带>黄棕壤带>黄壤带>红壤带>赤红壤带>砖红壤带(P<0.05)。无论表层还是亚表层,SOM和SIF均以次生林最大,香蕉园次之,橡胶林最小,次生林SOM显著大于香蕉园和橡胶林(P<0.05),SIF则无显著差异。随着海拔升高,限制SIF的因素由速效氮、速效磷转变为速效磷和速效钾,且pH的限制逐渐加强,而维持和限制低海拔不同土地利用类型SIF的因素与同海拔段内自然土壤基本一致。未来山地开发利用过程中低海拔区域应该注重补充氮肥和磷肥,中高海拔区域注重补充磷肥和钾肥,同时调节适宜的pH更有助于土壤养分释放和植物吸收利用。综上,海拔梯度和土地利用类型深刻影响北热带山地SOM含量和SIF空间分异,而人类活动干扰是SOM和SIF下降的重要原因。

  • 景观生态
  • 景观生态
    廖文静, 毛华松, 罗评
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    以巴渝地区形态结构完整且具有代表性的梯田区域遥感图像为研究对象,结合史料分析和田野调查,采用可视化的景观图式语言,对单一的梯田水利技术及其时空组合模式以及梯田人居环境3方面的营建特征进行分析,构建巴渝梯田人居系统的景观图式体系。研究发现:1)响应巴渝山地地貌及“春旱夏涝”降雨特征,形成秋水春用的冬水田、夏季排洪的冲冲田以及四季关水的囤水田等系列在地性梯田水利技术;2)巴渝梯田水利技术在时间上形成适应春旱夏涝的“秋蓄-冬沃-春耕-夏排”水资源管理模式,在空间上形成顺应地貌的“高囤-低灌”组合模式;3)梯田人居环境响应地貌影响下水安全差异性,呈现交叉汇聚梯田基底与涵养林为基底嵌套咬合散点型民居斑块的“有机分散型”低山丘陵区梯田人居模式,和涵养林为基底边缘渗透单向跌落梯田与集中型聚落斑块的“大面集中型”中高山沟谷区梯田人居模式。综上,巴渝梯田水利技术类型、组合方式以及梯田人居在山地地貌的建构模式是契合巴渝特有地理地貌和水文条件的经验集成,对城乡低影响开发建设以及传统营建智慧的保护具有积极借鉴意义。

  • 景观生态
    陈珍琴, 赵翠薇, 祖海琴, 陆清平, 潘秋竹
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    以西秀区2000、2010和2020年乡村聚落斑块为基础数据,运用乡村位序-规模法则、聚落规模等级模型等方法,分析西秀区乡村聚落等级规模分布特征及演变规律,并分析屯堡聚落在该过程的发展变化。结果显示:1)乡村聚落总规模、聚落数量总体上呈增长趋势,3个时段屯堡聚落面积占乡村聚落总面积的比例超过20%;2)西秀区乡村聚落规模分布符合乡村位序-规模法则,拟合优度在0.90以上,负指数分布特征突出,并表现出“首位聚落”和“垂尾”分布特征,2000—2010年乡村聚落规模趋于集中分布,2010—2020年趋于均衡;3)不同等级乡村聚落空间分布位置相对稳定,数量上呈低等级向高等级演变;4)屯堡聚落规模稳定增长,是高位序、高规模等级聚落的重要组成部分,但少部分屯堡聚落位序出现倒退现象。未来应科学规划乡村聚落用地布局,形成合理的乡村聚落等级规模结构,保护屯堡文化,打造区域特色聚落。