珠江流域河流生境破碎化对鱼类物种多样性的影响

珠江是中国南方第一大河,水能资源丰富,其优越的自然条件孕育了众多鱼类,近年来珠江流域上修建的大量水利工程,造成河流生境破碎,这将严重威胁到鱼类的物种多样性。基于此,在水资源分区的基础上将珠江流域划分为22个子流域,采用Shannon-Wiener指数研究鱼类物种的多样性,构建河流生境破碎化综合指数(P)研究珠江各流域河流生境破碎化程度,再运用空间叠加分析探究河流生境破碎化对鱼类物种多样性的影响。结果表明:(1)珠江流域鱼类物种多样性较高,珠江流域的22个子流域Shannon-Wiener指数平均值达到4.539,有18个子流域Shannon-Wiener指数值均大于4(Shannon-Wiener指数值超过4就意味着鱼类物种多样极高)。(2)珠江流域河流生境破碎化综合指数值在0.141~3.484,均值为1.519,总体而言河流生境破碎程度较高;不同子流域的生境破碎程度差异较大,生境破碎化程度较高的子流域较多分布在中游。(3)通过对鱼类物种多样性与河流生境破碎度进行空间叠加后,发现较多子流域的鱼类物种多样性程度与河流生境破碎化程度均比较高,主要分布在北纬24°附近。     

明清时期珠江流域旱涝灾害的空间分布特征

通过收集整理明清1368-1911年珠江流域的历史气象灾害资料,计算544年各府(州)的旱(涝)年数和年均旱(涝)灾县数比,并运用K最近邻分类算法和热点分析等方法,分析各子流域旱(涝)灾发生频次和空间分布特征.结论如下:1)以旱涝灾害的年数空间分布将珠江流域分为以东江、北江和西江流域为主的涝灾频发区、以红水河流域为主的旱涝均衡区和以南盘江流域为主的旱灾频发区3类;2)珠江流域各府(州)的旱灾空间分布不均,整体由东向西递减,流域东部(广东、广西、江西南部)旱灾较为严重,且等级差距较大,西部(贵州)旱灾分布具有连续性,而涝灾分布整体由东向西递减.研究结果对于现代防灾减灾、气候预测等有参考价值.     

湖南涟水流域鱼类多样性研究

为厘清涟水流域鱼类多样性空间变化,2020年10—11月采用刺网和地笼相结合方式调查涟水流域鱼类资源。共采集鱼类47种,隶属5目14科36属,其中鲤形目鱼类种数最多,占总种数的76.6%。涟水流域鱼类Shannon-Wiener多样性指数、Maggalef丰富度指数和Pielou均匀度指数分别为0～1.55、0～2.65和0.2～0.96。样点间鱼类群落相似性总体上处于极不相似水平,鱼类群落空间异质性明显。涟水干流上游、水府庙回水区和侧水为鱼类多样性高值区域,应作为敏感区域优先保护。     

基于SOM的流域分类和无资料区径流模拟

无资料区的径流模拟问题是国内外水文研究的难点之一。基于相似流域的参数移植法是常用的解决方法之一,但如何判断相似流域是制约此类方法发展的难点。本文以滇池流域为例,采用自组织映射神经网络(SOM)和层次聚类分析(HCA)联合模式,选取16个流域物理特征为指标进行子流域分类,以确定相似流域。运用无分层的K-means分类的SOM法将整个滇池流域划分为7类具有水文属性的子流域组,分类情景与HCA基本一致,两者实现相互验证。采用HBV水文模型模拟子流域径流过程,并选择部分子流域进行组内参数移植交叉检验。结果显示,HBV模型可较好的模拟滇池流域径流过程;此外,子流域交叉检验结果优良,表明同组内参数可以相互移植。本文不仅为解决滇池流域无资料问题提供了可靠手段,而且由于SOM实现了高维流域特征可视化展示,有助于管理者全面、深入的把握滇池流域水文属性的空间分布特征,为进行水资源管理提供指导。     

基于生物完整性指数的把边江河流生态健康评价

把边江流经区域生境条件复杂,生物多样性丰富,其水生态系统健康对于云南和下游国家越南意义重大。基于生物完整性指数的把边江河流生态健康评价,可为流域的水生态保护和生物多样性研究提供重要数据支撑。在水生态调查的基础上,本文选取生物完整性指数中的大型底栖动物完整性指数(Benthic-index of biotic integrity,B-IBI指数)作为评价方法,通过指标数值范围分析、判别能力分析与冗余分析,从27个备选指标中筛选出EPT分类单元数、改进的Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数、最优势分类单元个体百分比、敏感类群分类单元数、敏感类群个体百分比、刮食者个体百分比、BMWP指数共8个指标作为核心指标体系,用比值法计算得出各采样点B-IBI分值,根据分位值法确定把边江流域的B-IBI评价等级。评价结果显示:(1)把边江流域的整体健康状况相对较好,37个采样点中健康等级占5.41%,亚健康等级占比29.73%,一般等级占24.32%,差为21.62%,极差占18.92%;(2)从空间分布看,源头和中段(源头—把边乡)河流状况较好,把边乡以下河段健康状况整体变差。支流整体优于干流,非城镇周围优于城镇周围。(3)运用B-IBI指数对把边江河流生态健康的整体评价,参照点普遍优于干扰点,结果有较好的区分度和适用性,对河流水生态的分区分段保护与管理有一定参考价值。     

51 年来珠江流域输沙量的变化

根据1955~2005 年珠江流域主要水文站的径流量和输沙量数据以及流域降水量数据, 对珠江流域输沙量的变化进行了研究, 结果发现: (1) 石角站(北江)、博罗站(东江)、迁江站 (红水河) 以及高要站(西江干流) 输沙量呈下降趋势, 而柳州站(柳江)、南宁站(郁江) 的输沙量则呈上升趋势。(2) 1955~2005 年珠江入海泥沙(石角站、博罗站、高要站输沙量之和) 均 值为7529×10⁴ t/yr, 并在总体上也呈下降趋势。珠江入海泥沙还存在着年际变化上的波动性和阶段性特征, 即从1950 年代到1980 年代呈显著的上升趋势, 而此后呈显著下降趋势。通过分析认为: (1) 气候变化是造成珠江流域输沙量年际波动性变化的主要因素, 但不是造成珠江入海泥沙下降的主要影响因素; (2) 珠江流域入海泥沙的阶段性变化特征与水土流失和水土保持相关; (3) 水库建设是造成1955~2005 年珠江流域入海泥沙减少的主要因素。(4) 珠江流域入海泥沙将可能进一步减少, 这将对未来珠江河口环境和三角洲的演变产生影响, 加强进一步的研究非常必要。     

淮阳龙湖国家湿地公园植物物种多样性

2015年7~9月,在淮阳龙湖国家湿地公园开展了植物调查,研究了该公园的植物区系组成、群落分类和组成、物种多样性特征。结果表明,在淮阳龙湖国家湿地公园,共记录植物280种,隶属于59科175属;调查的36个样方被划分为8种植物群落,分别为垂柳+女贞群落(Comm.Salix babylonica+Ligustrum lucidum)、狗牙根+马唐+一年蓬群落(Comm.Cynodon dactylon+Digitaria sanguinalis+Erigeron annuus)、喜旱莲子草+藨草群落(Comm.Alternanthera philoxeroides+Scirpus triqueter)、芦苇群落(Comm.Phragmites australis)、香蒲群落(Comm.Typha orientalis)、浮萍+睡莲+满江红群落(Comm.Lemna minor+Nymphaea tetragona+Azolla imbricate)、莲群落(Comm.Nelumbo nucifera)、菹草+眼子菜+狐尾藻群落(Comm.Potamogeton crispus+Potamogeton distinctus+Myriophyllum verticillatum);垂柳+女贞群落的Pielou均匀度指数最大,各植物群落的Margalef丰富度指数存在较大差异,各植物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数表现出相似的变化规律。     

空间粒度变化在时间序列上对景观指数的影响——以环洱海区域为例

以环洱海区域为例,对1990,2000,2009,2014年不同传感器的Landsat遥感数据进行监督分类,在此基础上计算1990—2014年尺度在35~200 m范围内的空间粒度上25种景观指数的变化情况,并结合各指数在此时间序列上的变异系数、粒度效应曲线和函数拟合模型进行空间粒度效应的探讨。结果表明:(1)景观指数在空间粒度序列上的响应类型分为无规律型、上升型、下降型和稳定型4类;(2)在5类景观指数中,多样性类指数对空间粒度变化不敏感;(3)在时间序列上,大部分指数的年度变化规律因粒度变化而明显改变,直接影响景观格局变化研究的结果;(4)多数面积/边缘类指数、形状类指数和聚集类指数的线性拟合度良好,适合进行粒度上推绎预测。     

雅鲁藏布江大型底栖无脊椎动物多样性分异的流域驱动因子分析——以尼洋河与拉萨河为例

雅鲁藏布江拥有独特且尚未开发的生物资源,以其两大代表性支流——尼洋河与拉萨河中的大型底栖无脊椎动物为研究对象,基于Meta分析,系统整理相关文献中的物种名录,分析其群落结构特征,并采用分类学多样性指数,解析两条河流大型底栖无脊椎动物生物多样性分异及其流域驱动因子。结果表明,尼洋河和拉萨河大型底栖无脊椎动物的分类单元数、平均分类差异指数、分类差异变异指数分别为94和51、74.02和74.10、521.50和329.60;尼洋河大型底栖无脊椎动物的平均分类差异指数略低于拉萨河,而分类差异变异指数明显高于拉萨河,表明尼洋河大型底栖无脊椎动物的亲缘关系更近,分类树更不均匀;尼洋河与拉萨河大型底栖无脊椎动物的平均分类差异指数和分类差异变异指数从上游、中游到下游都呈上升趋势,表明物种间的亲缘关系逐渐变远,分类树变得不均匀,两流域从上游到下游受到的各种干扰逐渐增加;尼洋河与拉萨河大型底栖无脊椎动物生物多样性分异的主要原因在于栖息地多样性的差异,而年降水量和坡降是影响栖息地多样性分异的主要流域驱动因子。     

1990-2018年云南星云湖流域景观格局时空演变特征研究

为探究星云湖流域景观格局演变对流域可持续发展和生态安全的影响,采用监督分类和目视解译相结合的方法,建立7类景观类型,提取流域类景观指数,分析星云湖流域1990—2018年的景观格局时空演变特征。结果表明：2010—2015年星云湖流域湿地综合景观类型动态度最大。1990—2018年星云湖流域湿地与非湿地之间转换较为明显,湿地转换为非湿地的面积为152.26 hm²,人工湿地转换为耕地的面积为91.44 hm²。香农多样性指数(SHDI)、均匀度指数(SHEI)均呈增加趋势,表明研究区景观斑块数上升,景观整体破碎化加聚。湖泊湿地和林地斑块连接程度较好,破碎化程度较轻。星云湖流域景观类型利用变化受人类活动的影响显著,湿地资源受社会经济发展的影响更强烈,规划基于保护的社区经济发展项目和联合参与式保护的社区共管项目可促进流域湿地资源的可持续发展。     

巴丹吉林沙漠周边植被特征和物种多样性

通过对巴丹吉林沙漠周边地区的野外调查,以重要值为测度指标,计算物种多样性指数、均匀度指数和优势度指数,对巴丹吉林沙漠周边地区荒漠植物群落物种多样性进行分析。结果表明:(1)该区域共计植物37种,各区域重要值大于0.1的物种中,灌木和半灌木占优势;(2)8个区域的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、丰富度指数和优势度指数差异显著,区域5(北部)和7(西部)因含有单物种群落,Shannon-Wiener指数和Simpson指数显著低于其他区域;(3)荒漠植物群落结构层次中,8个区域的灌木层片每个多样性指数均没有显著性差异,草本层片在8个区域中多样性水平差异显著,由于荒漠区植被物种稀少、数量少,灌木层和草本层并未表现出显著差异;(4)巴丹吉林沙漠物种多样性水平较低,生态系统脆弱,对巴丹吉林沙漠周边地区生态系统重建时应该关注各种生态型植被的恢复重建。     

渭河咸阳至宝鸡段冬季水鸟群落多样性初步研究

为厘清渭河越冬水鸟年度变化情况及各种人为干扰对越冬水鸟的影响,2016—2018年对渭河咸阳至宝鸡段越冬水鸟进行了监测。结果表明:(1)该区域共记录越冬水鸟33种,隶属于7目12科25属,其中国家重点保护鸟类6种;(2)雁形目鸭科鸟类物种最多,达15种,水鸟优势种为赤麻鸭、斑嘴鸭、绿翅鸭、绿头鸭、普通秋沙鸭;(3)2018年Shannon-Wiener多样性指数和均匀性指数均最高,2016年水鸟群落的丰富度指数最高;(4)人为干扰对水鸟的影响较大,但多以中度干扰和较弱干扰为主,在人为干扰和非人为干扰状态下,水鸟物种数差异不显著,水鸟总数量差异显著。在不同干扰类型下,水鸟物种数差异显著,水鸟总数量差异不显著。     

青海洮河源国家湿地公园灌丛草甸、草甸和草本沼泽植物群落多样性研究

在青海洮河源国家湿地公园中,在灌丛草甸、草甸和草本沼泽中,布设了8个调查点,在每个调查点都设置了6个植物样方,于2018年8月和2019年8月(植物生长旺季),进行了野外植物样方调查,对植物群落多样性开展了研究。研究结果表明,在48个样方中,共记录了101种植物,隶属于19目27科;其中,禾本科(Gramineae)、菊科(Asteraceae)、莎草科(Cyperaceae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物较多;在阳坡的草甸和沼泽化草甸中,都记录了53种植物,阳坡草甸植物群落的Simpson多样性指数相对最大(0.955),沼泽化草甸植物群落的Shannon-Winner多样性指数相对最大(3.265);只有阳坡与阴坡的草甸的植物群落中等相似,二者间的Jaccard相似性系数为0.515,其它调查点的植物群落之间都不相似,尤其是草本沼泽植物群落与其它调查点的植物群落都极不相似。     

固沙植被区生物土壤结皮中蓝藻群落的多样性

采用非培养法对腾格里沙漠沙坡头固沙植被区的蓝藻多样性进行了研究,通过蓝藻通用引物PCR扩增其16S rDNA序列并构建16S rDNA文库,对阳性克隆进行测序、比对分析和构建系统发育树,同时通过Shannon-Weaver多样性指数、Chao和ACE丰富度指数及Simpson优势度指数对蓝藻多样性进行比较分析。结果表明:腾格里沙漠沙坡头地区蓝藻可分为5大类:颤藻目(Oscillatoriales,64.55%),色球藻目(Chroococcales,1.82%),念珠藻目(Nostocales,16.36%),宽球藻目(Pleurocapsales,6.82%)和未分类蓝藻(10.45%)。人工固沙植被区经过57年的恢复,蓝藻群落Chao和ACE丰富度指数均明显小于天然植被区(恢复逾100年),而且其群落结构与天然植被区仍然存在着统计学显著差异的区别,说明荒漠区生态系统微生物多样性的恢复是一个长期的过程。     

生物多样性遥感监测尺度选择及制图研究

利用基于空间变异理论的生物多样性遥感监测方法研究洛河流域植被生物多样性,结合半方差函数探讨植被指数用于生物多样性监测的最佳研究尺度,并分析各植被指数与生物多样性指数的相关性,据此制作洛河流域生物多样性等级分布图。研究表明:在研究生物多样性时,不同的植被指数对应不同的最佳尺度,NDVI、MSAVI和RVI的最佳尺度为3×3像元,ARVI、EVI和NLI为4×4像元,SAVI为7×7像元;通过制图研究得出该地区生物多样性水平较高,保护措施良好。     

基于SWAT模型的无资料流域产流产沙模拟

准确预报无资料地区的产流产沙,对土壤侵蚀治理具有重要的实践意义。为了研究南方红壤侵蚀区无观测资料流域的产流产沙情况,以福建省长汀县朱溪小流域为研究区,其次一级流域游屋圳子流域和高陂塅子流域分别为参证流域和无观测资料流域。采用相对误差(Re)、决定系数(R2)以及Nash-Sutcliffe效率系数(Ens)评价了SWAT模型在游屋圳子流域的产流产沙模拟的适用性,基于地形指数判定了两子流域的水文相似性。结果表明:SWAT模型适用于游屋圳子流域的产流产沙模拟;游屋圳子流域与高陂塅子流域具有水文相似性,说明两子流域间可以进行模型参数移植;经模型参数移植,模拟得2010年高陂塅子流域年径流量为1.32×107m3,年产沙量为2 200 t。模拟结果不仅为小流域的水土保持治理提供参考,也为其他无资料流域的产流产沙模拟提供方法借鉴。     

近50年珠江流域降雨多尺度时空变化特征及其影响

利用珠江流域38个站点54 a日降水资料,采用Kendall非参数检验法、线性回归及空间克里格插值,对多种降雨指数时空变化及影响进行了研究。结果表明:1珠江流域西部年降雨有减少趋势,流域大部分的降雨日数则有增加趋势;2流域降雨具有季度、月份集中性,其中,季度集中性趋于空间均匀化,月份集中性趋向空间极端化;3极端降雨阈值东高西低,全区极端降雨在20世纪60、80年代末有突变现象,P0.01%设计值在21世纪达到最高。综合多尺度降雨时空变化结果进行分析,将珠江流域划分为广东(包括江西)、广西中北部(包括湖南)、广西西南及云贵4个降雨特征区,广东尤其是珠三角地区及广西中北部地区应注重防洪安全,广西西南与云贵地区应注重保障用水安全。     

基于CBERS-2遥感数据的艾比湖流域景观生态分类系统

景观生态分类是景观生态学研究的一项重要内容,是开展景观评价、规划与管理等工作的基础。应用CBERS-2遥感影像数据,以地质地貌、土地利用/土地覆被状况、地表植被等因子为分类依据,对艾比湖流域景观生态类型进行了自上而下地划分。研究认为:景观生态分类是建立在尺度的基础之上,不同尺度上的分类单元在纵向上构成了景观带至景观元的多等级景观生态分类体系;艾比湖流域景观生态类型可划分为2个景观类(4个景观亚类)、14个景观系、27个景观型,且该分类系统属于景观生态分类等级阶梯中的中尺度分类段;艾比湖流域景观生态分类系统,对进一步认识和科学合理地利用、规划及管理干旱区内陆湖泊流域的景观具有重要意义。     

民勤绿洲边缘物种多样性对水资源变化的响应

通过石羊河流域民勤绿洲边缘长期的生态定位观测和近年来对绿洲边缘的植被调查,计算植物种辛普森(Simpson)、香农威纳(Shannon-Wiener)多样性指数,分析物种多样性指数与地下水位下降趋势、年均降水量变化的相关性。结果表明:随地下水位的下降植物种类减少、物种多样性呈减低趋势;降水量与植物物种多样性具有较强的正相关关系。     

水位变化对康巴诺尔湖湿地地上植被及种子库影响研究

在调查康巴诺尔湖地上植被的基础上,通过设置不同的水位条件,研究水位变化对康巴诺尔湖湿地地上植被及种子库的影响;同时,试验移植土壤种子库对荒滩上开挖的新湖淖(新建子湖)进行湖滨带乡土植被构建的可行性研究。结果表明:(1)康巴诺尔湖地上植被共计22种,隶属10科19属,以禾本科植物为主,优势种有芦苇、披碱草和水麦冬;(2)地上植被在不同水位下的分布表现为:高水位由水生植物主导,中水位由湿生植物主导,低水位由盐生植物主导;(3)地上植被的Shannon-wiener多样性指数和Margarlef丰富度指数随着水位的降低依次减小,Pielow均匀度指数随着水位的降低依次升高;(4)土壤种子库(新建子湖)优势种有芦苇、知风草、山苦荬、披碱草等。不同水位下1′号、3′号样带(移植植物加土壤样带)植株数量从多到少依次为:高水位>低水位>中水位;2′号样带(移植土壤)种子萌发量从多到少依次为:低水位>中水位>高水位;(5)种子库与地上植被的相似性指数随着水位的下降而降低。水位变化会直接影响湿地植物群落的空间分布及规模,这也是造成土壤种子库形成集群分布的主要原因。移植土壤种子库方法对新建子湖的植被恢复是可行的。