普者黑湖流域景观格局及生态风险时空演变

为探析湖泊流域景观格局及生态风险时空演变规律,改善流域生态环境以及降低流域生态风险,以普者黑湖流域为研究对象,并以6期(1990年,1995年,2000年,2005年,2010年和2015年)遥感影像为基础,基于景观干扰度指数和景观损失度指数构建景观生态风险指数,借助Arc GIS地统计学中的分析方法,对普者黑湖流域景观格局及生态风险时空演变进行分析。结果表明:(1)1990-2015年普者黑流域景观结构发生了较大变化,农地和林地的干扰度较高,建筑用地、园地和湿地的干扰度次之,未利用地的干扰度较小,干扰度指数仅为0.208 7~0.218 0,其中农地干扰度波动较小,其变化范围为0.375 8~0.379 6,建筑用地的干扰度指数波动较大,变化率为-14.10%。(2)20 a来,普者黑流域不同土地利用景观损失度变化显著,其中农地和未利用地损失度较大,依次达到0.542 2和0.551 4,湿地、建筑用地和林地次之,园地损失度最小,损失度指数仅为0.119 7。(3)1990-2015年研究区生态风险空间分布差异较大,1990-2005年较低生态风险所占比例最大,而2005-2015年期间生态风险主要表现为中生态风险等级,生态风险在缓慢增加;流域生态风险时空分布与土地利用强度及人类活动关系密切,加强流域土地综合治理和人类活动调控,促进流域社会、经济与生态保护协同作用,实现区域可持续发展。     

云南高原湖泊流域种植业面源污染物的流失特征分析

种植业面源污染己经成为我国水环境质量安全的重大影响因素,近些年来的研究表明,农药化肥中的氮、磷元素的流失使种植业面源污染更加严重。本文通过流失系数法和空间叠加分析,对2015年云南三大高原湖泊（抚仙湖、星云湖和杞麓湖）流域种植业总氮、总磷、铵态氮、硝态氮的流失量和流失强度及其空间分布特征进行分析研究。结果表明：三大流域内种植业总氮流失量最大,其次为铵态氮、硝态氮、总磷,流失强度分别为2.73~22.07、0.003~3.52、0.01~2.25、0.05~1.36 kg·hm^-2;总氮、总磷流失范围主要集中在杞麓湖的西南部,星云湖西部和南部。铵态氮、硝态氮流失主要集中在杞麓湖的南部,星云湖南部和北部;氮磷元素的流失主要来源于经济作物和水稻。本研究根据研究结果分别制定分区、分级、分阶段防治计划,以期为控制研究区种植业面源污染提供科学依据。     

柘林湖非点源入湖负荷估算及对策研究

在开展柘林湖污染源现状调查的基础上,参照国内外相关湖泊污染负荷估算研究方法,采取调查系数法估算柘林湖非点源氮磷的入湖负荷。结果表明,水产养殖、农业种植业流失、农村生活和畜禽养殖污染是柘林湖流域非点源污染入湖氮的主要来源,分别占入湖氮总量的48%、30%、16%和6%;水产养殖污染是入湖磷的主要来源,占64%,其次为畜禽养殖、农村生活和农业种植业流失,分别占17%、10%和9%。     

贵州省安顺市虹山湖湿地生态环境现状调查及修复工程探讨

通过对虹山湖流域的现状调查发现流域内生态环境污染严重,为改善流域内的生态环境现状,提高人名生活质量,对虹山湖流域内生态环境治理工作刻不容缓,其治理措施为:建立完善的生活垃圾处理管理制度;建立完善的生活污水处理系统;在虹山湖入口处修建一个人工沼泽净化区;在虹山湖区内种植大量的水生高等植物;建立定期清理湖区流域内的淤泥、水生植物等的管理系统。     

杞麓湖流域废菜叶污染调查及资源化利用

杞麓湖流域终年进行蔬菜种植,有大量废菜叶产生。调查了杞麓湖流域废菜叶污染现状及其入湖比例,对废菜叶污染成分含量进行了测试,并估算了进入杞麓湖的废菜叶的污染负荷产生量,结果表明,杞麓湖流域每年约有38万t废菜叶产生,其入湖比例约为20%;入湖废菜叶产生的有机质、N、P分别为3 782.52、192.20、20.37 t/a。因此,利用微生物发酵技术将流域内废菜叶转化成生物发酵饲料是提高流域废菜叶资源化利用水平和改善杞麓湖水质的关键。     

典型岩溶湿地表层沉积物中磷的形态及分布特征研究

为探析普者黑岩溶流域不同类型湿地表层沉积物中各形态磷的含量特征及风险,以普者黑岩溶流域为研究区,运用抓斗式底泥采样器在枯、丰、平3个水期对流域内4种湿地的表层沉积物进行采样。采用国家标准方法及四步连续提取法对沉积物中全磷(S-TP)及磷形态的含量进行测定,分析弱吸附态磷(NH4Cl-P)、可还原态磷(BD-P)、铁铝结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(HCl-P)及残渣磷之间的相关性。结果表明:普者黑岩溶流域表层沉积物S-TP的分布情况在506～846 mg/kg,对于不同类型湿地表现为河流湿地沼泽湿地湖泊湿地库塘湿地。普者黑岩溶流域除库塘湿地外的其他3种湿地表层沉积物中不同形态磷含量分布情况为NaOH-P残渣磷BD-P HCl-P NH4Cl-P,而库塘湿地中的残渣磷含量大于NaOH-P。Pearson相关系数表明,沉积物中S-TP含量的增加主要来自NaOH-P;其次是HCl-P,部分来自于残渣磷,水体中总磷(W-TP)和正磷酸盐(SRP)含量主要来自于残渣磷、S-TP和BD-P。残渣磷与NH4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P之间相关性较小,说明其来源具有差异性。     

普者黑流域表层水和沉积物中重金属污染特征及风险评价

  目的  普者黑流域拥有独特的自然景观和特殊的岩溶湖泊生态系统,研究其湖泊沉积物中重金属分布特征及生态风险评价对该区域湖泊水环境保护及污染防治具有重要意义。  方法  采用地累积指数和潜在生态风险指数分析了流域内表层水及沉积物中6类重金属:砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)和镍(Ni)水平,并对重金属生态风险进行评价及源头追溯。  结果  ①普者黑流域表层水中重金属质量浓度远低于《地表水环境质量标准》Ⅰ类标准限值。②沉积物中重金属的平均质量分数均高于其对应的背景值(Cr除外)。③沉淀物重金属质量分数平均值从大到小依次为Mn、Zn、Cu、Cr、Ni、As,分别是各自背景值的1.68、1.33、3.33、0.96、1.01和1.59倍。其中Cr污染程度最低,有96.6%的采样点为清洁水平;As偏中度污染,是Mn的1.8倍;Mn的清洁水平和轻度污染相当。④单项重金属生态风险指数从大到小依次为As、Cu、Ni、Cr、Mn、Zn,潜在生态风险指数值均小于40,风险较低。  结论  As和Cu是普者黑流域污染范围最大、程度最高的2类重金属,Cr、Ni和Zn大多为无污染;潜在生态风险评价发现:平均生态风险指数为31.7,As和Cu贡献率最大,所有重金属均处于低生态风险;从空间分布来看,流域下段国家湿地公园及3条入湖河流是各类重金属主要汇集区域。图6表7参40     

云南普者黑湿地流域水域面积变化及其影响因素

水域面积变化特征反映了自然和人为对水域生态系统的影响,对水域生态系统的保护、利用和可持续发展有着参考价值.选取普者黑流域1998～2018年共13期Landsat遥感影像为数据源,采用水体指数END-WI的方法计算普者黑流域水域面积数据,分析研究区22年水域面积时空变化特征及变化趋势,结合同时期的气象、植被、人类活动因素,探讨了引起流域水域面积变化的主要原因.结果表明:(1)1998～2018年来普者黑流域水域面积呈现波动增长的趋势,变化最明显的区域是湖泊地区.其中,1998～2002年水域面积缓慢增加(动态度为0.39％);2002～2010年为水域面积迅速减小阶段(动态度为-1.13％);2010～2019年为水域面积迅速增加阶段(动态度为0.96％);2010年面积最小(557.82 km2),2003年面积最大(620.94 km2);(2)1998～2018年气温、降雨、植被与研究区水域面积变化无明显相关性;人类活动中社会经济因素对水域面积变化呈极显著相关(R2=0.883).研究显示,1998年以来人类活动对普者黑流域水域面积的变化产生显著影响,水资源总体上呈波动增加的变化趋势.     

典型岩溶湖泊湿地流域土地利用动态及模拟预测

为了掌握和揭示普者黑流域土地利用动态的变化特征,以TM影像数据为基础,采用GIS、数理统计等技术手段,对1990—2015年6期(每5年1期)的普者黑岩溶湖泊湿地流域影像进行解译,分别从土地利用动态度和土地利用结构方面分析该研究区25 a的土地利用变化特征,并基于CA-Markov模型对研究区未来30 a土地利用结构变化进行预测.结果表明:(1)1990—2015年普者黑流域土地利用结构变化表现出明显的差异,从土地利用动态度来看,未利用地利用动态度变化最大,其次是建筑用地、湿地和农地,林地和园地利用动态度变化最缓慢;从各土地利用类型间相互转化来看,转出面积以农地和林地为主,转入面积以农地、林地和湿地为主.(2)未来30 a研究区土地利用格局变化总体上体现了以农地为主,以林地、建筑用地和湿地为辅的特征,土地利用变化趋势与前25 a的演变规律基本保持一致.(3)与1990—2015年相比,2015—2045年普者黑岩溶湖泊流域土地利用格局出现了一些新特征,原有建筑用地增长率明显提高,湿地增长率降低,农地和林地面积先增加后减少.     

普者黑流域土地利用及“源-汇”景观的氮磷输出响应研究

以滇东南典型岩溶流域普者黑为研究对象,在将流域划分为26个子流域的基础上,以2018年3个水期各子流域的水质数据为依据,结合子流域内土地利用结构和景观格局特征,采用相关性分析、冗余分析和回归分析,探讨流域氮、磷输出与景观特征指数的定量关系。结果表明:丰水期氮、磷输出要高于枯水期和平水期,全流域从外围到中部呈"汇"景观逐渐减小,"源"景观逐渐增大趋势,耕地是流域氮、磷输出的主要"源"景观,水域具有改善水质的"汇"景观功能;耕地、水域面积比例和斑块密度、香农多样性指数与水质之间相互关系显著,说明农业活动是影响普者黑流域氮、磷输出的主要原因,景观的破碎化促使了这一生态过程的发展;3个水期景观空间负荷对比指数(LWLI)与TP、PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N均呈正相关,枯水期和丰水期时LWLI与所有水质指标均集中于同一象限,LWLI与丰水期TP的回归系数最大,R~2为0.856,表明LWLI对水质指标的解释能力远大于传统景观指数,对水质评价及预测有重要意义。     

云南普者黑湿地流域水域面积变化及其影响因素

水域面积变化特征反映了自然和人为对水域生态系统的影响,对水域生态系统的保护、利用和可持续发展有着参考价值。选取普者黑流域1998～2018年共13期Landsat遥感影像为数据源,采用水体指数ENDWI的方法计算普者黑流域水域面积数据,分析研究区22年水域面积时空变化特征及变化趋势,结合同时期的气象、植被、人类活动因素,探讨了引起流域水域面积变化的主要原因。结果表明:(1)1998～2018年来普者黑流域水域面积呈现波动增长的趋势,变化最明显的区域是湖泊地区。其中,1998～2002年水域面积缓慢增加(动态度为0.39%);2002～2010年为水域面积迅速减小阶段(动态度为-1.13%);2010～2019年为水域面积迅速增加阶段(动态度为0.96%);2010年面积最小(557.82 km²),2003年面积最大(620.94 km2),2003年面积最大(620.94 km²);(2)1998～2018年气温、降雨、植被与研究区水域面积变化无明显相关性;人类活动中社会经济因素对水域面积变化呈极显著相关(R2);(2)1998～2018年气温、降雨、植被与研究区水域面积变化无明显相关性;人类活动中社会经济因素对水域面积变化呈极显著相关(R²=0.883)。研究显示,1998年以来人类活动对普者黑流域水域面积的变化产生显著影响,水资源总体上呈波动增加的变化趋势。     

滇池流域水土流失造成的农业面源污染及治理对策

通过对滇池流域农业面源污染现状的考察,及对流域10条入湖河流的水土流失和污染物负荷监测,整理得出该流域的降雨侵蚀力,并以此为基础,提出了针对流域内农业面源污染的水土保持治理对策。     

基于网络大数据的普者黑自然保护区社会服务价值评价

以丘北普者黑自然保护区为研究范围,利用词频分析技术对普者黑自然保护区的网络评价进行数据采集和分析;通过高德数据和GIS分析的结合,对比丘北普者黑自然保护区游人分布的时空变化,探讨普者黑自然保护区的物质性和精神性社会服务价值。结果表明:游客对自然保护区社会服务的关注热点集中在影视剧、综艺节目中的拍摄地和当地的荷花美景上,而较少关注丘北普者黑的喀斯特地貌、湖泊景观,说明景区自然资源的开发利用效能不明显。空间上游客长期以普者黑湖、普者黑村和仙人洞村为聚集区域,时间上游客高峰主要集中在荷花盛开的6—8月,说明保护区旅游服务产品组合单一、季节性景观明显的问题。保护区内的荷花成为游客的主要观赏对象,而保护区内独特丰富的、长季节性的喀斯特地貌和湖泊景观的价值未能传达给游客;人文活动、节能环保和建筑设施服务功能传达性较低。丘北自然保护区由于特殊的景观地貌和民族文化,各处景观的空间特质较为明确,相对于一般保护区而言,保护区的特性和表征使得某些文化特质能够更加明显被感知。自然保护区的物质化景观空间与文化特质有着较好的关联性,大众对于文化特质好感度较高。     

九龙江流域营养盐削减成本函数研究简

流域、湖库和近岸水体的富营养化是世界各国面临的严重水环境问题之一.我国超过50％的流域、湖库和近岸海洋面临着富营养化问题.营养盐污染引起的重大环境、经济损害及其高昂的削减成本,使得流域营养盐削减成本函数以及以此为基础的成本最低的营养盐削减最优方案成为学术界和管理界关注的热点领域.建立了中小尺度流域5种营养盐削减措施成本函数的研究方法和模型,并将建立的方法应用到九龙江北溪流域,建立了不同子流域、不同营养盐削减方式的成本函数.研究发现,不同营养盐削减措施的成本相差较大,减少化肥使用量是成本最低的营养盐削减方式,其次是建设湿地;经济发展水平、农业种植业结构是影响各子流域营养盐削减成本的重要因素,经济发达、农业经济租金较高的子流域的削减成本要高于经济发展水平低、农业租金低的子流域;在选取营养盐削减措施时,除了考虑成本之外,还必须考虑各种削减措施的规模限制.     

高原湖泊杞麓湖流域典型蔬菜地土壤及周边水质特征

为了了解杞麓湖流域农田、水体的营养状况,于流域内湖泊周边蔬菜地采集耕层土壤样品以及相应位置的水体样本,测定了土壤养分状况和水体富营养化参数,并对各个参数间的相关性进行了分析.结果表明:杞麓湖流域的土壤TNS、TPS、SOM含量极丰富,均值均处于1级丰富度;但就区域分布而言,杞麓湖的东部和北部农田养分含量较低,而西部和南部的养分含量较高;杞麓湖水质参数TNW含量、TPW含量和COD的均值都达到了地表水劣Ⅴ类水平;土壤的SOM含量与TNS含量呈显著正相关,水体中的TNW含量与TPW含量呈显著正相关关系.根据杞麓湖流域的土壤及水体养分特征,提出了相应的种植及截污对策.     

高原湖泊杞麓湖流域典型蔬菜地土壤及周边水质特征

为了了解杞麓湖流域农田、水体的营养状况,于流域内湖泊周边蔬菜地采集耕层土壤样品以及相应位置的水体样本,测定了土壤养分状况和水体富营养化参数,并对各个参数间的相关性进行了分析。结果表明:杞麓湖流域的土壤TNS、TPS、SOM含量极丰富,均值均处于1级丰富度;但就区域分布而言,杞麓湖的东部和北部农田养分含量较低,而西部和南部的养分含量较高;杞麓湖水质参数TNW含量、TPW含量和COD的均值都达到了地表水劣Ⅴ类水平;土壤的SOM含量与TNS含量呈显著正相关,水体中的TNW含量与TPW含量呈显著正相关关系。根据杞麓湖流域的土壤及水体养分特征,提出了相应的种植及截污对策。     

星云湖环境问题研究进展

星云湖及其流域是完整的水陆生态系统,目前湖泊水污染加重,富营养化进程加快,水体功能受损;森林植被涵养能力差,水土流失严重;水资源贫乏,供需矛盾突出;水生生态系统破坏严重,生物调控能力弱;湖泊内污染源污染严重。保护湖泊,必须严格控制入湖污染源,以改善生态环境条件为重点,强化流域与湖体管理,流域治理与湖泊生态修复相结合,工程措施与非工程措施相结合,制定长期防治规划,分期实施。     

典型岩溶流域不同湿地水体氮磷分布及富营养化风险评价

【目的】探索岩溶流域不同湿地水体中氮、磷的分布特征及富营养化风险,为岩溶地区的湿地和水资源保护提供理论依据及技术参考。【方法】以滇东南典型岩溶流域普者黑为研究区,通过对流域内沼泽湿地、库塘湿地、河流湿地、湖泊湿地的枯水期、平水期和丰水期水质进行监测,测定不同湿地水体中氮(总氮(TN)和氨氮(NH_3-N))、磷(总磷(TP)和正磷(PO_4~(3-)-P))和溶解氧(DO)质量浓度的变化,并利用对数型幂函数普适指数对水体富营养化风险进行了评价。【结果】普者黑岩溶流域不同湿地水体中氮、磷质量浓度的时空分布特征明显,在丰水期最高,达到Ⅳ类水质标准,枯水期最低。湿地水体中,TN、NH_3-N和TP、PO_4~(3-)-P最高质量浓度均出现在丰水期的河流湿地中,分别达到1.72,0.95和0.113,0.035 mg/L,DO质量浓度在平水期的库塘湿地最高,达7.97 mg/L;枯水期湖泊湿地水体中TN、NH_3-N和TP、PO_4~(3-)-P质量浓度最低,分别为0.18,0.13和0.016,0.006 mg/L,在丰水期的沼泽湿地DO质量浓度最低,为4.39 mg/L。在不同类型的湿地中,氮、磷质量浓度由高到低表现为河流湿地库塘湿地沼泽湿地湖泊湿地,湿地大部分水体在不同时期均处于中等营养化状态,属磷限制状态。【结论】普者黑岩溶流域4种湿地水体在丰水期的富营养化程度为中等等级,面临水质恶化的风险,因此需合理利用及保护现有湿地,保证岩溶水资源有效补给,同时减少人类活动对水资源的污染。     

基于USLE模型分析剑湖入湖河流金龙河流域的土壤侵蚀动态

剑川县金龙河作为剑湖淤积泥沙的主要产源,减少金龙河流域的土壤侵蚀,对治理剑湖泥沙淤积有至关重要的作用,以剑湖金龙河入湖口为研究对象,利用3S技术,实现剑湖流域地区土地利用类型数据的获取,进而分析1995—2015年间该区域土地利用的时空动态变化情况,借助修正土壤流失方程(RUSLE),对该时段流域内的土壤侵蚀状况进行定量估算。结果表明:1995—2015年剑湖金龙河流域轻度以上的侵蚀面积从123.79km~2减少到93.86km~2;土壤年均侵蚀模数从1 826.58t/(km~2·a)降到1 628.27t/(km~2·a);总侵蚀量由933 295.25t减小到832 241.67t。剑湖的泥沙淤积明显减少,生态环境得到有效改善。     

滇西北高原湖泊剑湖流域景观时空演变特征

为深入了解流域景观演变规律并有效保护高原湖泊,以滇西北剑湖流域为研究对象,基于1990-2015年6期剑湖流域以及1974-2015年8期剑湖湖泊Landsat影像数据,在Arc GIS平台下采用Fragstats计算景观指数,并运用SPSS分析流域景观格局与剑湖景观形状的相关性。结果表明:①25 a间剑湖流域的建设用地和耕地呈增加趋势,分别增加了1 269.27和1 038.42 hm2,水域和未利用地显著减少,分别减少了93.51和2 664.99 hm2,林地面积变化幅度不大,增加了450.81 hm2;②景观水平斑块个数、斑块密度和蔓延度指数增加,分别增加了193个、0.09和0.60,景观多样性指数降低了0.05;③剑湖湖泊面积整体呈递减趋势,从1974年的504.47 hm2减少到2015年的451.72 hm2;剑湖景观形状指数越来越复杂,金龙河入湖口形状变化尤其剧烈;剑湖湖泊质心向西南偏移,1974-2015年偏移了113.92 m。表明:剑湖流域25 a间景观破碎化程度和景观蔓延度不断增加,泥沙淤积、围湖造田等人类活动对剑湖景观的演变起主要作用,流域景观格局的演变影响湖泊形状及质心的变化。