基于鱼类食性的白洋淀食物网研究

2009年6月至2010年5月,对白洋淀8个典型采样点进行了调查,分析了白洋淀鱼类的食性、营养级和食物网特征,绘制了鱼类食物网及能量流动途径。结果显示,白洋淀现有鱼类25种,其食性类型分为草食性、浮游生物食性、底栖生物食性、游泳动物食性、浮游生物+底栖生物、底栖生物和游泳动物食性共6种;白洋淀的鱼类营养级可分为草食性、杂食性、低级肉食性、中级肉食性和高级肉食性共5种。与历史资料相比,白洋淀鱼类食物网趋于简单,中级肉食性鱼类匮乏,能量流动出现越级现象,食物网结构不完整,说明其渔业资源遭受严重破坏。     

气候因素对白洋淀上游主要河流径流的影响

采用Mann-Kendall(M-K)检验法、小波分析及R/S分析法,对白洋淀上游主要河流1986—2015年3个典型水文站点径流及降雨、气温的年际变化趋势、突变点、周期变化和持续性等演变规律进行分析,并探讨径流对降雨、气温的响应关系。结果表明:流域上游3个水文站点年径流均呈下降趋势,周期变化呈大-小-大趋势,且未来一段时间年径流仍将处于减少趋势。紫荆关站不存在突变点,倒马关站突变点发生在1994和2009年,阜平站突变点发生在2006年。流域上游年降雨量也呈下降趋势,但下降趋势不明显,其变化率为1.68/(mm·年~(-1));年均气温呈上升趋势,变化率为0.05℃/年。通过突变检验分析可知年降雨量没有明显的突变点,气温突变点发生在1993年。年降雨量和年均气温第一主周期分别为13年和14年。未来一段时间降雨、气温Hurst指数分别为0.69和0.75,流域会延续降雨量减小、气温升高的趋势,且持续性较强。通过演变规律分析得出气温变化影响径流量的大小,而降雨周期变化对径流周期影响更显著。     

基于降水量的白洋淀最低水位预测研究

为了每年能够提前预测未来10月份至翌年4月份的白洋淀最低水位,指导水资源管理和防灾减灾,利用白洋淀区域多个气象站点雨季不同时段的平均降水量和白洋淀水位资料,采取历史资料回归和机器学习方法,对白洋淀水位随区域降水量的变化规律进行了分析,研究建立了一种利用当年雨季平均降水量和当年雨季前水位预测当年雨季后至翌年雨季前白洋淀最低水位的方法。通过建立最低水位预测模型对已有的数据进行验证,发现所建的模型模拟和预测的结果误差在5%以下,精度较高。根据2018年5月白洋淀水位和白洋淀区域2018年7-8月、7-9月平均降水量预测的2018年10月至2019年4月白洋淀的最低水位分别为8.52 m和8.38 m,根据最新监测的2018年10月至2019年2月20日的最低水位实况,预测误差在4%以下,预测精度较高。因此,所建模型能够提前3~7个月动态预测白洋淀即将出现的最低水位,可为提高雄安新区区域水资源综合管理水平、统筹分配区域水资源、合理安排补水等提供科学依据。     

“征补共治”型农村环境政策设计——以河北省白洋淀村庄为例

为了改善农村环境污染的现状,维护农村的生产和生态功能,采用问卷调查、典型分析和对比分析的方法,应用环境经济学中供给和需求、环境外部成本内部化等有关理论,分析了农村环境政策的供给与需求状况,提出并分析了农村环境污染外部环境成本内部化系数,分析了农村环境治理适用的环境政策类型,最后探讨了"征补共治"型农村环境政策的制定框架。由此认为"征补共治"型农村环境政策是适合我国农村环境治理的政策类型。     

基于底栖动物完整性指数（B-IBI）的白洋淀湿地健康评价

选择大型底栖生物作为白洋淀湿地健康指示生物,将B-IBI评价方法应用到白洋淀湿地健康评价中,为白洋淀湿地管理和调控提供科学依据。根据9个受损点、6个参照点的大型底栖动物样点数据,对白洋淀湿地23个生物参数的分布范围、判别能力和相关性进行分析,确定B-IBI指数由总分类单元数、优势分类单元个体百分比和摇蚊个体百分比构成。采用比值法计算各生物参数指数值,并将各参数值加和得到B-IBI指数值。根据参照点B-IBI值的25%分位数值确定健康等级标准:>2.302为健康,1.590~2.302为亚健康,0.879~1.589为不健康,<0.879为病态。评价结果表明:淀区9个样点中有1个样点处于健康状态,4个样点处于亚健康状态,4个样点处于不健康状态,白洋淀湿地大部分水域健康均受到一定损害。B-IBI与透明度呈显著正相关,与TN、TP和叶绿素a呈显著负相关。     

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。     

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.