基于空间信息技术的呼伦湖流域研究

通过对干涉雷达技术任务(SRTM)数据处理,运用土壤与水评价工具(SWAT)模型对呼伦湖整个流域的数字高程模型(DEM)进行水文特征提取,分析流域地形分布情况。呼伦湖全流域面积约为25.6万km2,蒙古国部分约为16.3万km2,约占总面积的63.7%。坡度为0～2.0°的地形主要分布在中国境内的呼伦湖南岸和东岸以及贝尔湖周边的平坦草原上,降雨主要被植被截留和土壤吸收,产汇流条件差;而呼伦湖的主要水源、产汇流条件较好的克鲁伦河和乌尔逊河,其产流区大部分位于蒙古国。2国应加强流域综合管理,合理配置水资源,以保证下游入湖的水量来防止呼伦湖的持续萎缩。     

呼伦湖水体氟化物演变特征及其影响因素

为识别呼伦湖水体中氟化物的演变趋势,揭示呼伦湖水体氟化物浓度畸高的原因,于2015—2020年对呼伦湖入湖河流、湖周地下水、湖泊水体中氟化物（以F-计）浓度进行了详细调查,并结合2005—2014年历史数据分析呼伦湖水体中氟化物浓度的影响因素.结果表明:2018—2019年,呼伦湖全湖水体氟化物浓度平均值在2.27~2.42 mg/L之间,年均值为2.36 mg/L,4个季节平均值之间无显著差异,但空间分布差异显著,在春季、夏季和秋季均表现为四周低、中间高的分布趋势,冬季则相反.3条主要入湖河流克鲁伦河、乌尔逊河和呼伦沟河水体中氟化物浓度显著低于湖体,分别为（1.14±0.36）（0.84±0.14）和（0.33±0.08）mg/L,氟化物入湖通量分别为236.41、396.31和301.29 t/a,地下水和入湖河流输入是呼伦湖水体氟化物的主要来源.呼伦湖水体中氟化物浓度主要在特殊气候地理条件引起的高自然本底环境下,受pH、湖体蓄水量和冰封作用的共同影响.研究显示,入湖河流、地下水等输入的氟化物在强蒸发作用下富集浓缩且缺少氟化物出湖途径是造成呼伦湖水体氟化物浓度畸高的根本原因.      

呼伦湖水面动态变化遥感监测及气候因素驱动分析

利用长时间序列的MODIS数据,采用水体指数动态分析的方法,对2000~2013年呼伦湖的水体面积进行了动态变化分析,并结合区域气候数据进行了驱动力分析.结果表明:2000~2012年期间,呼伦湖流域水体面积从2286km²减少至1773km²,减少22.4%,主要减少部分分布在湖体东北部和南部;2013年水体面积尤其是南部水域水体面积略有所恢复.呼伦湖主体湖区面积的变化与年均温呈现不显著的负相关关系.     

冰封期呼伦湖浮游藻类群落结构及其与水环境因子的关系

为探讨冰封状态下呼伦湖的水生态系统演变过程,2015年12月—2016年3月环湖设置6个采样点进行浮游藻类及湖水水质的监测。浮游藻类以绿藻门Chlorophyta种类最多(52.5%),其次为硅藻门Bacillariophyta(29.8%),蓝藻门Cyanophyta(10.5%)。物种丰富度和3种生物多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数)从12月至次年3月呈下降趋势。浮游藻类丰度自12月至次年3月呈现上升趋势。典范对应分析(CCA)排序结果表明:NH₃-N、TN、TP、电导率、DO、BOD₅、CODMn和pH是影响呼伦湖浮游藻类群落结构特征的主要环境因子,其中,NH₃-N、TN和TP分别对硅藻门、绿藻门和蓝藻门的影响较大。     

基于遥感的呼伦湖水体动态监测研究

湖泊是地球重要的淡水资源,其时空动态监测对于水资源的合理利用和保护具有重要意义。呼伦湖是内蒙古第一大湖,在草原生态环境保护中举足轻重。该研究选用1975-2011年间的14景Landsat遥感影像和Aster GDEM高程数据,应用水体指数,在精确提取湖泊边界的基础上,尝试估算了呼伦湖的平均水深和蓄水量,探讨了呼伦湖面积、平均水深、水量的动态变化规律及其相关关系;并结合降水、蒸发等气候数据,揭示了呼伦湖水体变化的原因。结果表明:呼伦湖水体发生了明显的萎缩,尤其进入21世纪,萎缩速度明显加快;其水域面积、平均水深和蓄水量都表现出明显的涨落周期;蓄水量与水域面积、平均水深之间均存在较显著的正相关关系,为呼伦湖遥感动态监测和预测提供了一个简单有效的方法。     

呼伦湖消落带土壤碳氮磷释放的模拟研究

草原型河湖消落带由于其水陆的周期性交换特征,对水体碳氮磷等营养物质的输入具有重要作用。该文以呼伦湖及3条主要入湖河流消落带为采样区,采用原位土柱实验法探究了河湖消落带土壤碳氮磷的释放规律。结果表明:消落带地表覆盖对水淹状态下营养盐的释放影响较大,粪便覆盖土柱释放速率高于植被覆盖土柱,裸土土柱释放水平最低;蒸馏水对照组营养盐的总释放通量高于原位湖水组,平均释放通量为原位湖水组的1.1～1.4倍;不同类型土柱的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)释放速率的变化趋势基本一致,浸泡平均释放速率大小为TOCTNTPNH_4~+-N,且粪便覆盖土的释放通量约为裸土的6倍,为植被覆盖土的2倍。     

呼伦湖表层沉积物有机质的释放效应分析

沉积物有机质是湖泊物质循环的重要组成部分之一,研究沉积物有机质的赋存和迁移转化特征对于湖泊生态保护具有重要意义.以位于我国寒旱区的蒙新湖区典型代表湖泊——呼伦湖为例,利用连续提取法、三维荧光激发发射矩阵光谱-平行因子法（EEMs-PARAFAC）和碳稳定同位素（δ13C）、碳氮比值（C/N）指标测定,并结合室内模拟试验,研究了呼伦湖表层沉积物有机质的赋存特征、释放效应及影响因素.结果表明:①呼伦湖表层沉积物有机质含量在26.67~38.09 g/kg之间,其主要组分为胡敏素（HM）,HM占沉积物有机质的相对比例为74.1%.沉积物有机质主要来自于陆源,陆源相对贡献率在80%左右.②沉积物室内静态释放模拟试验结果表明,沉积物有机质释放会导致上覆水中溶解性有机质（DOM）浓度和组分均发生改变,上覆水中溶解性有机碳（DOC）浓度由30.85 mg/L升至37.57 mg/L,类腐殖质组分所占比例升高.沉积物有机质释放还导致上覆水中氮磷浓度升高,其中溶解性总氮（DTN）和溶解性总磷（DTP）的浓度分别升高了0.89和0.16 mg/L.③近年来,呼伦湖流域温度升高,导致呼伦湖沉积物有机质的释放效应增强.研究显示,虽然呼伦湖沉积物有机质主要以难降解组分为主,但是其释放效应对水体碳、氮、磷浓度的影响仍然不容忽视.      

呼伦湖砷的时空分布特征及成因分析

为探究呼伦湖中As（砷）的时空变化格局及成因,分别于春季、夏季、秋季、冬季采集呼伦湖表层水和表层沉积物样品,对As的时空分布及其组成特征进行了调查,并探讨呼伦湖中As的来源及环境因素对水体As分布的影响.结果表明:①呼伦湖水体中ρ（TAs）（TAs为总As）在6.6~87.3 μg/L之间,平均值为47.0 μg/L,其中ρ（DTAs）（DTAs为溶解态TAs）占比为70.6%~99.8%,且As（Ⅴ）（砷酸盐）为主要存在形态.春季、冬季ρ（TAs）平均值高于夏季、秋季,且冬季ρ（TAs）的空间分布与其他3个季节差异明显.②表层沉积物w（TAs）为1.64~15.49 mg/kg,各季节w（TAs）空间分布均呈由西北向东南递减的趋势;w（F1）（F1为可交换态及碳酸盐结合态As）和w（F2）（F2为Fe/Mn氧化物结合态As）在w（TAs）中的占比相对较高,分别为31.7%和30.0%,一定环境条件下F1和F2易向水体迁移,是水体中As的主要来源.③呼伦湖水体pH、冬季冰封、入湖河流等环境因素均可影响水体中As的时空分布,其中冰封引起的沉积物-水界面缺氧环境及污染物浓缩效应是造成冬季湖泊西北沿岸水体ρ（TAs）显著升高的主要原因.研究显示,呼伦湖水体及沉积物中的As均以自然来源为主,其中沉积物释放及环境变化是水体中As时空分布格局的主要影响因素.      

呼伦湖流域生态安全评价及时空分布格局变化趋势研究

呼伦湖是我国北方第一大湖,具有涵养水源、生物多样性维护、气候调节等重要生态功能,对于维系我国北方生态安全屏障具有重要作用.近年来,随着气候暖干化加剧,呼伦湖面临着湖体面积萎缩、芦苇湿地大面积消失、局部草原区退化严重、土地沙化面积扩大、关键种群缺失等生态安全问题.该研究围绕“水资源-水环境-水生态”三水共生目标,以“山水林田湖草沙”系统观为指导,基于遥感和GIS技术对呼伦湖流域1990—2018年的生态安全时空分布格局进行评价.结果表明:①2018年呼伦湖及其流域的生态安全指数分别为0.495和0.774,分别处于预警和良好状态.②呼伦湖流域生态安全自1990年以来分别经历了骤降期、稳定期和恢复期等3个时期,呈现“一林一草一湖”的生态安全分布格局.③2010年呼伦湖生态安全水平最低,主要分布在新开河入湖口、湖西岸大部分区域、湖中心以及湖东南方向的湾口区域;流域则在2015年的生态安全状况最差,主要位于新左旗中部、海拉尔河流域以及呼伦沟等地,尤其是沿乌尔逊河上游东侧地带表现最为突出.④影响呼伦湖流域生态安全水平的主要因素为入湖径流量、蓝藻水华面积占比和水源涵养量,而长期超载过牧、水体污染物浓缩效应以及湿地面积萎缩是限制生态安全水平进一步提升的重要因素.研究显示,呼伦湖流域生态安全与水资源状况密切相关,湖面面积维持在2 036 km2以上能保障流域较高的生态安全水平.此外,蓝藻水华面积、放牧强度与湿地面积均关系着区域生态安全,建议通过建立蓝藻水华风险防控体系、合理核定载畜量、保护与修复芦苇湿地以改善局部区域生态安全状况.      

辽宁推荐作品荣获12项大奖

正在8月22至23日召开的中国环境科学学会2014年学术年会上颁发了"心环保新生活"全国环保科普创意大赛总决赛获奖奖项。辽宁省环境科学学会推荐的《水滴奇遇记》荣获此次大赛最高大奖——特等奖,此奖项全国只设一名;《路在何方》获得成人组漫画二等奖,《浪漫黄昏情》获得成人组摄影二等奖,《守卫者》获得成人组微电影三等奖;《忠于职守》、《陆地上的新客人》获得未成年组漫画二等奖,《环保小卫士之二》获得未