三峡库区(重庆段)景观格局变化及其对生态系统服务价值的影响

以具有重要生态地理位置的三峡库区(重庆段)为研究区,结合2000—2015年Landsat TM数据,运用统计和网络分析法,从时空角度研究景观格局和生态系统服务价值的变化及其两者间的相互关系。结果表明,整体而言,研究区耕地和林地所占比例较大,草地、水域、建设用地和其他用地所占比例较小,建设用地面积增加最快;从时间上看,2000—2015年斑块密度、最大斑块面积指数呈先减少后增加的趋势,聚集度最大值和香农多样性指数最小值出现在2010年;2000—2015年生态服务价值总量先增加后减少,2010年达最大;从空间上看,景观破碎度逐渐从库区东北、东南向各区县建成区及主城区转移,东北与东南地区的景观完整性逐渐提高;生态系统服务价值低值区集中于各区县建成区,主城区生态服务价值最低,长江流域西侧的生态服务价值低于东侧。合理的景观格局对提高该区域的生态系统服务价值具有重要意义。     

中国湖泊富营养化影响因素研究——基于中国22个湖泊实证分析

基于1：25万河流水系和数字高程（DEM）数据制备了选取湖泊的流域边界,据其集成了流域社会经济数据,并据中国科学院资源环境数据中心提供的1990、1995、2000、2005年4个时段土地利用数据形成了流域反映人类活动强度的表征指标,选取了全国湖泊富营养化区域差异性调查课题获取的案例湖泊的水质数据,集成了中国湖泊富营养化影响因素计量分析的面板数据集,研究了1990-2005年间中国湖泊营养状态的发展趋势与差异特征,探讨了湖泊富营养化的自然气候与社会经济影响机制,构建了中国湖泊富营养化影响因素分析的计量模型,厘定了1990-2005年间影响湖泊营养状态变化的重要因素,测度了其对湖泊富营养化的影响方向和作用强度。基于面板数据的计量分析结果表明,近15年人类活动强度对湖泊营养状态呈显著的正影响,其表征指标人均GDP与建设用地所占流域面积比均具有较强的显著性,而在人类扰动较小的情况下,湖泊的营养状态与湖泊补给系数成正比,与湖泊蓄容量成反比,补给系数较小且其他因素也相同时,水体营养状态应与流域土壤本底值相关;以林、草地的面积比重所测度的流域自然生态系统发育程度与湖泊营养状态呈显著负相关关系,表明林地与草地生态系统对流域的氮、磷营养物的人湖量具有一定的削减作用,论文研究结果将为流域管理措施方案制订提供科技支撑。     

近35a西藏那曲地区湖泊动态遥感与气候因素关联度分析

利用1976、1990、2000和2010年4期遥感影像对西藏那曲地区面积大于1 km2湖泊的动态变化进行信息提取,并结合1966—2010年研究区9个站点的气象数据,探讨其对气候变化的响应。结果表明,2010年那曲地区大于1 km2湖泊的总面积为16 841.93 km2,湖泊总数为469。近35 a那曲地区大于1 km2湖泊面积共增加3 505.12km2,增幅为26.28%,其中以2000—2010年增长速度最快,达18.18%;近35 a湖泊数量增加96,增幅为25.73%,其中以1990—2000年增幅最大,达13.38%。色林错面积从1976年的1 648.61 km2增加到2010年的2 332.55km2,超过纳木错成为西藏第一大咸水湖。1966年以来,那曲地区年平均温度、年平均最高温度、年平均最低温度、年平均相对湿度和年平均降水量总体呈上升趋势,年平均蒸发量呈下降趋势,气候朝暖湿方向发展,其中温度变化最明显,线性气温倾向率为0.51℃.(10 a)-1。湖泊动态变化与气象因子的灰度关联分析表明,气温升高引起冰雪融水增加、降水量增加、相对湿度增加和蒸发量减少,是近35 a来那曲地区湖泊面积和数量不断增加的主要原因。气象要素与湖泊面积间的回归方程表明,两者具有显著线性相关关系。     

基于土地利用／覆被变化的重庆城市生态系统服务价值研究

参考COSTANZA以及谢高地等提出的生态系统服务价值系数,制定了符合城市生态系统的服务价值系数.基于重庆市主城区1993、2000和2004年3期土地利用/覆被(LUCC)变化数据,对重庆市主城区的生态系统服务价值进行了估算.结果表明:重庆自1997年成为直辖市后,耕地、林地大量向城市建设用地转化,城市生态系统服务价值急剧降低.1993年重庆市主城区生态系统总服务价值为564.75×106元,2004年为387.71×106元,下降了31.3%.生态服务价值系数的变化对重庆城市生态系统总服务价值的影响缺乏弹性.水域和林地面积变化对重庆市主城区生态系统总服务价值影响明显.     

嘉峪关市中心城区扩张过程及其景观特征变化

以中国干旱区嘉峪关市1986、1996、2006和2010年Landsat TM/ETM＋影像为数据源,采用道路扩展和城市建设用地扩张强度反映城区建设扩张过程,同时分析了城市景观类型的斑块特征和结构特征,研究结果表明：1）嘉峪关市中心城区主干道路扩展显著,城市面积增加明显。1986—2010年间嘉峪关市道路长度增加了100.20 km,城市面积从1986年的2 220.03hm^2增加到2010年的5 048.22hm^2,年均扩张强度指数达5.10%。2）城市景观格局变化显著,建设用地、城市绿地和水体分别增加了2 003.74hm^2、655.30hm^2和169.15hm^2,未利用地则减少2 828.19hm^2。建设用地和城市绿地破碎度增加,未利用地破碎度减少。3）城市景观斑块类型更趋均衡化,整体景观和异质性多样性增加。4）城市扩张是嘉峪关城市绿地和水体明显增加的重要原因,人类活动对城市生态环境的影响逐渐增强。     

三江源土地利用变化特征及因素分析

根据三江源地区1980年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年7期1∶10万土地利用数据集,运用Arcgis 10.0空间统计分析与数理统计方法定量研究了该区土地利用变化特征、规律及趋势,阐明了影响土地变化的主要因素,为三江源地区土地资源的可持续利用及土地管理决策提供科学依据。结果如下,(1)2015年三江源土地利用类型以草地、林地和水域为主,分别占总面积的71.20%、4.28%、5.47%。低覆盖草地主要分布在研究区西北部,中高覆盖度草地以及林地集中分布在东南部,水域在整个源区都有分布。(2)根据土地利用变化重要性指数(C_i),得知35年间三江源土地利用类型之间的转变主要以低中高覆盖度草地、未利用土地与水域之间的转化为主。1980—2015年,低、高覆盖度草地,水域,建设用地面积波动增加,未利用土地面积有明显的减少趋势,35年间减少了17.61%,中覆盖度草地和林地基本保持不变,草地面积总体增加了13.45%。(3)从土地利用变化来看,建设用地增加最快,1980—2015年,建设用地增加了89.54%,它的开发程度也最大,为2.63%;未利用土地的耗减程度最大,耗减率为0.66%。(4)人口、经济结构变化及政策的实施是土地利用变化的主要驱动机制。     

珠江三角洲土地利用变化及其对城市化发展的响应

城市化程度跟城市的土地利用变化关系密切,是城市可持续发展的重要研究内容之一。珠江三角洲是中国第二大经济区,研究其土地利用变化对城市化发展的响应对于珠江三角洲乃至中国沿海地区的生态环境可持续发展以及城市规划具有重要意义。利用珠江三角洲2000、2005、2010、2015年4个时期土地利用数据,从土地利用动态度、面积转移矩阵与城市化水平等角度,采用曲线回归分析了土地利用变化对城市化发展的敏感度。结果表明:(1)珠江三角洲在2000—2015年期间,耕地减少2.66%,建设用地增加1.75%;(2)根据城市化水平和发展阶段将珠江三角洲城市分为三类,分别是处于后期成熟阶段的A类城市(如广州、珠海、深圳、佛山)、从中期加速阶段跨入后期成熟阶段的B类城市(如中山、东莞)以及一直处于中期加速阶段的C类城市(如肇庆、江门、惠州);(3)从土地利用变化对城市化发展的敏感度来看,A类城市中广州、深圳、佛山的草地敏感度最大,珠海的建设用地敏感度最大,B类城市中山和东莞的建设用地敏感度最大,C类城市中江门、肇庆建设用地的敏感度最大,惠州从林地逐渐过渡为建设用地敏感度最大。2000—2015年珠江三角洲经济越发达的城市,其发展过程对土地利用变化的影响逐年降低,中期加速阶段跨入成熟阶段的城市发展过程对土地利用变化的影响最显著,城市化更加理性的发展,与土地利用变化相互制约相互促进。     

湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

大型底栖动物是湖泊生态系统的重要生物类群,在生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。底栖动物具有生命周期长、迁移能力较弱、对环境变化反应敏感等特点,可有效指示湖泊生态系统的健康状况。湖北省是我国淡水湖泊分布最密集的区域之一,湖泊总面积为3025 km2。近年来,伴随着工农业、养殖业及城市化的快速发展,富营养化已成为本地区湖泊面临的一个主要环境问题,并可能直接影响大型底栖动物的群落结构。目前关于本地区湖泊大型底栖动物群落的研究还较少,为此本研究对湖北省27个浅水湖泊底栖动物进行了调查,并对水质状况进行生物学评价。共采集到底栖动物40种,隶属于4门7纲18科,其中寡毛类5种,摇蚊幼虫16种,软体动物双壳类4种、腹足类8种。霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi）、花翅前突摇蚊（Procladius choreus）、中国长足摇蚊（Tanypus chinensis）、多巴小摇蚊（Microchironomus tabarui）及铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）是本地区湖泊最常见的种类。所调查湖泊底栖动物平均密度为32~1243 ind·m-2,其中12个湖泊密度低于200 ind·m-2,摇蚊幼虫和寡毛类对密度的贡献较大,以摇蚊幼虫占优势的湖泊有19个。底栖动物平均生物量为0.034~460.7 g·m-2,生物量低于50 g·m-2的湖泊数量最多（19个）,软体动物占优势的湖泊有16个,摇蚊幼虫和寡毛类占优势的湖泊数量共11个。各湖泊底栖动物物种数为3~14种,Margalef指数为0.71~2.33,Simpson指数为0.69~0.85,Shannon-Wiener为0.78~2.13,Spearman相关性分析结果显示物种丰富度和三种多样性指数与湖泊面积呈显著正相关。BI（Hilsenhoff生物指数）评价结果显示共11个湖泊为一般和轻度污染（6.01~7.44）,中度污染湖泊数量为13个（7.57~8.47）,长湖（8.52）、上津湖（8.65）和玉湖（8.50）处于重污染状态。     

近54a扎龙自然保护区景观斑块面积变化特征

运用GIS技术和景观牛态学的数量分析方法,根据扎龙自然保护区土地利用类型图和Landsat TM图像,分析了1950-2004年保护区景观斑块面积变化特征.结果表明,54 a间,保护区各景观类型以沼泽地所占面积比例最大,区域呈现出以沼泽地景观为基质.草地、耕地和未利用地等为主体的交错景观格局,其他景观类型呈补丁状散布于其中.沼泽地面积表现为波动性增加,草地面积下降显著,未利用地、住宅用地和耕地总体呈快速扩张趋势,水域面积变化不显著,林地所占比例最小,但呈上升趋势.面积加权平均值由大到小依次为沼泽地、草地、耕地、未利用地、水域、住宅用地和林地.最大斑块指数由大到小依次为沼泽地、草地、耕地,其他各类景观的最大斑块指数均小于1.斑块面积标准差最大的是沼泽地,并呈逐年增大趋势,水域、林地、住宅用地等景观类型斑块面积差异程度较小.斑块面积变异系数最大的是1978年的住宅用地,林地、未利用地的斑块面积变异系数较稳定.     

京津冀城市高温的气候特征及城市化效应

选取京津冀13个城市气象站点5—8月的日最高气温资料,用统计学方法分析了该区域城市高温日数的空间特征、年代际变化及跃变。采用城市站和城镇站对比方法,研究了京津冀不同区域高温的城市化效应。结论如下：（1）该区域城市高温日数的空间分布特征为,西南部存在一个高值中心,向东北方向递减,存在一个自石家庄市指向承德市的高值脊。（2）该区域城市高温日数的年代际变化为冀东北部城市1965—1998年是少高温期,1999—2010年是多高温期。冀西北部、冀中南部和京、津城市,1997—2010年是高温日最多时段,1960—1972年是次多时段,1973—1996年是最少时段。（3）冀东北部城市35℃以上高温日数,1991—1992年发生跃变,显著增加。冀中南部城市37℃以上高温日数,1996—1997年发生跃变,显著增加。北京市35℃以上高温日数,1995—1996年发生跃变,显著增加;37℃以上高温日数,1985—1986年发生跃变,显著增加。（4）冀西北部城市和冀中南部城市自1970年代开始,城市化效应逐步显现,并分别从1990年代和1980年代开始城市化效应增强。冀东北部城市和京、津两市的城市化效应近年并无增强趋势,而是小城镇的城市化效应在1990年代后期—2010年显现出来。其原因可能是城镇人口和建成面积的快速增长所致。     

洞庭湖区地表温度反演及其时空变化特征

洞庭湖是我国第二大的淡水湖,对区域气候的调节起着极其关键的作用,然而受全球变暖及其他因素的影响,洞庭湖区范围内对气候变化的响应并不一致。为了更好地认识洞庭湖区的地表温度变化及其对全球变暖的响应情况,同时为准确的判断该区温度未来的变化趋势奠定基础,利用1995年、2004年和2013年12景冬季Landsat TM/ETM＋遥感影像的热红外波段数据反演了洞庭湖区地表温度,并对反演的地表温度值进行标准化处理,采用标准差分类法得到地表温度等级图。通过三时相温度等级图的面积统计与直观对比,分析了洞庭湖区在三峡蓄水前后的温度时空变化特征;并结合归一化植被指数（NDVI）、降雨资料、DEM、坡度等数据对洞庭湖区的温度变化影响因素进行了统计分析。结果表明,（1）洞庭湖区各温度等级面积成正态分布,主要以中温区、较高温区和较低温区为主。从空间分布上来看,低温区主要分布在水体,而高温区则没有明显的分布特征。（2）受雨雪天气影响,2004年的高温范围减少,减少情况为西洞庭湖区〉南洞庭湖区〉东洞庭湖区,面积变化比例分别是5.38%、2.12%、0.71%,表明冷气流对西洞庭湖区的温度变化影响最强,而东洞庭湖区最弱。（3）2013年高温范围增加,且变化强度呈现出西洞庭湖区〈南洞庭湖区〈东洞庭湖区的空间特征,面积变化比例分别是2.21%、2.38%、2.68%,表明在三峡水库蓄水之后,东洞庭湖区的地表温度受到较大影响。（4）植被的覆盖情况与温度相关性不明显,而坡度、海拔与温度呈正相关关系,这表明坡度可以有效的减少冷气流对温度的影响,地势较高地区与阳坡出现高温情况则表明地表温度受太阳辐射影响较大。     

中国东部浅水湖泊沉积物总氮总磷基准阈值研究

受人类活动的影响,东部浅水湖泊沉积物中总氮、总磷负荷很高,当外来污染源得到控制时,底泥中的营养盐会逐渐释放出来,对湖泊水质与生态系统影响很大。为合理削减湖泊内源污染,控制沉积物中营养盐向上覆水体释放,研究制定东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值,分别测定了100个湖泊的896个表层沉积物样品和8个典型湖泊11个柱芯的沉积物总氮（TN）、总磷（TP）含量,分析了沉积物TN、TP浓度剖面分布特征。通过频度分布法对100个湖泊沉积物总氮总磷的污染状况进行评价,通过背景值比较法确定了8个典型湖泊沉积物的TN、TP背景值。结果表明,100个湖泊的表层沉积物TN浓度范围在479.70~5 573.65 mg·kg-1,TP浓度范围在248.44~1000.33 mg·kg-1,不同湖泊表层沉积物中TN、TP值差异较大。8个典型湖泊沉积物总氮、总磷含量整体上表现出随着深度增加而下降变化趋势,在深层沉积物中含量保持稳定。所调查8个湖泊TN均值为1443.83 mg·kg-1,变化范围为247.45~3719.46 mg·kg-1,各湖泊中TN均值表现为：沱湖〉焦岗湖〉花园湖〉七里湖〉北民湖〉大通湖〉城东湖〉瓦埠湖;TP均值为519.62 mg·kg-1,变化范围为225.41~1944.89 mg·kg-1,各湖泊中TP均值表现为：北民湖〉大通湖〉七里湖〉焦岗湖〉沱湖〉瓦埠湖〉城东湖〉花园湖。不同湖泊沉积物总氮、总磷背景值差异很大。通过对100个湖泊表层沉积物TN、TP的频度分析发现,沉积物营养盐含量上25%点位对应的TP质量浓度398.51mg·kg-1,TN质量浓度为1106.24 mg·kg-1,沉积物营养盐含量下25%点位对应的TP质量浓度664.58 mg·kg-1,TN质量浓度为2916.66 mg·kg-1。通过互相之间的比较分析,推荐采用背景值比较法确定的各湖泊沉积物总氮、总磷背景值均值与频度分步法25%点位对应的总氮值和40%点位对应的总磷值作为东部浅水湖泊沉积物总氮、总磷基准阈值。因此,?     

芜湖市龙窝湖湿地土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

分析了不同人类活动方式下芜湖市龙窝湖湿地土壤镍（Ni）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）和锌（Zn）含量差异,采用污染指数法、潜在生态风险指数法和沉积物质量基准（SQG）比较法对湿地土壤重金属污染特征和潜在生态风险进行评价。结果表明：6个样地土壤重金属含量只有Cd含量（0．76—3．67mg／kg）显著超过土壤环境质量二级标准（GB15618—1995）;6个样地土壤Cd和Cu含量与塘式水产养殖湿地、网式水产养殖湿地、垃圾倾倒地下游湿地和垃圾倾倒地土壤Pb和Zn含量超过土壤背景值,而6个样地土壤Ni和Cr含量与湖泊底泥和耕地土壤Ph和Zn含量未超标;土壤6种重金属综合污染指数为垃圾倾倒地下游湿地（25．4）〉网式水产养殖湿地（25．3）〉塘式水产养殖湿地（23．1）〉垃圾倾倒地（19．2）〉耕地（8．2）=湖泊底泥（8．2）;土壤6种重金属综合潜在生态风险指数为网式水产养殖湿地（603．6）〉垃圾倾倒地下游湿地（595．5）〉塘式水产养殖湿地（538．4）〉垃圾倾倒地（439．9）〉耕地（145．6）〉湖泊底泥（136．6）。土壤cd含量高是导致湿地土壤重金属较高污染（Cd单项污染指数占综合污染指数：49％～76％）和存在严重潜在生态风险（Cd单项潜在生态风险指数占综合潜在生态风险指数：88％～96％）的关键元素。基于沉积物质量基准比较法的潜在风险评价结果表明湿地土壤存在M、Cd和Cu污染的中等潜在生态风险。     

环鄱阳湖区城市化格局的空间分异分析

建立了城市化格局的单指标和复合指标测度体系,运用主成分分析法对环鄱阳湖区人口、经济、生活、基础设施和综合城市化格局的空间分异进行了分析。研究发现:1)人口和基础设施城市化率呈现环湖边缘区最大,核心区其次,外围区最小的倒U形式的规律;经济城市化率则呈现边缘区最高,外围区次之,核心区最低的规律;而生活城市化水平呈现核心区最高,边缘区其次,外围区最低的格局。2)随着距鄱阳湖体距离的增加,城市化复合水平呈现依次下降的规律。该结果表明鄱阳湖作为一个特殊地理事物,它的存在对该区城市经济发展的空间分异具有一定程度的影响。     

武汉东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积与营养演化的动态过程

选择富营养化程度较高的武汉东湖作为研究对象,于2011年对其中4个子湖湖心的沉积物进行了采集,并分析了沉积物中总氮、总磷与生物硅含量。结果表明：对照东湖沉积速率（约0.33 cm·a-1）,在底层41～50 cm（1860—1890年）与31～40 cm（1890—1920年）,东湖4处子湖氮、磷、硅基本为湖泊自然沉积;在中层21～30 cm（1920—1950年）,人类活动有所增强,沉积有所变化;表层沉积物0～10 cm（1980—2010年）、11～20 cm（1950—1980年）中氮、磷、硅沉积普遍上升,这一时期对应着东湖人类干扰活动的普遍增加。对东湖4个子湖的沉积物氮、磷与硅的对比研究表明：人类活动增加了对东湖氮、磷的排放,促进了东湖硅藻的生长及硅的消耗,东湖不同子湖之间氮、磷、硅的沉积存在着明显差异,这可能与人类活动的影响差异有关。     

1985-2010年南京市耕地变化轨迹及驱动力分析

随着经济的快速发展,城市化程度加剧,南京市的土地利用发生了巨大变化.基于1985-2010年覆盖南京市的Landsat MSS/TM卫星影像,利用最大似然法获取南京市历年土地利用数据,将其归纳为耕地和非耕地2类.基于分类结果,提取并归纳了恒定耕地、恒定非耕地、转变为耕地、转变为非耕地和短暂性耕地5种耕地类型的变化趋势,借助景观水平上的斑块占景观面积的比例以及散布与并列指数来分析5种耕地类型变化趋势的景观格局时空动态,以说明耕地扩张和遗弃的时空轨迹.结果表明：（1） 1985-2010年,耕地面积减少40.42％;（2）恒定耕地面积在方位3所占比例最大,为56.89％,转变为非耕地主要分布在方位1、6和8,揭示了城市扩张的主要方向;（3）恒定耕地类型主要分布于六合区,面积为895.92 km2,转变为非耕地主要分布于江宁区;（4）恒定非耕地集中于市中心附近,而恒定耕地则远离市中心分布;（5）恒定耕地仍占主导地位,转变为非耕地具有较高破碎度.短暂性耕地面积不稳定,较易发生土地撂荒乃至土地退化;（6）人口与产业重心转移、经济发展、政策和城市扩张是显著影响耕地空间格局的关键因素.     

富营养化对浅水湖泊轮虫种群结构影响研究

石臼湖和固城湖是长江中下游两个浅水湖泊,富营养化问题日益突出。为探索湖泊富营养化对轮虫的影响,于2012年平水期和枯水期对这两个湖泊轮虫种群结构进行了调查,并检测水体理化因子,分析轮虫分布与水环境因子及水体富营养状况的关系。水质检测结果显示,平水期石臼湖除个别点水体综合营养状态指数（TLI）〉50为轻度富营养状态外,大多数站点TLI50,处于轻度-中度富营养化状态。水生生物调查检出轮虫35种,其中石臼湖33种,固城湖27种,平水期种类多于枯水期。出现的轮虫以臂尾轮虫（Brachionus）和异尾轮虫（Trichocerca）居多,优势种主要有螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）、广生多肢轮虫（Polyarthra vulgaris）、疣毛轮虫（Trichocerca sp.）、沟痕泡轮虫（Pompholyx sulcata）、异尾轮虫属和臂尾轮虫属等。轮虫平均密度3023.19 ind·L-1,平均生物量745.72μg·L-1。现存量季节变动明显,大部分站点平水期大于枯水期。轮虫多样性指数也是平水期大于枯水期,石臼湖轮虫多样性大于固城湖。水体综合营养状态指数（TLI）与轮虫种类数和多样性成显著负相关,随着富营养化加剧,轮虫种类减少,多样性降低。典范对应分析（Canonical Correspondence Analysis,CCA）表明,影响轮虫种群分布的主要环境因子为NH4＋-N、TN、TP和CODMn。按轮虫丰度分布与水环境因子的关系排序,2次调查的24个站点可大致分成3个组。轮虫种群结构受水体富营养状态影响,每组站点的代表性种类对水体营养状态有较好的指示作用。组1的代表性种类为曲腿龟甲轮虫,指示营养级别O-β;组2代表性种类萼花臂尾轮虫,指示的营养级别为β-α;组3以O营养级种类为主。