近百年来洞庭湖堤垸空间变化及成因分析

系统分析洞庭湖堤垸的空间变迁规律对于阐明湖区调蓄水量的变化原因及其洪涝灾害的形成机制具有重要的意义。以《洞庭湖历史变迁地图集》为基础，运用ArcGIS的空间分析技术，对洞庭湖民国前期（1921~1930年）、民国后期（1930~1949年）、解放初期（1950~1963年）、20世纪70年代（1963~1980年）和现状（80年代至今）5个时期的堤垸演变进行了研究，详细分析了其空间格局的变迁规律及其成因。研究结果表明：自民国以来洞庭湖的堤垸面积虽不断增加，但速率明显减慢，从最初的3126%减缓至现在的273%；民国前期洞庭湖堤垸面积为5 08419 km2，民国后期所围堤垸主要集中在沅江中东部；至解放初期，通过兴建国营农场，并且在大通湖及西、南洞庭湖进行围垸，堤垸面积增加至8 10210 km2；至20世纪70年代，堤垸扩展部分主要集中在湖区西北角；近30 a来，由于“退田还湖”政策的实施，堤垸面积及其分布相对变化不大     

退田还湖对鄱阳湖洪水调控能力的影响

利用实测资料统计了鄱阳湖近50年来湖盆形态和洪水水情的变化，表明由于围垦的作用，1954~1992年鄱阳湖面积共减小1 300 km2，容积共减少81×108 m3，调节系数从17.3%下降到13.7%，调洪能力降低20.8%；20世纪90年代与50年代相比，年最高水位平均值抬高1.80 m。计算了退田还湖对近50年来两次特大洪水（1954年洪水和1998年洪水）最高水位的效应值，表明分别可使1954年洪水和1998年洪水的最高水位降低0.72 m和0.68 m。估算了退田还湖对鄱阳湖洪水位频率的影响，表明50年一遇和100年一遇的洪水位分别可降低0.63 m和0.68 m。计算还表明，高水还湖（单退）降低洪水位的作用与圩区还湖前夕的内涝程度密切相关，说明及时排除圩区的内涝对保障退田还湖的防洪减灾作用至关重要。分析了退田还湖面临的主要问题，分别是高水还湖圩区的内涝问题和平垸行洪（双退）圩区的血防问题；探讨解决这两个问题的具体对策，分别为单退圩堤采用“限高加固，排空待蓄”的运作方式，双退圩堤采用“敞开进洪，兼顾血防”的运用方式。     

春季禁渔对常熟江段渔业群落结构及物种多样性影响的初步研究

以2000~2004年4~6月渔业资源动态监测资料为依据，分析研究了3年春季禁渔(2002~2004)对常熟江段渔业资源群落结构及物种多样性的影响。研究结果表明：4~6月间常熟江段出现的鱼、虾、蟹类渔获物共有11目、18科、46种；春禁后，该江段总CPUE（单位捕捞努力渔获量）显著增加；优势种更替不明显，历年以刀鲚、鲻鱼、长春鳊等经济鱼类为主；刀鲚CPUE有所回升，资源衰退受到遏制；小型鱼类、幼鱼在渔获物中的比例明显上升； Margalef物种丰富度指数、Wilhm改进指数呈明显上升趋势，均匀度指数J′、优势度数Dw在窄幅范围波动。春禁对常熟江段渔业资源保护的生态效果较明显，春禁后渔业资源群落种间结构得到一定程度的改善，生物多样性上升。     

鄱阳湖越冬鸟类种群动态与保护研究

目前为止缺少对鄱阳湖全湖冬候鸟的种群动态和群落方面的研究分析，拟通过对鄱阳湖冬候鸟群落多样性和种群动态的分析，为该地区冬候鸟及其栖息地保护提出建设性建议。2010～2012年冬季，通过采用直接计数法和样线法调查鄱阳湖湿地冬季碟形湖内的越冬鸟类群落结构。总共记录到越冬鸟类88种，另有29种属于文献报道但本次调查中未发现的种类。总共117种鸟类分别属于目、鹈形目、鹳形目、雁形目、鹤形目、鸻行目和佛法僧目。在鄱阳湖，种类和数量分布最多的是冬候鸟，达到78种。小天鹅、鸿雁、豆雁、白额雁、绿翅鸭和斑嘴鸭是鄱阳湖湿地越冬鸟类中的绝对优势种，鸟类个体数量最多的冬季蝶形湖泊主要包括鄱阳湖自然保护区的蚌湖、大湖池、沙湖和大汊湖，都昌县的黄金嘴，南矶山湿地自然保护区的白沙湖，余干县的林充湖和南湖，以及鄱阳县的珠湖。各种越冬鸟类在鄱阳湖湿地的种群数量分布差异主要是与各碟形湖水位的高低和食物的分布密切相关。只有在冬季开始后，使碟形湖洼地的水位逐渐降低，越冬鸟类才能够更有效的利用湖泊中的食物     

江西大鄣山夏季鸟类群落多样性研究

2009年6月至2010年8月采用样线法对江西大鄣山夏季鸟类资源及其生境分布状况进行调查，并计算其物种多样性、均匀性、优势度及不同生境群落间的相似性。共记录江西大鄣山夏季鸟类13目31科78种，其中留鸟45种，夏候鸟21种，冬候鸟7种，旅鸟5种；其中国家二级保护鸟类6种，省级保护鸟类22种；结果表明：东洋种鸟类占有明显优势（500%），古北种次之（282%），广布种占218%。白头鹎（〖WTBX〗Pycnonotus sinensis）和白腰文鸟（Lonchura striata〖WTBZ〗）为当季优势种。6种群落类型中，Shannon Weiner指数与Simpson指数排序均为：阔叶林>农田居民区>针阔混交林>溪流水域>灌木草丛>针叶林。Pielou指数排序为:针阔混交林>溪流水域>阔叶林>农田居民区>灌木草丛>针叶林。Sorenson指数中阔叶林 针阔混交林（〖WTBX〗S〖WTBZ〗=048）为最高。研究结果可为当地森林管理和鸟类保护提供依据     

金华江支流白沙溪附生硅藻群落结构及影响因子研究

于2010年5、8和11月，2011年2月，分别采集了金华江支流白沙溪4个断面附生硅藻样品，分析其硅藻群落结构及物种多样性，并利用多样性指数对水质进行了生物学评价；同时，应用典型对应分析揭示白沙溪硅藻群落结构与环境因子之间的关系。结果表明：（1）共鉴定附生硅藻92种（含变型和变种），隶属于2纲19科31属；多样性指数为140~248，总平均为189；均匀度指数为012~038，总平均为023；（2）硅藻群落结构呈现出季节上的变化。在季节变化上，物种丰富度及多样性指数以夏季（8月）最高，而以春季（5月）最低。白沙溪水体总体为α 中污水体；（3）典型对应分析结果表明，氨氮、水温和pH是影响白沙溪附生硅藻群落分布的主要因素，硅藻群落结构随着这些环境因子的变化表现出一定的空间差异     

湖北省湿地冬季水鸟多样性研究

报道了2004年1~4月湖北冬季水鸟调查结果,记录水鸟 66 种,种群数量 59 613 只,分属8目15科,其中列入国家重点保护的一级鸟类 4 种,115 只,国家二级 7 种,2 968 只。分析了冬季水鸟群落结构、分布和种群变动,并用生物多样性指数、物种丰富度与生物量3个不同的测度指标对其中12个湖泊的水鸟群落进行了评价,认为沉湖、梁子湖、龙感湖和网湖是较为成熟稳定的群落;并从沉湖东方白鹳（Ciconia boyciana）、龙感湖白头鹤（Grus monacha）、洪湖鸭科水鸟近40年的种群动态探讨了湿地水鸟现状,认为种群衰退趋势明显、湿地干扰和威胁严重。对此提出了加强湿地保护区的建设,理顺管理体制,合理规划与发展湿地产业和保护湿地资源对策。     

退田还湖生态补偿机制研究--以鄱阳湖区为案例

长江中游地区湖泊湿地的退田工程是恢复长江生态功能系统工程中一个很重要的子系统。而工程能否顺利实施的关键又在于退田还湖农民在其中损失的利益能否得到补偿，及其为生态恢复所作的贡献能否得到承认，本文以鄱阳湖退田还湖的生态补偿为案例，对解决生态补偿的三个基本问题，即谁补偿谁，补偿多少和怎样补偿作了初步研究。     

2000~2010年长江流域土地利用变化与生态系统服务功能变化

基于2000/2005/2010年三期土地利用现状遥感监测数据，利用GIS空间分析技术，分析长江流域土地利用变化方式、过程、区域特征和生态系统服务功能变化。研究表明：2000~2010年长江流域城乡建设用地、林地和水域面积增长显著，而耕地、草地面积持续减少；耕地减少和城乡建设用地增加相关，草地减少和林地增加相关，水域增加与三峡蓄水及退田还湖相关；四川盆地、中游城市群和长三角城市群等人类活动热点区域的土地利用程度显著提高；受土地利用变化影响，2000~2010年长江流域生态系统服务总价值逐年提高，水源涵养、废物处理和娱乐文化服务功能增强，而土壤形成与保护、食物生产服务功能明显减弱；生态服务价值高值区主要分布在沿江湖泊和湿地，其次是林草地覆盖区，青海高原荒漠区生态服务价值最低。     

不同时段洞庭湖区土地利用/覆被变化及退田还湖的影响

土地利用/覆被变化的研究与分析,可以科学阐述区域人-地关系地域系统的结构变化规律、驱动力等,有助于规范人类行为、协调人地关系,从而为更好的进行自然资源综合管理和生态系统管理提供科学依据.本文以1995、2000和2005年的土地利用/覆被变化分析为基础,以退田还湖工程为切入点,系统分析洞庭湖区三个时期的土地利用格局、变化及其驱动力,初步阐述了退田还湖工程这一重要的生态恢复工程对湖区土地利用变化的影响.研究发现,退田还湖工程促进了耕地向湿地的转化,使移民迁入区和迁出区的土地利用结构都会发生重大变化.最后,指出对于洞庭湖区退田还湖工程的实施与管理,各级政府一定要起到宏观调控的指导作用,包括要从战略上予以规范、规划,积极引导人们的土地利用活动向着科学、和谐的方向发展,必要时还需要辅以行政、经济或法律措施,促进各种土地资源间的合理流转,以实现土地利用综合效益的最大化,为区域的适应性和可持续性管理提供了参考依据.     

上海郊区三类典型生境的两栖类分布特征

上海郊区农田,林地,湿地(池塘)三类典型生境是两栖类最主要的栖息地,生境的差异以及两栖类生态特征的不同造成了两栖类在分布上的差异。2014年和2016年5~8月对上海郊区三类典型生境的30个研究样点两栖类生物多样性进行调查,并运用单因素方差分析对三类生境的两栖类群落结构进行比较,通过层次聚类法分析不同生境的两栖类组成相似性。结果显示:(1)两年间共记录到上海郊区两栖类动物1目4科4属5种5 397只,其中泽陆蛙(Fejervarya multistriata),金线侧褶蛙(Pelophylax plancyi)为优势种。黑斑侧褶蛙(Pelophylax nigromaculata),中华蟾蜍(Bufo gargarizans),饰纹姬蛙(Microhyla fissipes)为常见种。这5种两栖类都为广型分布种。(2)三类生境的两栖类物种丰富度无显著性差异,而两栖类多度差异显著。(3)泽陆蛙,饰纹姬蛙的种群密度在三类生境中差异显著,且在农田生境中最高。黑斑侧褶蛙,金线侧褶蛙的种群密度在三类生境中差异显著且在池塘生境中最高。中华蟾蜍在三类生境中的种群密度无显著性差异。(4)聚类结果为30个研究样点中林地生境与池塘生境被聚为一类,农田生境被单独聚为一类。建议通过对不同生境的保护与恢复达到对上海郊区两栖类生物多样性保护的目的。     

A spatially explicit reconstruction of cropland cover in China from 1661 to 1996

Reconstruction of cropland cover is crucial for assessing human impact on the environment. In this study, based on existing studies concerning historical cropland, population data and government inventories, we obtained a provincial cropland area dataset of China for 1661–1996 via collection, revision and reconstruction. Then, the provincial cropland area was allocated into grid cells of 10 × 10 km depending on the land suitability for cultivation. Our reconstruction indicates that cropland increased from ~55.5 × 10⁴ km² in 1661 to ~130.0 × 10⁴ km² in 1996. From 1661 to 1873, cropland expanded tremendously in the Sichuan Basin, and land reclamation was greatly enhanced in North China Plain. For 1873–1980, agricultural development occurred primarily in northeastern China. After 1980, most provinces in the traditionally cultivated region of China experienced decreases in cropland area. In comparison with satellite-based data for 2000, we found that our reconstruction generally captures the spatial distribution of cropland. Also, differences are mostly <20 % (?20 to 20 %). Compared with HYDE 3.1 dataset, which is designed for the global scale, our model is more suitable for reconstructing the historical crop cover of China at 10 × 10 km grid scale. Our reconstruction can be used in climate models to study the impact of crop cover change on the climate and carbon cycle.     

汉阳湖群底栖动物群落及其对环境质量的指示

汉阳地区湖汊纵横、水系丰富，是汉阳地区工业和生活废水的主要纳污水体，水质多为劣V类。底栖动物已被广泛用于监测湖泊有机污染，因此，为探明汉阳地区湖泊群（三角湖、墨水湖、龙阳湖、月湖、后官湖）的污染状况和污染分布格局，于2002~2005年全面调查了各湖泊的底栖动物群落，并分析了其对环境的指示作用。除后官湖发现软体动物外，其他各湖泊均以耐污的颤蚓科寡毛类(霍甫水丝蚓，苏氏尾鳃蚓)和摇蚊科幼虫(长足摇蚊、红裸须摇蚊、羽摇蚊)占绝对优势。统计分析表明，颤蚓类和摇蚊幼虫的密度与水体氮、磷、叶绿素含量呈显著正相关（〖WTBX〗p<005），且颤蚓类密度对水体氮、磷水平的预测能力（R2）〖WTBZ〗优于摇蚊幼虫。K 优势曲线和多样性指数的污染评价结果显示，墨水湖和龙阳湖属重污染，月湖和三角湖属中度污染，后官湖属轻度污染，这与理化指标表征的营养状况基本吻合，特别是在受苯酚化工废料污染的龙阳湖东片没有采集到底栖动物，这是底栖动物能够监测污染物长期效应的例证。进一步应用颤蚓类密度的水平分布指示了各湖泊的沉积物污染分布，结合湖体周边环境分析论证了这种指示作用的可信度     

长江上游干流春季禁渔前后三年渔获物结构和生物多样性分析

根据2000~2005年长江上游干流宜宾、巴南和万州3个江段三层流刺网的监测资料，分析了春禁前后3年渔获物结构和鱼类生物多样性的变化，对长江上游春禁效果进行了初步评价。春禁前后3年共监测到鱼类51种，隶属于3目18科（亚科）36属，以鲤科鱼类为主，占608%。春禁后，渔获物主要种类优势度有所下降，部分江段单位捕捞努力量渔获量表现出一定上升趋势，3个江段Margalef指数、Pielou指数和Wilhm改进指数有一定升高，表明种类丰富度有所提高，群落结构趋于复杂，春季禁渔有一定效果。春禁前后渔获物种类的波动，可能与这些种类种群数量少，难以采到有关；春禁后主要种类平均体长、体重仍表现出下降趋势，可能与过度捕捞及资源在短期内难以恢复有关。建议延长禁渔期、严格控制禁渔结束后的捕捞强度等措施来提高禁渔效果，并采取恢复江湖联系、保护重要渔业水域水质、实施水利工程生态调度等措施来配合春禁制度的实施。长江渔业资源的恢复和保护是一个长期而复杂的过程，对长江禁渔效果的准确评估还需要长期监测和深入研究。     

城市湖泊有机质氮同位素差异及其对水污染的指示作用分析

如何对湖泊生态环境修复效果进行评价是当前湖泊生态修复工作的难点所在，以武汉市内不同修复状态湖泊为研究对象，通过分析湖泊水体营养盐浓度、水质类别、综合营养状态指数TLI（Σ）与湖泊不同有机质δ15N的关系，探讨以水体中某一有机质δ15N指示城市湖泊水污染状态，进而作为湖泊修复效果评价指标的可行性。结果表明：武汉南湖、东湖、内沙湖水质分别为劣Ⅴ类、Ⅳ类、Ⅲ类；水体富营养化程度分别为重度富营养、轻度富营养、中营养；南湖有机质δ15N均值最高为13.193‰（8.394‰~19.380‰）；东湖δ15N次之为8.191‰（5.162‰~13.488‰）；内沙湖δ15N最低为2.940‰（0.001‰~6.433‰）。不同湖泊有机质δ15N与表层水 c(TN)、c(DIN)、c(NH+4-N)、c(TP)、水质类别和TLI（Σ）呈正相关趋势，其中悬浮有机质、沉水植物δ15N与水污染参数的相关性最为显著，均能有效表征城市湖泊水污染状态；为了采样的简便性及样品的通用性，建议以悬浮有机质δ15N作为城市湖泊水污染状态及水环境治理效果的快速评价指标。     

Dynamics and determinants of land change in India: integrating satellite data with village socioeconomics

We examine the dynamics and spatial determinants of land change in India by integrating decadal land cover maps (1985–1995–2005) from a wall-to-wall analysis of Landsat images with spatiotemporal socioeconomic database for ~630,000 villages in India. We reinforce our results through collective evidence from synthesis of 102 case studies that incorporate field knowledge of the causes of land change in India. We focus on cropland–fallow land conversions, and forest area changes (excludes non-forest tree categories including commercial plantations). We show that cropland to fallow conversions are prominently associated with lack of irrigation and capital, male agricultural labor shortage, and fragmentation of land holdings. We find gross forest loss is substantial and increased from ~23,810 km² (1985–1995) to ~25,770 km² (1995–2005). The gross forest gain also increased from ~6000 km² (1985–1995) to ~7440 km² (1995–2005). Overall, India experienced a net decline in forest by ~18,000 km² (gross loss–gross gain) consistently during both decades. We show that the major source of forest loss was cropland expansion in areas of low cropland productivity (due to soil degradation and lack of irrigation), followed by industrial development and mining/quarrying activities, and excessive economic dependence of villages on forest resources.

     

典型经济快速发展区耕地变化区域分异研究

耕地变化的区域分异研究可为确保国家粮食安全和生态安全提供重要依据。基于RS和GIS技术,分析太湖流域1985~2015年耕地数量、质量和动态结构的时空演化格局。结果表明:近30a流域耕地呈现以城镇为中心面的边缘扩散和以乡镇为中心点的散布流失特征,导致耕地净减少了38.87%,其中环湖、沿江城市密集区及县域空间拓展区是耕地流失的热点区域。耕地集中连片分布区与经济发展快速区的空间复合导致耕地缩减与建设用地扩张呈现空间对应关系,建设占用始终是驱动耕地减少的主要因素。不同阶段受经济发展水平和农业政策影响,不同地类对耕地转移的贡献率和空间分布差异明显,且转移比例在数量和质量上均不对等。总体上,耕地变化呈现由缓慢零散占用到快速集聚流失的过程,耕地数量和质量变化高值和低值区亦表现由分散到集中的格局,最终驱动了耕地优势区由环湖平原区向西南丘陵区的空间转移。     

浙江省耕地变化与粮食安全的分析及预测

运用回归分析方法、预测理论、最小人均耕地面积和耕地压力指数模型及Excel软件,在分析浙江省改革开放以来耕地、人口、粮食动态变化的基础上,分析了最小人均耕地面积和耕地压力指数的变化特点,运用预测理论对未来15年耕地、人口、粮食、最小人均耕地面积和耕地压力指数进行了预测。研究结果显示：1978～2004年,浙江省耕地面积、粮食产量呈下降趋势,人口数量逐年增加,从而造成最小人均耕地面积和耕地压力指数呈现增大趋势。这表明此期粮食供需差距越来越大。在未来15年,人口数量进一步增加,耕地和人均耕地面积降低明显,最小人均耕地面积和耕地压力指数却呈降低趋势,这依赖于耕地生产力水平的提高,但耕地仍严重超载,粮食安全问题仍将十分突出,形势比较严峻。据此提出降低耕地压力、保证粮食生产安全、促进可持续发展的对策。     

太湖流域粮食生产对耕地利用变化动态响应分析及预测

认识耕地利用与粮食生产的耦合作用规律是确保粮食安全和可持续发展的基础。基于模型模拟、GIS和多目标情景模拟等方法,在定量分析粮食生产对耕地利用变化动态响应基础上,分析流域粮食生产变化的关键驱动要素及粮食增产潜力,为流域耕地利用动态调控和粮食安全问题解决提供参考。结果表明:(1)1985～2015年流域耕地利用与粮食生产变化空间集聚性显著,耕地量变、耕地利用结构和方式变化幅度分别为39.2%、23.6%和19.3%,上述变化导致粮食减产44.1%;(2)1985～2015年耕地量变对流域粮食减产贡献率为50.7%,耕地利用方式变化和耕地量变则分别以43.4%和76.3%的贡献率成为前后15年粮食减产的主要驱动因素。集聚在流域北部56.8%的区域受耕地量变影响显著;太湖东南24.3%的区域和杭州-桐乡-嘉善一线等18.9%的区域分别受耕地利用方式和结构变化影响较大。随时间变化,耕地量变影响加剧,粮食减幅增加;(3)未来耕地数量持续减少,粮食安全压力较大,低-中-高方案变动下耕地量变影响范围缩小53.5%,耕地利用方式和结构影响区分别增加了2倍和1.25倍,粮食增产区由5.4%增加到54.1%。不同区域粮食生产对耕地利用变化响应的时空差异显著,未来响应变化敏感区将是流域粮食增产潜力区和耕地利用关键调控区。