土地利用变化对青海湖流域生境质量的影响

以青海湖流域2005—2015年土地利用图为基础,利用InVEST模型和"3S"技术对青海湖流域生境质量进行定量估算,分析了青海湖流域生境质量的时空分布特征,以揭示土地利用变化对流域生境质量的影响。结果表明,(1)草地、湖泊、高寒荒漠、裸岩石质地、沼泽是青海湖流域主要的土地利用类型,占流域总面积的90%左右。2005—2015年,流域内各土地利用类型基本保持稳定,但主要土地利用类型均发生不同程度的变化,湖泊、交通工矿建设用地、永久性冰川雪地面积比例分别增加了0.22%、0.03%和0.03%;沼泽、滩涂、沙地、高寒荒漠分别减少了0.13%、0.04%、0.04%和0.03%。(2)青海湖流域生境质量表现为东南高、西北低。2005、2010、2015年三期生境质量第1等级与第2等级占流域总面积的53.73%—72.56%。三期生境质量第4等级与第5等级占流域总面积的23.32%—29.57%。2005—2015年,流域生境质量整体稳步趋好,局部有所降低。(3)2005—2010年,流域内草地、沼泽面积下降,居民点、交通建设用地沙地、面积增加,河流、裸土、居民点生境质量分别下降了0.09、0.04和0.02。耕地面积减少,威胁源强度降低,耕地生境质量升高了0.02。2010—2015年,河流面积略有增加,河流生境质量升高了0.11。青海湖面积增加了63.70km~2,湖泊生境质量升高了0.06,同期湖泊生境质量第1等级面积占青海湖面积的97.13%,占生境质量第1等级面积的57.65%,占流域面积的14.57%。青海湖水体面积及生境质量可作为流域生态环境质量的重要指示因子。(4)青海湖流域生境质量呈现西北冷环湖热的特点,热点区域主要位于青海湖北部和南部,冷点主要分布于流域西北部。2005—2015年,流域西北部冷热点面积的波动与裸岩石质地、高寒荒漠面积变化密切相关。青海湖北部草地面积减少、居民点及交通工矿建设用地面积增加导致热点面积下降。流域土地利用变化是导致生态环境质量变化的重要原因。     

青海湖流域草地退化时空分布特征

青海湖地区是我国青藏高原的生态脆弱区,草地退化状况是反映该流域生态环境状况的有效指标。在对青海湖流域退化草地进行分类的基础上,利用遥感手段获得流域退化草地的空间分布和空间动态。在草地退化重点区域选取8个样地来反映流域不同区域、不同类型草地的退化情况。结果表明,1977—2000年青海湖流域草地退化情况十分严重,流域内草地共减少206.68 km~2,其中,大部分草地转变为耕地和沙地。草地退化主要集中在湖区南岸、共和县的黑马河乡及布哈河口的鸟岛3个区域。2000年以后,流域内草地退化情况得到明显改善,草地总面积开始有所增加,主要原因是2000年之后温度升高和降水增加为草地的生长和改善提供了有利的自然条件,以及政府和相关部门在流域内实行了一系列草地保护政策。2004年是青海湖流域气候转折年,流域气温明显升高,降水明显增加,青海湖水位下降趋势有所缓解,流域草地退化现象明显好转。青海湖流域草地是该流域生态系统的重要指示植被,利用归一化植被指数(NDVI)可准确监测流域植被变化情况。     

青海湖流域生态系统服务空间分异规律及驱动力研究

在青海湖流域拟建国家公园的背景下,生态系统服务空间分异及其驱动因素的探析,可以极大的促进生态环境保护与修复政策制定及区域可持续发展。以青海湖流域为研究对象,基于2010-2020年的土地利用变化,分析生态系统服务的动态变化,探讨了生态系统服务的空间异质性,并引入地理探测器模型探究了生态系统服务空间分异的自然和社会经济驱动因素。结果表明,1)2010-2020年草地作为主要地类变化幅度小;水域面积增幅最大,其主要源于未利用地和草地的转入。2010-2020年ESV表现为弱递增趋势,总生态系统服务价值(ESV)由1.35×10³亿元增加到1.37×10³亿元,增加了1.48%;其中,水域贡献率最大(1.04×10³亿元以上),其次是草地(274亿元以上)。生态服务功能以调节服务为主,贡献量达到1.12×10³亿元以上。2)青海湖流域ESV呈现出从湖体向周围递减的空间格局,并表现出显著的高程依赖性;流域ESV存在显著的空间正相关(Moran’s I均为正数)和聚集分布;高高值和低低值聚集区为空间上的主要聚...     

黑河流域土地退化分类研究

黑河流域位于我国的西北内陆干旱区。人类不合理利用水资源造成的土地退化，已成为黑河流域一个非常严重的生态问题。土地荒漠化是该流域最典型和最严重的土地退化形式。对该流域土地退化的空间分布、特点、退化面积等方面还没有较为详细的研究，因此探讨这个问题就显得非常重要。文章通过最新的遥感影像资料(2000年)，在分析已有的研究成果的基础上，结合野外调查，利用遥感和地理信息系统(GIS)技术，初步分析了黑河流域土地退化的情况。研究结果表明，黑河流域土地退化主要有5种类型，即：水土流失、干旱化、植被退化、盐渍化和沙漠化。土地退化面积达29971．91km^2，占整个流域面积的23．06％；其中，水土流失主要分布在祁连山的南部山区，面积为5747．68km^2，占整个流域土地退化面积的19．18％，主要是由于过度开垦和放牧造成的；由于人类活动的影响，造成水资源在时空上的重新分配而导致的干旱化土地主要分布在山前部分冲、洪积平原的河流沿岸附近，其面积为1369.96km^2，占整个流域土地退化面积的4．57％；盐渍化土地是该流域土地退化的主要类型之一，面积为10591．82km^2，占整个流域土地退化面积的35．34％，分布在流域的低地、冲积扇的边缘等位置，主要是由于干旱的气候条件造成的；沙化土地，包括流动沙丘(地)，是研究区土地退化面积最大的类型，为10771．97km^2，占整个流域土地退化面积的35.94％，这其中也包括历史时期形成的沙漠和现代形成的大部分沙地；植被退化土地面积为1490．48km^2，只占整个流域土地退化面积的4．97％。通过分析可知，黑河流域土地退化严重，特别是在下游地区。人类不合理的经济活动，尤其是对该流域内有限水资源的不合理利用，是导致该地区土地生态系统脆弱的主要因素。     

黄土高原丘陵沟壑区小城镇建设的生态经济学意义及其特点

论述了小城镇建设与区域小流域治理之间的相互关系，阐明了小城镇建设在黄土丘陵沟壑区的生态经济学意义，即发展小城镇，不仅能促进和加快区域产业结构调整，缓解人口对土地的压力，有利于小流域生态环境的恢复和保护；而且还将大大提高流域的各种基础设施建设水平，加强流域与外部的经济活动联系，促进区域经济发展。进一步讨论了黄土丘陵沟壑区小城镇建设的特点：以小流域为基础的小城镇建设呈“袖珍型”发展状态；在很长一段时间内以加工业和制造业为主；建设中心城镇，加强区域小城镇之间的联系。     

青海湖流域主要河口区沉积物中重金属元素生态风险评价

为摸清青海湖流域重金属的污染现状,对流域内11处河口区0~5 cm层沉积物进行调查取样,分析测定了表层沉积物中Zn、Cu、Pb、Hg、Ni、As、Cd和Cr 8种重金属元素含量,并对其来源、生态风险及污染状况进行评价。结果显示:(1)青海湖流域沉积物中8种重金属含量和介于151.61~277.31 mg·kg~(-1),平均值为209.65 mg·kg~(-1),略高于青海湖流域表层土壤环境背景值。重金属含量由高到低依次为As、Zn、Cr、Ni、Cu、Pb、Cd和Hg,其中As、Cr和Zn占8种重金属总含量的73.63%。青海湖流域重金属元素间具有相似来源,人类对重金属元素的影响主要体现在交通运输和农业活动上。重金属地累积系数I_(geo)从大到小依次为As、Hg、Cd、Cu、Cr、Ni、Zn和Pb,其中As的污染程度为偏中度,平均地累积指数I_(geo)为1.67。重金属潜在生态风险值从大到小依次为Hg、Cd、As、Cu、Ni、Pb、Cr和Zn,其中Hg、Cd和As对综合潜在生态风险指数I_R的平均贡献率分别为40.76%、25.56%和25.53%。(2)近年来青海湖流域内的交通运输、农业废水、小城镇化及旅游开发等人类活动造成的重金属排放问题已经开始显现,流域生态系统的自净能力不能将所有重金属元素均净化至低风险水平。因此,必须加强对中小河流与季节性河流中重金属元素的监测和预警,制定出针对性的治理和修复措施,保证青海湖流域内不受重金属污染的威胁。     

基于遥感的泾河流域植被覆盖格局分析

以MODIS遥感影像数据为数据源，应用遥感和GIS技术对泾河流域植被覆盖格局进行分析。结果表明：(1)泾河流域植被覆盖类型以退化草地和草地为主，二者占流域总面积的53．30％；地面覆盖程度较高的森林、疏林仅占流域总面积的9．83％，流域植被覆盖程度较低。(2)受自然环境条件和人类活动的影响，退化草地、稀疏灌丛、郁闭灌丛和疏林破碎化程度较为严重，对地面覆盖程度最低的退化草地除集中分布于流域北部外，主要零散分布于流域中、南部，其斑块形状复杂多样，数量最多，应成为流域植被恢复的重点。(3)各植被覆盖类型的斑快数量组成以小斑块所占比例最大，最小斑块比率均在50．0％以上；森林的斑块面积多样性最大，草地的斑块面积多样性最小。     

黑河流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响

利用1987年和2000年1：100000Landsat TM图像解译数据分析了黑河流域土地利用变化，在此基础上，采用中国陆地生态系统服务价值的测算方法，评估了黑河流域土地利用变化引起的生态环境质量变化。结果表明，在过去的13年间，黑河流域土地利用变化总的趋势是森林、草地、河流冰川面积大幅减少，耕地、盐碱地和建筑用地迅速增加。这一变化损害了该区域的生态系统服务功能，使生态系统服务总价值(人民币)从404．22亿元／a下降到370．3亿元／a，损失率达到了8．39％。     

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。     

基于免疫禁忌优化算法的生态环境评价指数公式及其应用

通过模拟流域生态环境自然发展的演化过程,结合巢湖流域的具体情况,提出了适用于多个指标的巢湖流域生态环境评价指数公式。通过设定公式中生态环境指标“参照”值,采用免疫禁忌搜索算法对公式中的待定参数进行优化,使生态环境评价指数公式形式简单、方便实用,并具有一定的普适性。生态环境质量评价结果表明,合肥市和巢湖流域整体生态环境质量为Ⅲ级(及格),而巢湖市和六安市生态环境质量较差。     

Climate change and sandy land development in Qinghai Lake Watershed, China

The Qinghai Lake Watershed, containing the largest saline lake in northwest of China, has suffered from severe sandy land development in recent years. This paper analyzes its daily precipitation, temperature, and wind from 1958 to 2001, and the spatial and temporal distributions of sandy land through the interpretation of remote sensing images covering four years (1977, 1987, 2000, and 2004). Results showed that since the middle of the 1960s, the daily precipitation (P) of 0<P?5 mm decreased, while the P>20 mm increased significantly (S<0.05) in their annual total amounts and days. The maximum daily precipitation also increased significantly. Both the maximum dry spell and the total dry spell of more than ten days had a significant upward trend. Since the beginning of the 1960s, all the extremely high, extremely low and mean temperatures increased significantly (S<0.01), at a rate of 0.1°C/10a, 0.2°C/10a, and 0.2°C/10a, respectively. The days with extremely high temperature had a significant upward trend, while the days with extremely low temperature had a significant downward trend. The Qinghai Lake was significantly shrinking (S<0.01) and provided abundant sediments for Aeolian erosion. The NNW wind prevailed in the watershed, and the largest scale wind was from the west and concentrated on the dry months. As a result, the sandy land was mainly born on the east bank of Qinghai Lake. The total sandy land area in the watershed had grown from 587.4 km², 660.7 km², 697.6 km² to 805.8 km², accordingly, its area percentage growing from 2.0%, 2.2%, 2.4% to 2.7%, respectively.     

青海湖生态系统健康评价

生态系统健康是一个新概念。对湖泊生态系统来说，目前尚没有统一的评价指标和评价方法。利用Xu等(1999)提出的指标体系对青海湖1988—1989年的生态系统健康状况进行评价。结果表明：青海湖生态系统健康在秋季最好，其次为夏季和春季，冬季最差。该结果客观地反映了青海湖的实际情况。     

一株积聚四氢嘧啶的青海湖盐单胞菌的分离及特性

从青海湖采集20份水样,利用RM高盐培养基分离获得35株嗜盐菌.选取其中一株优势中度嗜盐菌QHL25进行形态学和生理生化特征分析,结果表明:QHL25菌落圆形或椭圆形,乳白色,不透明,中心突出,边缘透明,生长盐度为0~2.9 mol/L,最适生长盐度为1.45 mol/L.显微形态呈短杆状,革兰氏染色呈阴性,单个或成串排列.最适生长pH为8.5,最适生长温度为37℃.16S rDNA序列分析表明:该菌株与盐单胞菌属(Halomonas sp.)相似性为98%;结合形态特征和生理生化特征分析,初步认定该菌株隶属于γ变形杆菌纲(Gammaproteobacteria)海洋螺菌目(Oceanospirillales)盐单胞菌科(Holomonadaceae)盐单胞菌属(Holomonas).薄层层析(TLC)定性分析可知QHL25胞内含有相容溶质四氢嘧啶;高效液相色谱(HPLC)定量分析表明,在1.7 mol/L的NaCl浓度下,四氢嘧啶含量约为36.70 mg/g(细胞干重).     

近50年青海省气候变化特征及其与ENSO的关系

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)常引起大气环流的改变并导致气候的异常变动。研究区域气候变化与ENSO之间的相互关系,有助于了解区域水文等各要素的变化。文章基于1960—2010年青海省29个气象站点的降水、气温数据与表征ENSO的热带太平洋海表温度距平(SSTA)和南方涛动指数(SOI)资料,通过气候倾向率、Mann-Kendall突变检验、相关性检验和小波分析等方法,研究了1960—2010年青海省降水和气温的变化特征及其与ENSO的关系。结果表明,1960—2010年青海省气候趋向暖湿,且这种趋势在90年代后愈加显著。在整个时间段内,气候变化尤其是降水变化与ENSO有显著的关系。在ENSO的冷暖事件时间段内,青海省的降水与气温都与海表温度、南方涛动指数有显著的相关性。由小波分析得出,降水和气温可能都受海表温度的影响较大;ENSO事件对青海省气温变化的影响大于对青海降水的影响。     

环青海湖固沙治理区与流动沙丘土壤特征研究

选择了青海湖沙区的防沙区、流动沙丘及天然草地,对土壤的全N、全P、全K、pH值、有机质及土壤机械组成的分布特征开展研究,初步取得以下结果：治理区与流动沙丘的养分含量均较低。湖东、沙岛、鸟岛区的有机质含量属于强变异,沙岛的含磷量存在强度变异,其它指标均属于中等变异。生态监测站的天然草地有机质、含氮量及含磷量均高于克土、湖东、沙岛与鸟岛。青海湖沙区土壤呈碱性,各防沙区的沙土pH值均高于草地。鸟岛与克土的流动沙丘（0～30 cm）分别是细沙、中沙含量最高,克土的草方格内（0～30 cm）的粒度分布为中沙含量〉细沙〉粗沙。湖东种羊场的草方格与沙岛治理区（0～30 cm）的均表现为细沙〉中沙〉粗沙。生态监测站的围封天然草地（0～25 cm）粒径〈0.05 mm的土壤颗粒占绝大部分。     

青海湖嗜盐菌的分离与优势菌株QHL5的特性

采用高盐选择性培养基从20份青海湖水样中筛选分离获得35株青海湖嗜盐微生物.耐盐梯度实验分析表明:水体中以中度嗜盐菌为主,约占65.7%;弱嗜盐菌次之,约占25.7%;非嗜盐菌与耐盐菌相对较少,约占8.5%.其中优势菌QHL5的生长盐度耐受范围为0.04～3.0 mol/L,最适生长范围为0.3～0.9 mol/L,隶属于中度嗜盐菌.菌体形态和生长特性分析表明:QHL5菌落大小为4～6 mm,圆形或椭圆形,边缘整齐厚实,乳白色,中间微隆起,不透明,革兰氏染色阴性.显微形态呈杆状,最适生长pH为8.5～9.5,最适生长温度为35℃.生理生化、16S rRNA的全序列Blast和系统发育分析表明:QHL5菌株分类定位于γ变形菌纲海洋螺菌目盐单胞菌属樊氏盐单胞菌(Halomonas ventosae).通过80%乙醇法抽提胞内相溶物质,采用TLC法检测出该菌积聚四氢嘧啶.     

青海湖、滇池沿岸土样中某些重金属元素的含量和差异

用AAS法对青海、滨池湖沿岸的土祥中的Cu、Ph、Zn、Ni、Mn等元素进行了测定。对所测定的结果处理和研究表明，滇池土样的5个元素含量均高于青海湖，并也高于全国及云南省的背景值。     

环青海湖地区草地蝗虫发生的生态环境条件分析

为了有效地进行草地蝗虫的防治,必须摸清其生长和繁殖与生态环境条件的关系。研究表明,在环青海湖地区气温对草地蝗虫影响较为明显是在蝗卵越冬期和孵化期。降水量太多不利于草地蝗虫的发育,但降水适量因有利于蝗蝻出土可能会增加蝗虫基数。青海湖级湖成阶地和构造台地有利于蝗虫的繁育。土壤的温度、质地及水分和盐分含量对草地蝗虫的发生和繁育也有一定影响。     

青藏高原冰川雪冰微生物研究进展

微生物作为青藏高原冰川研究的一个参数,不仅能提供丰富的物种和嗜冷基因资源作用于冰川的能量和化学物质平衡,而且还与气候和环境相关联.近年来,青藏高原冰川雪藻的研究主要在南部的Yala冰川开展,细菌的研究集中在北部冰川.这些研究主要针对冰川雪冰微生物与环境的关系.未来除在研究方法上加以改进外,还应该在微生物多样性、生态意义、嗜冷机制及其与气候和环境的关系等方面进一步深入研究.参36     

青海省干旱半干旱地区农村的能源问题

以青海省为例，探讨了我国西北干旱、半干旱地区农村的能源问题及其对自然生态环境的影响。针对青海省农村由于能源消费结构不合理，商品能源供应不足，生活能源利用率低下，可再生能源资源破坏严重等特点所引发的生态环境问题和社会问题，提出了解决青海省农村能源问题，保护生态环境的对策建议。