滇池流域农业沟渠系统景观特征分析

近年来,随着沟渠生态功能退化,导致区域生态质量不断恶化。根据景观生态学的廊道理论和尺度格局原理,在现状调查的基础上,利用地理信息系统技术对滇池流域农业沟渠进行空间格局分析和网络分析。结果表明,高级别沟渠多数为混凝土或砖石衬砌结构,其缓冲带植被覆盖度低,沟渠断面宽度与植被带宽度比值较小;通过网络结构分析,发现滇池流域农业沟渠网络结构相似,连通度和环度较低,滇池东南岸和南岸研究区沟渠分维数大,沟渠分布较均匀。     

云南省三大高原湖泊流域土地利用景观格局及其稳定性分析

【目的】为了解高原湖泊流域土地利用景观格局,为当地农业结构调整提供依据,更好解决高原湖泊污染。【方法】采用景观格局指数和分形理论分析方法对云南省三大高原湖泊流域的土地利用景观格局及稳定性进行分析。【结果】从流域土地利用景观格局分析,景观多样性和均匀程度表现为抚仙湖流域最高,洱海流域次之,滇池流域最低;景观破碎化程度表现为滇池流域最高、抚仙湖流域为中间水平,洱海流域最低。从耕地、园地、林地和草地的稳定性看,洱海流域最好,滇池流域最差或较差;从建设用地和未利用地稳定性看,抚仙湖流域最好,洱海流域和滇池流域较差;流域内稳定性最好的景观类型是水域,最差的是林地;景观整体稳定性表现为洱海流域最好,滇池和抚仙湖流域较差。【结论】通过研究,摸清了三大高原湖泊流域土地利用景观空间结构特征,为研究区域农业结构调整及农业面源污染治理提供科学依据。     

关帝山林区文峪河流域植被景观空间格局研究

以全流域航片、森林经理调查资料和林相图为基础资料,在地理信息系统软件及数据库管理系统的支持下,应用景观多样性指数、景观要素优势度指数、类斑形状指数、景观要素斑块分维数等景观格局分析指标,对流域景观空间总体分布、景观组成结构、景观要素斑块形状特征进行了分析。通过分析,揭示了文峪河流域植被景观的总体格局,分析了流域景观格局的空间变化规律,特别是植被景观沿河流上中下游纵向梯度分布格局和河岸带横向距离梯度分布格局,初步总结了目前文峪河流域植被景观格局存在的问题。基于景观格局分析成果,针对流域森林景观保护和建设中应重点开展的工作,提出了流域景观建设和保护的总体设想,即上游及中高海拔带重点进行寒温性针叶林保护;中下游山地积极增加阔叶林,营造混交林;河谷重点开展河岸植被和河岸林规划设计和建设。     

滇池流域生态经济系统特征与区域协调发展土地利用模式研究

土地利用模式是区域生态经济协调发展的重要途径和驱动因素。滇池流域生态经济系统存在明显的生态环境约束,土地利用中社会经济发展与生态用地供需矛盾尖锐,土地利用结构与空间布局不尽合理,地集约节约利用程度低,土地利用对生态环境的影响日益突出。分析了滇池流域土地利用和生态经济协调发展中存在的主要问题,根据滇池流域其用地特征和功能定位,基于土地的生态化利用、集约节约利用和区域可持续发展,设计了滇池流域生态经济协调发展的4种土地利用模式:湖滨区域土地利用模式、湖滨外围土地利用模式、生态修复区土地利用模式和飞地型土地利用模式。最后对土地利用模式的形成及实施进行了讨论。     

滇池流域农业种植结构及农户施肥调查研究

为掌握当前滇池流域整体化肥施用水平和施肥现状,结合当前农业种植结构,对滇池流域839户农户开展主要农作物栽培模式、施肥方式调查和总体评价。结果表明,目前滇池流域施肥量较大的作物为花卉和蔬菜,平均施肥量达876 kg/hm2和651 kg/hm2,粮食作物较低,平均施肥量为268 kg/hm2;不同作物磷、钾肥施用在各地差异较大;在氮、磷、钾施肥比例上,粮食作物偏施氮、磷肥,经济作物磷肥用量占比较大,大部分作物有机肥施用量不足。滇池流域平均施肥量大于国家化肥使用环境安全阀值,有效削减氮、磷肥施用量,提高肥料利用效率和作物产量,是滇池流域农业生产能够实现绿色、生态、长足发展的重要措施。     

河西内陆河流域生态问题及其保护对策

概述了近代河西内陆河流域生态研究成果、流域构成特点和河西地区环境状况,分析了河西内陆河流域存在的生态问题,并从节水农业和水权制度改革、城镇化建设、植被保护、生态用水管理、环境污染的治理等5个方面提出了生态保护对策。     

基于GIS的秦淮河流域水生态安全格局探讨

以秦淮河流域作为研究对象,分析其近20 a来河流下垫面的变化趋势,构建基于水体、植被、地形3类因子为基础的水生态安全格局评价指标体系,划分秦淮河流域的水生态敏感区。基于差异化的敏感程度,建议将秦淮河流域划分为水生态保护区、水生态控制区和水生态缓冲区,并制定流域分区控制指引。     

矿业型小流域植被变化的影响因素

为维护矿区生态持续发展,以山西省东南部的晋城长河流域煤矿区为研究对象,通过遥感技术、空间相关分析等方法,研究表征矿区生态环境质量的植被覆盖度的时空变化特征,分析植被覆盖度与降雨量、温度、坡度、坡向及采煤过程的空间相关性。结果表明:1)2001—2016年研究区的平均植被覆盖度为0.49,植被覆盖度总体呈增加趋势;2)在降雨量相对丰沛的长河流域,不同的气象因子对植被覆盖度影响及其空间变异贡献不同,植被覆盖度与年均温度存在显著相关性,相关系数为0.084;3)长河流域内植被覆盖度受坡度影响显著,坡度越大,植被覆盖度越大,相关系数为0.40。     

半干旱区封育措施下植物生态位研究

运用Levins生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,对宁夏盐池封育措施下老封育区、新封育区和对照区的植物生态位宽度及生态位重叠度进行计量。结果表明,封育措施对沙化草地植被的恢复具有明显的促进作用;老封育区内阿尔泰狗哇花、刺沙蓬、隐子草和狗尾草的生态位宽度最大,是该区的优势种;新封育区和对照区都是黑沙蒿和丝叶山苦荬的生态位宽度最大。生态位重叠度的分析结果表明,生态位宽度与生态位重叠度之间并不存在直接的线性关系。     

青海高寒区不同人工林下植被的多样性及生态位研究

【目的】分析青海大通县不同人工林配置林下植被的群落结构和多样性特征。【方法】通过样方调查和样地植被调查,分析了不同人工林(白桦纯林、青海云杉纯林、华北落叶松纯林、青海云杉-白桦混交林)林下植被群落的多样性状况,同时运用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,对人工林林下植被群落的生态位宽度和生态位重叠进行分析。【结果】不同人工林下植被的丰富度、多样性及均匀度变化趋势均表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林;生态位宽度广的物种,如问荆、珠芽蓼、东方草莓等,往往构成人工林林下植被群落的优势种;混交林草本群落下的生态位宽度和生态位重叠最大,分别为0.605和0.612,相对于阔叶林和针叶林,其更有利于林下植被的生长和发育;较大的生态位宽度往往伴随着较高的生态位重叠值,但这并不是惟一的影响因素,可能由于斑块的存在,导致一些林分中较窄的生态位宽度也存在较高的生态位重叠。【结论】不同人工林,由于环境异质性及生物学特性的复杂性,造就了植物群落内部物种的多样性和群落结构的差异。     

滇池北岸城郊农田生态沟渠构建及净化效果研究

[目的]提出一套适宜农村地区居民-农田混合类型污水处理方案。[方法]依据生态学原理,对滇池北岸梁家村原有农田沟渠进行生态学改造,扩大沟渠生态容量,强化其污水净化功能,并对其净化效果进行监测评价。[结果]对TN,TP,COD的平均浓度削减率,添加微生物的生态沟渠分别为70.3%,66.6%,73.7%,未添加微生物的生态沟渠为48.3%,60.6%,58.0%,而传统渠渠则为30.1%,23.8%,18.4%。[结论]农田生态沟渠不仅污水净化效果显著,而且不另占用土地,具有应用推广价值。     

农田排水沟渠的生态环境效应研究综述

农田排水沟渠是农业生态系统中的重要组成部分,随着研究的深入,农田排水沟渠的生态环境效应逐渐得到大家的关注。该文从水文效应、生物效应和去污效应等方面归纳了目前国内外农田排水沟渠的研究进展,重点阐述了农田排水沟渠与农田地下水位、生物多样性和去除氮磷等营养物质的机制,同时简要介绍了沟渠模型和管理方面的研究,结合目前研究状况,提出今后尚需进一步研究的问题,以期为农田排水沟渠生态环境效应的研究提供参考。     

生态沟渠塘氮磷拦截方法研究

[目的]利用生态沟渠塘减少农田径流排放负荷。[方法]以苏州市相城区宅基村生态沟渠塘N、P拦截工程建设为研究对象,通过对原有排水沟渠修缮1 834 m3、新开挖生态主沟渠6 800 m2和人工净化生态塘6 000 m2等工程建设,计算工程实控面积内的径流排放负荷。[结果]33.3 hm2农田TN、TP年径流排放净负荷分别为2 552.22和95.00 kg,沟渠径流年截留负荷TN、TP分别为1 225.07、50.35 kg,生态塘减少年径流排放负荷TN、TP分别为1 327.15、44.65 kg,出水浓度TN 6.32≤15、TP 0.25≤0.5,均达到一级A排放标准。[结论]该研究为太湖流域农业非点源污染的有效控制提供理论依据。     

洱海农田生产/生活景观区交替分布及昼夜节律对丰水期沟渠水质影响

为揭示洱海农田生产与农村生活交替分布及昼夜节律对农灌沟渠水质影响,选定丰水期典型沟渠设置多个断面并进行昼夜连续取样监测。结果表明:沿水流方向沟渠断面水质TN、NO_3~--N、TP、DP浓度先增加后相对稳定;NH_4~+-N和COD浓度在出田后削减2.08%~55.56%和23.65%~38.19%,出村后浓度增加;在不同生产生活单元N和COD是水体中的主要污染因子,其中NO_3~--N为氮素主要形态,占TN浓度52.73%~79.33%。沟渠水质TN和NO_3~--N浓度受村民作息周期和生活节律影响较大,磷素昼夜变化幅度总体较小。在洱海农田生产和生活交替区域提高水样取样频率有助于准确了解水质浓度变化特征,从削减污染负荷角度建议增加生态沟渠并加强污水管网管理。     

小流域降水径流沟渠中氮磷的流失特征与生态拦截效应

为研究降水径流过程中非点源污染物氮、磷浓度的变化特征,分析降水作用下长沙县金井河小流域农业源头沟渠水中氮、磷的流失特征与生态拦截效应。结果表明:在降水初期非点源污染物氮、磷浓度与降水径流量的变化均呈逐渐递增趋势,雨后均呈递减变化;降水作用下沟渠系统总氮输出的最大值为4.67 mg/L,总磷输出的最大值为0.38 mg/L,其氮素输出的主要形态为氨态氮和硝态氮;雨后各断面氮、磷的输出随着时间的增加呈先增加后降低的趋势,其中总氮与总磷含量分别在雨后第3天和第2天达到最高;菖蒲–茭白段的生态拦截效果明显高于自然段的自然净化效果,表明植物拦截和吸收是植被段氮、磷去除的重要途径,菖蒲、茭白在6月吸收氮、磷分别达26.90、2.34 g/m~2。     

生态沟渠中盘培牧草去除养猪场废水中重金属Cu、Zn和Cd效果的研究

针对浙江省杭嘉湖区域养猪场废水排放所造成的农田和水环境中重金属污染日渐严重的状况,本研究构建了以盘培牧草为主要内容的生态沟渠来降解流经沟渠的养猪场废水,观测了养猪场废水中重金属含量在盘培高羊茅和盘培多花黑麦草所构成的生态沟渠中的沿程降解梯度变化。结果表明:盘培高羊茅对养猪场废水中的重金属污染物Cu、Zn、Cd的吸收降解能力都要强于多花黑麦草。在铺设盘培牧草的600 m沟渠中,3种重金属污染物指标在靠近污水入口处的300 m沟渠内降解速度较快,而在远离污水入口处的后300 m沟渠内变化幅度相对比较平缓。     

3种湿地植物对农田沟渠水体氮、磷的消减作用

由于农业生产过程中过量施放化肥,农田氮、磷流失从而对周边水体产生一定的面源污染。为探讨水生植物种植对农田排水沟渠中流失氮、磷的吸附拦截效果,在农田沟渠内种植水芹Oenanthe javanica,石菖蒲Acorus tatarinowii和刺苦草Vallisneria spinulosa,测定植物对农田沟渠内氮、磷营养物质的消减作用。结果表明:通过种植植物,沟渠内总氮去除率为56.18%~74.58%,铵态氮去除率为36.23%~59.33%,硝态氮去除率为34.35%~66.88%,总磷去除率为44.38%~76.35%;随水流路径的延长沟渠中氮、磷的质量浓度均呈递减趋势;随时间增加,沟渠内各采样点氮、磷质量浓度呈明显下降趋势。表明水芹、石菖蒲和刺苦草对农田沟渠中氮、磷具有较好的去除效果,可应用于湖泊及其周边等污染水体的生态修复治理。     

滇池流域大河水库水源保护区面源污染控制方案研究

[目的]研究滇池流域大河水库水源保护区面源污染控制方案。[方法]以2010年SPOT5卫星遥感影像和野外调查GPS记录为数据源,对滇池流域大河水库水源保护区进行基于面源污染控制的生态设计,并通过各土地利用类型的N、P输出量变化来评估优化措施对面源污染物的削减效果。[结果]优化后,水源保护区控制土壤侵蚀和N、P等污染物排放的功能得到提升,优化措施对水源保护区面源污染的防控具有显著效果。[结论]该研究为促进滇池流域大河水库水源保护区绿色小流域生态建设提供了科学依据。