黄河口湿地植被时空变化及其影响因素

本文基于1999—2021年Landsat系列卫星遥感影像数据,以黄河口湿地植被作为研究对象,对比了清8叶瓣和废弃清水沟叶瓣的植被时空变化特征,结果表明：湿地植被发育过程中呈现了显著阶段性和空间差异性变化,整个研究区域的植被覆盖面积经历了先波动变化后快速上升的趋势,其中显著变化区域主要集中在现行河口区,而废弃河口的变化相对稳定,在空间分布上,植被主要从河道两侧扩散到现行河口潮间带区域。2012—2021年现行河口区的植被类型中互花米草的面积显著增加,其面积增加了7倍以上,碱蓬的面积变化经历了先稳定后减小的过程,在2021年其面积仅为12.2 km²,芦苇和柽柳经历了缓慢增加和波动性减小,其总体面积略有增加,光滩的面积及其所占比例均呈现出先减小后增加的特征。黄河改道与河口摆动和调水调沙工程加快了造陆速率,给植被带来栖息空间和生长条件,而互花米草的入侵和快速扩散虽然增加了植被覆盖面积,但也改变了本地的生态系统,极大地限制了碱蓬的生长和扩散,影响了河口湿地的健康发展。     

基于MODIS的沿海带状植被NDVI/EVI季节变化研究——以江苏沿海互花米草盐沼为例

植被指数的时空变化是目前全球变化研究的热点问题。该文以江苏沿海互花米草盐沼为例,运用MODIS数据探索沿海带状植被NDVI/EVI的季节变化规律。结果表明,互花米草的返青(出苗)、抽穗、种子成熟等主要物候期在VI曲线上均能得到很好体现。本研究可为监测互花米草盐沼扩展趋势、加强管理、趋利避害提供基础数据,同时也为沿海其它带状植被监测提供借鉴。     

现行黄河口保护区典型湿地植被时空动态遥感监测

滩涂植被是滨海湿地的重要组成部分,其动态变化影响着湿地生态系统的结构和功能。利用遥感技术监测和评估湿地植被的长期变化对于海岸带资源管理和生态保护具有重要意义。本文以多时相Landsat卫星影像为数据源,结合面向对象和随机森林算法实现现行黄河口保护区内典型湿地植被的精准分类,揭示了2000−2020年研究区内芦苇、盐地碱蓬和互花米草的时空变化特征。经验证,湿地植被制图的总体精度为84.74%～92.39%,Kappa系数为0.81～0.91。长时序的分类结果表明,芦苇是现行黄河口保护区内的优势物种,分布面积占比维持在6%以上且总体保持平稳增长;盐地碱蓬面积自2006年开始呈减少趋势,优势度不断减小且破碎化程度严重。互花米草由2002年的221.85 hm²增加到2020年的5267.79 hm²,其扩张过程可分为3个阶段：2008年以前为扩张初期,互花米草生长不稳定;2008−2014年为快速扩张阶段,年平均扩展率为54%,空间上表现为向海扩张侵占光滩和向陆扩张侵占碱蓬生境;2014年至今为缓慢增长阶段,进入生长的稳定期,年平均扩展率仅为9%。     

黄河口湿地典型地物类型高光谱分类方法

黄河口湿地地物类型具有复杂多样的特点,本文将线性光谱混合分析模型与归一化植被指数(NDVI)和归一化水体指数(NDWI)相结合,建立了一种新的滨海湿地遥感影像分类方法;开展了基于CHRIS高光谱影像的黄河口湿地芦苇、柽柳、碱蓬、大米草、潮滩和水体6种典型地物分类实验,整体分类精度为77.33%,Kappa 系数为 0.71,与经典的最大似然分类(MLC)方法相比较,整体分类精度提高1.6%,Kappa 系数提高0.02,尤其是芦苇、碱蓬、大米草和潮滩的分类精度明显提高。     

基于GF-1 WFV影像的黄河口湿地植被盖度估测及分析

植被盖度是植被生长状况的重要定量指标,而目前开展的植被盖度遥感估测工作主要集中在陆地区域,对河口湿地植被盖度遥感估测工作比较少见。本文基于国产GF-1 WFV遥感影像开展了黄河口湿地植被盖度估算,并结合植被类型、土壤盐度和植被指数分布状况开展了植被盖度分布特征分析,得到如下结论:（1）基于GF-1 WFV卫星影像的NDVI、SRI、SAVI、MSAVI和DVI 5种植被指数,分别建立植被盖度估测模型,其中基于NDVI、SRI、MSAVI和DVI 4种植被指数建立的多变量线性回归模型估测精度最好,其决定系数（R2）最大,为0.904,均方根误差RMSE最小,为0.14;（2）植被盖度估算模型的精度与植被盖度本身有一定的关系,其中各植被盖度回归模型中,盖度大于0.8时估算精度要优于盖度小于0.6的区域,RMSE最大相差0.04;（3）以潮滩碱蓬和潮滩芦苇为主的植被覆盖区属于低植被盖度区,盖度位于0.03~0.5,盐度在1.5 g/L左右;芦苇草甸、互花米草和柽柳灌丛植被覆盖区属于高植被盖度区,盖度位于0.8~1.0,其中芦苇草甸土壤盐度小于1.2 g/L,柽柳灌丛土壤盐度在1.4~2.0 g/L,在高盖度植被区混生有中等盖度的植被,盖度在0.5~0.8,土壤盐度在1.8 g/L左右。     

江苏海岸王港地区盐沼植被变化的TM图像分析

通过对2002~2003年度3个时相的Landsat TM图像进行监督分类处理,研究了盐沼植被的分布和变化。结果表明,目前盐蒿和大米草(Spartina anglica)占据的面积很小,年际变化不大,由于滩涂围垦的影响其面积还在进一步缩小。互花米草(Spartina alterniflora)成为优势种,占据了大部分的盐沼面积,向海蔓延显著,扩张的趋势还在持续,其覆盖面积的年增长速率可达18%。     

黄河口邻近海域浮游幼虫群落结构季节变化

基于2019−2020年4个季节的6个航次海上生态调查,研究黄河口邻近海域的浮游幼虫群落结构及其与环境因子的关系,旨在为海域生物多样性保护与重要生物资源养护提供科学基础。结果显示：在黄河口邻近海域,共鉴定出浮游幼虫16类,阶段性浮游幼虫是主要组成类群。浮游幼虫月均丰度以11月最高、1月最低。浮游幼虫香农−威纳多样性指数（H'）夏季（6−8月）高和秋冬季（11月至翌年1月）低。双壳类幼虫和无节幼虫是海区各季节的优势种及浮游幼虫总丰度的主要贡献者,腹足类幼虫、多毛类幼虫以及耳状幼虫、桡足幼虫等是季节性出现的优势种。春−夏间优势种组成更替率高。相对高丰度浮游幼虫主要分布于黄河口入海口附近、小清河口及莱州湾中部。基于浮游幼虫类群丰度组成的聚类分析,可将调查月和站位各分为3个不同的聚类组。月聚类组分别为春季（4月）、夏秋季（6−11月）和冬季（1月）,春季、冬季聚类组的代表类群是无节幼虫,夏秋季聚类组的代表类群是双壳幼虫。3个站位聚类组的组成站位的地理分布交错,代表类群都为双壳类幼虫和无节幼虫。多元方差（MANOVA）和相似性分析（ANOSIM）检验显示,海区内浮游幼虫的多样性指数、丰度、群聚结构等都表现为月间差异显著（p<0.05）,站位间差异不显著（p>0.05）。生物−环境逐步多重回归分析表明,影响浮游幼虫群聚结构的最佳环境因子组合为水温和浮游动物丰度。     

黄河口附近海域营养盐行为及年际变化分析

根据2004 年-2010 年5 月和8 月共13 个航次对黄河口附近海域24 个站位的海水化学调查资料,研究了该海域的 无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐等营养要素的行为及年际变化。结果表明,无机氮中硝酸盐浓度与盐度呈显著负相关;7 年间,无机氮浓度略有下降,磷酸盐和硅酸盐浓度呈波动趋势,2008年以前铵盐浓度上升趋势明显;由于无机氮浓度相对过 高造成该海域属于磷限制潜在性富营养状况。     

黄河口受石油烃渗漏影响植被的高光谱检测方法研究

以黄河口为研究区,应用现场和HJ-1高光谱遥感数据,开展了植被受石油烃渗漏影响的高光谱检测方法研究。选择了常用于判别植被受石油烃渗漏污染的红边蓝移指数 REP_blue、土壤含氧量相关指数 CTR和叶绿素敏感指数CHL ,通过分析研究区主要植被芦苇和柽柳地物光谱和HJ-1高光谱影像中同位置像元光谱,对3种指数在研究区的有效性进行了评价。基于在图像像元光谱检测中表现较好的指数,提出了一种针对 HJ-1高光谱遥感影像的受石油烃渗漏影响植被检测方法。结果表明,3种指数对于油井旁植被现场光谱的检出效果均好于图像光谱,同时,相比于其它两种指数,CHL指数的检出效果较差;应用发展的受石油烃渗漏污染影响植被检测指数,对覆盖研究区的 HJ-1高光谱遥感影像进行了检测,发现检测结果中71．1％的位置附近存在油井,说明该方法具有一定的检测能力。     

黄河口邻近海域海冰变化特征及机制分析

黄河口邻近海域海冰是渤海海冰的一部分,为了解其独特的变化特征及机制,本研究基于北海预报中心提供的黄河口周边海洋台站观测数据以及CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service)全球海冰密集度再分析数据,使用统计分析和两种滑动相关分析,结合小波相干方法及大气过程的影响,得到长期变化分析的结果。黄河口冰情在1979—2020年间整体呈减轻趋势(–0.25%/a),显然其直接因素为局地温度整体升高;海冰密集度与黄河径流量呈明显正相关,相关系数为0.46,其原因为径流增大导致盐度降低,海冰增加;与北极涛动指数(AOI,Arctic Oscillation Index)呈明显负相关,相关系数为–0.44,因为当北极涛动为正位相时,东亚大槽强度减弱,北极冷空气南侵受阻隔,冬季黄河口的整体气温升高,导致海冰减少;1997年和2016年左右与北极涛动的相关性都出现了显著正异常,其原因为两次强厄尔尼诺事件的影响,同时海冰密集度在1985年左右的跃变可能与AOI和黄河径流量的突变有关。短期变化分析的结果显示:从2010年和2020年冬季逐日的典型寒潮过程与海冰密集度的变化分析可知,海冰与前6 d负积温的相关性最大,平均相关系数为–0.77,寒潮的出现时间、强度及间隔,控制海冰的生成,而整体气温的低频变化控制海冰的维持和发展。     

2007年夏季黄河口及其邻近水域浮游动物的群落特征

利用2007年夏季在黄河口及其邻近水域以浅水Ⅰ型浮游生物网采集的浮游动物样品,对浮游动物种类组成、丰度分布和群落结构进行分析;同时结合环境参数,初步探讨浮游动物与环境因子的关系.结果显示:夏季共鉴定浮游动物52种(不包括浮游幼体20类),浮游动物平均丰度为4769.6 ind/m3,香农-威纳指数和均匀度指数分别为2.34和0.48.浮游动物优势种类为:柱头幼虫(tornaria larvae)、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、强壮箭虫(Sagitta crassa)和双毛纺锤水蚤(Acartia bifilosa).其中体长较小(0.7～1.1mm)的柱头幼虫和小拟哲水蚤是最重要的优势种类.据各站位浮游动物种类组成和丰度,用聚类分析法可将该水域浮游动物划分为3个组群.相关性分析表明,影响黄河口及邻近水域浮游动物群落结构的主要环境因子组合为底温、表盐和水深.     

夏季闽江口和椒江口浮游动物群落结构的比较

根据2008年9月在闽江口水域和2010年8月在椒江口水域的调查资料,对两个河口浮游动物的种类组成、生态类群、优势种和生态适应差异进行分析比较,探讨夏季闽江口海域和椒江口海域浮游动物群落结构的区别及其组成受水团变化的影响。研究结果表明:夏季,椒江口受上升流的影响出现13个暖温带种,导致椒江口(44)水域浮游动物种类数要大于闽江口(36);闽江口海域夏季主要受到台湾暖流的影响,6个优势种全部为亚热带种,椒江口有7个优势种,包括4个亚热带种和3个暖温带种;从适温性上看,闽江口和椒江口均主要以亚热带种为主,椒江口由于上升流的原因出现较多数量的暖温带种,从适盐性上看,椒江口主要以近海种为主,闽江口主要以外海种为主,这是闽江口和椒江口浮游动物生态类群的主要差异;闽江口浮游动物群落结构主要受到台湾暖流和沿岸流的影响,而椒江口主要受到浙江近海上升流和沿岸流的影响,通过对两个河口群落结构的比较和生态适应差异的分析,表明水团是各自浮游动物群落结构的形成过程中的一个重要因素。     

黄河口及附近海域鱼卵和仔鱼种类组成及分布特征

根据2009年5月和8月2个航次对黄河口及附近海域18个站位的鱼卵和仔鱼调查资料,对该水域鱼卵仔鱼的种类组成和数量分布特征进行了分析和探讨.结果表明,鱼卵仔鱼的种类组成和数量分布呈现明显的季节变化特征;春季鱼卵仔鱼种类数高于夏季,平面分布范围大于夏季,主要优势种季节更替明显;与历史同期资料相比,鱼卵仔鱼种类和数量大幅下...     

长江口及废黄河口海域表层沉积物中多环芳烃分布特征和生态风险评价

2015年10月采集长江口及废黄河口51个沉积物样品,对沉积物中的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的含量进行测定,探讨长江口及废黄河口海域表层沉积物中PAHs的分布组成、来源及潜在的生态风险评价。总PAHs的含量范围为4.23~292.39 ng/g,平均值含量为67.40 ng/g。研究区样品的PAHs含量呈现"北部低南部高"的空间分布特征,舟山群岛东部区域PAHs含量普遍偏高,长江口次之,废黄河口最低。与国内其他海区相比,研究区域PAHs总体处于中低等污染水平。运用统计分析和特征比值法对来源进行分析,研究区域沉积物中PAHs主要是以4环、5环为主,来源分析显示PAHs的主要来源为各类燃烧源及石油源的混合来源。根据效应区间低/中值法(ERL/ERM)评价结果显示,长江口及废黄河口海域的潜在生态风险很小,但对生态有一定的潜在威胁,也应该引起重视。     

黄河口海域调水调沙期间大型底栖生物群落特性研究

黄河口海域大型底栖生物群落结构受到包括自然和人为在内的诸多因子的影响,本次研究以2011年调水调沙活动对该海域大型底栖生物群落结构的影响研究为主,分析其短期内群落结构的变化。调水调沙前、中、后期均采用同样的站位取样,分别为1～18号站位,按照距离黄河入海口的距离分为4个梯级,为5、10、20和40km。研究结果显示：调水调沙前、中、后期分别渔获大型底栖生物73,72和85种,重要种的数量分别为13,1和16种;所有种类可以统计为4个门类,为环节动物、软体动物、节肢动物和棘皮动物,其中,环节动物和软体动物占比重最大,而1982年其他学者对莱州湾大型底栖生物的研究显示,棘皮动物和环节动物占比重最大,这表明近30年该海域大型底栖生物的群落结构产生较大变化;BOPA指数显示,前期各站位水质较高,中期和后期分别有2,3个站位受到中等程度污染;ABC曲线分析说明,调水调沙中、后期,大型底栖生物群落受扰动较大;群落聚类分析和冗余分析（RDA）表明,大型底栖生物群落结构与环境因子关系密切,其中,调水调沙中期有机物对群落结构的影响最大,而后期的较大影响因子为水深。环境因子并不是单一作用于生物群落,而是几个环境因子共同作用,包括有机物、硫化物、重金属Hg和As等;不同环境因子造成群落结构变动的原因较多,其一可能是海水透明度的下降造成大型底栖生物的生长和繁殖受阻。本次研究重点表明,人类多元活动从短期和长期看对大型底栖生物的群落结构变动影响均较大,调水调沙活动对黄河口海域大型底栖生物的栖息地作用明显,改变其水温、盐度、群落扰动等。因此,应当加强对该海域入海陆源污染物的控制,加强对海洋生态平衡的保护。     

黄河口海域2004-2009年春季大型底栖动物群落的时空变化

根据 2004年-2009年春季6个航次共186个站次的黄河口附近海域生态调查资料,对该海域的大型底栖动物进行了群落特征分析。调查共采集到大型底栖动物153种,生物量变化范围为6.31~13.20 g/m2,丰度的变化范围为44~902 ind./m2。优势种类历年变化较大,出现频率较高的优势种类为纵沟纽虫、细长涟虫、寡节甘吻沙蚕和绒毛细足蟹;调查区域内丰富度指数及Shannon-Wiener多样性指数历年来呈下降的趋势。聚类结果显示,调查区域大致可分为近岸和远岸2个底栖动物群落。分析表明,水深、底质的中值粒径和海水盐度是影响底栖生物群落结构变化的主要因素。     

近三十年长江口九段沙及其植被的演变

研究河口沙洲及其植被的演变规律对维护河势稳定、保护河口地区生态环境具有重大意义。然而在较大时空尺度上,针对河口沙洲演变与其植被变化之间的相互作用关系尚讨论不足。因此,本文通过对文献资料中九段沙区域河势演变、涉水工程、植被面积等数据的收集和总结,结合海图及遥感影像分析,归纳分析了近三十年九段沙沙体及植被的演变特征及其相关作用关系。结果显示,近三十年九段沙沙体扩张明显,特别是0m以上沙体面积增长迅速,总增长达到176.5%;而5m等深线以内沙体面积扩张相对缓慢。九段沙区域河口汊道分流比、分沙比、悬沙浓度等水文、泥沙要素变化显著。九段沙植被面积由1990年的9.1 km²扩张到了2015年的65.68 km²,其中不同植被类群的变化特征有所不同。筛选得到的与0m等深线以内沙体面积变化具有显著相关性的环境因子包括互花米草群落面积和芦苇群落面积。未筛选得到与5m 等深线以内沙体面积变化有显著相关性的环境因子。九段沙沙体的演变受到了水文、泥沙条件及河势变化的重要影响。同时,沙体的发育提供了适宜植物生长的高程及环境条件进而促进了植被面积的扩张。沙洲演变与植被演变之间的相互作用关系在不同植被和不同高程间有所差异。未来需要进行长期有效监测以系统综合分析水文过程、沙洲演变与植被变化之间的相互作用关系。     

石油污染对黄河口沉积物工程性质的影响

对黄河口胜利油田某油井附近沉积物进行石油污染状况调查研究,采用坑探试验现场调查污染范围,发现油井沉积物在一定范围内存在石油污染,污染多在0.2～1.5 m深度内,水平距离在140～440 m之间.原位测试污染沉积物强度,取样进行室内石油浓度和沉积物物理力学指标测试.石油污染沉积物物理力学性质与未污染的有较大差别,污染后沉积物的重度、渗透系数和强度等均有所降低.污染后的沉积物结构,多成块状和板状结构.