珠江三角洲水位演变分析

全球气候变暖导致的海平面加速上升已是不争的事实,其长期累积的结果将给沿海地区造成巨大威胁。利用层次聚类分析法、灰关联法、相关分析法等重点分析了海平面上升对珠江三角洲水位的影响。结果显示:海平面上升对珠江三角洲代表站的年平均水位和年最低水位的影响大于对年最高水位的影响;海平面上升对马口站和三水站水位的影响小于河床下切和径流的影响;海平面上升对珠江河口区水位的影响由三角洲深处向口门区有增强趋势。掌握海平面上升对水位的影响规律,对于河口地区的防灾减灾和水资源的合理开发利用具有重要的指导意义。     

海平面上升对珠江口水位影响的分析

珠江三角洲水位变化存在着大量不确定性、不精确性,这些特性既具有模糊特征,也具有灰色特征。在分析珠江三角洲灯笼山站年平均水位的变化特征和闸坡站海平面变化趋势的基础上,利用灰关联法分析代表站灯笼山站年平均水位与流量、海平面、潮差等8个因素的关系,年平均水位与影响因素之间的灰关联度均大于0.7,说明各因子对年平均水位均产生显著影响,其中海平面变化与年平均水位的灰关联度为0.736,说明海平面变化是年平均水位的重要影响因素。选取灰关联度较大的（马＋三）流量、闸坡站海平面、灯笼山站的年最高水位、年最低水位、年平均低潮、年平均潮差这6个指标进行主成分分析。结果表明：第一主成分为径流潮汐作用,第二主成分的代表因素为海平面上升,第三主成分的代表因素为年最高水位;其中海平面上升为代表的第二主成分对年平均水位的贡献率为20.1%。因此,海平面上升对灯笼山站年平均水位的影响虽然弱于径流潮汐作用,但其影响也是显著的。     

海平面上升对生态环境及其服务功能的影响

近50年来，海平面持续上升对我国沿海地区的影响日渐明显。综合分析了我国海平面上升的现状及其发展变化趋势，对未来海平面上升对沿海地区生态环境及其服务功能可能造成的影响作了分析。最后提出了对策建议，为政府部门采取措施提供科学依据。     

基于DNDC模型评估水位变化对滨海湿地净生态系统CO2交换的影响

水位是影响滨海湿地生态系统蓝碳功能的重要因素。气候变化引起的海平面上升以及极端气候事件的频发,可能加快水位的变化,从而改变生态系统碳交换的过程。然而,滨海湿地碳汇功能响应水位变化的机制尚不清楚。为了评估水位对滨海湿地净生态系统CO₂交换(NEE)特征的影响,以及验证DNDC(denitrification-decomposition)模型对模拟预测滨海湿地生态系统碳交换的适用性,该研究设计了野外水位控制试验(自然水位,地下20 cm水位、地表10 cm水位),并利用DNDC模型模拟和预测水位变化对滨海湿地NEE的影响。结果表明:(1)不同水位处理之间NEE差异显著,地表10 cm水位处理促进CO₂吸收,地下20 cm水位则抑制CO₂吸收;(2)经过校准和验证的DNDC模型可以准确模拟水位变化对黄河三角洲湿地NEE的影响,NEE模拟值的日动态与田间观测结果显著相关(R²>0.6);(3)通过改变气候、土壤和田间管理等输入参数对DNDC模型进行灵敏度检验,生态系统碳交换过程对日均温、降雨和水位改变的响应最为显著,其中,水位对NEE的影响主要作用于土壤呼吸(Rs)。未来气候情境下,不同水位变化下的生态系统碳交换过程随年份增长呈现不同的规律,因此未来的模拟研究应关注DNDC中水文模块和植被演替过程的完善。该研究可为预测水文变化情境下滨海湿地碳汇功能的未来发展以及政策制定提供参考。     

高州水库水位上升期坝前深水区浮游植物群落的响应特征

我国南亚热带地区从5月初开始进入汛期,充沛的降雨导致入库和出库流量发生较大变化,水位升高,从而显著地改变水库的水文和水动力状态,进而影响水库水质和浮游植物群的结构.以位于广东西部(粤西)的大型水库——高州水库为对象,于2012年5-10月对水库供水区进行逐月分层采样,分析水库水位上升时期浮游植物在垂直方向的群落结构特征及其动态变化.结果显示,6-7月份为水位主要的上升期,一个月内水位上升4 m,经历了从低水位到高水位的快速转换,7月份之后水位趋于平稳.快速的水位上升改变了水体的温度结构和分层,导致混合层变浅且湖下层深度增加,进而改变光和营养盐可获得性及水体垂直pH值分布.水位上升前和上升后水体pH值、透明度、营养盐(氮、磷)浓度有显著差异(P0.05).浮游植物生物量主要由硅藻和绿藻门的种类所贡献,优势种由硅藻的种类向绿藻的种类演替:由梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、模糊直链藻(Melosira ambigua)转变为亮绿转板藻(Mougeotia laetevirens Wittrock),再到钝角角星鼓藻(Staurastrum retusum),pH值、溶解态磷和光的可获得性是影响浮游植物群落结构的主要因子.水位上升前、上升期间、稳定后的优势功能群分别为B、T和NA功能群,水体混合及其导致的光可获得性的改变是浮游植物功能类群发生改变的主要原因.研究表明,浮游植物群落对大幅的水位上升有明显的响应,因生境的改变出现明显的群落演替,而对小幅(1 m)的水位波动响应不明显.     

洞庭湖不同水位梯度川三蕊柳和短尖薹草土壤有机碳垂直分布特征

以洞庭湖湿地3种水位梯度(-60、-40和-20 cm,即水位在土壤表层60、40和20 cm以下)的川三蕊柳(Salix triandroides)和短尖薹草(Carex brevicuspis)为研究对象,揭示0～20、20～40、40～60、60～80 cm土壤有机碳及腐殖质碳(胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳)含量的垂直分布特征。结果表明,在3种水位下,川三蕊柳和短尖薹草群落土壤有机碳和腐殖质碳含量均以0～20 cm土壤较高。川三蕊柳0～20 cm土壤有机碳含量以高水位区较高,而20～80 cm土壤以中水位区较高;短尖薹草4层土壤有机碳含量均以中水位区较高。对土壤富里酸碳含量而言,川三蕊柳和短尖薹草群落在3种水位之间无显著差异。对土壤胡敏酸含量而言,川三蕊柳群落0～20 cm土壤以高水位区较高,20～60 cm土壤在3种水位之间无显著差异,而60～80 cm土壤以高水位区较低;短尖薹草群落0～40 cm土壤以中水位区较高,40～60 cm土壤在3种水位之间无显著差异,而60～80 cm土壤以高水位区较低。对胡敏素含量而言,川三蕊柳群落0～20 cm土壤以高水位区较高,20～80 cm土壤以高水位区较低;短尖薹草4层土壤胡敏素碳含量均以中水位区较高。与短尖薹草群落相比,川三蕊柳群落能提高低水位区0～80 cm和高水位区0～20 cm土壤有机碳及腐殖质碳含量,但降低了中水位区0～80 cm和高水位区20～60 cm土壤有机碳及腐殖质碳含量。可见,湿地土壤有机碳含量受植被类型和水位的综合影响,在洞庭湖湿地应选取高水位洲滩恢复川三蕊柳群落,以提高湿地土壤有机碳含量。     

青海湖水位变化成因分析及其未来趋势预估研究

青海湖是维系青藏高原东北部生态安全的重要屏障,其水位变化更是青藏高原气候和生态环境变化的指示器和调节器。利用1961—2020年下社水文站水位观测资料分析青海湖水位变化特征,基于青海湖流域气象观测资料揭示其水位变化成因,并结合水位回升期气象影响因素及未来气候变化预估数据,对青海湖2021—2050年水位变化进行了模拟预测,旨在为湖区生态环境保护规划与管理提供科学的依据和参考。主要结论,(1)1961—2020年青海湖年平均水位为3 194.36 m。1961—2004年青海湖年平均水位呈显著下降趋势,下降变化率为0.76 m/10 a。从2005年开始,青海湖年平均水位止跌回升,上升变化率为2.01 m/10 a,2020年平均水位达3 196.34 m。(2)青海湖水位变化主要受气候干湿交替因素控制,降水量是最主要的因素,2005年以来水位持续上升主要取决于全球增暖情形下夏季降水量和降水强度同时增加。地表径流和地下水补给也起着一定作用。此外,人类积极的环境保护活动对青海湖水位上升也十分有利。(3)温室气体中等排放情景下,预测2021—2050年青海湖水位呈持续增加趋势,其中2021—2030年增加1.63 m,2031—2040年增加1.86 m,2041—2050年增加2.02 m。2041年青海湖水位将达到3 200.0 m,2050年将达到3 201.85 m。     

基于MODIS NDVI的广东省陆地生态系统净初级生产力估算

以改进的CASA模型为基础,结合MODISNDVI数据、气象资料和土地利用资料,估算了广东省陆地生态系统2001-2007年逐月净初级生产,并分析了其时空动态.结果显示:2001-2007年期间,广东省每年NPP产量为C 138.8Tg·a-1;年际动态显示,2003年NPP最高,2005年NPP最低,总体略呈下降趋势;年内动态显示,NPP累积主要发生在5-10月;空间分布显示,广东省NPP高值区为粤北植被覆盖良好地区;珠江三角洲为全省NPP的低值区.要维持区域生态可持续性,需要重点加强珠江三角洲地区的生态环境建设.     

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。     

三峡库区生态系统服务时空变化及权衡与协同关系研究

科学探讨区域生态系统服务的权衡与协同关系,对高效配置环境资源和指导生态环境管理具有重要意义。基于土地利用、气象观测、土壤和社会经济统计数据,分别计算并识别了三峡库区2000、2010和2018年水源涵养、土壤保持、碳固持和生物多样性维持4种生态系统服务及其时空变化,并从全域和基于热点区的综合分区2种尺度分析了生态系统服务之间的权衡与协同关系。结果表明:(1)2000—2018年,三峡库区水源涵养和土壤保持服务数值先降低后上升,空间格局变化明显;碳固持服务数值逐年上升,过去19 a共提高11.45%;生物多样性服务空间格局基本保持不变,但2018年出现轻微下降,需警惕生态退化风险。(2)三峡库区非热点区、2类热点区和4类热点区面积占比呈先上升后下降趋势;1类热点区和3类热点区面积占比呈先下降后上升趋势。(3)三峡库区全域尺度下,各种生态系统服务均表现为协同关系;受区域土地利用类型和自然资源的影响,综合分区尺度下不同热点区生态系统服务之间的相关系数与全域尺度下相比存在明显差异。     

珠江入海口水体中多溴联苯醚及其来源分析

2005年3月至2006年2月,选取珠江8个入海口,进行每月1次为期1周年的水样采集。检测了96个水样的多溴联苯醚（PBDEs,包括BDE 28、47、66、85、99、100、138、153、154、183、196、197、203、206、207、208和209）的残留状况。水体中PBDEs的质量浓度为0.344～68.0 ng·L-1。PBDEs的组成分析结果表明：珠江水体PBDEs的来源以土壤和沉积物源为主,而目前珠三角陆地环境中PBDEs仍不断蓄积,其通过珠江地表径流迁移转换的PBDEs将逐年增多,给珠三角水生态环境带来的压力逐日增加,所造成的生态环境及公众健康影响将是深远的。     

基于水文学方法的珠江流域生态流量研究

珠江流域水资源丰富,但由于水体污染等原因,水质性缺水问题较为突出,区域水环境、水生态以及水安全等成为急需解决的重要科学问题。开展生态流量研究对于评价地表水文过程演变对区域水环境与水生态的影响具有重要理论意义,并为区域水资源优化配置和可持续开发利用提供科学依据。基于此,运用各种＂水文学＂方法（包括最小月平均流量法、改进的7Q10法、NGPRP法、逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法）对珠江流域11个主要水文控制站点的实测月径流量做了全面而系统的研究,分析珠江流域生态径流过程,并通过与Tennant法对比分析,选择逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法分别计算了各水文控制站的最小生态径流量和适宜生态径流量,除个别站点外,其评价结果分别处于Tennant法＂中＂和＂最佳＂的等级。对于逐月频率计算法中保证率的选取方法,研究表明各月径流系列均取50%最适合珠江流域。研究同时为仅利用水文资料中的多年逐月径流数据来确定生态需水提供了一种新的研究思路。     

长江口南支沉积物对卤虫的毒性效应研究

以Ⅱ-Ⅲ龄卤虫幼体（Artemia salina）为受试生物,开展生物检测试验,研究长江口南支沉积物的毒性效应。生物检测结果表明长江口南支部分站位的沉积物对卤虫幼体已产生毒性效应,其中,2、5、8三站沉积物对卤虫体长和体内SOD酶活性具有显著影响（p〈0.05）,1号和2号站沉积物对卤虫体内LDH活性有显著影响（p〈0.05）。对多个毒性效应指标运用因子分析法得到长江口南支各站因子得分F,F值大小可表征各站沉积物对卤虫综合毒性的强弱,各站F值排序为：2号（-1.59）〈5号（-0.76）〈8号（-0.42）〈1号（0.06）〈6号（0.62）〈7号（0.78）〈3号（1.31）,2号站沉积物毒性最强,3号站毒性最弱。经逐步回归分析,因子得分F与沉积物中Cu、Cd含量具有显著相关关系（R=0.91,p〈0.05）,表明长江口南支沉积物中Cu和Cd是对卤虫产生毒性效应的关键污染物。     

电子废弃物拆解地水体多溴联苯醚分布特征

为了解和比较广东贵屿电子废弃物拆解地和珠三角城市地区水体中多溴联苯醚的种类、含量及分布特征,于2011年9月在广东贵屿周边地区和广州采集了20个地下水、7个地表水和4个珠江水,用反相C18萃取小柱提取净化后,利用气相色谱-质谱法测定了样品中的8种多溴联苯醚（PBDEs）。研究结果表明：贵屿地区地下水中PBDEs浓度总体上较高,总质量浓度范围为2.54~71.74 ng·L-1,平均为22.97 ng·L-1,各类PBDEs的检出率为25%~95%。三溴联苯醚（BDE28）、四溴联苯醚（BDE47）、五溴联苯醚（BDE99和BDE100之和）、六溴联苯醚（BDE153和BDE154之和）、七溴联苯醚（BDE183）和十溴联苯醚（BDE209）的质量浓度分布分别为nd~0.64、nd~18.43、nd~25.26、nd~13.92、nd~9.06和nd~15.60 ng·L-1。从物种上来看,分别源于四溴、五溴和十溴联苯醚产品的BDE47、BDE99和BDE209是贵屿地区地下水样中的优势同系物。通过比率P=（BDE47＋BDE99）/BDE209研究发现：低溴代联苯醚比高溴代联苯醚更易被地表径流迁移转换进入到地下水中。贵屿地区地表水中PBDEs的质量浓度范围为3.41~63.83 ng·L-1,平均总质量浓度为19.38 ng·L-1,稍低于当地地下水中PBDEs的平均总质量浓度,PBDEs的组成以高溴代的BDE209为特征,与世界其他水体研究结果相比,可以发现贵屿地区的地表水中PBDEs的平均总质量浓度明显偏高,说明该地区的地表水受到较严重的PBDEs污染,必须引起足够的重视。珠江水中PBDEs的总质量浓度范围为3.48~20.84 ng·L-1,平均为10.39 ng·L-1,表明近年来珠江水体中PBDEs污染有逐渐恶化的趋势。     

珠江八大入海口表层沉积物中DDTs和HCHs残留调查

于2010年8月-2011年5月4次采集珠江八大人海口表层沉积物,采用气相色谱-电子捕获（GC—ECD）法分析沉积物中DDTs（p,P’-DDE、P,P’-DDD、0,P’-DDT、P,P-DDT）和HCHs（α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH）的污染现状。结果显示,珠江8大人海口表层沉积物中DDTs总含量介于1．02—3．08μg·kg-1之间（以干质量计,下同）,平均值为1．91μg·kg-1;HCHs总含量介于0．21—0．41μg·kg-1之间,平均值为0．31μg·kg-1。DDTs平均含量大于HCHs,其中P,P。DDT对污染的贡献最大,含量范围为ND～7．66μg·kg-1,平均值为2．12μg·kg-1。大部分样点伽（α-HCH）／w（γ-HCH）比值小于3,说明研究区α-HCH大都被降解,或者林丹正取代工业HCHs成为珠江口水环境中HCHs输入的主要来源;甜（DDT）／w（DDD＋DDE）比值大于2,表明沉积物中除早期农药残留外,仍然有新的DDTs类农药输入。     

珠江三角洲区域一体化的水利政策法规体系研究

建立珠江三角洲区域一体化的水利政策法规体系是珠江三角洲国民经济社会发展和水利现代化建设的需要。从珠江三角洲地区现行水利政策法规存在的问题入手,开展珠江三角洲区域一体化的政策法规体系研究。结果表明：珠江三角洲地区现行水利政策法规体系仍很不完善,许多立、改、废工作亟待进行,2008年水政执法有效率总体较高,但很少在珠江三角洲层面开展区域一体化的联合执法,珠江三角洲水利政策法规体系建设应重点加强与水利现代化建设、水资源一体化配置、保护及管理相关的政策法规,进而建立统一协调、快速高效的区域一体化的联合执法体系。     

长江口浮游植物分布情况及与径流关系的初步探讨

利用2004—2008年5月（春季）和8月（夏季）共10个季度月航次调查资料,结合同时期长江口径流量的数据,研究了长江口海域浮游植物的分布特征、及其受长江径流影响的关系。分布情况的结果显示：同一年中,夏季调查航次鉴定的浮游植物种类数明显多于春季的种类数;浮游植物数量的基本趋势逐年增加,其中2008年调查航次的浮游植物数量急剧暴发;同时生物多样性指数呈逐年下降趋势,海域水质污染程度日趋严重。对浮游植物与长江口径流量的关系分析得到：拟合长江口5、8月平均径流量与对应调查航次的浮游植物数量呈正相关的幂函数关系,径流量与浮游植物多样度呈负相关的指数函数关系,径流量与浮游植物优势种数量百分比呈正相关的幂函数关系,关系都明显显著。其中长江口径流量的输入对优势种尤其是近岸低盐性的中肋骨条藻（Skeletonema costatum）分布有着决定性的影响;长江径流把大量的N、P等无机营养物质携带入海,导致长江口水域严重富营养化,造成长江口海域的局部区域频发赤潮。     

黄河三角洲潮沟湿地植被空间分布对土壤环境的响应

潮沟在黄河三角洲广泛存在,且分布有多种独特的湿地植被类型。通过设置有代表性的28个样地,获取了植被种类、多度和土壤环境因子数据;并运用双指示物种（TWINSPAN）,对黄河三角洲潮沟分布区植被进行了群落类型划分,得出研究区共有7种类型植物群落;同时利用典范对应分析（CCA）阐明了这些植被群落空间分布与土壤环境因子之间的关系,其分析结果显示构成黄河三角洲土壤盐分的主要是Cl-和Na＋,距离海洋的远近和土壤含水量共同影响土壤含盐量,盐地碱蓬和中华柽柳分布主要取决于土壤含盐量、Na＋含量及距离海洋距离,而各种植被类型的分布与土壤全磷（TP）、全氮（TN）、有机质、Ca2＋及Mg2＋含量存在一定的关系。     

珠江三角洲四种森林类型土壤CO_2通量特征研究

采用开路式土壤CO2通量测量系统Li-8100＆Li-8150对珠江三角洲地区尾叶桉（Eucalyptus urophylla）人工林、乡土树种恢复林、针阔叶混交林和常绿阔叶林4种林型的土壤CO2通量进行了观测。结果表明：4种森林类型年均土壤CO2通量为尾叶桉人工林（3.35μmol.m-2.s-1）〉针阔叶混交林（2.66μmol.m-2.s-1）〉乡土树种恢复林（2.09μmol.m-2.s-1）〉常绿阔叶林（1.86μmol.m-2.s-1）;旱季土壤CO2通量明显小于雨季。前3种森林类型凋落物呼吸处理表明,旱季对照组土壤CO2通量均小于相应的去除凋落物组、雨季则相反,全年的对比结果显示,3种森林类型的凋落物呼吸贡献分别达到1.3%、7.1%和10.8%。土壤CO2通量与10 cm土壤温度呈显著指数相关,且土壤CO2通量温度敏感指数表现为针阔叶混交林Q10最大（3.49）,尾叶桉人工林Q10最小（1.95）。