稻田田面水氮素浓度变化特征及快速检测方法研究——以长江中游单季稻田为例

为揭示田面水的氮素浓度动态特征并探讨其快速检测方法,于2018年水稻生育期对稻田田面水的氮素浓度、常规水质参数进行原位监测。结果表明,水稻生育期内,人工栽秧稻田田面水的TN和NH4+-N浓度在施基肥后1周分别迅速降至4.03 mg/L和3.02 mg/L,至下次施肥前变化趋于平稳,TN和NH4+-N在追肥后2 d到达峰值,1周左右趋于平稳,机插秧稻田田面水的氮素动态特征与人工栽秧基本一致。基肥期田面水的TN和NH4+-N从峰值随时间的衰减趋势近似符合指数衰减规律,人工栽秧和机插秧稻田田面水的TN浓度在基肥期峰值出现后2周内衰减幅度分别为62%和72%,NH4+-N的衰减幅度分别为80%和83%。以DO、EC、pH、ORP为自变量,TN为因变量,得到了多元线性回归模型,为服务于稻田田面水氮素流失风险的监测和管理,按照GB 18918—2002中TN的限值15 mg/L（一级A标准）和GB 3838—2002中TN的限值2 mg/L（Ⅴ类）对TN的排放进行分级,得到模型预测的准确率为80%,基本满足水环境管理的需求。     

湄公河干流沙湾拿吉-桔井片区旱、雨季土地利用及土壤侵蚀差异研究

本研究以东经105°10′54″~107°43′43″,北纬11°48′3″~15°45′18″,湄公河干流老挝沙湾拿吉至柬埔寨桔井段,湄公河重要支流南蒙河（Nam Mun River）、色丹河（Se Done River）、色贡河（Se Kong River）、色桑河（Se San River）、斯雷博河（Sre Pok River）及其左右岸缓冲区50km范围为研究区域,分析区域内旱季（1-2月）、雨季（6-9月）土地利用及土壤侵蚀变化情况。结果表明研究区域旱、雨季土地利用变化主要表现为河道沿岸水体动态变化;旱季水体面积较雨季净减少43259公顷,占总变化面积的93.8%;雨季至旱季耕地转入占总变化面积38.0% （17514公顷）,其次为灌木地（23.0%,10159公顷）和裸地（21.8%,10033公顷）。旱、雨季土壤极强烈侵蚀和剧烈侵蚀区域变化不大;旱季以轻度侵蚀、中度侵蚀增加为主,净增加面积分别为4107公顷和5864公顷,分别占总变化面积的36.9%和52.7%。增加面积主要由无侵蚀类型发展而来,体现在旱季沿岸水体面积的大幅降低。建议在其水土保持过程中,改传统稻田种植为耕作、轮作和培肥一体化的水保措施,同时增强基础设施建设,提高河岸植被缓冲带的生态护坡建设与河岸带管理,降低自然洪水或人为工程对自然林地和植被的破坏。     

黄河中下游伊洛河流域2002—2021年植被覆盖度时空变化及影响因素分析

【目的】探究黄河中下游伊洛河流域2002—2021年植被覆盖度的时空变化规律及影响因素。【方法】基于2002、2007、2011、2016、2021年Landsat卫星数据,结合像元二分模型提取该流域植被覆盖度,利用变异系数和线性回归分析揭示植被覆盖度的时空变化规律,从自然因素和人类活动因素2个方面分析流域植被覆盖度时空变化的影响因素。【结果】2002—2021年,流域西部、南部源头山区为高植被覆盖度地区,自西向东沿河道区域及中北部地区的植被覆盖度较低,东部为低植被覆盖度区域。流域高和较高覆盖度面积占比合计为65.29%,中等植被覆盖度占比为17.66%,较低、低覆盖度占比为17.05%。流域整体植被覆盖度较高,且呈先降低后升高的趋势。2002—2021年,植被覆盖度较为稳定的区域占比为44.14%,植被覆盖度有所改善的区域占比为32.25%,轻度退化区域占比为17.27%,明显退化区域占比为6.34%。自然因素对植被覆盖度的影响程度由高到低依次为高程、气温、降水和坡度。植被覆盖度随高程、降水和坡度的增加而增加,随温度的增加而降低。人类活动的正向影响大于负面影响,是导致植被覆盖度逐渐增...     

分布式水土流失型面源污染模型初探

为研究丘陵山区水土流失与面源污染协同过程机理对丘陵山区环境改善的作用,本研究研发出一种分布式水土流失型面源污染模型,该模型通过耦合多个水土流失型面源污染关键过程模块,从源、流、汇等角度精准刻画水土流失型面源污染过程机理;进而开发了基于优化算法的汇流模块,解决了分布式模型运算效率低等技术问题。本研究利用新模型评价了三峡库区菁林溪流域水土流失型面源污染时空演变规律,并模拟了退耕还林、化肥减量、坡改梯和滨岸缓冲带对水土流失型面源污染的防治效果。结果表明：菁林溪流域年均泥沙、吸附态磷、溶解态磷的负荷量分别为17.23 t·hm^-2、1.22 kg·hm^-2和0.56 kg·hm^-2,入河量分别为9 032.2 t·a^-1、601.3 kg·a^-1和541.7 kg·a^-1,分别占负荷量的54.32%、50.87%和72.99%。不同土地利用类型的吸附态磷负荷强度为坡耕地>林地>水田,溶解态磷负荷强度为坡耕地>水田>林地,表明水土流失型面源污染优先控制区与传统农业面源有所差异。同时,滨岸缓冲带的防控效果最好,可减少25.01%的泥沙量和26.22%的吸附态磷。本模型较好地模拟了水土流失型面源污染及防控措施效果,可为水土流失型面源污染过程机理精准解析和优化防控提供依据。     

江汉平原水生态功能分区及其在钉螺防控中的应用

对血吸虫唯一中间宿主钉螺的控制是阻断该疫病流行的关键,目前已有的相关防控研究通常是基于行政区或像素尺度,且仅依靠专家经验或部分地理环境要素来分配钉螺防控资源,这可能导致防控区域与防控需要的错估。通过对江汉平原进行水生态功能区划,并将分区结果应用于钉螺控制,有助于防控措施的精细化。水生态功能一级分区采用“自上而下”的演绎分区方法,二级分区采用“自下而上”的聚类分区方法,一级分区以流域为基础单元进行,二级分区基于高程、植被、河渠、土壤及土地利用等水生态功能指标,通过聚类法合并子流域得到分区单元,并统计各水生态功能区螺情,分析螺情与水生态功能指标的相关性。结果显示,江汉平原水生态功能区可划分为2个一级区,包括汉江流域水生态区（Ⅰ）和长江流域水生态区（Ⅱ）。二级区9个,二阶聚类凝聚和分离的轮廓测量值为0.4和0.3,表明聚类效果较好;二级分区按钉螺分布及流域地理环境要素特点可分为3类,分别为长江过境类（Ⅰ-3、Ⅱ-2、Ⅱ-5、Ⅱ-6）、丘陵主导类（Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅱ-3）及河渠主导类（Ⅰ-2、Ⅱ-4）。将水生态功能分区方法应用于钉螺防控,可为血吸虫精准防治提供新思路与技术支持。     

长江水生生物资源与环境本底状况调查(2017—2021)

长江是中华民族的母亲河,为了落实长江大保护,农业农村部统筹部署设立长江渔业资源与环境调查(2017—2021)。由中国水产科学研究院总牵头,中国水产科学研究院长江水产研究所技术总协调,联合流域内外24家科研院所和高校,对长江流域重点水域的鱼类种类组成及分布、鱼类资源量、濒危鱼类、长江江豚、渔业生态环境、消落区、捕捞渔业和休闲渔业等7个专题开展了系统调查。调查结果显示,(1)长江历史(2017年前)分布鱼类记录有18目37科163属443种,本次调查中有135种鱼类未采集到,新采集到15种外来鱼类;(2)当前鱼类资源数量约为8.86亿尾,重量约为12.48万t,仅相当于20世纪50年代的27.3%、80年代的58.7%,流域性优势种为鲤、鲫、鲢、黄颡鱼、短颌鲚、鲇、蛇、草鱼、光泽黄颡鱼、?、鳜、铜鱼、翘嘴鲌、鳊、鳙,重量占比达50%,数量占比达45%;(3)长江流域的国家一、二级重点保护鱼类29种(属),本次调查共记录到15种,白鲟已被IUCN认定灭绝,鯮和鲥已多年未见野生个体,长江鲟被IUCN认定野外灭绝,中华鲟、胭脂鱼和松江鲈多年未见自然繁殖;(4)2017—2021年,长江中下游干...     

基于多时相Sentinel-2遥感影像的江汉平原夏收作物提取方法

以江汉平原潜江市为研究区,选取2017年9月至2018年7月期间12幅Sentinel-2多光谱(MSI)影像,通过分析研究区夏收作物不同生长期的光谱特征和归一化植被指数的时序变化,利用决策树算法提取2017—2018年夏收作物种植面积;将提取结果与最佳时相的多光谱数据面向对象、随机森林算法的提取结果进行对比试验,利用实测数据计算混淆矩阵评价分类精度.结果表明,基于Sentinel-2时序NDVI的面向对象决策树方法的提取精度最高,总体精度为96.47%,Kappa系数为0.951 8.基于Sentinel-2的面向对象决策树分类能够准确而有效地提取研究区农作物种植面积,并直观地反映作物的空间分布格局,为江汉平原地区调整作物种植结构提供依据,也为其他区域精细尺度作物的提取提供参考和借鉴.     

湄公河上游沙湾拿吉-桔井区域水生态功能分区研究

近年来，随着全球气候变暖、水资源开发利用与人类活动的不断加剧，湄公河流域水生态系统健康状况正遭受着严重威胁，其区域社会经济发展呈严峻态势。以湄公河干流老挝沙湾拿吉-柬埔寨桔井段及重要支流为研究区域，结合生境要素空间异质性，利用空间聚类法对其进行水生态功能分区研究。研究结果表明，基于区域地貌特征提取的水生态2个一级区能较好的体现区域水资源分配状况和供给功能；基于流域水系河网、土壤及土地利用特征提取的5个二级分区能反映人类活动对区域水生生境及水质的影响。水文、水生生物及水质数据分别验证了分区结果的合理性。研究结果可为跨界河流水资源管理和水生态环境保护提供了科学支撑。     

津巴布韦近20年植被覆盖度时空动态变化特征研究

植被覆盖度是反映生态环境的重要指标，津巴布韦是中国“一带一路”上重要合作伙伴，对津巴布韦植被覆盖度进行监测对区域内生态环境经济建设具有重要意义。基于MODIS NDVI数据，采用像元二分法、趋势分析、Hurst指数等方法从时空角度分析了津巴布韦近20年植被覆盖度动态变化特征。结果表明，总体上津巴布韦植被覆盖度较高；2001—2009年、2015—2017年植被覆盖度呈波动上升趋势，2009—2015年、2017—2019年呈现波动下降趋势；从空间上，存在明显的区域差异性，植被覆盖度北部高，西南和中部地区低。津巴布韦植被覆盖度变化趋势主要以不显著变化为主（占81.70%）,11.52%的地区呈增加趋势，6.78%的地区呈减少趋势。津巴布韦地区植被覆盖度反向持续性强于正向持续性，增加趋势占7.44%，减少趋势占9.69%。津巴布韦植被覆盖度受降水量、气温共同影响，主要受降水量因素的影响。植被覆盖度受夜间灯光数据影响，呈负相关区域主要在哈拉雷和布拉瓦约，正相关区域主要在马邵纳兰省。