洪湖湿地生态系统演变及稳态转换关键驱动因子阈值研究

利用1990—2020年洪湖水环境监测数据和2011—2020年洪湖沉水植物调查数据,探讨洪湖湿地生态环境演化规律,识别稳态转换关键驱动因子并确定其阈值。研究结果表明:1990—2020年以来洪湖水质变化主要总结为5个阶段和3个时期,整体上呈现出不断恶化的趋势;2011—2020年以来洪湖沉水植物Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson和Pielou均匀度指数分别降低32%、59%、60%和46%,特别是2016年洪涝灾害后沉水植物出现严重衰退;洪湖生态系统发生稳态转换的关键时期是2002和2011年,总磷是洪湖湿地生态系统稳态转换的关键驱动因子;清水态向浊水态转换的总磷阈值为0.092 mg/L,浊水态向清水态转化的阈值为0.051 mg/L。本研究可为洪湖入湖污染负荷削减量估算提供参考,为洪湖湿地生态修复的营养盐优先控制策略提供指导。     

1988-2018年滇池氮磷比的时空演变特征与原因解析

氮、磷浓度是制约湖泊营养状态和生产力水平的重要环境因子,而氮磷化学计量比是湖泊生态系统的主要指标,因此,判识氮磷比变化趋势及其驱动力对湖泊生态恢复具有重要意义.研究基于19882018年连续观测数据,分析了滇池氮磷浓度和氮磷摩尔比(简称氮磷比)的时空分布演变特征;采用多元线性回归模型分别对滇池草海和外海氮磷比驱动效应进行定量解析,筛选出影响湖体氮磷比变化的潜在驱动因子.结果表明:①19882018年滇池氮磷比呈现显著的线性上升趋势,其中草海和外海氮磷比分别上升1.3和0.7 a^-1.②草海和外海分别在2008年和2004年发生了氮磷比上升突变,突变前上升归因于总氮浓度快速增加,突变后则是由于总磷浓度下降较快.③滇池的氮磷浓度变化主要是受流域氮磷输入负荷、跨流域调水、流域氮磷削减、风速和水位的综合影响,但受控因子在不同区域可能存在差异.④气温是滇池氮磷比变化的主要驱动因子,流域人为氮磷输入差异是滇池氮磷比变化的次要驱动因子.     

基于改进遥感生态指数的黄山市生态质量评价研究

生态环境质量与人类生存和发展息息相关,是长期以来众多学者研究的重点.为了探究安徽省黄山市近30年间生态环境质量变化,本文选用1989、2000、2009、2019年的Landsat影像为数据源,构建改进的遥感生态指数(MRSEI)对黄山市、黄山景区、黄山市主城区与非主城区近30年的生态环境进行质量评价.在研究过程中,分别选取了绿度、湿度、热度和干度4个生态因子作为评价指标并结合主成分分析法对黄山市的生态质量变化进行评估.结果如下:(1)黄山市的生态质量从1989年到2019年间不断上升,MRSEI值上升了46.39%.(2)1989—2019年间,生态质量变好的区域面积为7822.747 km²,主要集中在非主城区、黄山景区.变差的区域面积为419.185km²,且大多集中在黟县盆地、新安江河谷盆地.(3)主城区在1989—2009年间生态质量上升,在2009—2019年间生态质量下降,表明黄山市生态质量总体呈上升趋势,黄山市政府的一系列保护环境的举措是有效的.     

1970s以来巢湖流域水环境保护区景观生态脆弱性时空特征及驱动解析

加强流域生态核心区的景观生态脆弱性评价及驱动机制研究对于生态系统功能优化调控具有重要意义.以巢湖流域水环境保护区为主体,基于网格单元尺度,应用空间数据探索及地理加权回归(GWR)等工具,对1970-2015年间的研究区景观生态脆弱性时空演变特征及驱动机制进行分析.结果表明:1970-2015年间,巢湖流域水环境保护区内的土地景观类型表现为"两降三升"的变化趋势,其中,农地景观下降6.62%,建设用地景观增加6.26%;近45 a来,景观生态脆弱性均值从1970年的2.9347下降为2000年的2.6720,2015年又上升为2.7989,整体呈波动式下降趋势,景观生态脆弱性的空间分布具有显著的集聚特征; GWR回归系数显示各驱动因子对研究区景观生态脆弱性作用力不同,依次表现为:农地破碎度(FN)植被指数(NDVI)坡度(SLOP)土地利用程度(LUI),各因子的回归系数均存在空间非平稳性.其中,FN因子回归系数呈现由西向东逐渐增强趋势; NDVI因子回归系数的空间分布表现出从中部向两侧递减趋势; SLOP因子回归系数分布则由西向东依次递减; LUI因子回归系数表现出从东、南向西北逐渐减弱趋势.回归系数的空间分布特征显示出不同因子对景观生态脆弱性的影响作用具有各向异性.研究结果可为巢湖流域水环境保护区的生态恢复与土地利用及景观格局优化实践等提供决策支持.     

1978—2020年云南自然灾害损失程度评估

引入客观赋权的熵权法和几何平均模型,对综合灾情指数法的评估过程进行改进。基于改进的综合灾情指数法,利用1978—2020年云南省9种主要自然灾害灾情数据,以及社会经济统计数据,选取人员受灾、农作物受灾、房屋倒损、经济损失4个因子7个具体指标构建综合灾情的绝对和相对指数,对灾害损失程度进行分级评估。结果表明：从灾害损失总量来看,损失较重的区域分布在滇东的昭通—曲靖—文山一带,以及滇西的大理—楚雄—普洱地区。从社会经济受影响的程度来看,损失较重的区域分布在滇西的迪庆—怒江—丽江—楚雄—普洱一带,以及滇东的昭通、文山地区。改进的综合灾情指数在指标权重确定、指数计算和损失程度分级过程中避免了人为的主观任意性,评估结果与区域实际情况相符,表明该方法具有较好的实用性和有效性。     

抚仙湖、洱海、滇池浮游藻类功能群1960s以来演变特征

作为主要的初级生产者,浮游植物在水生生态系统中扮演着重要的角色,浮游植物的时空分布反映了生态环境的变化.依据浮游植物的形态、生理、生态特点而定义的浮游藻类功能群对藻类的耐受性和敏感性进行了描述,因而浮游藻类功能群的组成是生境特征的良好指示者.对1960s至今抚仙湖、洱海、滇池3个高原湖泊的浮游藻类组成进行分析,并首次将功能群理论运用到这3个湖泊.结果表明,3个湖泊的浮游藻类优势功能群组成在近50～60年间发生了明显的改变:抚仙湖的浮游藻类优势功能群演变过程为C、X2、Lo、F、P(1960s)-H1、C、P(1980s)-P、C、T(1990s)-T(2000年以后);洱海的浮游藻类优势功能群演变过程为J、Lo、MP、C、H1(1960s)-C、H1(1980s)-C、H1(1990s)-C、H1、M(2000年以后);滇池的浮游藻类优势功能群演变过程为J、N、P、MP、Lo(1960s)-J、P、MP、M(1980s)-J、M(1990s)-M(2000年以后).抚仙湖、洱海、滇池水体内的藻类功能群演替趋势特征,即耐低温物种的减少以及喜营养物种的增加,表明3个高原湖泊在近几十年可能受到了气候变暖和营养程度增加的影响.     

河南省黄河流域水资源—经济—生态系统耦合协调评价及预测

水资源、经济、生态是我国社会高质量发展的重要组成部分,为助力水资源、经济、生态高质量协调发展,以河南省黄河流域为例,收集了3个子系统27个指标的长系列资料,阐明了指标现状值与目标值的关系,探究了 27个指标的时空分布特征,采用组合权重法确定27个指标权重,建立河南省黄河流域水资源—经济—生态系统耦合协调度评价模型,并应...     

1980年以来太湖总磷变化特征及其驱动因子分析

磷是湖泊生态系统物质和能量循环的重要组成部分,是湖泊富营养化防治的重要控制性指标.为分析太湖富营养化与人类活动的关系,掌握总磷（TP）的时空变化规律及驱动因子,本文收集整理了1980—2020年太湖TP浓度数据并分析了TP的时序、时空和年内变化特征.结果表明,1980s经济社会快速发展之初,伴随着工业和三产用水量激增,废污水排放量和入湖负荷大增,1985—1995年太湖TP浓度急剧升高.随着治理与保护措施的实施,到1995年达到峰值后逐步走低,2009年后进入了窄幅波动期.从空间上看,不同时段TP浓度分布格局较好地反映了入湖污染物的输入分布.通过分时段对比分析可能影响太湖TP浓度变化的驱动因子,分别讨论了经济社会发展、用水量、废污水排放量,入湖水量、入湖河流TP浓度、入湖TP负荷,蓝藻水华、水温,高等水生植物,底泥释放,太湖换水周期变化等.结果表明,近10年来入湖TP负荷增加,蓝藻水华强度加大,水温升高,高等水生植物面积减少,这些因素会导致太湖TP浓度上升.2008—2019年净入湖TP负荷比1998—2007年增加了33.9%,而近10年太湖换水周期缩短了17.7%,在一定程度上抵消了影响太湖TP浓度升高的驱动因子的不利影响,太湖TP浓度不升反降.为此建议在新一轮太湖治理中积极开展控源截污、节水减排、水资源调控、高等水生植被恢复、重点污染湖区清淤疏浚等针对性措施以期获得更好的太湖TP浓度控制效果.     

近50a洱海水环境演变特征及其主要驱动因素

基于1971 2020年近50年洱海湖区主要水质指标的监测数据,采用M-K检验和GAMs模型定量解析了洱海水质的年际变化趋势,采用多元回归法综合分析了洱海水环境演变的驱动因素。结果表明,近50年来,在流域发展与湖泊保护双轮驱动的作用下,洱海水质年际波动明显,主要水质指标浓度也呈现出多个显著变化的趋势过程。1980s初至1985年间水质指标浓度显著上升,主要与流域南部城镇化发展有关;1986 1980s末显著下降,与南部截污干渠(管)建设密切相关;1990s末至2003年间显著上升,主要与南部城镇工业发展、农业种植结构调整等重要发展策略有关;20042008年间显著下降,主要与中心城区截污治污、环洱海湖滨带修复等重要工程实施有关。在此期间洱海发生过两次较为严重的规模化藻华事件,1996年在水质优良的情况下洱海首次发生蓝藻水华,这与长期低水位运行、网箱养鱼和银鱼引种等导致湖泊生态系统严重受损密切相关;2003年在水质污染加重、生态系统尚未恢复情况下洱海再次发生蓝藻水华。2次藻华事件也改变了流域发展政策,对洱海的科学认识和保护治理力度不断加大,特别是2016年以来高强度的湖泊保护工作,促使洱...     

滇池、抚仙湖、阳宗海长期水位变化(1988-2015年)及驱动因子

水位变化影响湖泊水质、水量和生态系统功能,是研究湖泊演变的重要内容,但目前针对滇中高原湖群水位变化特征还少见系统报道.本文选择滇池、抚仙湖、阳宗海3个滇中高原湖泊作为研究对象,基于1988-2015年实测水位数据和Mann-Kendall趋势检验法评估了3个湖泊水位变化特征;运用RClimDex模型获得了流域极端降水指标,结合其他指标构建了基于极端气象因子的湖泊水位驱动力指标体系;采用主成分-多元回归模型,解析了极端降水、蒸发等气象因子对滇中高原湖泊水位变化的贡献.结果表明：①滇池、抚仙湖、阳宗海水位年际波动不突出.滇池的年平均水位总体略呈上升趋势,年均上升0.025 m.阳宗海和抚仙湖水位无明显变化.②滇中高原湖泊流域的极端降水指数年际变化趋势不明显.滇池的蒸发量呈明显减小趋势,年均减小21.05 mm.抚仙湖蒸发量呈明显增加趋势,平均每年增加5.52 mm.阳宗海蒸发量的变化不明显.③气象指标可解释滇池水位变化的49.7%,滇池水位变化受气候变化和人类活动的综合影响;阳宗海和抚仙湖水位变化主要受气象条件控制,蒸发量、综合降水指标和连续降水指标对阳宗海水位变化的解释率高达93.3%;综合降水指标和干旱状况指标可以解释抚仙湖水位变化的64.5%.极端降水指标对解释高原湖泊水位变化具有重要作用.     

滇池东北部沿岸带生态修复技术研究及工程示范--环境恶化、生态退化现状及其成因

本文作为“滇池沿岸带生态修复技术研究及工程示范”系列研究论文之一,主要研究了滇池东北部沿岸带环境恶化与生态退化现状、成因及妨碍自然生态恢复的主要限制因素．风浪强烈侵蚀、湖底坚硬贫瘠、水质严重污染、大型水生植物和底栖动物消失,滇池东北部沿岸带已经蜕变成了“水域荒漠”．湖滩湿地围垦、人工岸堤修建和水质污染是导致沿岸带环境恶化、生态退化的主要原因,强烈的风浪冲刷和严重的水质污染是阻碍沿岸带自然生态恢复的主要限制因素．生态恢复必须从基础环境改造入手,实施生态修复．     

滇池生态系统退化成因、格局特征与分区分步恢复策略

选取生态系统中重要的组成成份:浮游植物、底栖动物、水生植物的历史演变和现在分布状况数据,结合水质变化情况,揭示了滇池生态系统退化原因:在外因上,污染物持续输入以及围湖造田、直立堤岸和水量交换缓慢等外力干扰加剧系统组分失衡是直接原因;在内因上,由于滇池所处的地理位置、气候等原因,蓝藻生物量对营养盐增加的响应远高于其他湖泊(太湖、巢湖),草型向藻型湖泊的转换进程更快;与太湖和东湖的生态系统比较,高原湖泊滇池生态系统相对脆弱,如物种的同域分化、窄生态位,导致系统的稳定性差、自我修复能力弱.通过对滇池生态格局特征、湖岸带结构的分析,将滇池划分为5个生态区:草海重污染区、藻类聚集区、沉水植被残存区、近岸带受损区和水生植被受损区,并提出"五区三步,南北并进,重点突破,治理与修复相结合"的滇池生态系统分区分步治理的新策略和"南部优先恢复;北部控藻治污;西部自然保护;东部外围突破"的总体方案.     

滇池水环境综合治理成效与存在问题

湖泊治理是一个世界性难题,也是当前我国亟待解决的重大问题,滇池治理是当今我国湖泊治理的典型.为总结滇池治理成效并系统分析滇池水环境综合治理存在的问题,对滇池1987—2013年的治理历程及治理措施进行了回顾.结果表明:滇池治理的阶段性与水质变化具有一定的对应性,1988—1995年为治理的启动阶段,1987—2000年滇池水质迅速恶化;1996—2005年为全面治理阶段,2001—2009年滇池水质缓慢改善;2006—2013年为治理的提速阶段,2010—2013年草海水质迅速改善,外海水质波动性变化;目前滇池水质恶化的趋势已基本得到遏制,但仍存在流域社会经济过度发展、水资源匮乏、管理体制不完善等问题,应加快实施污水处理设施和管网建设,不断提高城市污水收集处理率;强化流域水体置换,实现滇池健康水循环;进一步完善流域水环境管理体制与部门协作机制,实施全域性的综合治理.     

滇池新运粮河水质季节变化及河岸带生态修复的影响

新运粮河作为一条重要的滇池入湖河流,其水质直接影响滇池的生态健康与环境安全.运用单因子水质标识指数法探讨新运粮河下游水质季节变化规律及影响因子,并分析河岸带修复方式(护岸改造)对河流水质的影响.结果表明:铵氮,总氮,总磷,化学需氧量随时间变化明显.在5-10月的雨季,各指标浓度呈下降趋势,11月至次年4月的旱季,降水量少,各指标浓度呈上升趋势,且显著高于雨季时浓度,监测河段全年水质为劣Ⅴ类.木桩护岸河段营养盐去除率明显高于直立混凝土堤岸河段的去除率,同一护岸类型河段夏季去除率显著高于冬季.     

滇池流域入湖河流丰水期着生藻类群落特征及其与水环境因子的关系

着生藻类是重要的水环境指示生物,其物种组成、生物密度以及多样性指数等群落特征被广泛用于监测和评价人为活动干扰对水生生态系统所造成的影响.本文根据滇池流域29条入湖河流2009年7-8月着生藻类调查数据,以及2008年9月至2009年8月逐月水环境指标监测数据,通过运用等级聚类分析、因子分析和典型对应分析,来探讨滇池流域...     

滇池化学需氧量及营养盐负荷量的预测

本文采用多元线性回归及合田健模型分别对滇池有机污染及富营养化的主要因子COD、TN、TP进行预测,并将污染负荷量分至各点源。定量说明污水处理厂对治理城市污水的积极作用,为流域进行污染治理提供了科学依据。