基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟

本文利用SWAT模型结合实测数据,对南四湖流域2001-2010年年均非点源氮磷污染进行模拟,分析了南四湖流域非点源氮磷负荷空间分布特征,计算各河流流域对南四湖湖区污染的贡献率,并对非点源氮磷污染严重的关键区进行识别.研究表明:(1)先模拟湖东和湖西的两个典型小流域的非点源氮磷污染,并将模型推及整个南四湖流域,该方法不仅提高了计算效率,且得到了较好的模拟结果.通过对比发现,湖东的模拟效果要好于湖西,一定程度上说明SWAT模型在起伏较大的地区能取得更高的精度.(2)南四湖流域非点源氮磷污染严重,几乎所有区域的氮负荷超标,40%以上的区域磷负荷超标严重.湖东非点源氮磷污染较湖西严重,其中洸府河流域是南四湖湖区非点源氮磷污染的主要贡献者.(3)通过对径流量、泥沙负荷、氮负荷、磷负荷的相关分析可以得出,南四湖流域非点源氮负荷以溶解态为主,随径流进入水体;非点源磷负荷以吸附态为主,随泥沙进入水体.     

河流大型底栖动物对环境压力的响应:以太湖、巢湖流域为例

为了解河流大型底栖动物对环境压力的响应关系,以人类干扰程度不同的太湖流域和巢湖流域为研究区,系统调查区域内河流大型底栖动物,结合水体、沉积物理化数据及生境质量状况,运用空间分析和多元统计分析等方法,探讨了大型底栖动物多样性及典型物种对关键环境因素的响应规律.结果表明,太湖流域和巢湖流域的环境质量和大型底栖动物群落结构均差异较大,巢湖流域的生境质量优于太湖流域,巢湖流域平原区部分点位的水体营养盐(特别是氮浓度)高于太湖流域平原区.巢湖流域丘陵区的敏感型物种(主要为水生昆虫)密度远高于太湖流域丘陵区,太湖流域丘陵区的耐污型物种(寡毛纲)平均密度稍高于巢湖流域丘陵区,而巢湖流域平原区的寡毛纲霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)平均密度远高于太湖流域平原区.广义加性模型建立的响应关系曲线表明,栖境多样性和总氮浓度可以作为生物多样性的指示因子.铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、椭圆萝卜螺(Radix swinhoei)、河蚬(Corbicula fluminea)、霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓、黄色羽摇蚊(Chironomus flaviplumus)等特征物种与特定环境因子的响应关系显著,这些物种也可以作为环境监测的指示物种.底栖动物环境梯度的响应曲线能够定量地描述底栖动物群落对环境因子的响应关系,有利于深入了解水体水质、营养状态及生境质量与大型底栖动物群落结构的相关关系,进而预测不同人为干扰下大型底栖动物群落结构的变化趋势和演替过程.     

生境过滤作用对长江下游菜子湖鱼类物种和功能组成的影响

于2018年68月在长江下游菜子湖流域沿岸带、敞水区、湖口和河道4种典型微生境分别设置样点进行鱼类调查,探讨生境过滤对鱼类物种和功能组成的影响.共采集鱼类5目31属43种,其中沿岸带湖泊定居性、山溪河流性及江湖洄游性鱼类物种数均较低,河道山溪河流性鱼类物种数较高.通过对各微生境间物种组成的差异分析,显示出4种微生境条件下的鱼类群落均有显著差异,且沿岸带、敞水区和河道的代表种分别为、鳙、草鱼、鲢,华鳈、光唇蛇鮈、蛇鮈.通过单因素多元方差分析解析不同生境过滤条件下鱼类物种和功能多样性的差异,发现在物种多样性层面,沿岸带的Richness指数和Shannon-Wiener指数显著低于其他微生境;在功能多样性层面,不仅发现沿岸带显著较低的RaoQ指数,同时发现河道的FDiv指数显著高于其他微生境类型.     

新疆博斯腾湖流域水环境保护与治理

博斯腾湖是中国最大的内陆淡水湖,对地处干旱内陆的新疆来讲,是极为重要的自然资源和经济资源.近50年的流域和湖区大规模开发,博斯腾湖在发挥巨大生态、环境、经济和社会效益的同时,环境问题也日趋严重.通过实施保护工程,加强宏观调控,保护其生态环境,保护生物多样性.     

珠江流域西江支流贺江水体硅藻群落结构、分布和评估

综合运用TWINSPAN数量分类和DCA排序方法评估了贺江流域硅藻群落,结合硅藻生物指数(IBD)、硅藻属指数(IDG)、硅藻营养化指数(TDI)和特定污染敏感指数(IPS)对其结果进行进一步验证.结果显示,TWINSPAN将贺江流域的38个样点分为4组,且群落Ⅰ到群落Ⅳ其生境质量逐渐变得单一,人为干扰程度逐渐加大;划分的四组群落在DCA排序图上有明显的界限,依据Van Dam硅藻生态指示意义,水环境污染程度从群落Ⅰ到群落Ⅳ逐渐加剧,有争议的样点7、8和24在DCA排序图上也倾向于群落Ⅲ.4种硅藻指数都是显著相关的,但IBD、IPS、IDG在硅藻群落的箱型图中明显呈现出合理的趋势.以上研究表明,划分的硅藻群落较好地反映了贺江流域的生态质量,IBD、IPS、IDG适合于贺江流域生物监测与评价.     

淮河流域瓦埠湖流域水体污染研究与现状评价(2011-2015年)

瓦埠湖位于淮河中游南岸,属于淮河流域最大的湖泊.根据2011年8月-2015年12月对瓦埠湖湖区3个监测点位、入（出）湖河流4个监测断面的水质监测数据,选用内梅罗水污染指数法和单因子指数法,以总氮、总磷、铵态氮和高锰酸盐指数为评价指标对瓦埠湖湖区水体和主要入（出）湖河流水质现状进行评价,结果表明：瓦埠湖湖区总体水质状况为轻度污染、Ⅳ类水质,其主要污染源为农业面源污染和生活污染;部分入湖河流受农业氮、磷污染的影响水质较差,其中庄墓河污染情况最为严重.因此,必须加强流域的水环境综合整治工作,控制农业面源污染对流域水环境的影响.     

汉江流域上游支流大型底栖动物群落结构特征与生物多样性

2003年6月至2004年6月,对汉江流域上游支流--黑竹冲河的大型底栖动物群落结构与生物多样性进行了深入研究,结果表明:河流生物群落结构和生物多样性比较复杂,河流功能状况良好.在采集到的85种大型底栖动物中,昆虫占71种;群落表现出明显的时空特点,具边缘效应的第4采样点物种最丰富,2月份物种最多,达50种;生物多样性指数周年动态显示,第1采样点的物种多样性变动最为平稳,第5采样点变动最大,其它各点居中;各微生境中共有种占据优势,物种相似性均大于60%;群落春季的多样性高于夏季,夏季高于秋季;功能摄食群则以收集者占优,共计达68种.群落密度在1月份达到最大,为1843 ind/m2;而生物量则在10月份达到最大,为228.7393 g/m2.     

水位洪枯变化对菜子湖江湖过渡带鱼类物种和功能多样性的影响

水位的洪枯变化通过江湖连通影响泛滥平原湖泊鱼类的组成和分布,因而江湖过渡带是反映泛滥平原生态系统鱼类交流和多样性变动的关键区域.尽管如此,针对江湖过渡带鱼类群落随水位洪枯变化的研究十分匮乏.本研究以菜子湖江湖过渡带为例,分别在洪水和枯水期选取包括静水和流水生境的样点对鱼类群落进行系统的调查采样,探讨水位洪枯变化对菜子湖江湖过渡带鱼类物种和功能多样性的影响.共采集到鱼类6目12科37属52种,其中,洪水期和枯水期物种数差异显著,分别采集到鱼类50和42种,而静水生境和流水生境物种数差异不明显,分别采集到鱼类47和48种.与洪水期相比,枯水期山溪河流性鱼类的物种数、重量、尾数和优势度百分比分别减少了7.3%、6.3%、14.4%和12.0%;与静水生境相比,流水生境山溪河流性鱼类的物种数、重量、尾数和优势度百分比分别增加了5.3%、14.6%、18.0%和22.3%.SIMPER分析结果显示,麦穗鱼（Pseudorasbora parva）、蛇鮈（Saurogobio dabryi）、（Hemiculter leucisculus）、鲤（Cyprinus carpio）、鲫（Carassius auratus）、短颌鲚（Coilia brachygnathus）、似鳊（Pseudobrama simoni）、翘嘴鲌（Culter ilishaeformis）、达氏鲌（Culter dabryi）、光唇蛇鮈（Saurogobio gymnocheilus）和无须鱊（Acheilognathus gracilis）是引起水位洪枯变化以及不同生境类型鱼类群落结构差异的主要物种.优势度分析结果表明枯水期和静水生境的优势种鱼类相似,重要值较高的优势种鱼类为鲤、鲫、和似鳊;而洪水期和流水生境的优势种鱼类同样相似,重要值较高的优势种鱼类为麦穗鱼、蛇鮈、光唇蛇鮈和短颌鲚.通过双因素方差分析解析了水位洪枯变化和不同生境类型对鱼类物种和功能多样性的影响.发现洪枯水位变化仅对物种多样性指数中的物种数（Richness）产生显著差异,而对功能多样性的3个指数（功能丰富度指数（FRic）、功能离散指数（FDiv）和功能分散指数（FDis））均有显著影响.洪水期鱼类的Richness、FRic、FDiv和FDis指数均显著高于枯水期.同时,静水生境条件下的FRic指数要显著高于流水生境.本研究发现,与传统的物种多样性相比,基于功能性状的功能多样性对水位的洪枯变动更为敏感,河流周期性洪泛是泛滥平原生态系统中鱼类功能补充的重要方式.     

近60年鄱阳湖东部湖湾水文连通变化及其对湿地植物与候鸟的影响

鄱阳湖碟形湖生物群落分布特征很大程度上受区域与主湖区水文连通性影响。由于水位波动,东部湖湾水文连通性受鄱阳湖主湖体水位影响较为敏感。本文以东部湖湾为例,分析主湖区水位变异程度及其影响,并从连通天数和发生时间等方面定量表征东部湖湾与主湖区的水文连通性,进而讨论水文连通性变化及其对湿地植物生境和候鸟栖息地的潜在影响。结果表明,当水位在13～16 m时,东部湖湾与主湖区存在着良好的水文连通关系,湿地植物适宜生境面积最大。2003年以后,鄱阳湖主湖区水位普遍降低,低枯水位持续时间延长,IHA/RVA法分析表明主湖区水位发生了中等程度改变,整体改变度为40.2%,东部湖湾与主湖区的连通关系发生明显改变,年连通天数减少了46.2 d,变化幅度为15.9%,而非连通期发生时间提前约1个月且年内时间跨度更长。水文连通性减弱造成3 10月东部湖湾平均水位下降了0.6 m,其中9 10月减少了约1 m,使薹草（Carexsp．）和苦草（Vallisneria natans）适宜水深对应的水面面积在多数月份呈增加趋势,特别是9 10月（幅度超过40%）,但枯水提前导致沉水植物面积减少,湿生植物生物量增加。水...     

巢湖杭埠河流域湖相沉积物多指标揭示的全新世以来环境演变

在巢湖杭埠河流域中的古湖盆中心——三河圩区获取28.6 m长的湖相岩芯（SZK1507孔）,利用AMS¹⁴C测年技术建立可靠的地层年代序列,通过对SZK1507孔738 cm以上段湖相沉积物平均粒径、磁化率、总氮（TN）、总有机碳（TOC）及C/N的综合分析,高分辨率重建了巢湖杭埠河流域全新世以来的古环境演变过程.结果表明,本区域的环境变化过程可以分为4个阶段,阶段Ⅰ（约10050—9700 cal.a B.P.）与阶段Ⅲ（约9250—5300 cal.a B.P.）气候较为湿润,巢湖水位较高,平均粒径、磁化率值较低,TN、TOC、C/N也偏低;阶段Ⅱ（约9700—9250 cal.a B.P.）与阶段Ⅳ（约5300 cal.a B.P.以来）气候干燥,巢湖水量减少,水位降低,平均粒径、磁化率值、TN、TOC、C/N均较高.一些全球范围内显著发生的气候突变事件在SZK1507孔沉积记录中也有体现,如9.3、8.2和4.2 ka B.P.事件等.将巢湖杭埠河流域10000 cal.a B.P.以来的平均粒径、磁化率、TN、TOC、C/N沉积记录与全新世以来的北纬30°夏季太阳辐射量、太阳黑子数、火山喷发对大气中硫酸盐含量贡献率等进行对比,发现巢湖杭埠河流域全新世气候突变事件主要受控于北半球夏季太阳辐射量变化、太阳活动以及火山活动等因素,并与它们之间复杂的响应机制有关.     

鄱阳湖水位变化对候鸟栖息地的影响

鄱阳湖越冬候鸟保护最重要的环节是保护栖息地,候鸟栖息地的面积和空间分布随水位过程而变化.在分析认定鄱阳湖湿地景观分类中水陆过渡带及其上下摆动区(稀疏草滩区和浅水区)为越冬候鸟主要栖息地的基础上,选择不同水位的遥感影像资料,经解译定量分析不同水位水陆过渡带面积及其空间分布,从而分析不同水位条件对候鸟柄息地的影响.进而分析...     

南四湖消落带底泥磷形态分布特征、影响因素及释放风险

南四湖是南水北调东线最大的调蓄湖泊,周期性水位涨落会形成大面积消落带,认知消落带底泥磷形态赋存特征、影响因素及释放潜能,对于保障东线调水水质具有重要的科学意义.本研究分析了南四湖消落带底泥磷形态分布特征,探讨了各形态磷与土地利用、母质类型及底泥理化因素之间的关系,评价了南四湖消落带底泥磷的污染程度并分析了其释放风险.结果发现,消落带底泥中总磷(TP)、无机磷(IP)、NaOH提取态磷(NaOH-P)、HCl提取态磷(HCl-P)和有机磷(OP)含量的平均值分别为745.37、510.51、50.42、460.09和234.86 mg/kg,以HCl-P为主的IP占比较高.南四湖消落带底泥各形态磷含量具有较高的空间异质性,TP、IP、OP、HCl-P和NaOH-P含量的变异系数分别为30.7%、36.9%、29.6%、37.6%和51.2%.自然湿地、乔木林地和水浇地等土地利用方式下的底泥NaOH-P、HCl-P、IP、OP和TP含量差异不显著.土壤类型对消落带底泥OP含量影响明显,但对TP、IP、NaOH-P和HCl-P含量则影响不大.NaOH-P含量与HCl-P含量具有显著正相关,与...     

近40年来南四湖湿地NDVI变化特征及其控制因子分析

利用Landsat系列卫星的MSS、TM和ETM+遥感数据,计算了研究区的归一化植被指数(NDVI),并以此为湿地植被活动的指标,研究1973 2011年间该湿地植被变化特征及年内季节变化特征,揭示植被活动在年内和年际变化的控制因子以及湿地植被对于气候变化、人类活动和极端干旱事件的响应特征.结果表明:(1)近40年来南四湖湿地植被各个季节的变化特征不尽相同.春季NDVI呈现先降低后增加的特征,主要先后受到研究区围垦、渔业养殖等人为活动和气候变化(增温)的影响;夏季和冬季的NDVI呈现显著降低趋势,主要受到围垦、渔业养殖等人类活动的影响;秋季NDVI的变化不显著.(2)年内季节变化方面,湿地植被面积和NDVI都呈现单峰的变化特征,从春季开始增加,在夏季末(全年的第202和205 d)达到最大值,然后开始下降,到冬季降至最低.植被的年内季节变化特征主要受到月均温度的控制.(3)干旱在一定程度上不是湖泊湿地NDVI增加的限制因子.干旱导致湖泊水位下降,滨湖滩地及湖底露出,可能会促进湿地植被生长和植被面积的扩大,使得湿地NDVI增加.     

洞庭湖区不同退田还湖模式下湿地植被恢复特征的比较

以2006年野外调查资料为依据,对洞庭湖区3种"双退"恢复模式(自然恢复、种植荻和种植杨树)下的植被特征进行了比较分析.结果表明,自然恢复模式下的物种数最为丰富,达79种,而种植荻模式下的物种数最为稀少,仅36种;自然恢复模式下湿生植物种类最为丰富,占物种总数的81.0%,而种植杨树和荻模式下所占比例分别为78.7%和...     

北方半干旱区土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响:以岱海流域为例(2000-2018年)

土地利用/覆被变化对明晰气候变化和人类活动对湖泊水环境的影响有重要作用.以北方典型农牧交错的岱海流域为研究对象,基于遥感解译技术、马尔可夫转移矩阵、综合污染指数法等方法,对2000-2018年岱海流域土地利用/覆被和湖泊水质的变化进行分析,并结合冗余分析法和计量分析模型探究长时间序列尺度下土地利用/覆被变化对湖泊水质的...     

Characterizing hydrodynamics on boreal landscapes using archived synthetic aperture radar imagery

Characterizing the spatial and temporal variation in surface hydrological dynamics of large boreal landscapes is vital, since these patterns define the occurrence of key areas of land‐to‐lake and land‐to‐atmosphere hydrological and biogeochemical linkages that are critical in the movement of matter and energy at local to global scales. However, monitoring surface hydrological dynamics over large geographic extents and over long periods of time is a challenge for hydrologists, as traditional point measurements are not practical. In this study we used European Remote Sensing satellite radar imagery to monitor the variation in surface hydrological patterns over a 12‐year period and to assess the change in the organization of saturated and inundated areas of the landscape. Using the regional Utikuma River drainage basin (2900 km²) as the test area, the analyses of patterns of wetlands indicated that, during dry climatic conditions, wetland sizes were small and disconnected from each other and receiving bodies of water. As climatic conditions changed from dry to mesic, wetland numbers increased but were still disconnected. Very wet climatic conditions were required before the disconnected wetlands coalesced and connected to lakes. During these wet conditions, the response of the lake level at Utikuma Lake was observed to be much higher than under drier conditions. Analyses of individual wetland maps and integrated wetland probability maps have the potential to inform future biogeochemical and ecological investigations and forest management on the Boreal Plain. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

南水北调东线调度对南四湖水质的影响

南水北调东线一期工程2013年通水,必将对南四湖水质产生重大影响.借鉴既有成功理论方法,建立南四湖三维水力调配和水质模型,并经实测值验证.利用该三维模型,模拟南水北调东线一个完整调水期中的南四湖常规、干旱调水工况调度运行过程,分析南四湖上级湖、下级湖的水力和水质变化规律,提出加强和改善南水北调东线调度管理的措施和建议,既可充分发挥南水北调工程效益,又可改善南四湖水质.     

洞庭湖区域黑线姬鼠（Apodemus agrarius）种群迁入湖滩后的繁殖特征

黑线姬鼠(Apodemus agrarius)是广泛分布于我国的主要农田害鼠之一,2003年三峡工程开始蓄水后洞庭湖湖滩鼠类群落结构发生了演变,黑线姬鼠已大量侵入湖滩,且逐步成为湖滩生境鼠类群落的优势鼠种。动物在新生境中的繁殖状况是了解其对环境适应的关键指标。为掌握黑线姬鼠种群侵入湖滩生境后的适应情况,为其种群动态的预测预报提供科学依据,本文对2003—2020年洞庭湖湖滩和农田生境中捕获的黑线姬鼠繁殖状况进行比较分析,并结合季节动态和生境差异等因子分析了该鼠在繁殖方面对湖滩生境的适应。结果表明:(1)湖滩生境中黑线姬鼠平均繁殖指数(0.71±0.27)低于农田生境(1.21±0.47),在2016—2020年湖滩上黑线姬鼠的繁殖指数为0.99,略高于农田的0.96;(2)湖滩生境较农田生境中的孕鼠在繁殖中偏向有更多的胎仔数,有6只以上胎仔数的孕鼠占比(65.59%)高于农田生境(49.10%);(3)湖滩生境中发现有幼年组的黑线姬鼠参与繁殖,其繁殖指数、参产率、怀孕率及雄鼠的睾丸下降率随年龄递增;(4)春季和秋季是湖滩生境中黑线姬鼠的主要繁殖季节,其繁殖指数、参产率、怀孕率都显著高于...     

1993-2010年洞庭湖湿地动态变化

利用不同时相遥感影像,结合实地调查,采用决策树分类方法提取洞庭湖湿地信息,完成洞庭湖四期湿地类型分布图;同时分析洞庭湖湿地植被群落动态变化特征、驱动因素以及湿地变化的影响.结果表明,17 a来洞庭湖滩地植被分布和面积发生了明显变化,林滩地面积净增367.88 km2,变化比例为1127.51%,分布范围向洲滩主体扩展,成为主要滩地类型;芦苇滩地面积减少44.09 km2,草滩地面积增加2.99 km2,变化比例分别为-5.80%和0.40%.洞庭湖湿地的变化一方面受洞庭湖泥沙淤积和滩地植被演替的影响,另一方面也受到人类活动干扰的影响.天然湿地植被的破坏,特别是人工种植芦苇和滩地造林在一定程度上改变了洞庭湖湿地生态系统原有的结构和功能.为有效保护洞庭湖湿地,要合理开发洲滩资源,保护天然湿地植被,合理规划和控制滩地造林.