基于水体光学分类的鄱阳湖悬沙浓度反演方法研究

鄱阳湖是我国重要的湿地生态系统,对调节流域的水沙变化有着重要作用。由于鄱阳湖湖区面积广,内部差异大,单一的悬浮泥沙反演模型不足以准确反演出湖区的悬浮泥沙浓度。以实测的反射光谱数据、泥沙浓度数据为基础,提出一种基于分类后的反演模型,即根据实测数据的光谱形态特征分类出5种典型的水体类型。在此基础上,将分类后的各类水体分别建立各自合适的反演模型进行反演。结果表明基于水体分类的经验模型反演达到满意效果,平均绝对误差为0.00217g/L,平均相对误差为3.022%。基于分类后的经验反演模型适用于鄱阳湖悬沙浓度分布的监测研究,有助于更加宏观、准确的掌握鄱阳湖泥沙浓度的空间分布和变化,为保持鄱阳湖资源的可持续开发与利用提供决策依据。     

鄱阳湖吴城站水位变化及修河对大湖池和沙湖水位的影响分析

为了深入分析赣江和修河对鄱阳湖国家级自然保护区大湖池和沙湖水位的影响,通过1953~2010年期间58年修河吴城站水位实测资料及2010年大湖池和沙湖水位数据,对赣江修河水位的基本特征、演变趋势及江湖关系进行分析。结果表明:(1)吴城水位变化表现为年过程线呈"单峰型"特征;在58年长时间尺度上水位的年内变化规律稳定,最高水位通常出现在6、7、8和9月,最枯水位出现在12、1、2和3月;(2)修河水位与大湖池、沙湖水面最大相差水位分别为5.43m和5.30m;枯水季节修河与大湖池、沙湖没有水流联系,因闸口控制水位,大湖池、沙湖常年不干涸;修河吴城站水位高于16.11m大湖池与修河连通,修河吴城站水位高于16.45m沙湖与修河连通。     

History of scoria-cone eruptions on the eastern shoulder of the Kenya–Tanzania Rift revealed in the 250-ka sediment record of Lake Chala near Mount Kilimanjaro

Reconstructions of the timing and frequency of past eruptions are important to assess the propensity for future volcanic activity, yet in volcanic areas such as the East African Rift only piecemeal eruption histories exist. Understanding the volcanic history of scoria-cone fields, where eruptions are often infrequent and deposits strongly weathered, is particularly challenging. Here we reconstruct a history of volcanism from scoria cones situated along the eastern shoulders of the Kenya–Tanzania Rift, using a sequence of tephra (volcanic ash) layers preserved in the ~250-ka sediment record of Lake Chala near Mount Kilimanjaro. Seven visible and two non-visible (crypto-) tephra layers in the Lake Chala sequence are attributed to activity from the Mt Kilimanjaro (northern Tanzania) and the Chyulu Hills (southern Kenya) volcanic fields, on the basis of their glass chemistry, textural characteristics and known eruption chronology. The Lake Chala record of eruptions from scoria cones in the Chyulu Hills volcanic field confirms geological and historical evidence of its recent activity, and provides first-order age estimates for seven previously unknown eruptions. Long and well-resolved sedimentary records such as that of Lake Chala have significant potential for resolving regional eruption chronologies spanning hundreds of thousands of years.     

基于长时间序列遥感数据的鄱阳湖水面面积监测分析

国产高分辨率卫星的快速发展可有效弥补遥感湖泊监测中影像分辨率不足的问题,更加及时、准确地实现湖泊动态监测。利用1996～2012年155景Landsat影像和2013～2016年34景GF影像为数据源,结合湖口站水位监测数据,分别选用改进的归一化差异水体指数MNDWI和归一化差异水体指数NDWI方法提取卫星遥感影像的水体信息,同时采用统计分析的方法建立了4个时间段的鄱阳湖水体面积-水位关系模型。结果表明:在空间上,鄱阳湖水体面积整体呈现缓慢缩小的趋势;在时间上,除秋季鄱阳湖面积有明显下降趋势外,其他季节整体趋势变化不大;经验证,鄱阳湖四季水体面积-水位呈现二次函数关系。     

基于RS和GIS的库木库勒盆地盐湖面积变化及气候响应

以Landsat卫星1972~2013年间5个时期的遥感影像数据为基础,结合野外实际调查和室内解译分析,运用RS和GIS技术,提取影像中盐湖湖水边界信息,并绘制了5个时期盐湖面积变化的图谱。结合库木库勒盆地气象数据(年降水量、平均气温、相对湿度、平均风速)对盐湖面积变化进行响应分析,探究盐湖变化与气候之间的相关性,并讨论气候变化对库木库勒盆地内盐湖面积变化的影响机制,探讨不同气象因子对盆地内盐湖面积变化的作用。平均气温、降水量、相对湿度对盆地内盐湖的面积扩大均有促进作用,且平均气温的作用占主导性,这为库木库勒盆地盐湖的演化研究以及盐湖资源开发提供了相应参考和借鉴材料。     

南洞庭湖湿地景观文化的结构与特征研究

洞庭湖是我国传统的风景名胜区,也是世界上唯一一个由三个国际重要湿地组成的湖泊。作为洞庭湖的最重要组成部分,南洞庭湖国际重要湿地蕴藏着独特的景观文化资源,在长江文明、中华文明乃至世界文明的发展中占有重要地位。根据1999～2005年的调查结果,系统地分析了南洞庭湖湿地景观文化资源的结构特征：①物质文化（稻耕文化、船文化、建筑文化、生产文化、工程文化等）;②精神文化（端午节、民俗艺术、湖乡忌禁、饮食文化、抗洪抢险、植物文化等）;③制度文化（傩文化、楚文化、历史遗迹、湿地文物等）;阐述了湿地文化的起源及地位,重点研究了15种景观文化内容。研究结果表明,南洞庭湖景观文化的本质特征（湿地文化与水文化）具有国际重要湿地背景,典型的湘楚文化特点,突出的湿地特色,独特的世界遗产特点,同时具有高度的真实性及完整性。     

典型风力条件及水力调度下太湖藻华高频时空动态监测

湖泊藻华问题已成为全球水生态环境领域面临的长期挑战,风力条件变化和引调水工程的水力调度能改变湖体水动力结构,对藻类的生长和聚集过程产生影响,进行该过程的精细化监测和机制分析对于湖泊藻华预报预警和应急处置具有重要意义。本研究基于Hiamwari-8/AHI卫星遥感高频监测数据,对比分析了归一化差异植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI)和浮游藻类指数(FAI) 3种不同指数对太湖藻华的反演效果,开展了典型风力条件下和水力调度下太湖藻华生消过程的持续监测分析。结果表明,FAI对藻华区域和非藻华区域的区分更加明显,其阈值提取的藻华面积与基于MODIS图像解译的藻华面积的相对误差最低,为-2.27%。当营养盐充足且水温持续保持在蓝藻大量生长增殖的阈值以上时,风力条件是导致太湖藻类迁移聚集的关键因子,风向主要影响藻类的水平迁移,使其进行方向性迁移并逐渐形成大面积藻华区域。风速主要影响藻类的垂向迁移并存在临界阈值,当风速低于约2.5 m/s的临界风速时,藻华面积随风速增加而增加;当风速高于临界风速时,藻华面积随风速增加而降低。水力调度对距离较近的贡湖湾区域具有显著影响,主要通过水动力扰动来影响...     

鄱阳湖洲滩湿地植物演替对土壤微生物量的影响

湿地植物演替对土壤微生物量具有显著影响,但不同土壤理化环境下的植物演替对湿地土壤微生物量影响的具体差异还不清楚。以鄱阳湖土壤理化性质不同的4个碟形子湖(包括相对肥沃的东湖和白沙湖以及相对贫瘠的蚌湖和大湖池)为研究对象,运用空间代替时间的方法,在泥滩带、湿生植被带(苔草)和挺水植被带(南荻或芦苇)采集0～10 cm表层土壤,分析不同土壤理化性质条件下植物群落演替对土壤微生物量的影响。采用土壤微生物量碳(MBC)和微生物熵(qMB)指示土壤微生物量。蚌湖、大湖池、东湖和白沙湖洲滩湿地表层土壤MBC的平均值分别为1077.27、888.29、942.45和1162.46 mg/kg,土壤qMB的平均值分别为6.07%、6.17%、3.60%和3.79%。在泥滩—苔草—南荻植物演替洲滩,土壤MBC先增加后减少;但是在泥滩—苔草—芦苇植物演替洲滩,土壤MBC持续增加。植物演替没有显著改变土壤qMB。尽管植物的生长会增加所有洲滩湿地的土壤MBC,但增加的幅度在相对贫瘠的蚌湖和大湖池明显强于相对肥沃的东湖和白沙湖。蚌湖和大湖池的土壤qMB也显著高于东湖和白沙湖。在植被演替梯度上,洲滩湿地土壤MBC和...     

基于耳石微化学特征的鄱阳湖刀鲚永修群体的关键栖息地识别

随着长江禁渔国策的持续实施,长江干流和沿线通江湖泊中刀鲚资源及其关键栖息地将有可能得到恢复。为了确证长江禁渔后的2020年在鄱阳湖永修瓢头水域所采集到21尾刀鲚的洄游履历和资源类型,本研究采用电子探针微区分析技术(EPMA)对其耳石元素锶(Sr)和钙(Ca)的微化学特征进行了测定和分析。结果显示,所有个体耳石的Sr/Ca值变化较为复杂。自耳石核心至边缘Sr/Ca值分别出现了对应淡水生境的低值(<3)和对应河口半咸水或海水生境的中高值(>3),最后边缘部分再次出现了对应洄游返回淡水生境的低Sr/Ca值(<3)。Sr含量面分析图中也呈现出了对应淡水—河口半咸水—海水—淡水的蓝色—黄绿色、红色—蓝色变化的图谱;证明上述个体均具有明显的江海洄游特征,为典型溯河洄游型刀鲚。鄱阳湖永修瓢头水域是一处尚未曾正式报道过的洄游型刀鲚分布区。根据性成熟度和摄食情况可将瓢头水域刀鲚分为产卵场群体和非产卵群体两类。通过与鄱阳湖其他水域刀鲚情况的比较分析可以推定,两类刀鲚可能起源于鄱阳湖内两个不同区域的产卵场。对于产卵场群体而言,瓢头水域可能更主要起到产卵场的作用;而对于非产卵群体来说,瓢头水...     

1990年以来柴达木盆地小柴旦湖扩张及影响分析

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐湖水域范围并解构、评估“点—线—面”形态变化,同时构建矿化度指数表征盐湖资源禀赋。结果表明:(1) 1990—2022年小柴旦湖面积呈“缓减—缓增—快增”的阶段性变化特征,岸线长度呈阶段性变化(2016年后增长明显),湖泊质心总体向西北方向迁移,截止2022年湖泊质心累计迁移距离为2363.49 m。(2) 1990—2022年矿化度指数波动下降,呈“淡化”态势。(3)气象数据显示研究区年平均气温升高、年降水量增多、年潜在蒸散量下降,处于暖湿化轻度转型期,降水增多、蒸发下降、增温引起的冰雪融水增加综合叠加效应引起区域水资源增加,进而导致湖泊扩张和“淡化”。(4)小柴旦湖扩张和“淡化”对社会经济和生态平衡影响明显,一方面,影响湖区周边基础设施,近70 km²区域受淹没直接影响,包括德小高速公路、柳格高速公路部分路段;另一方面,作为资源型湖泊,小柴旦湖...