基于GIS的南四湖沿岸农业面源氮磷负荷估算研究

以济宁市沿南四湖县区乡镇为主要研究区,根据降雨径流和土壤侵蚀量,运用遥感(RS)影像和地理信息系统(GIS),确定土壤通用流失方程(USLE)各参数,运用USLE对南四湖沿岸氮磷流失模数进行定量估算,为南四湖沿岸农业氮磷流失的消减与控制提供科学依据。结果表明:USLE模型计算的氮磷流失量主要集中在湖西区域,以喻屯镇、王鲁镇和唐口镇的流失量居于前列,最高的喻屯镇氮、磷流失量分别达439.9t/a和271t/a;湖东区域,石桥镇、马坡镇、欢城镇和韩庄镇的氮磷流失量居于前列,最高的石桥镇氮和磷流失分别为174t/a和120.6t/a。农田实际调查的氮和磷的流失量与模型计算值趋势较一致,两者呈极显著线性正相关(p<0.01)。氮的模型计算流失量略低于实际调查流失量,而磷的模型计算流失量远远高于实际调查流失量。主要是因为南四湖沿岸农田氮的流失是氮的主要流失形式,远高于畜禽养殖和生活排污的氮流失。而磷的流失主要来自畜禽养殖,其次才是农田流失磷。     

不同地表覆被下南四湖表层底泥营养元素分布特征

对南四湖水生植被区、农田居民地、养殖区、自然水面的29个采样点表层底泥TN、TP和TOC的含量进行分析,揭示了不同地表覆被下表层底泥中营养元素的分布特征,通过对底泥和上层覆水所含营养元素进行相关分析,探讨了营养元素的可能来源。利用有机指数,对底泥有机污染进行了分析。结果表明:南四湖养殖区和农田居民地已经出现富营养化现象,水生植被区和自然水面还尚未受到富营养化威胁。表层底泥的TN主要来自内源有机氮,TP主要来自外源无机磷。     

不同行数植物篱对红枫湖坡耕地养分的拦截效应

为选出控制红枫湖坡耕地水土流失效果较好的植物篱带宽,对比了由香根草和灰毛豆混合建设(1∶1行间混交,>2行为行间交互混交)的不同行数的植物篱(每个处理小区种植3带植物篱,分别设每带2行,每带4行,每带6行,自上而下每带分别2、4、6行4个植物篱处理及对照共5个处理)对地表径流量、泥沙量及地表径流中水溶解态全氮、全磷、全钾、铵态氮和泥沙中的固体态的全磷、全钾的影响。结果表明:各植物篱处理的各项指标都小于对照处理;方差分析结果及F测验证明,处理间存在显著差异(P<0.05)。多重比较结果表明:1)除每带2行植物篱外,其他植物篱处理都相对于对照对养分元素具有显著的拦截作用。2)每带4行处理和自上而下各带分别2、4、6行植物篱处理与每带2行处理无显著差异;每带6行处理显著小于每带2行植物篱处理。3)除泥沙所含的磷、钾元素外,每带6行与自上而下分别2、4、6行植物篱无显著差异,每带6行的各个指标都与每带4行无显著差异。综合试验结果和实际应用要求得出,每带4行是本试验所涉及的植物篱行数中的最佳行数,其次自上而下每带分别2、4、6行的种植方式也较好。     

太湖污染物限制排污总量曲线研究

以《太湖流域水环境综合治理总体方案》提出的太湖2012年水质保护目标为基础,结合太湖分湖区实测水质浓度,确定太湖各湖区水质保护目标;提出太湖污染物限制排污总量曲线的概念,采用太湖二维水量水质模型,计算不同入湖水量条件下满足太湖2012年水质保护目标时的太湖污染物限制排污总量,结合入湖水量特征拟定太湖污染物限制排污总量曲线,并以实际入湖污染负荷量和太湖实测水质对太湖污染物限制排污总量曲线进行了检验,为严格限制纳污红线管理提供依据.     

柴窝堡湖高白鲑生长与移殖效应分析

2004年6月-2007年5月，采集柴窝堡湖高白鲑标本79尾，对其年龄与生长状况及高白鲑在柴窝堡湖移殖效应进行了分析。研究表明：柴窝堡湖高白鲑1龄平均逆算体长L1=11.7cm、2龄平均逆算体长L2=26.1cm；体长与体重的回归方程为W=0．013474L^309069；高白鲑在柴窝堡湖生长正常，能够形成捕捞群体，但由于柴窝堡湖现有的渔业捕捞方式，影响了高白鲑在柴窝堡湖渔业移殖效应。     

青龙湖冬季浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

为探究青龙湖浮游植物群落结构特征及其水环境影响因子,确定水体营养化现状,于2016年12(冬季)对青龙湖10个采样点浮游植物种类组成、丰度与生物量以及水质理化指标进行调查分析。结果显示,冬季青龙湖共鉴定出浮游植物5门、17属、50种(含变种),硅藻和绿藻是青龙湖浮游植物优势类群,浮游植物种类组成表现为硅藻-绿藻型;优势类群为硅藻门颗粒直链藻(Melosira granulata)、颗粒直链藻极狭变种(M.granulata var.angustissima)、颗粒直链藻极狭变种螺旋变型(M.granulata var.angustissima f.spiralis)及蓝藻门类颤鱼腥藻(Anabaena oscillarioides)、水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae),优势种在各采样点分布差异不明显。冬季浮游植物丰度均值为6.71×104个/L,生物量均值为0.07mg/L;各采样点Margalef指数、Shannon-Wiener指数与Pielou指数分别为0.98~2.31、0.61~2.37及0.19~0.84。冗余分析(RDA)表明,pH、溶解氧、溶解氧饱和度、水温与氧化还原电位与青龙湖浮游植物群落结构关系最为密切。Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数评价水质结果为中度污型水平。     

1984－2017年洪泽湖湿地植被覆盖度变化及对水位的响应

为揭示洪泽湖湿地植被覆盖度变化状况,探讨其变化趋势,并分析植被覆盖度与水位的相关关系。本文基于1984－2017年间42期的TM/ETM+/OLI数据,采用像元二分模型估算洪泽湖湿地植被覆盖度,分析研究区域近34年来植被覆盖度的整体特征及动态变化趋势。利用归一化差异水体指数提取洪泽湖的水体信息,同时结合植被覆盖度与其对应的水位监测数据,运用统计分析的方法构建洪泽湖四季的植被覆盖度－水体面积－水位关系模型。结果表明：(1) 研究时段上,洪泽湖湿地的整体植被覆盖度呈略微降低的趋势,中高和高植被覆盖区主要分布于研究区域的西北部及南部。(2) 1984－2017年间,洪泽湖的植被覆盖情况以退化为主,退化面积约为576.1km2,其中不显著退化(82.3%)所占比重最大。(3) 整体上看,研究区的植被覆盖度、水体面积与水位呈极显著性相关,根据三者关系模型得出四季的最适宜水位为春季12.3m、夏季12.9m、秋季12.1m和冬季12.2m。研究结果可为洪泽湖湿地生态环境的科学管理提供理论支撑与技术参考。     

高原湖泊流域生态-农业系统动态耦合过程分析

对于具有耦合关系的流域复杂系统，从演化过程、驱动机制和政策效应等方面分析生态-农业耦合效应，是实现流域生态文明的方法论。论文采用系统耦合测度模型，对洱海流域系统耦合度及动态耦合过程进行分析，揭示流域生态文明下洱海流域生态农业政策的效应。结果表明：①生态农业措施对洱海流域生态-农业系统协调耦合产生积极作用。②1994-2015年，洱海流域生态-农业系统耦合度由0.48提升到0.75，接近0.8的协调耦合阈值，表明生态-农业系统由磨合阶段进入高水平耦合阶段。③耦合态势可分为磨合消耗、快速消耗、快速协调与磨合协调四个阶段，既揭示了初期生态农业政策的短期效益，又预示出中远期流域农业面源污染治理的困境。     

格网分辨率对生态动力学模型模拟结果的影响

以2009年4月太湖生态学实验数据为基础,研究了15、20、25、30 m格网分辨率下NPZD生态动力学模型模拟结果的差异性.结果表明,格网分辨率和平均浓度及浓度均方根之间存在较复杂的关系,难以用统计方法加以描述.总体而言,格网分辨率的不同,生态动力学模型计算得到的磷浓度、悬浮泥沙浓度和叶绿素a浓度的平均值、均方根和空间布局也将不同.在实际应用中,应该选择适宜的格网分辨率进行生态学参数模拟,进而实现对太湖水体状况的正确模拟与预测.     

包头南海湖非冰封期浮游植物的时空动态特征

为了解包头南海湖浮游植物群落非冰封期的时空动态特征,2017年5-10月,在南海湖设置了12个监测站位,监测浮游植物时空变化,并同步监测水环境因子。结果表明,南海湖12个站位共鉴定出浮游植物146种(含变种);其中,绿藻门(Chlorophyta)59种,蓝藻门(Cyanophyta)31种,硅藻门(Bacillariophyta)37种,裸藻门(Euglenophyta)9种,金藻门(Chrysophyta)5种,黄藻门(Xanthophyta)3种,隐藻门(Cryptophyta)2种。浮游植物密度为23.35×10~6～115.59×10~6个/L;优势度分析表明,5-6月主要以绿藻占优势,优势种为四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)和螺旋弓形藻(Schroederia spiralis);7-9月主要以蓝藻占优势,优势种为微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)和水花束丝藻(Aphanizomenon flosaquae);10月以绿藻和硅藻占优势,优势种为四尾栅藻和近缘针杆藻(Synedra affinis)。空间上呈现出沿进水口向湖心区逐渐递增的趋势,湖心区整体密度较高,而排污口和芦苇区处密度相对较低;冗余分析(RDA)表明,氨氮、化学需氧量、pH、叶绿素-a以及水温是影响浮游植物分布的主要水环境因子,绿藻与总氮关系密切,蓝藻主要受总磷的影响,硅藻受pH影响较大。