基于CA-Markov模型土地利用对景观格局影响辨识

采用CA-Markov模型方法,研究挠力河流域不同时段土地利用对湿地景观格局干扰强度的差异性.结果表明:(1)流域湿地景观格局变化显著.1967-2000年,挠力河流域湿地类型景观最大斑块指数逐渐减小,耕地和水域斑块的面积周长分维数逐渐减小,而沼泽和居民地的散布与并列指数变大,草甸和耕地聚集度指数增大;湿地景观破碎化程度增加;湿地景观空间分布逐渐由流域周围高地势区向中心河流廊道退缩.(2)流域土地利用变化明显.耕地和居民用地数量迅速增加,耕地趋于集中连片分布,土地利用呈由自然湿地逐渐转化为耕地的变化过程,耕地成为主导的土地利用类型.(3)流域土地利用强度存在阶段差异.1967-2000年,流域内人类活动对湿地景观的干扰强度逐渐加剧,人为景观面积比例由1967年的26.5%上升至2000年的67.8%.土地利用影响强度指数由1967年的1.690上升至2000年的2.394.2000年模拟的流域土地利用影响强度比2000年实际土地利用影响强度小,由此可以识别1983-2000年人类对湿地景观的干扰强度比1967-1983年有所增大;利用居民地和沼泽面积的变化可以识别流域人口增长和排水活动对土地利用影响的时段差异性.     

挠力河流域农垦开发中居民地景观生态特征的变化

运用G IS、景观格局分析与聚落分析方法定量分析了挠力河流域在快速农垦开发中居民地分布格局的时空变化,探讨了景观格局形成的机制。景观指数分析表明近50 a来居民地面积和数目激增,居民地斑块面积、聚集度增大,表明人类对挠力河流域景观扰动持续增强。在所有背景地类中,居民地与耕地的邻接比例最高。伴随居民地和耕地迅速扩张,两者邻接比例呈上升趋势,两者相互影响越来越大。不同时期居民地扩张强度高值区分布有所不同,主要分布在早期的耕地新增区,1954—2000年挠力河流域居民地扩张高值区最终主要分布于该流域的西部与中部。虽然居民地数目和面积均激增,各居民地之间的距离亦呈缩短趋势,但居民地最近邻点指数表明,近50 a来挠力河流域居民地分布类型一直为随机分布,农垦经济仍占主导地位,人为规划比城镇发达地区薄弱。     

挠力河流域农垦开发中居民地景观生态特征的变化

运用GIS、景观格局分析与聚落分析方法定量分析了挠力河流域在快速农垦开发中居民地分布格局的时空变化，探讨了景观格局形成的机制。景观指数分析表明近50a来居民地面积和数目激增，居民地斑块面积、聚集度增大，表明人类对挠力河流域景观扰动持续增强。在所有背景地类中，居民地与耕地的邻接比例最高。伴随居民地和耕地迅速扩张，两者邻接比例呈上升趋势，两者相互影响越来越大。不同时期居民地扩张强度高值区分布有所不同，主要分布在早期的耕地新增区，1954-2000年挠力河流域居民地扩张高值区最终主要分布于该流域的西部与中部。虽然居民地数目和面积均激增，各居民地之间的距离亦呈缩短趋势，但居民地最近邻点指数表明，近50a来挠力河流域居民地分布类型一直为随机分布，农垦经济仍占主导地位，人为规划比城镇发达地区薄弱。     

基于MCR模型与蚁群算法的洮河流域生态安全格局构建

生态安全格局的构建是保障地区生态安全的根本措施,是促进地区经济可持续发展的关键。洮河流域作为黄河上游重要的生态功能区,具有涵养水源、保持水土和生态安全屏障等重要生态功能,对黄河流域生态保护和高质量发展意义重大。受自然和人为因素双重影响,其生态环境脆弱敏感。关于该区域生态环境保护与修复的研究还不够全面,故选择洮河流域为研究区。基于洮河流域的生态特征,将生态系统服务重要性、生态敏感性和景观连通性的评价结果叠加分析,进行生态源地识别;采用最小累积阻力模型与蚁群算法并结合核密度分析方法,识别生态廊道空间范围;采用水文分析法识别生态节点,构建洮河流域生态安全格局。结果表明,(1)洮河流域的生态系统服务重要与极重要区域面积之和约为3.124×10⁴km²,约占研究区面积的69.02%,说明洮河流域生态系统服务价值较高;洮河流域生态敏感性主要以一般敏感和中等敏感为主,总面积约为2.753×10⁴ km²,约占研究区总面积的60.81%。(2)景观连通性极重要与重要区域面积为2.022×10⁴...     

黄河三角洲自然湿地植被的特征及演化

在群落样方调查基础上对黄河三角洲自然湿地植被进行了分类、分布及演化研究.研究表明,黄河三角洲滨海湿地的自然湿地植被有2个植被亚型、7个群系、51个群丛,分盐生植被、水生植被和湿生植被3类.盐生植被、水生植被和湿生植被分别包括10、19和22个群丛类型.盐生植被和湿生植被的面积各约23万hmz,各占自然湿地总面积的44.76%,水生植被约7.83万hm2,占自然湿地总面积的10.48%.湿地植被的分布受距海远近、黄河河道摆动和人类活动的制约,盐生植被主要分布在三角洲外缘潮间带滩涂和潮上带外缘的微斜平地,湿生植被、水生植被主要分布在潮上带中上部的微斜平地、黄河入海河道2侧及古河道、决口扇形地间的河间洼地.受三角洲新生湿地不断形成等自然因素的影响,湿地植被发生顺行演替;受海岸侵蚀、黄河断流、风暴潮等自然灾害及人类活动的影响,湿地植被发生逆行演替和次生演替.湿地植被的顺行演替和次生演替使自然湿地的生态环境功能增强,逆行演替使自然湿地的生态环境功能减弱.     

河岸带生态学研究进展与展望

河岸带是河流—陆地生态系统之间进行物质、能量、信息交换的重要生态过渡区,具有独特的生态系统结构和服务功能,近年来成为国内外生态学和环境科学的研究热点之一。在阐述河岸带结构与功能基础上,分析了河岸带的影响因素与其退化机制,退化河岸带的生态恢复理论、基本原则、生态重建技术和发展方向。认为影响河岸带结构与功能的主要因素可归纳为水文与地貌过程、植被与人为干扰4个方面;识别影响河岸带生态系统的生物和物理作用过程及其退化成因是关键,指出了生态恢复应遵循的原则与宜采用的生态重建技术。在此基础上,提出河岸带生态恢复应在景观或流域尺度上借助“3S”技术和多学科协作从微观、中观和宏观不同层次开展研究,甄别生态退化的主导因素,采用植被重建与水文调控技术尽可能恢复与重建原有自然景观。从系统生态学与景观生态学的角度,提出河岸带生态学未来研究方向。建议今后应加强对河岸带生态系统结构、生态过程与功能及生态重建技术的研究成果进行系统整合,建立能够预测河岸带结构与功能动态的数量模型和评价体系,为实现河岸带重建与高效管理提供科学指导。     

流域河口湿地生态健康与湿地发育关系研究

河口湿地作为一个独立的＂活体＂,有着其自身的地理发育、成熟和衰老的生长过程。以大洋河河口湿地为例,运用面积积分曲线和分维度指数计算大洋河流域发育阶段及河口湿地生长过程,得出如下结论,（1）在河流流域地貌发育早期,河流底蚀、侧蚀、溯源侵蚀强烈,河流含沙量高,泥沙在河口地区沉降而易形成河口湿地;随着流域地貌发育到壮年期,河流泥沙含量输出稳定,河口湿地面积继续扩张;到流域地貌发育晚期,侵蚀减弱,河流含沙量减少,河口湿地缺乏稳定的泥沙供应,在河湾水动力作用下逐渐萎缩、直至消亡。（2）人类活动直接影响河口湿地环境的物理、化学和生物组份,改变了河口泥沙的输入量及沉积环境,人类活动实际上是直接或间接地缩短了河口湿地的发育时间,加速了其发育进程。（3）针对不同发育阶段的河流,在制定河口湿地保护政策和修复措施时,必须充分考虑其地质历史发育特征,政策的制定要符合其生长规律。     

流域水生态系统的生境安全识别理论和方法研究——以太子河次流域本溪段为案例

流域水生态系统具有物质循环、能量流动、群落代谢等服务功能,由于人类活动干扰等因素,水生态系统受到破坏,服务功能的发挥受到抑制。太子河作为中国七大水系之一的辽河支流,其水生态系统健康状况同样由于社会、自然等胁迫驱动力原因受到影响。提出了一套流域水生态系统生境安全识别方法,并以太子河次流域本溪段为案例对方法的可行性进行研讨。采用水文、河道、河岸带和水质4个生境安全指标,分别对研究区的5个评价单元水生态系统生境进行安全评估,做出问题识别,找出水生态系统处于不同健康状态的原因,并确定优先修复项目,便于流域管理。通过研究得到观音阁水库坝区没有优先修复项目,小夹河区、老官砬子-观音阁水库坝区、大峪沟入河口-老官砬子区、兴安市界-大峪沟入河口区优先修复项目分别为河道、河道和河岸带、河道、水质,生境安全识别方法具有一定的可行性。     

挠力河流域丹顶鹤繁殖期生境景观连接度分析

将景观连接度分析引入三江平原挠力河流域丹顶鹤繁殖期生境的研究中,确定食物、水、隐蔽所、干扰为丹顶鹤生境选择的主要影响因子,建立繁殖期丹顶鹤的生境适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型,对HSI模型值(Ih,s)进行景观制图并纠正,以此为基础,根据丹顶鹤的领域性和繁殖期最小需求面积,利用缓冲区分析,得到丹顶鹤生境景观连接度可视图,划定景观连接度区域.结果显示:(1)丹顶鹤生境破碎化严重.丹顶鹤适宜生境中的小斑块(面积小于0.1 km2)数量较多,占71.88%,且多呈岛状分布.(2)人类活动是丹顶鹤生境面积缩减及破碎化的主要原因.丹顶鹤的适宜生境面积仅占流域总面积的5.35%.(3)景观连接度、景观斑块间的渗透性是丹顶鹤对适宜生境利用程度降低的重要影响因素.由于景观连接度的影响,丹顶鹤可利用生境面积进一步缩小,仅占适宜生境面积的78.37%.(4)具有一定水平景观连接度的区域沿河流两侧呈条带状分布.     

淀山湖湿地及其生态功能与利用

淀山湖是上海市唯一的淡水湖泊，面积约６２ｋｍ２。淀山湖湿地的形成主要是地质、地貌、气候、水文等自然因素和人类活动影响长期相互作用的结果。本文着重讨论了淀山湖湿地的生产功能和环境生态功能，并对湖泊湿地的利用与保护提供了建议。     

上海地区河流健康评价方法探讨

界定了河流健康的概念,基于对国外河流健康表征指标的剖析,尝试从河流水文、河流形态、河岸带状况、水质理化参数以及河流生物5方面对河流健康进行评价,初步提出由5个1级指标、17个2级指标架构的城市河流健康评价体系.通过国际调研、标准对照、专家咨询等方法制定相关评价标准,基于简明的评价模型将河流健康状况划分为很健康、健康、亚健康、不健康和病态5个等级.以上海中心城区某河流为例,对其健康状况进行评价.     

生态恢复对退化河岸植物群落的作用 ——以重庆九龙外滩河岸带生态恢复为例

河岸带是陆地生态系统与水生生态系统之间的过渡地带,受人类干扰的威胁较大.长江是流经重庆都市区的主要河流,主城区两江四岸部分河岸硬化,河岸生态功能退化或丧失,生物多样性降低.本文以重庆主城区九龙外滩的河岸带为研究区域,通过调查,采用Ward最小方差法对植物群落类型进行划分,比较了生态恢复区域和自然区域的植物群落特征及优势...     

基于河流环境与生物复合指标评价辽北地区河流生态系统健康

基于河流环境与生物指标,构建了适用于以农田和城镇等土地利用格局为主的平原地区河流健康综合评价指数(River health comprehensive assessment index,RHCAI),该指数主要由河流水文、河流形态、河岸带状况、水体理化参数以及水生生物5大类指标构成.考虑到生物因子对河流干扰的敏感性和准确性较高,利用层次分析法适当提高了生物指标的权重.以辽北地区辽河、浑河及其支流为例,利用RHCAI对其健康状况进行了评价,结果表明,该区域河流的健康状态处于"一般"到"亚健康"水平,在被评价河流中,卧龙湖入湖河流的得分最高,接近"健康"水平,而北沙河、蒲河、柳河与东马莲河的健康状态相对较差.河流是淡水资源的重要载体,对其健康状态的科学评价可以为河流的生态修复、水资源的合理开发利用及流域的可持续发展决策提供重要的科学依据和有益借鉴.     

缺资料小流域非点源磷素输出关键源区识别方法初探

为控制水体污染,改善水质,最大效率地降低磷素污染,迫切需要寻找非点源磷素流失的关键源区。采用半定量、经验性的流域尺度磷素流失危险分级方案,通过分析确定以土地利用类型为源因子,以坡度和区域至河流的距离为迁移因子,最大限度地识别缺资料小流域非点源磷素输出关键源区,并以辽宁社河农业小流域为例,通过GIS技术探索小流域磷素流失的关键源区。结果表明,社河流域大部分区域地表径流磷素流失风险等级为低,该部分区域面积占流域总面积的80%;河流两侧大部分农田非点源磷素流失风险等级属于中,该部分区域面积占流域总面积的13%;非点源磷素输出高风险等级的区域占流域总面积的7%,主要分布在流域内坡度较大、与河流距离较近的山区旱地和丘陵旱地等区域。需要对磷素输出关键源区域加强土地管理,降低非点源磷素负荷输出。     

近30a雅鲁藏布江流域高寒湿地动态变化及其对气候变化的响应

利用1980、1990、2000和2010年4期Landsat、环境一号卫星遥感影像提取雅鲁藏布江(以下简称"雅江")流域湿地面积动态变化信息,并结合实地调查和近30 a气象、水文、积雪数据研究湿地动态变化对气候变化的响应特征。结果表明,2010年雅江流域高寒湿地面积占流域总面积的3.73%,其中以沼泽湿地面积最大(59.46%),其次为河流(30.19%)、湖泊(10.13%)和人工湿地(0.23%);近30 a间雅江流域湖泊湿地和河流湿地面积总体上呈增加趋势,而沼泽湿地面积呈降低趋势;近30 a来雅江流域年均温、年均最高温和年均最低温均呈显著增加趋势,降水量波动较大,呈轻微增加趋势但不显著,平均相对湿度呈不显著下降趋势。年均气温和年均最高气温这2个因素与雅江流域湖泊面积变化相关性显著,河流湿地面积、雅江5大支流干流河长的增长分别与年均温、年均最高温、年均最低温相关性显著,沼泽湿地面积与该区域气温以及平均相对湿度相关性显著,开发大坝、水库等国家建设战略是雅江流域人工湿地面积增加的主要驱动力。     

滇池流域入湖河流水文形貌特征对丰水期大型底栖动物群落结构的影响

河流水文形貌特征,作为决定物理生境的重要因子,与大型底栖动物群落关系密切。了解水文形貌特征对大型底栖动物的影响,对于完善环境因子对大型底栖动物群落影响研究具有重要意义。论文以滇池流域大型底栖动物群落为研究对象,旨在识别与流域大型底栖动物群落结构变化密切相关的河道水文形貌因子和河岸带水文形貌因子,并解析两类因子对底栖群落的相对影响。基于2012─2013年滇池流域55个河段大型底栖动物群落和水文形貌变量数据,利用典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)和偏典范对应分析(Partial canonical correspondence analysis,p CCA)识别影响大型底栖动物群落结构的关键因子并探讨河道水文形貌和河岸带水文形貌因子的相对重要性。结果显示,影响大型底栖动物群落结构的关键河道水文形貌因子为底质组成、河道人工化情况、河道坡降和水温,总解释量为21.6%;影响大型底栖动物群落结构的关键河岸带水文形貌因子为林地比例和其它用地比例,总解释量为9.2%。研究结果表明,河道水文形貌因子比河岸带水文形貌因子对于大型底栖动物群落结构特征的影响更为重要,这对于提高湖泊流域生物监测水平、优化水生态系统健康评价和保护底栖动物多样性具有重要意义。     

海南省滨海自然湿地生态系统服务功能价值评估

以海南主岛的滨海自然湿地为研究对象,采用最新的海南省第二次(2009─2013年)湿地资源调查以及海南省统计年鉴(2013年)和相关调查统计资料,构建生态系统服务功能价值评估体系,结合国内外通用的湿地评价方法,对海南省滨海自然湿地生态系统服务功能价值进行了较全面的评估。结果表明,海南省滨海自然湿地生态系统生态服务功能总价值为5 848 665.00万元,其中水文调节价值2 846 803.55万元,固碳价值2 351 567.77万元,动物产品价值1 469 500.00万元,防风消浪价值1 175 287.62万元,生物多样性维持价值985 544.48万元,分别占总价值的31.72%、26.20%、16.37%、13.10%和10.98%,是主要的生态服务功能。文章对海南省滨海自然湿地生态系统所进行的定量评估,不仅可提高人类对滨海自然湿地生态系统的正确认识,还可为湿地资源的合理开发利用以及当地政府湿地保护相关政策的制定提供科学依据。     

无尾河下游湿地重金属污染评价

以无尾河下游漫流区———向海地区沼泽湿地为研究对象,通过对沼泽垂直剖面的精细采样,将放射性核素精确计年与重金属污染评价相结合,进行高分辨率剖析。在对其典型剖面沉积物重金属元素进行Al归一化的基础上,应用上下层比较法、富集系数法和地累积指数法3种评价方法对沉积物重金属污染富集水平及污染时序进行分析比较。结果表明,沼泽湿地沉积物表层已明显富集了重金属元素,达一定污染水平,这显示近20a霍林河流域上、中游人类活动对下游湿地的扰动增强。     

近50年来三江平原北部土地利用/土地覆被变化及生态效应分析

土地利用/覆被变化在全球变化中占有重要地位,对于综合模拟和评价环境问题非常重要。区域案例研究方法是土地利用/土地覆被的研究核心,以中尺度的三江平原北部作为研究区域,重建并分析了自1954年以来该地区4个时段的土地利用/土地覆被格局及其时空演化过程,在此基础上重点分析了20世纪50年代以来耕地的开发过程。结果表明1954年到2000年期间,以湿地、草地和林地转换成耕地为该区域土地利用/土地覆被变化的主要形式,耕地面积由占总面积的5.29%上升到51.81%,同时湿地占总面积的52.49%下降到15.71%,并指出人类的农垦活动是湿地减少和生态环境恶化的根本原因。     

无尾河下游湿地重金属污染评价

以无尾河下游漫流区——向海地区沼泽湿地为研究对象，通过对沼泽垂直剖面的精细采样，将放射性核素精确计年与重金属污染评价相结合，进行高分辨率剖析。在对其典型剖面沉积物重金属元素进行A1归一化的基础上，应用上下层比较法、富集系数法和地累积指数法3种评价方法对沉积物重金属污染富集水平及污染时序进行分析比较。结果表明，沼泽湿地沉积物表层已明显富集了重金属元素，达一定污染水平，这显示近20a霍林河流域上、中游人类活动对下游湿地的扰动增强。