松花湖生态健康评估

松花湖是东北地区最大的人工湖。从水文水资源、湖滨带结构、水质状况、水生生物4个准则层和13个指标层对2015年松花湖生态健康状况进行了评价,结果表明:松花湖生态完整性健康指数赋分为64分,处于健康状态;由于人类活动影响,湖泊仍存在轻度富营养化、湖周植被退化和水土流失、土著鱼类减少、湖周湿地资源遭到破坏等环境问题。针对存在的问题,提出了湖周生态封禁、退耕还林还草、小流域综合治理、鱼类资源保护、严控旅游活动范围、实施湖长制等湖泊健康管理措施。     

云南省高原湖泊流域土地利用与水环境变化异质性研究

以云南省9个高原湖泊为研究对象,采用高原湖泊水质与湖泊流域土地利用类型变化的面积数据构建了各土地利用类型对高原湖泊水质影响的关系模型,同时运用各高原湖泊流域土地利用强度与水质动态变化的时间序列数据构建了库兹涅兹曲线。研究结果表明,耕地、园地、湿地面积与湖泊含磷量存在一定负相关关系,林地、牧草地、建设用地面积与湖泊含磷量存在一定的正相关关系,牧草地、耕地、园地、湿地面积与湖泊含氮量存在一定负相关关系,建设用地面积与湖泊含氮量存在一定的正相关关系,园地和耕地面积与污染综合指数存在负相关关系,建设用地面积与污染综合指数存在负相关关系。滇池、泸沽湖处于流域协调区间,阳宗海、抚仙湖、星云湖、程海处于流域冲突区间,洱海、异龙湖处于冲突区间向协调区间转型过程之中。     

云南省九大高原湖泊流域NDVI时空演变及其与气候的响应关系

探究云南省九大高原湖泊流域NDVI的时空演变及其与气候的响应关系,对云南省九大高原湖泊流域的生态环境保护及生态安全建设具有重要意义。以2000年、2005年、2010年、2015年4个时段的Landsat数据及同期的气象数据为数据源,应用趋势分析、偏相关分析、变化轨迹等方法,研究近16 a云南省九大高原湖泊流域NDVI时空演化情况及其与气候因子的响应关系。结果表明:(1)近16 a来,九大高原湖泊流域NDVI总体以0.026/10 a的速率上升,但各流域的NDVI变化差异显著。星云湖、杞麓湖流域植被退化面积较大,而抚仙湖流域植被恢复效果明显。(2)九大高原湖泊流域NDVI变化与气候因子均有一定的相关性(程海流域除外),但相关性不显著,且不同区域空间异质性明显,滇西、滇西北地区的流域气温与NDVI值的相关性大于降水与NDVI值的相关性;滇中地区的流域降水与NDVI值的相关性大于气温与NDVI值的相关性;滇南地区的流域NDVI值与气温和降水相关性差异不大;位于金沙江河谷地区的程海流域NDVI值与气温和降水呈负相关;(3) NDVI变化与高程分异相关性显著,植被垂直分布明显,1 000～3 000 m的高程带内,NDVI值随高程的增加而增加,3 000m是九大高原湖泊流域NDVI值的转折点。(4)非植被类型转化为植被类型是九大高原湖流域NDVI时空转换的主要形式,而滇池流域由裸土转化为水体或建筑的数量较多。     

基于GIS的星云湖流域生态敏感性评价

基于GIS技术,根据星云湖流域主要生态问题选取6个因子,采用多因子加权求和模型对星云湖流域生态敏感性及其空间分布进行了评价分析,并按生态敏感性评价值将研究区划分为高度敏感区、中度敏感区、低度敏感区和不敏感区4个等级。结果表明:研究区高度敏感、中度敏感、低度敏感和非敏感区域面积分别为104.08km~2,124.52km~2,102.78km~2,39.30km~2;中度及以上敏感区面积约为228.60km~2,占流域总面积的61.67%,生态敏感性总体较高,空间上主要分布在江城镇、星云湖及其湖滨和雄关乡等;建议将高度敏感区划定为生态保护区加以重点保护,中度敏感区划定为控制发展区,低度敏感区和非敏感区为适宜发展区。评价结果能较好地反映流域综合生态敏感性空间分布特征,可作为流域土地资源开发建设和环境规划与保护的依据,并为高原湖泊流域开展类似研究提供参考。     

干旱和半干旱流域水环境质量评价模型及其应用

[目的]通过建立模型修复水生态系统,评价流域水环境质量,为生态系统修复提供实用工具。[方法]以涑水河流域为例,采用了层次分析法(AHP),同时运用模糊隶属函数和综合指数法对影响水质因子的各个指标进行综合评价分析,建立干旱和半干旱流域水环境质量健康评价体系及评价模型。[结果]涑水河流域2008—2011年水环境质量健康评价结果为Ⅲ级,状态一般,较健康,评价结果与实际生态情况相符。[结论]所建立的干旱和半干旱流域水环境质量健康评价体系是合理的,能满足流域水环境质量健康评价需要。     

东阳江流域生态系统健康评价

[目的]通过对东阳江流域生态系统健康进行评价,旨在为该区生态补偿体制的制订提供参考。[方法]参考环保部《流域生态系统健康评价技术指南》,建立水域生境结构、水生生物、水域生态压力、陆域生态格局、陆域生态功能和陆域生态压力共6大类17项评价指标,对东阳江流域29个评价单元进行生态系统健康评估。[结果](1)东阳江流域生态健康等级处于一般及以上水平,其中优秀、良好和一般的评价单元分别占6%,60%和34%。(2)水域生态系统健康的主要限制因子是水质质量指数;陆域生态系统主要限制因子为森林覆盖率、建设用地比例、重要生境保持率及水源涵养功能指数等。(3)山地丘陵地区流域生态系统健康等级高,平原与盆地地区健康等级低;上游健康等级高,中下游人口密集地区健康评价等级偏低。[结论]东阳江流域生态系统健康等级差异的根本原因是人类活动类型及强度的地区差异,而干流水质质量较差,建设用地比例高,点、面污染源排放量大是其主要的生态环境问题。     

基于土地利用和景观格局的高原山区湖库水质变化主要贡献因子分析

[目的] 准确分析与识别高原山区湖库水质变化的主要贡献因子，为高原山区乃至全国水环境污染防治和管理工作提供科学参考。 [方法] 解译贵阳市“两湖一库”流域2013，2016和2019年3期土地利用数据，采集丰-枯水期总氮和总磷水质数据，通过Pearson相关分析揭示3期土地利用/景观指数与水质的相关性，冗余分析识别土地利用/景观指数对水质的贡献。 [结果] ①2013-2019年，林地、建设用地和草地分别增加11.72%，9.96%和3.18%，水田、旱地分别减少8.77%，12.07%。林地与建设用地均表现为结合度增强，斑块数量比例增加。 ②红枫湖水质达到国家Ⅰ-Ⅲ类水质标准，百花湖和阿哈水库的总磷、总氮浓度波动较大，水质状况劣于红枫湖。 ③林地面积比例和景观指数与水质指标整体表现为负相关，建设用地面积比例和景观指数与水质指标整体表现为正相关。 ④2013和2016年林地斑块数量比例的贡献度分别达到54.0%和52.5%，2019年建设用地面积比例的贡献度达到68.7%。 [结论] 林地表现出“汇”的效果，建设用地则是“源”的效果，增加流域“汇”效应，抑制污染“源”的输出，是缓解“两湖一库”流域水质恶化的有效手段。     

辽河流域下游河流健康评估指标体系研究

辽河下游河流健康评估指标体系应紧密结合下游区经济社会背景,强调评价指标的适应性、指导性、可操作性和动态性,考虑流域生态、河道、水沙等实际情况,针对辽河下游承担的功能定位协调好社会与生态均衡发展。根据全国河湖健康评估框架及其相关原则,在水质状况、物理结构、生物及栖息地、水文水资源及社会服务子系统中增加、调整和取消了一些参数,经调整优化后构造适用于辽河下游的河流健康评估体系。为避免存在冲突和重复不再加权计算,未加权处理社会服务和河流生态状况。     

基于模糊综合法和灰色关联法的百花湖水质评价

[目的]为有效防止水质的不可逆污染和破坏,以喀斯特高原区域的百花湖为研究对象,揭示其历年水质及其变化情况,为相关的水资源管理部门科学开发、利用及保护该水源地提供依据。[方法]利用百花湖2013—2016年的8项水体实测理化参数参与分析,为使水质评价结果更为客观,采用模糊综合评价法、灰色关联分析法对百花湖水质进行综合评价。[结果]百花湖整体为Ⅰ类水质,但Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅴ类隶属值都较大。[结论]百花湖水质有变差的趋势,其生态环境防治对策势在必行。     

2014-2017年赣江上游稀土矿区典型流域水质污染变化及成因

[目的] 分析赣江上游稀土矿区典型流域水质的时空分布特征,揭示水质污染状况和成因,为该流域的水环境治理提供理论依据和数据支撑。[方法] 采用2014-2017年赣江上游桃江流域10个监测断面的6项水质指标,运用描述性统计分析、水污染指数法、相关性分析等方法分析该流域水质污染现状及其成因。[结果] ①桃江流域各监测断面不同水文时期的污染状况均存在差异,以氨氮含量的时空差异最为明显。②水污染指数评价结果表明水质类别为Ⅱ类和Ⅲ类所占比例分别为55%和29%,龙头滩断面的水质状况最差,以劣Ⅴ类为主。[结论] 水质污染成因解析揭示出氨氮为桃江流域最主要的污染物,降雨对流域内水环境的影响较大,农业活动和以稀土采选为主的工业活动是造成水环境污染的重要人为活动。     

星云湖种植空心菜生长量及净化湖水效果分析

针对当前星云湖中度富营养化(劣V类)水质的实际问题,采用漂浮种植设施直接在星云湖湖面种植空心菜(Ipomoea aquatica),开展适应性生长试验和湖水养分吸收净化试验的研究。结果表明:空心菜能够很好地适应生长于低浓度养分的星云湖水体环境(全N 2.41 mg·L~(-1)、水溶性N 2.00 mg·L~(-1)、水溶性P 0.46 mg·L~(-1)),并且前期表现为较短的缓苗期(7 d),后期则枝叶生长旺盛;在空心菜的6次茎叶收割周期中,其生长量呈现出"先增后降"的趋势,且茎叶生长量较高,空心菜的茎叶鲜重达75 555 kg·hm~(-2)·a~(-1),生长量为1 260 kg·hm-2·d-1;空心菜的养分含量主要分配在茎叶,茎叶中总N、总P、总K含量分别为3.43%、0.74%、6.25%;空心菜对星云湖湖水养分具有较强的吸收净化能力,吸收星云湖湖水中的N、P、K量分别为259.05、55.21、469.84 kg·hm~(-3)·a~(-1),净化星云湖湖水的量以水溶性N、水溶性P、水溶性K计,分别为129 525、120 022、34 220 m~3·hm~(-2)·a~(-1);空心菜的生长量与茎叶养分吸收量和湖水养分量之间存在一定的相关性。利用空心菜漂浮种植于星云湖水面,产生了明显的经济效益及显著的生态效益。     

变化环境下滇中地区典型流域水资源演变特征

[目的]以典型流域为研究对象,揭示变化环境下滇中地区水资源的演变特征,为区域水资源综合管理服务。[方法]以滇中地区蜻蛉河流域1963—2012年的月值径流实测资料为基础,采用线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、小波分析和R/S分析等作为主要研究方法。[结果](1)蜻蛉河流域径流量年内分配极不均匀,主要集中在夏秋两季,而冬春两季占全年的百分比均较小;(2)自20世纪60年代以来,蜻蛉河流域径流量总体呈现出了减少的趋势,速率为4.80×107 m3/10a,但其变化趋势的尚未达到0.05的显著性水平;(3)研究时段内蜻蛉河流域径流量的变化经历了"多—少—多—少"的演变过程,2010年为一个典型突变年份;(4)从多时间尺度特征来看,蜻蛉河流域径流量变化局域性特点较为突出,没有贯穿整个研究时段的周期性波动,相对较为明显的周期性变化为15a;(5)蜻蛉河流域年径流量的变化存在比较显著的赫斯特现象,未来持续减少的概率较大。[结论]蜻蛉河流域水资源季节性分布不均,年际波动幅度大,未来一段时间内将继续维持减少趋势,需提前做好合理规划。     

1990-2012年淮河流域粮食生产的时空演进及驱动机制

[目的]动态研究粮食连增及农业政策调整背景下淮河流域1990—2012年的粮食产量时空变化进程及影响因素,为淮河流域科学合理粮食安全政策构建提供理论参考。[方法]采用区域重心计算模型和空间自相关技术。[结果]（1）淮河流域粮食总产量及县域均值持续增长。高产县域集中在流域中游皖北地区,中高产县域逐步向中上游推进,低产县域日趋边缘化。（2）淮河流域粮食产量重心呈西进南移态势变动,西进速率减缓,南北波动幅度较小,空间格局趋向稳定。（3）县域粮食产量分布呈显著空间聚集性特征,且有持续增强趋势。高产县域聚集于流域中游豫皖交界及下游苏中沿海地区;低产县市逐步集中连片聚集于流域上游豫西北边缘地区;高—低与低—高聚集县域规模较小,空间分布变化剧烈。[结论]水土资源变化、农业新技术及政策倾斜、种粮比较效益等主导因素共同驱动流域粮食产量空间格局演进。     

基于综合营养状态指数和BP神经网络的黑河富营养化评价

[目的]探究黑河流域富营养状态,为黑河流域水体污染综合防治提供基础数据和理论依据。[方法]选取叶绿素a(Chl.a)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_{Mn_})、透明度(SD)作为评价因子,使用综合营养状态指数法和BP神经网络对黑河流域的富营养化进行综合评价。[结果]黑河富营养化状况主要以中营养级为主,其中野牛沟和张掖湿地的营养指数接近轻度富营养程度,东居延海处于重度富营养化,尤其是总氮指数很高,应该及时进行治理和保护。[结论]相对于综合营养状态指数法,BP神经网络对黑河流域的评价结果更加贴近实际结果,较为客观可靠。     

基于TM影像的升金湖湿地生态安全研究

[目的]分析安徽省升金湖湿地景观格局动态变化过程,建立升金湖湿地生态安全(PSR)模型,并探讨其驱动力,为进一步开展升金湖湿地保护及其恢复研究提供科学依据。[方法]在遥感和GIS技术支持下,用1986,2003,2011年的3期TM影像为基本信息源进行分析。[结果]景观格局变化幅度较大,草地和水域面积减幅较显著;多样性指数呈上升趋势而优势度指数呈下降趋势,破碎化程度加剧,斑块类型呈多样性发展;随着景观破碎化程度增强,斑块数增加,将造成湿地生态系统片断化越严重,也会影响到湿地的调蓄能力,改变整个湿地的水文情势,减弱湿地的生态效益;另外,景观格局变化下的湿地生态安全指数趋于逐年下降状态,湿地生态安全形式处于预警状态,形势不容乐观。[结论]近年来,随着经济的发展,人口数量的增加,围垦等活动的加剧,人类活动对研究区的改造导致了自然湿地面积相对减少,升金湖湿地生态功能不断下降,经济增长和人口增长成为湿地格局变化主要驱动力。     

近500年来骆马湖演变的驱动力探究

[目的]对骆马湖的成因以及影响其演变的驱动因素进行探讨,为该湖泊合理开发以及水资源的可持续利用提供依据。[方法]以近500a来的历史文献数据为基础,辅助以统计学及数字化分析等方式开展研究。[结果]泇运河、中运河等水系的开通促进骆马湖发育与复生;骆马湖淤积年份与黄河泛滥年份有较强的一致性;清嘉庆朝后对骆马湖滩的围垦逐渐加剧;骆马湖区的气候呈干湿交替变化,并在1720—1765年,达到了近500a来最湿润的时期。[结论]流域水文状况变迁与泥沙淤积是影响骆马湖演变的决定性因素;气候因素与湖滩围垦也对骆马湖的演变有一定的影响;骆马湖特殊的社会价值是决定其演变过程的更深层次原因。     

内蒙古自治区呼伦湖水质变化特征及其影响因素

[目的]对内蒙古呼伦湖水质变化特征及其影响因素进行分析,为呼伦湖富营养化机理研究提供理论基础。[方法]采用2012—2014年的水质监测数据,对水体中TN,TP和叶绿素a(Chla)浓度的时空分布进行分析,采用综合营养状态指数法对水质进行富营养化评价,并对影响水质变化的因素进行探讨。[结果]在时间上,Chla,TN,TP浓度均表现为:7,8月9月1月;在空间上,TN的浓度的范围为1.70~2.31mg/L,均值为1.94mg/L。TP的浓度的范围为0.15~0.25mg/L,均值为0.19mg/L。呼伦湖水质已经达到地表水环境质量Ⅳ,Ⅴ类水体标准,是磷限制性湖泊。叶绿素a与总氮表现为:西南、东北两端中部,总磷浓度除一个水质观测点较高外,其他各观测点变化不大。呼伦湖水体夏季已经呈现中度富营养化水平,而冬季和秋季呈轻度富营养化水平。[结论]呼伦湖已经处于富营养化状态,丰富的外源输入为非冰封期呼伦湖发生富营养化提供了一定的物质基础。     

湖北省保安湖水体营养状态监测与分析

[目的] 探究湖北省保安湖水体营养状态时空特征,分析影响湖泊水体叶绿素a的主要影响因子,为其生态修复与保护提供科学依据。[方法] 在湖区设置监测点位,于2019—2021年进行取样监测分析,并运用综合营养状态指数(TLI)评价湖区的营养状态。采用空间自相关分析对保安湖营养状态的空间相关性与聚集程度进行研究。通过Logit模型分析叶绿素a浓度变化的关键水环境影响因子。[结果] 保安湖TLI变化范围为47.25～55.86,营养状态在中营养和轻度富营养间波动。湖区营养状态整体呈现显著的正空间自相关关系,其Global Moran’s I分别为0.46,0.93,0.60,0.31,0.60和0.62。主体湖南部是TLI的热点(高/高集聚)区域(p<0.01),扁担塘湖区是TLI的冷点(低/低集聚)区域(p<0.01)。影响叶绿素a浓度变化的主要水环境因子排序为：透明度>TP>pH值>COD_Mn>水深>DO,均与叶绿素a浓度有显著相关性。[结论] 湖区水体营养状态良好。流域内应通过控制农田水土流失及养殖业面源污染,加强入湖河道治理等方式减少外源磷输入,采用生态水位调控和修复水生植被等措施来进一步改善水体营养状态。     

基于RS&GIS的内湖岛屿湖域视景资源开发分析

[目的]通过量化研究探索内湖岛屿湖域视景资源开发过程中的可持续发展途径,为此类区域风景规划、低影响开发和湖域景观保护等提供依据。[方法]以太湖西山岛及周围湖域为典型研究范围,基于RSGIS的空间分析技术及方法,从路域视景、湖岸视景、视域开阔度、视景丰富度、地形因子等方面进行量化研究,并提取适宜的观景平台选址作为成果展现。[结果]首先通过最佳坡度坡向、平台地基尺寸、洪水淹没、低影响开发、路域可达度等指标初步筛选出30处拟选址。其次通过视域、水景开阔度和视景资源丰富度进行分析,确定最终选址。[结论]建立在量化数据基础上的视景资源开发属于源头控制,观景平台的选址科学有效,有利于视景资源的永续利用和区域生态。