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。     

基于水生物完整性的浑河健康评价

立足浑河流域特点与实际,选取能够反映河流水环境、水生态的底栖动物完整性指数、鱼类生物损失指数等两项生物完整性指标,提出了指标评价标准、评价方法,制定点位调查监测方案,开展浑河流域生物完整性健康评价。根据评价结果,分析生物完整性赋分空间分布、生物完整性指数影响因素等状况,并提出了治理保护对策。为浑河流域水生态、水环境治理提供技术指导和科学依据。     

藕–鱼种养结合模式对藕田底栖动物的影响

低洼田因地制宜创新农作制度,构建的藕-鱼种养结合模式是一种新型高效的生态农业模式,其中底栖动物是这个复合生态系统的重要组成部分。为研究藕-鱼种养结合模式对藕田底栖动物的影响,本试验设计了3种模式(莲藕-甲鱼模式、莲藕-彩鲤模式以及莲藕-泥鳅模式),以单养甲鱼模式作为对照,于种养结合前(2013年3月)、种养结合后作物生长旺盛期(2013年8月)以及鱼类捕捞后(2014年1月)3个时期对各试验田块底栖动物进行了取样,分析种养结合前后藕田底栖动物的种类构成、密度、生物量和多样性的变化。结果表明,种养结合模式对底栖动物种类无显著影响,共采集到底栖动物6科12属13种。但藕田套养水产动物,由于水产动物活动对底泥的扰动,底栖动物多样性有所下降。种养结合模式田块水生昆虫密度、生物量以及底栖动物总密度、总生物量均较种养结合前大幅度增加。3种种养结合模式种养结合后水生昆虫密度、生物量以及底栖动物总密度、总生物量的平均增加幅度分别达到12倍、336倍、11倍和273倍。而单养甲鱼模式池塘放养甲鱼后底栖动物生物量较放养前有所减少。另外,与单养甲鱼模式相比,莲藕-甲鱼种养结合模式水生昆虫密度、生物量以及底栖动物总密度、总生物量均有所提高,而寡毛类密度、生物量则有所降低。此外,采用Shannon-Wiener多样性指数和BI生物指数(Hilsenhoff生物指数)对3种种养结合模式藕田水质进行了评价。结果表明,采用BI生物指数评价的结果与实际情况较为吻合,3种种养结合模式中水质状况以莲藕-彩鲤模式最好,而莲藕-泥鳅模式水质最差。     

稻鸭共作对稻田水体底栖动物生物多样性的影响

在水稻不同生育时期对稻鸭共作稻田和常规稻田的土壤取样,研究不同稻田生态系统水体底栖动物的生物多样性。结果表明：与常规稻田相比,稻鸭共作使水体底栖动物的种类数减少。水稻生育前期,稻鸭共作使底栖动物的个体总数减少较大,后期与常规稻田差异较小。水稻各生育时期常规稻田和稻鸭共作稻田底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数变化趋势相似,均为水稻生育前期稻鸭共作稻田的生物多样性指数和均匀度指数高于常规稻田,而后期低于常规稻田。研究结果为规范稻鸭共作稻田水分管理和稻鸭共作技术提供理论指导,促进稻鸭共作技术的推广和应用。     

稻蟹共作对稻田水体底栖动物多样性的影响

稻蟹共作是一种生态型种养新模式,而底栖动物是该复合生态系统的重要组成部分。为研究稻蟹共作对稻田底栖动物多样性的影响,在水稻分蘖期、拔节期、扬花期和成熟期,采集不同放养密度的稻蟹共作稻田(仔蟹放养密度10 ind.m 2,低密度,LD;仔蟹放养密度30 ind.m 2,高密度,HD)和常规稻田(不放蟹,常规栽培,CK)水体的底栖动物,分析不同稻田生态系统底栖动物的种类构成、密度和多样性。结果表明:水稻分蘖期,3种放蟹密度处理稻田底栖动物的种类数、密度、多样性指数和Pielou均匀度指数均无显著差异(P>0.05);在拔节期和扬花期,养蟹稻田底栖动物的种类数和密度均小于常规稻田,且与放蟹密度呈反比;常规稻田底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数在拔节期和扬花期均显著高于高密度养蟹稻田(P<0.05),而只在拔节期显著高于低密度养蟹稻田(P<0.05),且Pielou均匀度指数也在拔节期显著高于低密度养蟹稻田(P<0.05);成熟期,3种处理底栖动物的种类数和密度均达到最低点,Shannon-Wiener多样性指数无显著差异(P>0.05),高密度养蟹稻田的Pielou均匀度指数显著高于常规稻田(P<0.05)。研究结果可为稻蟹共作稻田底栖动物的多样性保护和稻蟹共作技术的可持续发展提供理论指导,促进稻蟹共作技术的发展和推广。     

关于免耕法改善河流水质的研究

加拿大生态学家A.G.Yates等在32个小流域(100~1 400 hm2)中对大型无脊椎动物的群落进行了采样,测量了动植物栖息地和河流水质状况,确定了采用免耕法耕作与河流质量之间的关系。结果表明,增加免耕使用面积可以改善动植物栖息地环境,提高水质,水生物群落也有所改善。因此,农民应使用免耕耕作法,以改善河流水质,提高农业生态系统质量。     

基于主成分分析及水质标识指数法的黄河托克托段水质评价

[目的]分析黄河托克托河段水污染特征,合理选择水质评价指标,从而实现对黄河托克托段水质评价。[方法]以黄河托克托段干流2017年4—8月9个水质采样断面逐月连续水质监测数据为基础,利用多元统计法对水质样本进行主成分因子分析,构建水质评价指标体系,应用综合水质指数法对该河段水质进行评价。[结果](1)黄河托克托段水质状况整体为Ⅳ类水,该河段段主要污染因子为TN,TP,COD,属于有机型及富营养化污染;(2)时空分布上从上游到下游水质逐渐变好,支流汇入口大黑河断面由于受汛期大黑河超标污染物排入水质变差,采样期间8月水质状况最差,其次是4月,5—7月水质相对较好。[结论]基于主成分因子分析和综合水质标识指数法的水质评价方法不仅可以准确客观地反映水质特征,同时可对不同断面水质进行比较。黄河托克托段水质状况较差(整体Ⅳ类),属于有机型及富营养化污染。     

基于最小数据集的洞庭湖流域南部耕地土壤肥力综合评价

构建一套既能减少人力、物力和财力投入,又能保证原有信息丢失最少的土壤肥力综合评价体系,对于指导农业生产和土地利用规划具有重要作用。研究选取洞庭湖流域南部的四个行政市为研究区,综合考虑表征土壤立地条件、剖面构型、土壤物理性状、土壤养分四个方面的14项指标,通过主成分分析确定了最小数据集（MDS）,对其土壤肥力指数（SFI）进行了综合评价,并分析了研究区耕地土壤肥力的主要限制因子。结果表明:1）研究区耕地主要偏酸性,土壤容重较紧实;氮素养分处于较高水平,磷素养分处于中上水平,钾素养分处于较低水平。2）选取的最小数据集包括成土母质、剖面土体构型、阳离子交换量、容重、有机质、有效磷和全钾等7项指标。全数据集与MDS的均值与标准差均十分接近,其Pearson相关系数达到0.788（P < 0.01）。3）土壤肥力的高值区主要位于洞庭湖南部附近集中连片的水稻种植区,低值区主要分布于海拔相对较高的丘陵部位或靠近城市建筑区的低植被覆盖率区,磷素与钾素为研究区内土壤肥力的主要限制因素。研究结果为洞庭湖流域南部土壤肥力综合评价和土壤培肥提供了理论指导。     

修正内梅罗指数法和模糊综合评判法在凤凰镇地下水水质评价中的应用

[目的]采用不同的评价方法,评价陕西省南部凤凰镇地下水水质,为该古镇水土保持工作的进一步开展提供科学依据。[方法]以凤凰镇2015年10月枯水期水质监测数据为基础,选取总硬度和硫酸盐等11个水质评价指标,分别采用单指标评价法、综合指标评价法、常规及修正内梅罗污染指数法及模糊综合评判法进行地下水水质评价。[结果]对各种评判方法的具体运用过程进行了全面介绍。结果显示,5种方法评价的水质类型有一定的出入,但通过对比分析认为常规、修正内梅罗水污染指数法和糊综合评判法在凤凰镇水质评价中具有较好的适用性。[结论]模糊综合评判法评价结果更加真实可靠,更能准确评价凤凰镇地下水水质。     

基于小班水平的东洞庭湖区域马尾松林健康评价

[目的]对东洞庭湖区域的优势树种马尾松林进行健康评价研究,为该区域科学经营森林,改善区域人居环境和生态环境建设提供参考和借鉴。[方法]依据马尾松林样地调查、岳阳市森林资源二类调查和湖南省林业资源信息系统获取马尾松林数据。并从生产力、结构性、可持续性及抗干扰性4个方面选择了马尾松林14个健康评价指标,依据方差贡献率确定指标权重,计算有代表性的329个马尾松林小班得分与既有的健康等级定性指标标准比较确定小班的健康状况。[结果]优质小班14个,健康小班76个,亚健康小班221个,不健康小班18个,分别占所选样本总面积的7.33%,24.62%,61.34%,6.71%。[结论]该区域马尾松林总体上处于亚健康与不健康状况;天然林健康状况好于人工林;混交林健康状况优于马尾松纯林;高海拔、陡坡、边远区域马尾松林健康状况明显优于低海拔、居民密集区域。     

洞庭湖退耕还湖区水质监测与分析

选择洞庭湖退耕还湖区汉寿县青山湖垸不同生境条件区及周边地区对照点,3年水质监测表明,围垦区在退耕还湖后的前1～2年,水体中氮、磷营养元素,化学耗氧量,生化耗氧量,大肠菌群等项水质指标比本区河流、湖泊天然水体含量高,水体有轻度富营养化现象,但较目前堤垸区地面水水质要好,且其富营养化程度依老宅基区、老堤垸区、老稻田区、老林地草滩区和老渔塘区而依次减弱。随着退耕还湖后多次淹水、退水的进行,退耕还湖区各项水质指标正逐步接近天然水体,这标志着洞庭湖退耕还湖区湿地生态系统的恢复、重建正在缓慢进行。     

不同类型人工湿地对洞庭湖水质净化效果研究

同等条件下开展了3种不同类型人工湿地（垂直流、潜流和表面流人工之地）对洞庭湖水质净化效果的研究。结果表明:（1）洞庭湖水体中NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数,BOD₅和COD_Cr的进水浓度与3种不同类型人工湿地出水浓度季节变化规律保持一致,冬季明显高于夏季,洞庭湖进水中NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数,BOD₅和COD_Cr浓度均高于3种不同类型人工湿地出水浓度,相同时期,3种不同类型人工湿地出水水质NH₄⁺-N,TN,TP,高锰酸钾指数、BOD₅和COD_Cr浓度基本表现为表面流 > 潜流 > 垂直流;（2）3种类型人工湿地对TN,TP,高锰酸钾指数、BOD₅和COD_Cr的去除率依次表现为垂直流 > 潜流 > 表面流,而对NH₄⁺-N的去除率依次表现为垂直流 > 表面流 > 潜流,其中以BOD₅的去除效果最好（去除率最高）,但3种类型人工湿地对BOD₅的去除率差异均不显著（p > 0.05）;（3）3种类型人工湿地植物地上和地下生物量均表现为垂直流 > 潜流 > 表面流,差异均显著（p < 0.05）,垂直流人工湿地植被N含量、P含量、N积累量和P积累量均显著高于潜流和表面流（p < 0.05）;（4）3种不同类型人工湿地植物的N,P积累量分别与生物量、N含量、P含量均呈显著的线性关系（p < 0.01）,人工湿地植物生物量对N,P积累量的影响大于植物体内N,P含量的影响,可以通过生物量来评价人工湿地植物对N,P去除效果。     

洞庭湖湿地净化污染物的研究

利用洞庭湖水文观测站、环境监测站和实地考察资料,分析了洞庭湖湿地对水污染的净化功能。结果表明:每年输入湿地TN 67 0132.47 t,TP 41 103.85 t;输出与净化TN 116 033.27 t,TP 6 892.25 t;贮留净化率分别为17.31%和16.77%;COD输入317 849.26 t,输出3072641.97 t,贮留净化率3.086%;重金属元素、有污染的无机和有机化合物输入量10156.616 t,输出量9732.775 t,贮留净化率4.36%;在输入洞庭湖湿地的污染物中,有54.76%N,44.30%P,81.83%COD和95.59%重金属元素和化合物来自四水(湘、资、沅、澧4条江河)和三口(长江分洪流入的松滋、藕池和太平3口),有94%～99%的污染物是由面源污染引起,点源污染只占1%～6%,因此,在洞庭湖湿地水污染的治理上,控制系统外水系输入比控制湿地周边更重要,控制面源污染比点源污染更重要。     

洞庭湖典型断面藻类组成及其与环境因子典范对应分析

2010年对洞庭湖6个典型断面进行了浮游藻类生物调查,共鉴定出7门72属（种）,浮游藻类的密度范围在67.2×104～161.9×104cell·L-1;各典型断面间浮游藻类组成以硅藻和隐藻占优势,藻类群落结构存在着明显的差异。藻类Margalef指数及Shannon-Wienner指数范围分别为3.64～4.03和3.03～3.24,水体水质状况良好。应用CANOCO4.5软件对获得的浮游植物数据和环境因子数据进行典范相关分析（CCA）,作出物种与环境因子关系的二维排序图。结果显示,典型断面藻类群落分布受水环境因子影响较为明显,整体上,DO和TN是影响洞庭湖典型断面藻类物种分布格局的主要因素。     

洞庭湖滩涂和草甸沼泽湿地调蓄水量的功能研究

利用洞庭湖及周围6个水文站有关资料,研究了洞庭湖滩涂和草甸沼泽湿地调蓄水量的功能。结果表明:东洞庭湖滩涂和草甸沼泽湿地调蓄水量81.03×108m3,南洞庭湖59.66×108m3,西洞庭湖21.30×108m3,共计调蓄水量161.99×108m3;湿地蓄水能力随水位高程而变化,但变化速率不一,低水位时随水位升高,湿地蓄水面积和蓄水量缓慢增加,到达一定高度,蓄水面积和蓄水量都迅速增大,再上升到某一高度,蓄水面积增加率急剧下降,蓄水量增加率趋向稳定;枯水期,湿地蓄水的主要服务对象为维护生物多样性和动、植物的生存用水(17.42×108m3),平水期服务主要对象为生产、生活用水(35.60×108m3),汛期的主要服务对象为调蓄洪水(108.97×108m3)。洞庭湖滩涂和草甸沼泽湿地蓄水服务功能有近2/3用在调蓄洪水量上。利用"等效益相关替代法"和"影子价格法"评估了洞庭湖湿地蓄水服务功能价值为31.27×108元。     

洞庭湖区典型蔬菜土壤镉、铜、锌、铅含量状况及评价

采用单项污染指数和综合污染指数法对湖南洞庭湖区典型蔬菜土壤Cd,Cu,Zn,Pb含量状况进行了评价。结果表明,与湖南省潮土土壤背景值相比,土壤Cd,Cu和Zn含量明显富集,Pb含量总体不高。与国家土壤质量二级标准(GB15618-1995)相比,洞庭湖区蔬菜土壤以Cd污染为主,其次是Zn和Cu。Pb含量没有超标,其中湘阴县、沅江市、资阳区和赫山区蔬菜土壤环境质量为轻度污染,华容县处于警戒水平,需要修复治理或者改变土地利用方式。君山区和南县蔬菜土壤为清洁水平,适宜发展无公害蔬菜。污染风险高的区域土壤Cd,Cu和Zn之间存在极显著或显著正相关关系,但相关性弱。     

环洞庭湖丘岗地区水资源平衡及其管理

对环洞庭湖丘岗生态系统水环境要素的定位观测和小流域水平衡监测研究表明 :环洞庭湖丘岗地区水资源总量丰沛 ,可利用的集雨水量为现今农业用地最大灌溉水需求量的 2 .4 1倍 ,可维持生态系统的水量平衡。但由于雨水的季节性配置差异 ,系统水分有季节性富余与亏缺 ,一般年份 3月中旬至 7月上旬水富余 3 11.3 mm ;8月上旬至 9月下旬水亏缺 13 4 .7mm。天然降水大约 76%产生派生资源参与系统水分循环 ,其余部分主要以径流形式溢泄入下游水域。这一过程使该地区每年流失或向洞庭湖水域输送水 1.3 1× 10 1 0 m3、泥沙 1.64× 10 4 m3、养分 ( N,P,K)0 .89× 10 4 t。该地区土类多属红壤 ,持水能力强 ,但有效含水量低 ,凸现出涝渍、湿害和干旱双重农业水问题。本地区水平衡管理应注重两个方面 ,一是加强集雨水利工程建设 ;二是合理构建坡地农林复合生态系统。     

基于模糊矩阵的衡水湖水环境质量评价及分析

运用模糊综合评价法评价了衡水湖三个主要监测站点(洼内、小库和冀县)在2000—2007年水环境质量的变化过程。研究结果表明2001—2005年衡水湖整体水环境质量没有得到明显的改善,2006年后,衡水湖洼内和冀县监测站点水环境质量有了改善,基本满足Ⅲ类用水标准。三个监测站点的主要贡献污染物也有所差异。2006年洼内监测站点水环境主要贡献污染物为氨氮,贡献率为0.621。其余年份均为高锰酸盐指数,2000—2005年及2007年贡献率为0.5左右。小库监测站点水环境的主要贡献污染物2003年,2004年,2005年,2007年均为总磷。2000年,2001年,2002年,2006年为氨氮且2000年和2006年贡献率分别达到0.58,0.838。冀县监测站点水环境主要贡献污染物2000年,2001年,2002年,2006年为氨氮,但2001年,2002年贡献率不到0.4,相较于2000年和2006年较低。2003年为总磷,贡献率为0.38。2004,2005,2007为高锰酸盐指数,贡献率分别为0.61,0.50,0.38。并在水环境质量分析的基础上剖析了衡水湖水环境污染的原因,给出衡水湖今后保护和管理的建议。     

基于改进综合水质指数法的水库水质特征分析

[目的]对引黄水库水质状况进行分析,提供一种合理有效且有利于比较并适于在水库水质评价中推广的方法。[方法]以山东省滨州市滨城区东海和西海水库为研究对象,以水污染指数(WPI值)为分项指数,以超标倍数法、主成分法和层次分析法进行组合赋权,建立了引入水质标识指数法的改进型综合水质指数(WPSPNQI)评价方法,并对2011年4月至2014年4月时段内两座水库进、出口4个监测断面水质数据进行计算,分析水库水质的总体污染状况及时空变化特征。[结果](1)滨城区水库水质多为Ⅰ类或Ⅱ类水体,总体水质状况较好;(2)在研究期限内,Ⅰ类水体的比例有所增加,但部分污染因子没有得到相应改善;(3)从空间分布特征来看,两座水库的水质差距较小,其出口水质明显优于进口,水库具有一定的自净能力。[结论]经与其他水库水质评价方法对比,改进型综合水质指数(WPSPNQI)评价方法在数据处理、权重赋值等方面都较为优越,评价结果可靠。     

近60年长江荆江三口水沙变化过程及对洞庭湖的影响

荆江三口的水沙变化过程是影响洞庭湖发育的重要环节,对洞庭湖的稳定扮演着重要的角色。通过对荆江三口五站1951—2014年的水沙观测数据进行系统分析,着重研究长江荆江三口近60年水沙变化过程及影响因素,并探讨水沙变化对洞庭湖的影响。结果表明:近60年荆江三口分泄长江径流量、输沙量均呈显著的减少趋势,也导致三口五站中的四站出现功能性断流,且断流天数呈明显增加的趋势;洞庭湖区降水量减少、水利枢纽工程等人类活动是影响三口水沙变异的主要驱动因素;荆江三口水沙变化对湖盆结构及洞庭湖形态起着重要的调控与制约作用,其分泄水沙能力的减小也导致了洞庭湖湖面面积萎缩、容积缩小,不过洞庭湖寿命随着水沙的衰减而增加。正确认识荆江三口水沙变化规律及其对洞庭湖的影响,可为三口地区水资源的开发利用、洞庭湖的综合管理提供理论基础和实践经验。