优势水生植物光谱特征识别研究

选择河北省白洋淀自然保护区的水生植被为研究对象,使用ASD地物光谱仪测定白洋淀水生植物群落的优势物种芦苇(Phrag-mites australis)、香蒲(Typha angustifolia)、莲(Nelumbo nucifera)和篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)4类群落典型植物冠层反射光谱,并计算生成400～900 nm的反射率曲线,采用曼.惠特尼U检验方法和ANOVA分析进行判别不同物种可区分的波段和差异性的显著程度。曼-惠特尼U检验发现,760～900 nm范围内4种植物均有一个很强的吸收峰,且各自的不尽相同,成为区别他们的主要标志之一;在可见光区,莲在520～585 nm反映出与其他物种有差异,芦苇在520～571 nm处反映出与其他植物不同的光谱特征,香蒲则在450nm处有所差异。方差分析发现,篦齿眼子菜与其他物种的差异性较大,使其较易区分。这些可区分的光谱特征为遥感影像判读和用于植被制图的影像分类提供了一定的基础,可以提高对水生植物群落解译和分类的精度。     

白洋淀流域生态补偿机制初探

建立白洋淀流域生态补偿机制是解决该流域环境污染、生态恶化、补水不能持续、淀内农村污染加剧以及生态移民的重要途径之一。运用主体功能区、公共物品、福利经济学、财政转移支付、流域治理等理论,提出白洋淀流域生态补偿机制的补偿主体主要是流域内各级政府和受益者,补偿客体主要是流域内各级政府、生态建设者和受害者,补偿途径主要有政府主导型、市场主导型和博弈协商型,补偿标准有转移支付、流域上下游补偿、农村环保"征补共治"、生态移民以及跨界断面类型。白洋淀流域生态补偿机制实施的保障措施:确立生态补偿法律体系和地位、生态补偿基金要专款专用、实施绩效考核评价指标体系、构建生态补偿社会治理体系和推动流域治理结构改革。     

近41a白洋淀湿地潜在蒸散量变化分析

利用白洋淀湿地内的安新气象站1972-2012年的逐日气象数据,运用趋势分析、标准差、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,分析了白洋淀湿地的潜在蒸散量变化特征,结果表明：近41a来,白洋淀湿地的潜在蒸散量呈下降趋势,其中,年际、春季和秋季的潜在蒸散量随时间的变化减少明显,在对各季节潜在蒸散量的波动分析中,夏季的波动性最大,冬季的波动性最小;该湿地潜在蒸散量随时间的变化存在突变减少过程,其中,年潜在蒸散量在1988年下降显著,夏季在2001年下降显著,秋季在1991年下降显著;年潜在蒸散量存在8-10a的周期变化特征,春季潜在蒸散量存在5-7a左右的变化周期,夏季存在准8a左右的周期变化特征,秋季在90年代后存在准8a左右的周期特征,冬季存在准10a的变化周期。     

白洋淀流域水文连通对浮游植物群落的影响

为探究水文连通对白洋淀流域浮游植物群落分布特征的影响,并揭示其关键影响因子,于2019年6月27日—7月4日在白洋淀流域开展了水文水质及浮游植物调查,结合流域内闸坝空间分布,计算了白洋淀流域河湖水系的连通性强度指数(Longitudinal connectivity index, LoC);利用多元统计分析方法,如非度量多维尺度分析和冗余分析等方法,探究了水文连通对白洋淀流域浮游植物群落结构、优势种物种丰度变化的影响。结果表明:王快水库上游河流的LoC指数最高(0.84),府河、白沟引河及孝义河等入淀河流LoC指数较低(0.06～0.08)。白洋淀流域浮游植物生物量及物种丰度呈现空间差异,其中,孝义河浮游植物的生物量最大,约为3.07 mg·L~(-1),西大洋水库上游河流最小(0.30 mg·L~(-1));白洋淀淀区浮游植物的物种丰度最大,为5.13×10~6cell·L~(-1),王快水库上游河流最小(1.62×10~5cell·L~(-1))。多元统计分析结果表明,按浮游植物相似性特征,白洋淀流域可分为水库上游河流、入淀河流及淀区3个区域;且影响各个区域浮游植物群落特征的关键因子有所不同,其中水库上游河流浮游植物受COD、TP及流速的影响,入淀河流受COD、TN及流速的影响,而淀区则受DO、TP和COD的影响。     

白洋淀底栖动物群落特征与重金属潜在生态风险的相关性研究

在2011年4-11月,对白洋淀表层沉积物重金属含量和底栖动物群落的时空分布特征进行了分析,探讨了重金属分布对底栖动物群落结构特征的影响,采用Hakanson潜在生态风险指数法综合评价了白洋淀沉积物中重金属污染状况和潜在风险程度.结果表明,沉积物中重金属含量大小顺序为Zn＞Cr＞Cu＞Pb＞As＞Cd＞Hg,表层沉积物中重金属的潜在生态风险处于低风险水平,综合潜在生态风险指数为17.55～62.89;各种重金属元素的单项潜在生态风险大小顺序为Hg＞Cd＞As＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn;潜在生态风险分布也存在时空差异,就空间分布而言,生境1中最高,依次为生境2和生境3;就时间分布而言,8月最高,依次为4月和11月.同时,对白洋淀的底栖动物的群落结构也进行了调查分析,结构指标分布也存在时空差异.就空间分布而言,HBI、PTT、NDT、PC、PDT、CLI的最大值均出现在生境1,PIT、PNI、CSI的最大值出现在生境3,TR的最大值出现在生境2;就时间分布而言,HBI、PTT、TR、NDT、PNI、PC、PDT、CLI的最大值出现在8月,PIT、CSI的最大值出现在4月.并对重金属潜在生态风险及其与底栖动物生物指标的相关性进行了探讨,结果表明Eri Cd、Eri Cr、Eri Cu、Eri Pb,以及RI与NDT的相关性最显著,Eri Hg与CSI的相关性最显著,Eri Zn与CLI的相关性最显著.因此,在白洋淀重金属生态风险的生物监测中,可以考虑运用底栖动物的NDT、CLI、CSI指标.     

基于多层全连接神经网络的白洋淀水质预测

白洋淀是华北平原最大的天然湖泊湿地,也是雄安新区的重要生态依托,对其水质进行预测,可为其水质保护与管理提供重要依据。利用1996—2015年白洋淀南刘庄、圈头、烧车淀的生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)4项水质数据,通过率定与校验,构建了全连接神经网络水质预测模型,对未来3 a白洋淀水质进行了预测。结果表明,白洋淀南刘庄、圈头、烧车淀的各项水质指标都有所改善,但部分点位TN和TP仍然超标。未来应加强入淀河流与淀内污染控制,强化生态补水与水系连通。     

一种湖泊生态环境改善方案比选方法——以白洋淀为例

湖泊生态环境改善与恢复是系统工程,筛选科学合理的改善方案是湖泊治理的重要工作。本文面向湖泊生态环境整体改善要求,构建包括水动力、水质和生境三要素指标的生态环境改善方案比选指标体系,提出了基于TOPSIS决策的方案比选方法。以白洋淀为例,设定了“补水格局优化（S1）”、“深度治污（S2）”、“补水格局优化+适度治污（S3...     

白洋淀柱状沉积物磷形态及其分布特征研究

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法（SMT）,调查了白洋淀6个典型湖区柱状沉积物中的磷形态分布、垂向及在两种沉积物粒级（砂土和粉砂/粘土）上的变化特征,分析了各形态磷之间的相关性。结果表明,白洋淀各湖区柱状沉积物总磷（TP）的平均含量为531~1223mg.kg-1DW,无机磷（IP）是白洋淀沉积物中磷的主要成分,占TP的72~83。湖区水体的污染及富营养化程度影响着生物可利用的铁/铝结合态磷（Fe/Al-P）在白洋淀不同湖区沉积物中的分布,从各形态磷含量和百分含量的变化幅度来看,均是Fe/Al-P〉有机磷（OP）〉钙结合态磷（Ca-P）。在垂向分布和两种粒级沉积物颗粒上,白洋淀沉积物各形态磷都有一定的变化规律,但不同磷形态的变化趋势不同,差异性也不一致。各形态磷相关性分析表明,在平均含量、垂向及粒级分布上,IP和Ca-P之间呈较好相关性,说明稳定的Ca-P是IP的主体;而在平均含量和垂向分布上,TP与IP和Ca-P之间都存在着较好的相关性,说明沉积物中TP的含量主要来自IP中的Ca-P。研究结果对于探讨白洋淀水污染沉积历史及内源磷释放对水体富营养化的贡献具有重要意义。     

府河-白洋淀沉积物中重金属污染特征及潜在风险评价

沉积物重金属污染是水环境污染评价的重要内容,重金属含量水平常被作为水环境质量的重要指标之一。为了掌握华北平原的府河和白洋淀中沉积物重金属的污染水平,研究了19个沉积物样品和3个土壤样品中7种重金属的污染特征,利用地积累指数法、潜在生态危害指数法及生物效应浓度法评估了重金属的环境风险,并初步分析了污染来源。结果表明,府河和白洋淀沉积物受多种重金属复合污染,其中Zn、Pb、Cu和Cd污染较为严重,府河沉积物的潜在生态环境危害强于白洋淀。相关分析显示府河和白洋淀重金属污染具有相似污染源,保定市工业废水、生活污水及府河沿岸金属冶炼企业很可能是白洋淀地区重金属的主要来源。从城市环境管理、生态环境修复、宣传教育等方面提出白洋淀区域重金属污染控制对策与建议,为白洋淀区域生态环境保护提供科技支撑。     

白洋淀湿地典型植被芦苇储碳固碳功能研究

湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位。在实地调查和实验室测定的基础上,研究了白洋淀湿地芦苇（Phragraites austrdis（Cav．）Trin．Ex Steudel）的现存生物量和初级生产,并根据光合作用原理测算了其碳储量和固碳能力,进而从光能利用率的角度探讨了其固碳潜力。结果表明,白洋淀湿地芦苇的碳储量较大,为2．52-3．44kg·m^-2,平均2．9kg·m^-2,且地下部分的生物量大于地上部分,两者比值为2．38—3．30,平均2．90,地下部分碳储量是地上部分的近3倍。白洋淀湿地芦苇具有较强的固碳能力,为0．82～1．65kg·m^-2·^-1,是全国陆地植被平均固碳能力的1．7～3．4倍,全球植被平均固碳能力的2．0-4．0倍。白洋淀湿地芦苇的光能利用率仅为0．6％-1．2％,若提高到植物理论最大光能利用率5％～6％,则固碳能力可较目前提高3．2-9．0倍,达到6．60-8．25kg·m^-2·a^-1,潜力很大。