基于分形维数的中小河流滩地沉积物空间分布研究

以浙江省龙游县灵山港滩地沉积物为研究对象,在现场监测和室内测定的基础上,运用分形方法,分析了山丘区中小河流滩地沉积物空间分布格局及其影响因素。结果表明:滩地沉积物在空间分布上具有明显的分段、分区、分层特征。土壤分形维数从上游至下游呈增大趋势;在河道横断面上,离水0～16 m为土壤分形维数的高变幅区,离水16～49 m为低变幅区,离水49 m到滩地边界为平稳区;垂向上,0—20 cm层土壤分形维数小于20—40 cm层。砾石分形维数从上游至下游逐渐增大;在河道横断面上,砾石主要分布在离水边缘4～33.5 m范围内,在该范围内,砾石分形维数随离水距离增大而增大。沉积物空间分布差异性主要受水流、植被、采砂、滩地地形和周期性洪水等因素的影响。对于采砂严重的滩地,修复中需要考虑沉积物分布的分段、分区、分层特点,配置组成适宜的基质,保证滩地的稳定和功能的有效发挥。     

基于形态指数的山丘区中小河流滩地分类方法及演变分析

滩地是河道生态系统的重要组成部分,具有保护生物多样性、维持生态系统的动态平衡、提高河流的自我修复能力等作用,对河道水土保持与河流健康具有重要意义.为探究中小河流滩地的分类方法,笔者选取浙江省龙游县灵山港滩地为研究对象,利用ImageJ获取河道滩地几何特征参数,在计算圆形率、紧凑度、延伸率、形状率和平均曲率等基本形态指数的基础上,应用主成分分析法,获得描述滩地形态的2个主成分,以其构建平面直角坐标系,根据形态指数数对所在象限,对滩地的几何形态进行定量分析.结果表明:山丘区中小河流滩地可划分为短宽规则型、窄长规则型、窄长不规则型与短宽不规则型等4种类型;分别在2003、2010及2013年,对龙游灵山港各类型滩地的面积与数量进行统计,发现灵山港滩地面积减少约17.82％;其中,短宽不规则型滩地面积减少幅度最大,约达60.76％,且滩地几何形态明显呈窄长化与不规则化趋势.本文提出的滩地形态分类方法,能够反映滩地的纵横比例和边缘规则程度,并用于分析不同类型滩地的增长与衰退趋势.     

山丘区中小河流滩地土壤物理性质及空间分布特征

为探求山丘区中小河流滩地土壤物理性质及空间分布特征,以浙江省龙游县灵山港滩地为试验对象,通过野外取样与室内测定分析,分析研究了山丘区中小河流滩地表层土壤的密度、体积质量、孔隙度、饱和含水率、颗粒组成等滩地土壤物理性质变化与空间分布特征。结果表明,河道沿线滩地土壤物理性质空间差异性显著,主要表现为:(1)从上游至下游,滩地土壤密度沿程降低,中游区段土壤体积质量最小,总孔隙度以及饱和含水率最大。(2)土壤颗粒组成以粗颗粒(粗砂,细砂)为主,在河道纵向上,随着河道坡降变缓,水流能态减小,粗颗粒质量分数降低,细颗粒(粉粒,黏粒)质量分数及土壤粒径分维值(D)增加,滩地土壤颗粒沿程细化。(3)由于水流条件及植被类型的影响,在不同滩位上,高滩处林地土壤细颗粒组质量分数及土壤粒径分维值最高,分别为36.38%和2.66,土壤粒径分维值能够反映出不同沉积环境对土壤颗粒分布的影响。     

论山丘区中小河流滩地生态修复体系构建

滩地具有维护河流系统健康的重要功能,开展中小河流滩地保护和生态修复是当前河流建设管理的重点和难点。以浙江省灵山港龙游段滩地生态修复实践为例,提出了"稳定为主、适度整理,因势利导、曲直相宜,滩潭相间、安全为要,自然为主、硬化为辅,资源保护、合理利用"的中小河流滩地生态修复原则和"清、整、通、护、种、景"的修复思路。通过实施安全防护、破碎化处理、水系连通、基质修复、植物修复、景观营造等措施,在灵山港龙游段滩地建立了较为完善的生态体系,成效显著。     

山丘区中小河流边滩植被分布驱动因子及响应关系

河岸带滩地植被是维持河流系统健康的重要屏障.以浙江省龙游县灵山港边滩为研究对象,运用聚类分析和RDA约束性冗余分析等方法,分析中小河流边滩植被分布特征及其主要驱动因子,并建立各驱动因子对植被分布的响应关系.结果表明:灵山港滩地植被种类丰富多样,共有62种植被(被子植物61种,蕨类植物1种),其植被群落结构包括9种类型;滩地相对水面高差因子、滩地形态系数和水文特性是植被分布空间差异性的主要影响因子,各因子贡献率分别为37.50％、27.50％和16.82％,各因子对植被分布的驱动响应机制不同.其中:在滩地相对水平面高差因子作用下,植被从滩地外缘到滩地内部,耐水性由强到弱,丰富性由低到高,生物量由小到大;当边缘线发育系数SDI值处于2.0～4.0之间,且滩地狭长指数Pe/Pa值在0.12 ～0.3之间时,至少有60％的保证率使得滩地植被多样性维持在1.03 ～1.96的高水平;水文特性能够影响植被的形态特征和滩地的生境条件,水文作用下,滩地外围砂粒质量分数随着离水距离增大而逐渐减小,植被类型也会随着离水距离的增加,从喜湿耐冲型到中生型过渡.掌握滩地植被的分布特征及其影响因子,以期为河道生态修复,提供理论依据.