青海湖1956-2017年水文变化特征分析

研究青海湖水文变化特征,为区域水资源管理、生态保护提供基础。利用1956-2017年青海湖水文气象及遥感资料,分析了水位、面积、水量变化情况,并从湖泊补给的构成角度分析了变化原因。结果表明,青海湖平均水位3194.50m,1956-2004年湖水位呈下降趋势,由于降水量和入湖径流量增加,2005年水位开始回升;青海湖平均面积4350.61km2,经历了先萎缩、后扩张的变化过程;湖泊边界主要是东岸、西岸、北岸发生了变化,南岸基本无变化;水量仍然处于负平衡,年均亏损量1.5×108m3;湖泊补给水量构成中,湖面降水量、地表入湖径流量、地下水入湖补给量分别约占40.3%、43.5%、16.2%;2005年以来地表入湖径流量增加主要是由气候变化引起的,降水起主导作用。     

蓄水前后三峡水库营养盐收支计算

根据近10年来长江三峡库区江段氮、磷营养盐的历史数据,以及三峡库区支流、大气降水、地表径流、淹没土壤释放、工农业排放等主要形式的氮、磷营养盐负荷数据,并结合现场调杏的结果,采用箱式模型对蓄水(135～139m)前后三峡水库营养盐进行收支计算,以期为三峡成库后三峡江段生源要素生物地球化学过程以及长江营养盐输送过程提供研究基础.结果表明:上游输入的总氮、总磷是三峡水库氮、磷营养盐的主要来源,占入库负荷的80%～90%;蓄水后入库营养盐负荷种类增加,主要是淹没土壤的释放作用.蓄水前总氮、总磷入库负荷与出库负荷相等,蓄水后入库营养盐有约18%的总氮和15%的总磷滞留于水库中,而溶解无机氮、溶解无机磷受蓄水因素影响较小.颗粒氮磷营养盐的沉降、生物吸收以及残体的沉降作用是导致出库营养盐减少的主要原因,其过程有待进一步深入研究.     

基于SWAT模型的旬河流域气候变化水文响应研究

径流量是体现流域水量特征的重要指标。旬河作为汉江上游的主要支流,其径流量变化直接关系到丹江口水库(南水北调中线工程水源地)的储水量。以历史时期(1995-2015年)旬河流域实测径流量数据为基础,选择驱动SWAT水文模型,定量探究旬河流域径流量对气候变化的响应。结果表明,校准期和验证期决定系数(R~2)分别为0.85和0.87,Nash-Sutteliffe效率系数(NSE)分别为0.85和0.84,SWAT水文模型对旬河流域径流量模拟结果良好。采用英国Hadley气候中心预测的未来气候模式RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5,对2036-2055年的气象数据进行4种未来气候情景模拟,发现在历史气候情景下,三季度降水量对全年径流量贡献度最大,且四季度的径流量对三季度的降水量存在一定滞后效应;在RCP8.5情景下,雨季将提前且持续周期延长。研究结果可为政策部门在水资源宏观调控、极端气候预防和防洪减灾等方面提供参考。     

中国沿海6个花鲈群体的形态差异分析

通过聚类分析、主成分分析和判别分析等多元分析方法,对东港、绥中、秦皇岛、青岛、舟山以及珠海等6个花鲈(Lateolabrax maculatus)地理群体的8个形态比例性状进行了研究。聚类分析和主成分分析表明,6个花鲈群体可被分为两支:来自黄海、渤海海域的东港、秦皇岛、绥中和青岛群体为一支(北方群体);东海海域的舟山群体和南海海域的珠海群体为另一支(南方群体)。南北群体间有一定程度的形态分化,和舟山群体相比,珠海群体和北方群体的亲缘关系更近。主成分分析获得的3个主成分方差贡献率分别为31.726%、27.744%和14.075%,累计贡献率为73.545%。利用8个变量构建的6个地理种群的判别公式,判别准确率在63.6%~84.4%之间,综合判别准确率72.7%。本研究结果为花鲈地理种群判别、种质资源评价以及良种选育等提供了基础资料。     

基于土地利用动态变化的洱海流域上游生态系统服务价值分析

为探究洱海流域上游土地利用动态变化趋势及其与生态系统服务价值(ESV)的关系,以Landsat TM/OLI遥感影像为基础,解译得到2000年、2005年、2010年、2015年和2019年共计5期土地利用数据,运用转移矩阵、土地利用动态度、改进的生态系统服务价值当量因子等方法,分析洱海流域上游土地利用变化规律、生态系统服务价值动态趋势及其相互影响。结果显示:(1)耕地、林地和草地是研究区主要的土地利用类型和土地转换类型,其他用地动态度最高（13.76%）,草地最低（-2.17%）;(2)运用改进的价值当量因子核算研究区ESV,其一级服务功能为调节服务>支持服务>供给服务>文化服务,二级服务功能中,水文调节的ESV最高,维持养分循环最低;(3)20 a洱海流域上游林地和草地的ESV最高,总体呈上升趋势,林地、草地和水域是主要的贡献因子和敏感因子。林地、草地和水域分别在2000-2005年、2010-2015年、2015-2019年生态贡献率最高,为62.62%、64.12%、53.66%;(4)各地类转入转出变化与其ESV变化呈线性关系,林地、草地和水域面积的转入和转...     

基于生态系统服务价值的博斯腾湖小湖湿地生态需水核算

湖泊湿地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,适宜的水文条件保障着湖泊湿地生态系统的健康。本文以博斯腾湖小湖湿地为例,依据能值理论系统地计算湖泊湿地各项生态系统服务价值量,并运用相关分析、层次聚类分析等方法结合生态系统服务计算结果与四项关键水文参数,综合确定研究区适宜的生态需水范围。研究结果表明,博斯腾湖小湖湿地生态系统服务价值总量由2013年以前的上下波动（平均年增幅-0.2%,其中有7年为负增长）转变为2013年后的持续增加状态（连续6年增加,平均年增幅6%）;区域来水量则经历了2000-2003年的丰水期、2005-2013年的枯水期以及2013年以来的水量持续增加等三个阶段;生态需水核算结果建议博斯腾湖小湖湿地应保证一年之内日均流量低于8.3 m^3/s的天数不超过72天,而一年之中日均流量超过20.8 m^3/s的天数不低于80天,湿地生态需水量在8.0-8.7 10^8m^3/a之间,最适宜生态水位范围为1047.4-1047.6m。本研究利用生态系统服务价值核算了湖泊湿地生态需水,对区域水资源调控提供了积极的参考价值。     

沅江与西江水系大眼华鳊的形态差异

为了探讨沅江和西江水系大眼华鳊（）的形态差异及分化程度,对两个水系5个种群的147个样本进行了测量,共获得9个可量性状和21个框架性状,通过多元分析方法进行了比较。Friedman非参数检验的结果显示,5个种群间的体侧各部分面积存在显著性差异（<0.01）。聚类分析将5个种群分为三支,其中西江两个种群为一支,沅江干流和沅江锦江种群为一支,沅江清水江种群单独为一支。主成分分析共提取出6个主成分,对总方差的累计贡献率为81.93%,贡献率大的性状集中在尾柄部、头部和躯干前部。判别分析筛选出头部和尾柄部的10个性状,分别建立了5个种群的判别函数,判别成功率在92%~100%。3种多元分析方法从框架形态差异上将沅江和西江水系大眼华鳊的种群有效区分开来,为5个种群的形态差异及资源评价提供了基础资料。     

不同产地鲍鱼特征元素分析与主成分评价模型的建立

为了找出不同产地鲍鱼(Haliotis Spp.Abalone)的区域性差异,并探究一种有效的鲍鱼产地的鉴别方法,采用主成分分析法对对广东、福建、山东、辽宁4个主要养殖省份鲍鱼样品肌肉中的特征元素(Na、K、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu、Ni、As、Al、Mn、Cr、Se)进行分析。结果显示,鲍鱼样品的元素含量存在差异,Mn的变异程度最大,变异系数为74%,Ni次之,为65%,其次是Se (60%),其余元素的变异系数均高于10%。同时,通过对这些数据进行降维处理,有效地从13个特征元素中提取了6个元素作为主成分,累计方差贡献率达89.87%;同时发现Ca、Se、Na、Fe、Mn、K、Ni这7种元素是不同产地鲍鱼的特征元素,并建立了主成分综合评价模型:F=0.2777F_1+0.2652F_2+0.1295F_3+0.1066F_4+0.0656F_5+0.0541F_6。模型的建立可以为利用特征元素对不同产地鲍鱼的产地溯源提供一定的理论参考。     

贵州草海湿地牛蛙的分布现状及其生境选择特征

生物入侵已成为全球重要的环境问题,牛蛙(Rana catesbeiana)的入侵对当地生物多样性和水生生态系统造成了严重的危害。为掌握牛蛙在贵州草海湿地的种群分布现状及其对生境的选择特征,于2018年6-8月对草海湿地牛蛙的分布、种群数量及栖息生境进行了研究,并利用生境喜好系数和主成分分析法对牛蛙的生境选择特征进行了分析。结果表明,牛蛙主要分布于草海湿地上游的刘家巷及邻近区域,并向中、下游的顾家底、阳关山等区域扩散。通过牛蛙生境选择特征分析发现,牛蛙偏好选择的微生境为植被类型为草地和沼泽草甸的区域、水体类型为静水水塘和沟渠的区域、具有水深较浅(≤0.6 m)、草本盖度适中(31%～60%)、草本高度较高(31～100 cm)、地表温度较高(21℃～25℃)、地表湿度较高(41%～80%)、离干扰源距离适中(101～500 m)的特点。牛蛙偏好生境的主成分分析结果表明：水体类型、植被、水域深度、温度和干扰强度是影响牛蛙生境选择的重要因素。研究表明,牛蛙在草海湿地已占据一定的生态地位,并呈泛滥孳生趋势。应根据牛蛙的生物学特性(如食性、繁殖特性、生境选择特征等)对已形成自然种群的牛蛙进行综合治理,避免其在草海湿地的进一步扩散,使其对草海湿地生态系统的危害处在可控范围之内。     

上海市售扇贝冻品品质评价模型构建及关键影响因素分析.

为分析上海销售端扇贝冻品的品质状况及存在的问题,探究市售扇贝冻品的品质评价方法以及冻藏过程中导致其品质劣变的关键因素,本研究依据冰柜温度、冻藏时间、产品形式、包装方式和摆放位置共5种常见影响因素,对上海市售的11种扇贝冻品商品进行采样,测定白度、解冻损失、蒸煮损失、持水力、回复性、内聚性、弹性、咀嚼性、硬度和感官评分共10项品质指标,利用因子分析构建扇贝冻品品质评价模型,并结合多元线性回归分析确定影响扇贝冻品品质劣变的关键因素。结果显示,扇贝冻品10项品质指标之间存在一定相关性,通过因子分析提取了3个因子成分,累计方差贡献率为73.33%,可以代替原有指标来综合评价扇贝冻品的品质,建立了市售扇贝冻品的品质评价模型：f=0.467f1+0.302f2+0.231f3,其中,f1公因子包括弹性、回复性、内聚性、蒸煮损失和持水力,f2公因子包括硬度、白度和咀嚼度,f3公因子包括解冻损失和感官评分;进一步由多元线性回归分析得出,冻藏时间、冰柜温度和产品形式是影响扇贝冻品品质的关键因素,其他2种因素无显著影响。研究表明,基于因子分析和多元线性回归的方法能够较好地进行扇贝冻品的品质评价并分析导致其品质劣变的影响因素。     

Marine spatial plans focusing on biodiversity conservation: The case of the Aegean Sea

1. The expansion and intensification of marine uses have severe cumulative impacts on marine ecosystems and human well-being, unless they are properly managed with an ecosystem-based management approach.
2. A systematic conservation planning approach, using marxan with zones , was applied to generate alternative marine spatial plans for the Aegean Sea. Relevant human uses were included and their cumulative impact on a wide set of key biodiversity features was considered in the analysis. Different cost scenarios were developed to gain insight on the effects of the approaches used to assess socio-economic factors, and their potential impact on spatial plans.
3. The spatial plans generated differed greatly depending on the method used to estimate opportunity costs and evaluate human activities in monetary terms.
4. The vulnerability weights (the relative vulnerability of ecological features to specific human activities and their impacts) that were estimated based on a cumulative impact assessment, allowed the assessment of each zone in contributing to the achievement of conservation targets, through a transparent planning approach.
5. Results indicate that special care should be given to how socio-economic activities, their impact on the ecosystems, and related costs are incorporated into planning.
6. The proposed approach demonstrates how EU member states may effectively comply with the new Biodiversity Strategy 2030 targets, while planning for the sustainable use of their marine resources.

     

绿洲农业对博湖小湖生态需水的影响研究

水资源是制约绿洲农业发展的关键因素,同时绿洲的农业活动也直接或间接地影响着区域水资源的循环过程,造成水资源时空分布的差异。博斯腾湖小湖区位于博斯腾湖西部,其水资源主要来源于开都河及灌区地下水的补给,研究小湖区的生态需水是协调区域生态环境与人类生产生活效益的重要环节。因此,本文基于MIKE-SHE水文模型及水量平衡公式,以2017年为研究背景,量化了不同种植结构情景下的地下水及地表水对于小湖补给量的变化情况,核算了区域年补给总量,进而讨论了绿洲农业区最适宜小湖生态需水要求的农业种植结构。结果显示：模型在验证期模拟值与观测值的平均相关系数及纳什系数分别为0.89及0.79,表明模型具有较高的可信度;水稻及油菜分别为地下水及地表水对小湖补给量最大的农业种植结构,补给量约为10.628×10^6m3及538.023×10^6m3,其中地下水对于小湖的补给量与灌溉期、灌溉定额、作物种类有着强烈的相关关系,地表水对于小湖的年补给量远远大于地下水,且与总补给量高度相关,成为小湖总补给量的决定性因素;油菜及小麦的年补给量分别为544.939×10^6m3及541.158×10^6m3,进而讨论在生态需水要求下不同种植结构所需最小的配水量,为区域水资源决策管理及协调配置提供理论支持。     

The influence of multiyear drought and associated reduction in tributary connectivity on an adfluvial fish species

Multiyear drought is projected to increase in frequency and duration in arid and semiarid regions across the world, threatening native species and ecosystem function. The effects of multiyear drought are often exacerbated by human water use, which manifest in reduced lake elevation, reduced stream discharge, and disruption in hydrologic connectivity for aquatic species. Here, we demonstrate that drought-driven decreasing lake levels reduce the connectivity between tributaries and lakes by creating an elevation-explicit tributary distance map. We combined long-term fish catch data and a lake elevation time-series with our elevation-explicit tributary distance map to test whether population demographics are related to drought-driven changes in tributary connectivity. We surveyed the littoral zone of Bear Lake, Utah and Idaho, USA, from full pool to a depth of >12 m, totalling 94.86 km² surveyed. As lake elevation decreased from full pool to the lowest historical elevation, tributary channel distance increased by 3.5 km. Bear Lake Bonneville Cutthroat Trout (Oncorhynchus clarkii utah) catch per unit effort was strongly negatively correlated with tributary channel distance, though individual growth rates were not influenced by drought metrics. We predicted the response of age 0 to age 10 cutthroat under high and low cobble availability, estimating up to a 61% decline in cutthroat CPUE when tributary channel distance is at its maximum historical value. Our study provided a unique opportunity to identify quantitative linkages between climate-driven changes in habitat connectivity and an ecologically important endemic sportfish, expanding our understanding of potential pathways through which climate change may affect lentic ecosystems and fishes.     

Management and conservation strategies for coldwater springs

• 1. Direct and indirect utilization of coldwater springs produces a wide variety of benefits to human societies around the world, but this resource use may also be associated with significant costs to the environment, including biodiversity loss and deterioration of water quality. Despite the importance of springs little attention has been paid to their management and conservation.
• 2. This review article draws on international literature and results from recent research on springs in New Zealand, to highlight the characteristic features of springs, identify the main human threats to their integrity, and review spring management strategies. The principal aim of the paper is to provide a management framework that can facilitate the protection, enhancement and restoration of springs.
• 3. A key element in the management and conservation of springs is recognition of their position at the interface of three distinct ecosystems — groundwater, surface water and terrestrial. Human impacts on all three contributing ecosystems can have significant effects on spring habitat integrity.
• 4. Effective management of springs must recognize the full range of environmental and societal values associated with them, understanding threats to the sustainability of these values and formulating strategies that provide a balance between potentially conflicting uses. As with any management strategy, the clear definition of management goals for springs is a precursor to effective conservation, protection and restoration.

Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

近20a济南泉域水源涵养量的时空变化特征

为探讨济南市泉域范围的水源涵养量，利用Arcgis软件划定泉域范围，通过解译2000年、2005年、2010年、2015年和2020年的Landsat遥感影像数据，获取范围内土地利用类型；基于Invest模型并结合气象、土壤、地形等数据估算泉域水源涵养量，分析了近20年来泉域水源涵养量和涵养能力的时空变化及影响因素。结果表明，与2000年相比，泉域内土地利用类型变化较大，其中耕地面积变化最大，减少了470.1 km2；城乡居民点和工矿用地增长较快，增幅为9.1%；林地草地面积也呈增长态势，增幅为4.1%，面积占比达到了32.3%。泉域水源涵养量为157.9～238.3 mm，均值为188.8 mm，受降水影响较大；泉域水源涵养率为23.5%～25.9%，平均为24.2%，水源涵养能力较低。时间上，多年水源涵养率基本保持稳定；空间上，南部山区水源涵养能力较之前有所提升，中部受城市化影响而下降显著。各土地利用类型水源涵养量从大到小依次为：林地>草地>耕地>未利用土地>城乡居民点和工矿用地>水域和湿地，水源涵养率分别为49.15%、30.32%、20.09%、17.69%、8.62%和8.31%。区域内水源涵养功能区以一般重要区为主，面积占比40%，极重要区内林地占比为94.62%。植被类型和气象因素是影响区域水源涵养的主要因素，应结合土壤类型适当调整植被配置。     

3D conservation planning: Including aquifer protection in freshwater plans refines priorities without much additional effort

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基于可控性生态减渗目标的河床底质重构技术研究

位于地下水超采区且具有景观要求的河流,需同时具备维持生态水位和渗透补给地下水的功能,研究可调控减渗效果的河床底质重构技术对维持河床垂向连通性具有重要意义。以华北平原常见河床底质和膨润土为主要材料配比得到重构底质,通过变水头渗透试验与模型入渗试验探究了重构底质减渗特性,根据不同河流条件提出不同的配比及结构方案,减渗层厚度和纳基膨润土配比方案1为100 mm和9%,方案2为150 mm和15%,方案3为200 mm和18%;利用GeoStudio SEEP/W软件计算模拟了不同方案的渗流及渗流量减少状况。结果表明,改变膨润土类型和掺量可调节底质的减渗效果,使其渗透系数达到小于1×10^-7cm/s和小于1×10^-6cm/s目标水平;纳基膨润土掺量为15%的重构底质在1 m水头渗透作用下,浸润锋经39 d运移15 cm,56 d内累计入渗量为11.1 cm,减渗效果较好;模拟结果表明,3种减渗方案有不同的减渗效果,典型断面河流水位在0.3～2.0 m时,3种方案河流渗流损失量可降低55.8%～68.8%、91.5%～94.3%和94.8%～96.5%...     

Ecology,management, and conservation implications of North American beaver (Castor canadensis) in dryland streams

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Instream mesohabitat biodiversity in three groundwater streams under base‐flow conditions

1. Concerns regarding the ecological functioning and biodiversity of groundwater‐dominated rivers have been highlighted in the wake of increased water resource pressures, channel management activities and natural drought. 2. The macroinvertebrate communities within three groundwater‐dominated streams in the UK, subject to different management strategies, were examined in relation to substratum mesohabitat diversity. 3. The mesohabitat structure was similar at all three sites examined but the number of taxa present at each site varied markedly. 4. Differences found at each site are related to (i) recent hydrological conditions (drought severity) and (ii) management activities, and are discussed with reference to the conservation and restoration of riverine systems. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于因子分析及多元线性回归的市售冻凡纳滨对虾品质评价

为探究市售冻凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)品质评价方法及造成品质劣化的关键因素,以上海市超市在售11种不同商品类型的冻凡纳滨对虾为研究对象,分析超市等级、冻藏时间、产品形式和摆放位置对其水分损失、质构以及色泽的影响.采用电子舌技术区分其滋味轮廓,并结合相关性分析、因子分析和多元线性回归分析,建立...