洪泽湖水质的时空相关性分析

时空相关性分析方法在生态环境空间分异笥以及湖泊湿地自然保护区建设等方面的研究上,具有重要的应用价值。将湖泊水质监测数据与空间数据结合,建立了具有时空特征的洪渗湖水质数据库。基于相关系数矩阵,利用GIS和Origin等分析软件,对洪泽湖水质的时空相关性及其时间和空间分布规律进行了研究。结果表明,洪泽湖水质存在着时空相关性,目前这种时空相关性已受到人类活动的强烈干扰,因此,建议洪泽湖湿地自然保护区应该选择在时空间相关性小,具有一定离群性的“岛屿”区域。     

2012-2018年洪泽湖水质时空变化与原因分析

洪泽湖是南水北调东线工程的重要枢纽.为评估水环境长期变化,于2012-2018年开展逐月水质监测.结合水文气象与淮河水质水量数据,分析洪泽湖水质长期变化趋势及空间分异的驱动因素,结果显示:2012-2018年,洪泽湖总氮、总磷多年平均浓度为1.74和0.081 mg/L,分别为Ⅴ类水和Ⅳ类水,透明度均值为0.48 m,...     

城市湖泊时空演变的遥感分析——以武汉市为例

在GIS技术支持下,以多时相Landsat TM/ETM 遥感影像为数据源,利用NDWI指数提取武汉市1991年、1995年、2000年、2002年的湖泊水域面积信息,引入湖泊萎缩强度等测度指标,从时空两方面对主城区湖泊水域变化和26个主要湖泊的发展演化特征进行了系统地分析.结果表明,从1991年到2002年,武汉市主城区湖泊水域面积急剧减少,达38.67km2;主要湖泊水域的面积变化具有时空分异特征,湖泊萎缩变化与湖泊所处地区的城市建设水平、道路交通规划、政策导向等因素密切相关.分析认为,城市湖泊转变为公园后,萎缩现象得到明显遏制,通过立法加强湖泊保护力度并尽早制定城市湖泊的规划管理措施,是保护武汉幸存湖泊的有力手段.     

洪泽湖历史洪水分析(1736─1992年)

根据1736－1911年文献记载的洪泽湖年最高水位及1914－1992年湖区水文测站的水位、流量资料，进行了长、短序列的入湖洪峰流量及不同时段洪量的频率分析，进而推求出不同重视期的设计入湖洪量和洪水年份相当的重现期，并分析洪水的灾害特征，结果表明：1）洪泽湖历史上洪水发生频繁，1786、1851、1906年均发生过特大洪水，高堰志桩分别至163、23．4、16．1尺。2）1953年建库后，湖水位上升。年最高水位历年平均值较建库前升高了1．22m；多年平均水位升高了1．72m。3）1916－1992年淮河蚌埠站年入湖洪峰流量、最大3日洪量、最大30日洪量和年平均流量频率分析显示。1954年分别相当于20、20、45．5和30．3年一遇洪水。1991年分别相当于7．1、7．1、10和14．7年一遇洪水。1991年洪水总体上小于1954年，但灾情超过1954年．表明湖区受灾程度有加剧趋势。     

洪泽湖叶绿素a浓度的时空变化特征

叶绿素a浓度是衡量藻类生物量及评价水体营养状态的重要指标.基于洪泽湖2012年12月至2013年11月的水质监测数据,利用统计手段分析湖区叶绿素a浓度的时空变化规律,并进一步探究叶绿素a浓度与各项水质理化因子的响应关系.从时间维度上看,洪泽湖叶绿素a浓度季节变化规律在不同湖区有所差异,东部湖区叶绿素a浓度随季节变化曲线呈"双峰型",分别在3月和8月达到峰值.北、西部湖区叶绿素a浓度在春季变化平缓,并在秋季达到峰值.从空间维度上看,3个湖区之间叶绿素a浓度在春、冬两季存在显著差异,其余季节差异不显著.典范对应分析表明洪泽湖不同月份、不同湖区叶绿素a浓度与水质理化因子之间存在不同的响应关系.本研究为探究洪泽湖藻类时空异质性原因、宏观掌控其营养状态以及制定相应水质改善措施提供参考依据.     

洪泽湖历史洪水分析(1736-1992年)

根据１７３６－１９１１年文献记载的洪泽湖年最高水位及１９１４－１９９２年湖区水文测站的水位,流量资料,进行了长,短序列的入湖洪峰流量及不同时段洪量的频主分析,进而推求出不同重现期的设计入湖洪量和洪水年份相当的重现期,并分析洪水的灾害特征,结果：１）洪泽湖历史上洪水发生频繁,１７８６,１８５１,１９０６年均发生过特大洪水,高堰志桩分别至１６．３,２３．４,１６．１尺。２）１９５３年建库后,湖水位上升     

近2000年淮河流域地理环境的变化与洪灾——淮河中游的洪灾与洪泽湖的变化

近2000年来淮河流域的洪涝灾害十分频繁。作者认为淮河中游的洪涝灾害与洪泽湖的演变有非常密切的关系。洪泽湖本是人工筑堤蓄水而形成的。湖区水位的上升与湖底淤高,势必会引起淮河中游发展溯源加积和洪水位的上升。估计鲁台子-蚌埠河段平均每公里河长加积了约3400×10～4t泥沙,由此造成泄洪不畅,加剧了洪害。     

基于供需分离加剧的近30年来中国谷物碳排放转移时空演变

食物系统是人为温室气体排放的重要来源之一,在“双碳”背景下由于食物生命周期生产和消费分离加剧引发的碳排放转移对整体食物系统温室气体减排的影响还尚不明确.本研究初步构建了水稻、小麦、玉米三类谷物生产阶段生命周期的排放清单,分析了谷物供需关系的时空演化特征.引入空间均衡模型,模拟了中国1990～2018年不同类型谷物的区域间流动并核算由此产生的碳排放转移及其效率与特征.研究发现:(1)谷物供需不均衡程度加剧,供给和消费的重心距离扩大了3.2倍,谷物供需分离导致全国谷物区域内自给能力减弱.(2)水稻和小麦区域内供给增多导致排放转移总量逐渐减少,玉米跨区域供给增多导致排放转移总量逐渐增加.(3)谷物整体的空间排放转移效率较高,小麦和玉米的排放转移引起了全局高效减碳,而水稻的排放转移相对低效增碳.(4)全国各省份谷物生产碳足迹呈下降趋势,但由于谷物供需分离加剧导致部分粮食主产区表现为低效增碳.本研究建议:基于“双碳”治理目标,进一步优化种养空间结构,加强区域内谷物供给,结合分区治理策略加强低碳生产结构优化与耕地利用结构调整.     

近60年来白洋淀流域河川径流演变及湿地生态响应

白洋淀是雄安新区的核心生态功能区,近几十年来面临水源不足、湿地萎缩等生态环境问题.选取白洋淀流域上游王快、西大洋及拒马河3个子流域开展河川径流演变研究,结合1969年以来18期白洋淀湿地遥感影像,揭示白洋淀流域河川径流驱动湿地演变的过程机制.结果表明：近60年来白洋淀流域山区径流量呈持续衰减趋势,从P1阶段(1961—1979年)至P3阶段(1997—2019年),典型子流域年径流系数均值由0.29降至0.12,山区年径流总量由30.84×10⁸m³/a降至11.37×10⁸m³/a,降幅达63.1%,梯田修建、地下水开采等人类活动是导致径流衰减的主要原因;不同子流域产流和基流减少对径流衰减的贡献率存在差异,以变质岩为主的王快子流域径流衰减的主要原因是地表产流减少,碳酸盐岩分布较广的拒马河子流域径流衰减的主要原因是基流减少;白洋淀湿地面积变化受控于地表水位波动,近60年来白洋淀湿地退化的直接原因是入淀流量减少,根本原因是人类活动影响导致的山区径流衰减.     

洪泽湖水沙变化趋势和冲淤时空分布及驱动因素

为了研究洪泽湖水沙特性、变化趋势与冲淤时空分布规律,运用累积距平法、Mann-Kendall趋势与突变检验以及R/S分析法等方法,分析了洪泽湖19502016年的水沙特征;采用地理信息技术,基于1992年和2016年实测地形,对湖区泥沙冲淤空间分布进行了定量计算与分析.结果表明,入湖径流量无明显增加或减少的趋势,输沙量和含沙量呈明显减小趋势,1990年以后含沙量基本稳定在0.2 kg/m^3以下;淮河干流(包括池河)入湖水量和沙量约占入湖总量的89.6%,三河闸出湖水沙占总出湖量的60%.淮干入湖口和溧河洼为主要淤积区域,淤积量分别为2300×10^4和1900×10^4 m^3,平均淤积厚度分别为0.35和0.25 m;其他区域自然冲淤基本平衡.上游水库和河道闸坝的拦沙作用、农业种植结构变化和水土保持、大规模人工采砂等是入湖沙量减少的主要影响因素;湖区水动力特性是泥沙自然淤积主导因素,而湖区库容变化的主因则是人工采砂、围湖造田和围网养殖,且人类活动的影响远大于自然冲淤.     

洞庭湖近30a水位时空演变特征及驱动因素分析

洞庭湖地处北亚热带季风湿润气候区,水情时空变化尤为明显.为了探明洞庭湖水位时空演变特征,以洞庭湖6个水位站(城陵矶、鹿角、营田、杨柳潭、南咀、小河咀)、出入湖流量("三口"总入湖流量、"四水"总入湖流量、城陵矶出湖流量)和长江干流流量(宜昌、螺山)等1985-2014年逐日数据为基础,通过构建泰森多边形计算湖泊水位,运用Morlet小波分析、层次聚类分析和地统计理论研究湖泊水位的周期性变化规律及空间分布格局和自相关性.研究结果表明:洞庭湖水位变化具有典型的季节性,且年际变化具有28和22 a的多时间尺度特征;水位空间分布格局呈现出小河咀、南咀、杨柳潭(Group 1)以及城陵矶、鹿角、营田(Group 2)两种聚类,且在不同水文季节的空间自相关性依次表现为丰水期退水期涨水期枯水期.通过建立两类水位在不同水文季节与径流量的多元逐步回归模型揭示了洞庭湖水位时空演变的驱动因素,其中Group 1水位演变主要受长江干流水文情势的影响,Group 2水位演变由出入湖径流量和长江干流径流量共同作用,并随着不同水文季节江湖关系的改变以及湖泊自身水力联系的变化而变化.研究结果对于科学认识洞庭湖水位的时空演变规律以及湖泊生态系统保护和水资源的规划、管理与调控具有重要意义.     

洪泽湖湖滨带浮游动物群落结构及驱动因素

湖滨带在维持物种多样性、拦截陆源污染物、净化水质等方面发挥着重要作用。近年来,洪泽湖水体污染日益加重,湖滨带面临着围垦、养殖和泥沙淤积等严重威胁。为更好地理解洪泽湖湖滨带浮游动物群落结构的空间格局,运用主成分分析、冗余分析和方差分解,探究了洪泽湖湖滨带浮游动物的密度、生物量和种类结构组成,以及群落多样性和优势种的特征,分析上述参数随环境因子的变化趋势。结果表明,洪泽湖湖滨带浮游动物平均丰度为821.65 ind./L,平均生物量为1247.45μg/L,成子湖西浮游动物丰度较高,物种较为丰富;淮河口和东部湖岸丰度较低,多样性较低。主成分分析和冗余分析结果表明,溶解性总磷、悬浮物、叶绿素a、COD、溶解性有机碳、水草盖度、pH、溶解氧和风浪扰动是湖滨带主要环境影响因子,与轮虫物种的空间分布具有显著相关性。方差分解结果表明,轮虫主要受到水化学环境因子及其与食物饵料的交互作用,枝角类受水深、浊度和悬浮物等物理生境因子的影响,磷酸盐、pH、风浪扰动和悬浮物与水化学的交互作用对桡足类有明显影响,多样性指数主要受水化学环境因子、物理生境因子、食物饵料的交互作用影响。可见,加强洪泽湖湖滨带生态环境保...     

近40年洞庭湖区内湖水面面积变化及其驱动因素

选择1979-2016年间多时期、多类型、多光谱遥感数据,分析评价洞庭湖区内湖近40年的面积变化.结果表明,最近40年洞庭湖区内湖面积保持相对稳定,丰水期间呈上升趋势,枯水期间波动下降,2016年内湖总面积比1980s初减少3.94%.随着湖泊面积增加,湖泊水面面积变化的比例和幅度逐渐减小,大型湖泊（>10 km²）和中型湖泊（5~10 km²）面积相对稳定,小型内湖（<5 km²）面积变化尤为剧烈.内湖水面面积主要受降雨、蒸发等气候因素和生产生活取水、防洪排涝和退田还湖等人为活动调控.1980-2000年和2001-2015年两个时期,洞庭湖区多年平均降雨量呈现不同程度的下降趋势,多年平均蒸发量明显上升.三峡工程运行后,三口分流衰减,但水资源需求量不断增长,退田还湖和留蓄雨洪作为水资源使得丰水期间内湖水面面积增长,气候变化和水资源开发利用导致枯水期水面面积趋于减少.有必要加强洞庭湖区内湖的研究和保护,适当退田还湖提高湖泊率,优化三口水系格局,实施河湖水系连通工程,缓解洞庭湖区季节性水资源紧张问题.     

泸沽湖近代沉积环境时空变化特征及原因分析

通过对泸沽湖沉积岩芯粒度、磁化率(χ_(lf))、化学蚀变指数(CIA)等沉积指标的分析,结合~(210)Pb和~(137)Cs定年结果以及区域降水和人类活动等资料,研究了近150年来泸沽湖沉积环境的时空变化特征与主要影响因素.泸沽湖沉积物粒度组成以黏土与细粉砂为主(80%),细颗粒组分(如黏土)含量与χ_(lf)、CIA之间具有显著相关性.各岩芯沉积指标垂向变化规律相似,1920s之前,沉积指标较为稳定,为人类活动影响较弱的准自然沉积阶段;1920s以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量逐渐升高,反映了风化与成壤作用较强的细颗粒表土物质侵蚀开始加强,可能与流域农业发展及森林砍伐等人类活动影响有关;约1970年以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量进一步升高,指示了流域内表土侵蚀与上述人类活动影响的进一步增强,与文献记录的1970s—1980s两次大规模的森林砍伐吻合;约2002年以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量降低,反映了表土侵蚀减弱,与近年来流域植被逐渐恢复及降水减少有关.与器测资料对比研究表明,降水等气候因素对近代泸沽湖沉积环境演变的影响相对较弱.空间上,各沉积指标表现出一定的异质性.黏土含量在南部和北部湖区两侧靠近洪积扇及冲积平原的湖区沉积物中较高;近50年以来,各沉积岩芯所反映的平均沉积通量为0.020~0.043 g/(cm~2·a),南部湖区高于北部湖区,主要受入湖水系分布及流域南部地区高强度人类活动导致的土壤侵蚀的影响.     

湖北梁子湖近百年来环境演变历史及驱动因素分析

湖泊生态系统的修复必须建立在历史生态环境演化过程与驱动机制认识的基础之上.针对草型湖泊演化历史研究相对不足的现状,以长江中游典型草型湖泊梁子湖为研究对象,结合210Pb和137Cs年代测试,通过对沉积柱高分辨率的多指标分析(硅藻、元素地球化学和粒度)以及流域历史资料重建近百年来梁子湖生态环境的演化过程,并在此基础上利用冗余分析定量区分影响该湖泊生态环境演化的关键驱动因子.结果显示,沉积物总磷和重金属元素Cu是影响该湖泊生态环境演化的2个显著变量,它们分别单独解释硅藻组合的12.7%和8.5%变率.这表明近百年来人类活动引起的营养输入对梁子湖生态环境演化起关键性作用,而重金属污染也是影响梁子湖环境演变的重要因子.本研究结果可以为梁子湖及长江中下游其他类似湖泊的环境治理提供科学依据.     

Impact of the Yellow River capture on the paleoenvironmental changes of Hongze Lake,China

The Yellow River(YR) capture of the Huai River had a profound effect on the landscape evolution,ecology, and social development in China, disrupting the evolution of some vital shallow floodplain lakes.Because of the absence of lacustrine sediment provenance analysis, previous studies were inadequate in distinguishing the influence of YR capture on paleoenvironmental changes in these lakes, especially on landscape evolution, redox conditions, lake level changes, and organic productivity. The cur...     

洪泽湖鱼类群落结构及其资源变化

根据2017-2018年在洪泽湖湖心、成子湖湾、保护区湖湾和淮河入湖口进行的鱼类资源调查,结合历年渔业捕捞统计数据,分析了该水域的鱼类群落结构及资源变化趋势.调查共采获鱼类51种,隶属10目16科41属,其中鲤形目种类最多,占总数的62.7%;群落优势种为鳙（Aristichthys nobilis）、（Hemiculter leucisculus）、鲫（Carassius auratus）、刀鲚（Coilia nasus）等7种,鱼类群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数处于一般至较丰富水平.不同类型湖区间鱼类种类及优势种组成存在一定差异,其中湖心、淮河入湖口的生物多样性指数整体高于成子湖湾、保护区湖湾.与历史资料相比,洪泽湖鱼类的物种数量下降,鱼类资源组成结构发生较大变化,鱼类个体小型化趋势明显,捕捞强度过大、水位波动和水质污染是洪泽湖渔业资源衰退的主要因素.