基于遥感影像的黄河三角洲湿地景观演变及驱动因素分析

为揭示1973-2013年黄河三角洲湿地景观演变情况及其驱动因素,更好地服务于区域湿地生态保护和恢复,利用1973-2013年9期Landsat卫星影像,构建了黄河三角洲湿地景观数据库。阐述了黄河三角洲湿地景观组成现状、分布规律和阶段特征,并结合黄河入海水沙及社会经济数据,探讨了其驱动力。研究表明:1)黄河三角洲湿地以自然湿地为主,近40 a来湿地总面积呈下降趋势,且以自然湿地向人工湿地和非湿地的转换为主要特征,湿地景观破碎化趋势严重;2)黄河三角洲湿地景观面积的整体下降趋势与黄河入海水沙的整体减少有较好的函数关系,且以输沙量对自然湿地景观,尤其是咸水湿地景观变化趋势的影响更强,径流量则对淡水湿地景观的影响更为突出。3)黄河三角洲湿地景观面积变化亦具有阶段性特征,这是由于黄河来水来沙量的显著周期性变化,叠加上持续扩大的人类活动影响所致。该研究分析了黄河三角洲湿地景观格局演变规律,并定性探讨了主要驱动因素,相关结论对区域湿地保护和恢复具有一定参考意义。     

小浪底运行对黄河三角洲湿地景观的影响

通过遥感解译识别湿地景观,了解小浪底对黄河下游景观变化的影响。以山东省垦利县为研究对象,利用ENVI 4.7、ArcGis 10.0和Fragstats 4.2等软件对1984—2014年间的7期遥感影像资料进行处理,结合相应年份黄河水沙数据,研究了黄河小浪底水库截留前后30a的垦利县景观格局变化情况。结果表明:调水调沙时期年水沙量较天然水沙时期低,水沙年际波动较天然水沙时期平缓。天然水沙时期,湿地面积减少42 175.83hm~2,占初始年份湿地总面积的66.20%;调水调沙时期,湿地面积减少21 027.66hm~2,是天然水沙时期减少面积的49.86%。小浪底投入使用后,研究区湿地景观趋于稳定,异质程度变化不大,景观类型有向多样化方向发展的微弱趋势,黄河来水来沙量变化趋于平缓,对景观的影响力减弱。湿地景观面积与河流径流量和输沙量之间的回归方程显示,河流年径流量为150~250亿m~3,年输沙量为1.5~4亿t,是湿地景观格局较为稳定的径流与输沙过程。     

1986－2016年黄河三角洲地表水体变化及其驱动力分析

地表水体在黄河三角洲形成、生态系统演化及社会经济发展中发挥着极为重要的作用。该文以黄河三角洲地表水体为研究对象,采用轨迹分析法和Logistic回归模型,分析研究区30 a内地表水体演化特征及驱动机制。结果表明：1）1986-2016年间黄河三角洲地表水体面积增加1 161.53 km2,其中河流呈减少状态,面积减少33.49 km2。水库、坑塘和盐田养殖池分别增长84.88、63.82、1 046.33 km2,呈增加趋势。未利用地向盐田养殖池转换是面积变化最大的类型。2）Logistic 回归发现,地理区位因素是影响水库演化主要因素,距海岸线距离和乡镇距离是水库转入的主导驱动因子,距乡镇距离是水库转出主导驱动力。盐田养殖池的演化受到社会经济因素和区位因素综合影响。水产产量、人口密度差、距市中心距离、距黄河距离和国民生产总值是盐田养殖池转入的主要驱动力。距市中心距离成为盐田养殖池转出的主导因子。坑塘的转化受到区位因素和社会经济因素影响,距乡镇距离、人口密度差、距海岸线距离为主要驱动因子。     

山西湿地生态环境退化特征及恢复对策

山西湿地主要分布于各河流流域、湖泊和水库及周围地区,具有分布广泛、类型多样以及生物多样性丰富等特征,主要类型有河口(内陆)湿地、河流湿地、湖泊湿地、水库湿地和沼泽及草甸湿地等,总面积约2146km2。由于人类的不合理利用和自然的原因,导致湿地生态环境退化现象严重,主要表现为:(1)污染严重导致湿地生态环境功能丧失,特别是河流尤为突出;(2)河漫滩和湖泊的过度围垦,加速湿地面积不断萎缩,湿地植被遭到严重破坏;(3)不合理利用和过度捕猎导致生物多样性急剧下降;(4)许多水库的修建使湿地丧失速度加剧;(5)连续多年的干旱导致许多河流成为名副其实的"季节性河流"。最后,提出了山西湿地生态环境恢复的科学对策。     

黄土高原藉河流域径流对气候和土地利用变化的响应

[目的]揭示黄土高原区中尺度流域径流对气候和土地利用变化的响应规律,为合理解决流域水资源利用和实现水资源的可持续管理提供理论支撑。[方法]以黄土高原藉河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验、距平累积曲线、双累积曲线以及分离评判法等方法进行研究。[结果](1)1962—2010年藉河流域年降雨呈下降趋势,但下降趋势不显著(p0.05);流域年径流深呈显著下降趋势(p0.001),且在1985年发生减少突变;(2)坡耕地面积减少,梯田面积增加是研究时段内流域土地利用变化的最明显特征。[结论]研究时段内土地利用变化是藉河流域径流量减少的主要驱动因素,影响贡献率为90.2%,而气候变化影响较小,贡献率仅为9.8%。     

降雨侵蚀力对河岸滩区耕地土壤养分流失的影响

河岸滩区的人类农业活动最为直接地影响着河流的水文生态.自1997年小浪底水利枢纽工程成功截流以来,下游孟津扣马黄河滩区1 955hm2的天然滨河湿地有72%常年出露.为当地农业开发提供了原生动力.在10 a期间滩区的土地利用状况也发生了明显的改变,其中28.8%转变成鱼塘-荷花塘等人工湿地,39.8%转变成小麦棉花等旱地农作物,剩下的328 hm2的河床湿地因受农业活动的影响,正发生着严重的退化和萎缩.通过野外定位观测,对孟津黄河滩区河岸耕地土壤养分随降雨径流流失的特征进行了研究.研究结果表明,次降雨侵蚀力(R)是影响径流量和土壤养分流失的重要因素.在弱侵蚀力下,产生的径流以蓄满产流为主;当降雨侵蚀力大于19.0,产生的径流以超渗产流为主.径流土壤养分流失量与次降雨侵蚀力之间存在明显的二次曲线关系.根据滩区土壤的渗透特征,在次降雨侵蚀力R=10.0～45.0之间的中等强度降雨将产生较为严重的土壤养分流失.并强调河岸带的水土保持工作应亟待加强.     

新疆干旱区湿地景观格局遥感动态监测与时空变异

为了解和掌握全球变化环境下中国干旱区湿地的分布现状、变化过程和时空格局特征,该文通过多源遥感技术手段,采用面向对象分类方法和目视解译相结合,完成了干旱区湿地信息的多期监测,实现了新疆地区2000、2005和2010年的湿地分布制图,并利用动态度模型和地统计方法计算了近10 a时空变化情况,分析了湿地变化的时空特征。研究结果表明:1)近10 a来全疆干旱区湿地约增加了10.1%,2010年新疆湿地总面积达到22 438 km2,较2000年约增加了2 065 km2;2)在类型构成上,2010年河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和人工湿地所占比例分别为42.73%、29.43%、17.98%、8.92%和0.94%;3)在空间分布上,南北疆呈现不均衡,南疆湿地约占总体的76%,北疆湿地仅占24%;主要分布在塔里木流域,以河流湿地为主,空间分布差异显著;4)新疆湿地面积总体上呈增多的趋势,不同类型的湿地面积变化幅度差异较大。沼泽湿地和人工湿地的动态度分别为:2.58%、2.43%,河流湿地与湖泊湿地的动态度为:0.59%、0.43%;净增量最大的是沼泽湿地和河流湿地,分别增加了827.92和531.86 km2,占湿地净增量的65.85%。在变化原因上,全球变暖、新疆区域气温升高和降水增多是湿地近年来增加的主要原因;人类活动的干扰,加剧了湿地变化的复杂性和空间差异性。研究结果可为区域生态环境变化研究以及湿地资源的保护规划提供数据支持和结论参考。     

降雨入渗条件下厚包气带土壤水流通量的模拟与分析

降雨较少的半干旱半湿润地区大范围的厚包气带中土壤水运动的研究越来越受到关注,其中厚包气带对降雨补给浅层地下水特征的影响是重要的研究问题。探究厚包气带情形下降雨对浅层地下水的补给作用和机理可为分析人类干扰情况下水文循环规律的变化、合理地制定水资源开发利用规划提供理论依据。本文以北京市大兴区新凤河流域采育镇由GEOPROBE钻机获得的9.6m厚包气带土壤样品为研究对象,在室内详细测得土壤特性数据的基础上,运用HYSRUS-1D软件模拟55a降雨入渗条件下的一维土壤水流动态过程,分析土壤水流通量的时空变异特征,探讨用较浅层位(2m深度附近)的土壤水流通量来估算深层土壤水渗漏量的可行性,旨在为野外裸地厚包气带条件下评价降雨入渗对浅层地下水的补给提供简捷实用的方法。研究结果表明:该地区多年自然降雨条件下的平均土壤水分深层渗漏量为131.03mm,多年平均降雨入渗补给系数约为0.21。其中,平水年对应的平均降雨入渗补给系数约为0.18。当模拟时段达到55年时,土壤剖面2m以下的入渗通量几乎不随深度变化而变化。这一实际案例的研究结果对该区域宏观水资源管理和评价具有一定的参考价值。     

黄土高原水土保持对流域降雨径流的影响分析

以黄土高原西川河流域1990年开展大规模水土保持综合治理以来的降雨、径流及各种治理措施面积变化等资料为基础，提出对各次降雨径流过程按雨量分级，然后分别研究流域治理程度逐年提高对其径流的影响规律，并对各种治理措施的降雨径流影响大小进行了对比分析。结果表明水土保持综合治理可以明显改变中雨、大雨级的降雨产流量，削弱降雨—径流型的流域间水分大循环，强化以降雨—入渗—蒸发型的流域内水分小循环；工程治理措施对径流的拦蓄作用大于植树种草生物治理措施；林草拦蓄降雨径流作用具有滞后性。     

不同干扰程度下黄河三角洲植被群落有机碳分布特征

为研究不同干扰程度下滨海湿地有机碳分布特征,选择黄河三角洲干扰程度较小的一千二管理站和黄河口管理站及干扰程度较大的东营港和五号桩4个研究区,对不同植被群落下的土壤有机碳含量、密度及单位面积储量进行研究。结果表明:植被生长初期(5月)一千二管理站、东营港、五号桩和黄河口管理站土壤有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量分别为3.504,3.433,3.698,3.815g/kg、4.84,4.58,5.02,5.56kg/m2和4 237.00,3 807.42,4 272.77,4 917.63t/km2。植被生长旺期(8月份)一千二管理站、东营港、五号桩和黄河口管理站土壤有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量分别为3.90,3.63,3.45,3.62g/kg、5.32,4.83,4.46,5.25kg/m2和4 588.02,4 010.10,3 614.95,4 623.12t/km2。人为活动干扰较大的五号桩和东营港地区,有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量较小;光滩有机碳含量比有植被生长的湿地低;互花米草湿地有机碳含量和有机碳密度在植被生长初期高于其他湿地类型,但这种优势在生长旺期不显著,与黄河口管理站和一千二管理站芦苇湿地单位面积有机碳储量相比较,互花米草湿地单位面积有机碳储量要低。由此可见,人为干扰对滨海湿地有机碳含量、密度及储量产生较大的影响,保护湿地完整性对于减少碳排放、维护滨海湿地的碳汇功能具有重要的作用。     

黄河生态系统特征及生态保护目标识别

根据黄河流域生态和环境状况,对黄河流域进行了生态分区,并阐述了各生态区的特征。在黄河河道湿地研究和黄河水体内顶级物种(鱼类)的调查分析基础上,确定了黄河不同类型生态保护区的生态保护目标:从流域角度而言,黄河上游的主要生态保护目标是植被和水源涵养林;中游应以水土保持为主,主要是恢复和保护植被;下游以保护湿地类型和维持湿地面积为重点,保护生物多样性和重要鸟类资源。黄河水生态系统中的主要保护物种应是珍贵经济鱼类北方铜鱼、河口洄游鱼类刀鱼、鲤鱼等,主要保护的生态区包括库区湿地、河口湿地、河道湿地以及景观娱乐水域等。     

汾河流域湿地退化特征及恢复对策

在汾河流域湿地分布广泛,类型多样,生物多样性丰富,主要湿地类型有河口（内陆）湿地、河流湿地、湖泊湿地、水库湿地和沼泽及草甸湿地等,总面积930．51km2。由于人为不合理利用和自然的原因,导致汾河流域湿地生态环境退化现象严重。该流生态环境主要表现特征为：（1）未经处理的污水直接排放导致湿地生态环境急剧恶化退化;（2）不合理的开发加速湿地面积不断萎缩,湿地植被遭到严重破坏;（3）过度开垦破坏水禽的栖息地,滥捕盗猎导致湿地生物多样性不断下降;（4）过度开采地下水和煤炭的无序开采使湿地生态环境恶化的进程加快。     

仕望河流域水土保持措施的减水减沙效益研究

黄河河口镇至龙门区间是黄河流域的主要产沙区,该区间河道全长725.1 km,落差607.3 m,比降0.084%,流域面积11.2万km²。而仕望河流域地处黄土丘陵沟壑区与高原沟壑区的过渡地带,是黄河中游吴堡—龙门段西岸的1条1级支流。本文旨在通过对仕望河流域的水沙变化的综合分析探讨而为黄河的综合治理提供一个切实可靠的依据。本文根据1970—1989年水文站的实测资料,分析了该流域的水沙来源和降雨产流产沙关系,并结合2006—2010年的实测资料,对比分析了不同时期该流域降雨、产流、产沙的变化情况。采用水文法分析计算了该流域水土保持、水利措施的减水减沙效益。通过实测资料分析计算,认为仕望河流域水量变化采用双累计曲线法分析结果比较合理,基本反映了降雨和产流产沙的内在联系。对比影响流域产流产沙的自然因素（降雨）和人为因素（水土保持措施）,仕望河流域水土保持措施减水减沙量在总减水减沙量的占比呈逐年增加的趋势,而降雨因素的的影响在逐步递减。近30 a来国家越来越重视水土保持工作,黄土高原地区的水土保持治理工程陆续的实施对流域产流产沙的减少有显著的影响。     

基于遥感的郑州市黄河湿地植被覆盖度变化研究

城市滨河湿地的治理与保护对于城市生态环境具有重要意义,而监测植被覆盖度是研究湿地植被状况的重要方法。以郑州市黄河湿地为研究对象,采用等密度模型,基于1999-2011年的郑州市黄河湿地TM遥感影像,进行湿地植被覆盖度的反演,并结合降水数据和实际调研情况,分析了郑州市黄河湿地植被覆盖度的变化情况。结果表明,郑州市黄河湿地生态环境比较脆弱,研究期内平均植被盖度由60%下降到40%,典型黄河湿地植被遭到破坏。年降水的差异对植被覆盖度影响明显,同时越来越多的人类活动是导致植被持续减少的重要因子。该研究结果可为制定区域生态修复规划,提高黄河湿地的生态价值和经济价值服务提供参考。     

湟水流域输沙特征分析

湟水青海省境内面积 15 3 4 2km2 ,是黄河中上游地区主要产沙区之一 ,年输入黄河泥沙 2 0 40万t。流域径流主要产生于 6～ 9月 ,占年径流总量的 5 3 % ;下游地区面积占流域总面积的 41 2 % ,年径流量占流域年径流总量的 42 4%。上游地区面积占全流域面积的 5 8 8% ,年输沙量仅占全流域年输沙量的 2 1 6% ;下游地区年输沙量 160 0万t,占流域年输沙总量的 78 4%。流域内灾害性天气频繁 ,水热配置不利于植物生长 ,大面积植被退化 ,人类经济活动频繁等 ,是导致下游地区水土流失严重的主要原因     

基于Landsat影像的烟台市近30年来湿地资源时空变化研究

[目的]对山东省烟台市近30a来湿地资源时空变化进行研究,为该市湿地资源的合理利用与保护提供基础资料和科学依据。[方法]在RS与GIS技术支持下,以1986和1995年TM,2005年ETM+以及2015年OLI遥感影像为数据源,解译提取烟台市湿地资源信息,对湿地资源的面积、变化速度以及各湿地类型的转换进行定量分析,从而获取近30a来烟台市湿地资源时空变化规律。[结果]近30a来烟台市湿地总面积以5.46km~2/a的速度呈逐年增加趋势,湿地总面积增长了158.47km~2;各湿地类型中浅海水域一直处于主导地位;沿海滩涂和河口湿地的面积呈逐年减少趋势;养殖池和盐田的面积则以4.59km~2/a的速度呈逐年增加趋势;河流湿地的面积呈现出波动变化的趋势;水库坑塘的面积以1.23km~2/a的速度增长了35.8km~2;烟台市各湿地类型之间的转换较少,而各湿地类型与非湿地之间转换较为强烈。[结论]受人类活动的干扰,近30a来烟台市湿地资源时空变化十分显著,须采取措施加强对湿地资源的合理利用与保护。