基于LUCC的鄱阳湖湿地生态效应分析

土地利用/土地覆盖变化(LUCC)是内陆湿地演变的重要因素之一,对湿地生态系统产生广泛的生态效应。2000年以来,鄱阳湖湿地土地利用方式和强度发生了较大变化,有必要探究由此引发的生态效应。利用2000-2013年共4个时期的遥感影像,借助RS和GIS工具研究了鄱阳湖湿地各时期的LUCC及其动态度和土地利用综合程度指数,通过景观指数计算,分析了总体景观格局和不同景观类型的变化特征;利用主成分分析和相关分析方法,探讨了总体景观格局指数主成分综合值及其与土地利用程度综合指数的相关性。结果表明,鄱阳湖湿地土地利用结构和方式发生了较大变化,水体和耕地面积逐年下降,林地、建设用地和沙滩地面积逐年增加,土地利用综合程度指数由2000年的249.08上升到2013年的251.41,土地利用强度持续增加;总体景观格局指数和不同景观类型均发生了较大变化,景观趋于多样化、复杂化和破碎化,连通性降低,稳定性变弱;土地利用程度综合指数与总体景观格局指数相关系数为0.927,呈显著正相关,土地利用强度的增加使鄱阳湖湿地景观格局趋于负面化。研究结果反映LUCC引发景观的破碎化和不稳定、鄱阳湖湿地面积的减少以及生物多样性降低等一系列负向生态效应。     

基于景观格局的鄱阳湖生态经济区湿地时空变化

基于eCognition面向对象的最邻近域法,选取最优特征组合,对鄱阳湖生态经济区1995年、2005年和2015年遥感影像进行解译和分类提取;参照《湿地公约》及我国湿地分类,依据鄱阳湖实际情况和现有研究资料,同时考虑遥感影像解译过程中的实操性,将鄱阳湖生态经济区土地类型分为湿地和非湿地两大类,即河流、湖泊、沼泽、库塘、水田和林地、裸地、建设用地、草地共9类。采取动态度、质心模型和景观格局指数对20年间该地区湿地的动态变化特征进行分析,并采用地理探测器研究其变化驱动力。结果表明,对于湿地分类,eCognition面向对象的分类方法对湿地影像的提取效果良好;鄱阳湖生态经济区1995-2015年湿地总体面积减少,总体变化率为-25.88%;其中,减少最多的是天然湿地,共减少20.12万hm²;1995-2015年鄱阳湖生态经济区湿地景观指数表现为各斑块破碎度增加,景观多样性及均匀性呈倒“V”变化趋势。湿地变化的驱动力分析表明,人口密度、年均温及坡向均对湿地变化的空间分异有较强的解释能力,人口密度对湿地变化空间分异的解释能力高于年均温和坡向。研究结果可为鄱阳湖生态经济区...     

鄱阳湖国家湿地公园湿地生态系统健康评价研究

湿地生态系统与森林、海洋生态系统一起被称为地球三大生态系统,在维持地球生命和全球生态平衡方面具有不可替代的作用。对湿地生态系统健康进行评价,识别影响其健康的重要因子,可为湿地健康的诊断和湿地保护与管理提供依据。以鄱阳湖国家湿地公园湿地生态系统为研究对象,在充分考虑湿地实际情况的基础上,从湿地自然环境、整体功能和社会环境3个子系统选取21项评价指标,运用模糊综合评价法对湿地生态系统健康状况进行了综合分析。结果表明,鄱阳湖国家湿地公园生态系统健康度为0.619,处于第Ⅱ等级(健康);3个子系统中,湿地的自然环境和整体功能分别在0.431和0.540的程度上属于较健康状态,湿地的社会环境健康状况最差,在0.452的程度上属于疾病状态;制约因素主要有土壤性状、物种多样性、物质生产功能、环保投资指数、化肥使用强度、农药使用强度以及人口自然增长率。从评价结果分析来看,湿地自然环境和整体功能受到的影响虽然没有社会环境受到的影响大,但也应引起足够的重视,这两类指标属于长期指标,在短时间不会产生巨大变化。     

鄱阳湖典型湿地植被景观格局的时空变化分析

鄱阳湖是我国重要的湿地,对生态、水位控制、环境控制具有重要的调节作用.伴随着水位年际变化和季节变化剧烈,鄱阳湖湿地类型发生了显著变化,研究其景观格局变化对于正确认识鄱阳湖湿地生态系统演变,为湿地景观规划、湿地生态系统健康恢复具有重要参考意义。考虑到鄱阳湖湖相季节性变化巨大以及2003年前后三峡水利枢纽工程运行后水文情势发生重大变化,选取2003年前后平均水平年对应枯水期和丰水期遥感影像,采用遥感技术（RS）、地理信息技术（GIS）和景观生态学方法进行分析。结果表明,江湖关系发生重大变化后,鄱阳湖年平均水位由2002年之前的13.42 m（星子站吴淞高程）降至12.35 m,平均水位较前一阶段偏低0.45~2.25 m,枯水现象使得鄱阳湖水域面积明显缩小,湿地类型发生了较大变化。平均水位下降,适合植被生长的洲滩面积大幅增加,丰水期湿生植被面积增加了147.66 km2,枯水期增加了1192.43 km2,变化最大区域位于赣江支口与饶河交汇处的三角洲和赣江南支口的洲滩,消失的水面大多转换为湿生植物、挺水植物和泥滩等湿地类型。湿地类型的演变方式为水体和挺水植物演变为裸露泥滩,泥滩演变为湿生植被,湿生植被演变为其它湿地类型。2003年后除水体外湿地景观边界密度和聚集度指数呈现增大趋势,鄱阳湖景观格局整体上趋于复杂。鄱阳湖湿地景观格局变化受到“五河”来水减少、三峡工程蓄水和湿地地貌改变等自然因素和人为因素的双重影响。     

基于T-S模糊神经网络的东滩湿地水域海水水质评价

长江口东滩湿地是重要的自然保护区,该水域水质评价对保护该地区的生态环境非常重要。海水水质的评价涉及到化学需氧量、有害元素含量等多因素,本文基于T-S模糊神经网络,根据海水水质标准对2010年5月东滩湿地保护区水域的海水水质进行评价,为长江口的水生物和环境保护建立了可行的评判机制。     

基于CNKI数据库的人工湿地文献计量分析

人工湿地是污水处理过程中重要的生态技术之一。了解人工湿地的发展过程和研究热点对于今后人工湿地的研究工作具有重要意义。使用文献计量学方法,自CNKI数据库采集数据,通过Citespace软件,从刊文数量、机构、主要作者、研究热点等方面对人工湿地研究进行可视化分析。结果表明：1987-2019年我国人工湿地的研究可以分为3个阶段,分别为起步阶段1987-2000年、快速发展阶段2001-2010年、稳定发展阶段2011-2019年。国家自然科学基金委是人工湿地研究的主要基金提供者,同济大学、东南大学和中国科学院水生生物研究所是发文量最多的学术机构,吴振斌等10名学者发表文章数占总发文量的5.5%,国内各机构及学者之间均有较为紧密的联系,研究热点体现在处理河流和污水处理厂尾水、工艺组合、植物耐寒和根系研究、发掘新兴基质等。今后应关注的研究方向为人工湿地生物膜理论的研究、人工湿地堵塞和冬季高效运行技术的工程化应用、人工湿地设计和运行管理维护的标准化等。     

鄱阳湖不同水文期浮游生物群落结构特征和影响因素及水质评价

为掌握鄱阳湖鱼类群落特征,课题组于2020年春季(5月)、夏季(8月)、秋季(11月)和2021年冬季(1月)4个季度,在鄱阳湖10个区域5种生境开展鱼类资源调查研究,同步采集水环境样品。研究共采集鉴定鱼类67种,隶属于8目14科47属,其中鲤科鱼类物种数最多(41种),占比为61.19%。基于不同分组,鱼类生态类型分别以定居性鱼类(67.16%)、杂食性鱼类(44.78%)、中下层鱼类(35.82%)占据优势。该群落以小型鱼类为优势类群,数量占比为68.70%;鱼类优势种共有6种,第一优势种为似鳊。鱼类群落结构在季节上存在显著性差异,春季鱼类物种多样性指数高于冬季。非度量多维尺度分析(NMDS)显示,空间上鱼类可划分为2个类群,分别为湖口区类群和草型湖区-湖汊区-湖心区-沿岸带类群。冗余分析(RDA)显示,总磷、叶绿素a和透明度是影响鱼类物种时空分布的关键环境因子。丰度/生物量比较曲线 (ABC曲线) 分析表明,鱼类群落受到严重干扰(W=−0.091)。本研究成果可为鄱阳湖禁渔效果评估和鱼类多样性保护提供科学依据。     

人工湿地调控水质技术研究

为了解潜流式人工湿地对养殖排放水的净化效果,将潜流式人工湿地与池塘相连构成人工湿地水产养殖系统,对湿地滤池出水口及池塘水体的各项水质指标进行检测和对比分析,结果表明:人工湿地系统对养殖排放水具有较强的净化处理能力,BOD50、高锰酸盐指数分别降低30%和34%,氨氮、亚硝酸盐的去除率分别达到77%、76%以上.其中,池水中的非离子氨含量大大低于上海市地方标准<水产品池塘养殖技术规范>所规定的0.02mg/L.     

基于BP人工神经网络的大沽河湿地海水水质综合评价

水体环境包含多个影响因素,因素间大多具有非线性相关性,为了能够客观地对大沽河湿地海水水质进行综合评价,以神经网络为基础,利用溶解氧、化学需氧量、无机氮、活性磷酸盐、石油类5个指标作为评价因子,建立了5×5×1 拓扑结构的BP人工神经网络模型,通过该模型对大沽河湿地水质进行综合评价。同时采用单因子评价方法、内梅罗指数法对该海域环境状况进行评价,以期更好的对比评价BP人工神经网络模型的优缺点。BP人工神经网络模型评价结果显示,大沽河河道内站点的水质均为劣Ⅳ类水质,入海河流断面及其周边海域也达到了Ⅲ类及以上水质标准。调查海域无机氮含量超标严重,劣Ⅳ类及以上站位的数量占总调查站位的59.3%,富营养化状态明显。通过单因子评价法、内梅罗指数法、BP人工神经网络3种评价方法对大沽河湿地水质进行评价,发现Ⅲ类及以上水质站位占总调查站位比例分别为89%、96%、56%。与单因子评价法、内梅罗指数法相比,BP人工神经网络模型设计合理、评价结果科学可靠,是一种更加快捷、客观全面及实用的水体质量评价方法。     

关于鄱阳湖资源深度开发中几个问题的思考

本文概述了鄱阳湖区域生态经济特征 ,从水环境的保护、渔业资源的增殖与恢复、湿地概念的认知角度提出了湖区综合管理和资源深度开发的若干问题及对策。     

草海高原湿地湖泊水质时空变化及水质分区研究

针对草海水质污染状况,开展水质季节变化特征研究,为草海湿地污染治理及保护提供依据。在草海湿地湖泊设置了15个采样点,于2014年8月、11月和2015年1月、4月,分4季进行水样采集。以所测水质参数为基础,运用水质综合评价和GIS空间分析方法,研究草海湿地水环境质量时空变化,并基于营养状态对湖泊水体进行了分区。研究表明:(1)草海TP、TN、CODMn、Chl-a 4种主要水质指标浓度在春季高于其他3个季节,浓度分别达到0.03、0.98、6.30和0.025 mg/L,空间分布呈现由东至西逐渐降低的趋势,草海入水口及码头区域要明显高于湖泊其他区域。(2)草海湖泊营养状态为中营养级别,按4个季度的综合营养状态指数(TLI)平均值分为3个区域,A区为东北角入水口及西海游客码头,长年处于富营养状态,为富营养状态区,53.9≤TLI≤63.0,水质处于Ⅳ与Ⅴ类等级;B区为临近县城及入水口区域,季节性富营养状态,为中营养状态区,41.2≤TLI≤46.6;C区为草海湖泊中心延续到阳关山的下游出水口区域,为贫中营养状态区,35.8≤TLI≤39.7;B区和C区水质全年为Ⅲ类等级。(3)各区域主要污染物指标以Chl-a、TN为主,A区形成的主因是城市污水注入,B区形成的主因是农业面源污染。控制城市污水和农药、化肥施用量是治理草海湖泊水环境的重要途径。     

基于大型底栖动物的乌伦古湖水质生物学评价

２００６年１１月至２００７年７月在乌伦古湖设置２８个采样点按季度对底栖动物采样。共采到大型底栖动物８３种,其中寡毛类１４种,水生昆虫５８种,软体动物７种,其他类４种。年均密度为１０４８ｉｎｄ／ｍ２,变幅为７０～２４８０ｉｎｄ／ｍ２;年均生物量为１０．７６ｇ／ｍ２,变幅为０．４８～５２．５３ｇ／ｍ２。根据底栖动物的观测数据,利用Ｓｈａｎｎｏｎ－ｗｉｅｎｅｒ多样性生物指数（Ｈ′）、Ｇｏｏｄｎｉｇｈｔ修正指数（ＧＢＩ）、Ｍａｒｇａｌｅｆ丰富度指数（ｄ）、Ｃｈａｎｄｌｅｒ′ｓ生物记分制（ＣＳ）和综合生物污染指数（ＢＩ）对乌伦古湖水体环境质量的评价结果显示,乌伦古湖水质整体属于轻度污染。人类活动影响较大的区域如７３公里小海子、骆驼脖子、海滨浴场和吉力湖等处样点水质相对较差,处于中污染水平;投放牛羊粪养殖鱼种的吉力湖后泡子则为重度污染水平。利用底栖动物对乌伦古湖水质的生物学评价结果与理化指标评价结果基本一致。     

微山湖浮游动物群落结构及水质评价

2010年4月至12月对微山湖水体中浮游动物进行了4次调查,共检出浮游动物77种,其中原生动物18种,轮虫45种,枝角类8种,桡足类6种。夏、秋季浮游动物物种数最多（48种）,春、冬季最少（43种）。春季浮游动物丰度最高（1.26×10^3ind.·L^-1）,夏季最低（0.47×10^3ind.·L^-1）,秋季和冬季分别为0.75×10^3ind.·L^-1和0.71×10^3ind.·L^-1。夏季浮游动物生物量最高（6.69mg·L^-1）,冬季最低（1.52mg·L^-1）,春季和秋季分别为2.41mg·L^-1和4.03mg·L^-1。浮游动物香农指数变化在1.74~2.15;均匀度指数变化在0.48~0.74。综合评价,微山湖为中营养型水体,应加强对湖区水质保护和合理开发。     

基于大型底栖动物的乌伦古湖水质生物学评价

2006年11月至2007年7月在乌伦古湖设置28个采样点按季度对底栖动物采样。共采到大型底栖动物83种,其中寡毛类14种,水生昆虫58种,软体动物7种,其他类4种。年均密度为1048ind/m2,变幅为70～2480ind/m2;年均生物量为10.76g/m2,变幅为0.48～52.53g/m2。根据底栖动物的观测数据,利用Shannon-wie-ner多样性生物指数(H′)、Goodnight修正指数(GBI)、Margalef丰富度指数(d)、Chandler′s生物记分制(CS)和综合生物污染指数(BI)对乌伦古湖水体环境质量的评价结果显示,乌伦古湖水质整体属于轻度污染。人类活动影响较大的区域如73公里小海子、骆驼脖子、海滨浴场和吉力湖等处样点水质相对较差,处于中污染水平;投放牛羊粪养殖鱼种的吉力湖后泡子则为重度污染水平。利用底栖动物对乌伦古湖水质的生物学评价结果与理化指标评价结果基本一致。     

东平湖水质监测与评价

为客观评价山东省东平湖渔业生态环境质量状况,2004~2005年对东平湖水域的主要离子、pH、透明度、叶绿素、溶解氧、高锰酸盐指数、氮、磷等理化因子进行监测。结果表明:东平湖水域水型在不同区域分属CCⅢa、C lCⅢa、SCⅢa三种类型,且同一区域水型常发生转化;阳离子中Ca2+含量最高,阴离子中C l-和SO42-取代了CO32-和HCO3-占主导地位。运用Carlson指数近似评价法对东平湖水质进行了单因子评价和综合评价,结果表明东平湖是富营养型或超富营养型湖泊。     

基于Landsat卫星影像的草海水质遥感反演及综合营养状态评价

为更高效、大范围的获取草海水质状况,分析草海水体营养状态,本文利用实测水质数据与遥感影像的关系建立反演模型,反演草海2000-2015年水质指标,包括Chl-a、TN、TP、CODMn、SD,并用综合营养状态指数法（TLI）对草海水质情况进行评价。结果表明：（1）通过波段组合与实测数据建立水质参数反演模型能高效、大面积的获得草海水质分布情况,评价得知草海从2000 - 2005年、2010 - 2015年,整体水质均为中营养、轻度富营养状态,TLI表现为先升高,后降低;（2）草海水质季节变化明显,四个季节的综合营养状态指数为春季>夏季>冬季>秋季,主要原因是草海春、夏季节农耕及旅游活动等较频繁;（3）空间上看,草海入水口及湖周围综合营养指数比湖中心及出水口高,其原因是因为入水口靠近城市,城市污水排入湖中,湖四周农业污染源大量存在所致。     

白洋淀底栖动物多样性调查及水质评价

底栖动物对环境变化反应敏感,当水体受到污染时,底栖动物群落结构及多样性会发生改变。为了解白洋淀的底栖动物组成及水质状况,于2006年12月、2007年3～11月对白洋淀9个采样点的底栖动物进行了采样调查。共鉴定出底栖动物23种,其中,软体动物17种、环节动物2种、水生昆虫幼虫4种,与1958年的调查结果对比,发现物种种类数呈降低趋势。其中,中国圆田螺、中华圆田螺、绘环棱螺、羽摇蚊幼虫为全年分布种。应用Shannon-Wiener多样性指数对水质进行分析,可以看出白洋淀水质为中污染。