淮河中下游洪泽湖水域动态变化研究

近年来,随着人口的增长和经济的发展,湖泊水域面积日益缩小,不仅影响了湖泊调蓄洪水的能力,也造成了湖泊生态环境与生物资源的破坏及湖泊水环境质量的下降。以淮河中下游洪泽湖为例,通过收集洪泽湖地区1930～2001年不同时期的地形图和遥感影像数据,在地理信息系统(GIS)与遥感(RS)技术的支持下对洪泽湖地区70多a来水域动态变化特征进行研究。研究结果表明：1930～1961年,洪泽湖面积减少了130.3 km2,年均递减率为0.23%;1961～1971年,洪泽湖面积减少了31.99 km2,年均递减率为0.17%;1971～2001年,洪泽湖面积减少了154.93 km2,年均递减率为0.3%;1930～2001年,洪泽湖面积减少了317.22 km2,减少了1930年总面积的16.92%,年均递减率0.24%。洪泽湖水域面积变化主要集中在湖的西部和东北部的湿地沼泽处。同时应用分形理论中的计盒维数及基于岸线发育系数方法,对洪泽湖1971～2001年30 a来湖泊岸线变化进行了定量分析,研究结果显示：30 a来,洪泽湖的岸线曲折度降低,岸线长度减少,岸线结构趋于单调。岸线曲折率下降与该时期洪泽湖的滩地围垦、水利建设等人类经济活动对湖泊形态的改变有密切关系,沿湖兴修水利工程,联圩并圩以及围湖垦殖等人类活动对洪泽湖岸线的演变起到了不可低估的作用,加速了湖泊岸线的演化进程,导致湖泊岸线的计盒分形维数值降低。湖泊水域动态变化是自然因素和人类活动综合作用的结果,人类活动的作用更为突出,针对湖泊水域日益减少的现状,在以上结果分析及实地调查的基础上,对如何合理利用与保护洪泽湖水资源、水环境进行了探讨,以实现湖泊资源的持续利用和湖区社会经济的可持续发展。〖     

基于本地生态足迹模型的浙江省可持续发展评价

生态足迹法是一种评估区域可持续发展程度和人类对自然资源利用情况的工具。通过对一般生态足迹法的调整,运用本地生态足迹模型,对浙江省本地生态足迹的时空特性和环境生态的潜在危险性进行了分析和评价。结果表明：(1)2006年浙江省人均本地生态足迹 2.763 8 hm2,人均生态承载力 0.437 9 hm2,人均本地生态赤字 2.325 9 hm2;(2)1991～2006年浙江省的本地生态足迹都超过了生态承载力,社会经济发展表现出环境生态的不可持续性;(3)2005年浙江省11个城市的本地生态足迹和生态承载力表现出一定的差异;(4)浙江全省生态足迹强度指数从1991年的2078上升到2006年的5952,16年间生态强度指数增大了近3倍,单位可承载面积内的实际生态压力越来越大,环境生态的潜在危险性有扩大之势.     

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     

基于碳足迹的江西省农田生态系统碳源/汇时空差异

利用2001~2010年江西省农业投入和农作物统计数据,采用碳排放系数法计算了江西省农田生态系统碳源/汇及碳足迹,分析了江西省农田生态系统碳源/汇时空特征,并进一步分析了碳足迹变化特征及原因。结果表明：(1)2001~2010年,江西省农业投入引起的碳排放量从2001年的11910 1×106 t,增加至2010年的5872 8×106 t,增加了103倍,农业机械化对碳排放总量贡献率最大。碳排放强度呈现先增加后减少的趋势。2008年赣州市碳排放量最多,景德镇市最少;(2)2001~2010年江西省农田生态系统碳吸收量先减少,后逐年增加,到2010年又减少,整个2001~2010年间增加3209 9×106 t。各类农作物中,水稻碳吸收量最多。2009年碳吸收量最多的是宜春市,最少的是萍乡市;(3)江西省农田生态系统碳足迹从2001年的07518×106 C〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1,增加至2009年的1473 4×106 C〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1,单位面积碳足迹呈现逐年增加的趋势。2008年碳足迹最多的是赣州市,最少的是萍乡市。南昌市、景德镇市、吉安市和宜春市表现为生态盈余,其余表现为生态赤字。江西省应减少农药、化肥等的使用,控制农业机械化,特别是赣州市,从而达到减少碳排放的目的     

长江流域湿地现状与变化遥感研究

湿地与湿地环境问题早已引起国际与国家层面的高度关注。基于多时相卫星遥感数据（MSS、TM/ETM、CBERS 02等），以ERDAS、ARCGIS、MAPGIS等软件为平台，在长江流域系统开展了1975、2000、2007年等不同时相湿地遥感信息提取、编图及以次级流域为单元的统计分析，全面掌握长江流域主要湿地类型、面积、结构、分布现状以及30余a的湿地变化规律，分析其自然及人类地质营力作用机制，研究其变化态势，为流域内国土资源的合理开发利用提供大区域基础资料。结果表明：长江流域湿地现状总面积为7931 9×104 km2，其中河流、湖泊、沼泽、人工湿地各占4233%、2093%、1853%、1821%；湿地类型发育齐全，空间分布广，但次级流域或局域湿地分布严重不匀且[JP2]类型结构不全；从1975~2007年的30余a，湖泊湿地总量消减889×102 km2，沼泽湿地消减591[JP]×102 km2，河流湿地增加350×102 km2，人工湿地增加了6302×103 km2，湿地总量累计增加了5172×103 km2；湿地变化方式主要是面积的增减和类型的转换，变化受制于自然与人类活动地质营力共同作用；湿地变化阶段性特征明显，2000年前为湿地不良变化期，2000年后为良性缓变期，长江流域湿地环境表现为总体趋好、局域问题较多态势     

洞庭湖最小生态需水量研究

从湿地水文的角度对典型通江湖泊--洞庭湖3个时期的最小生态需水量进行了研究。结果表明：（1）1974和1988年的最小生态水位均为24 m,而1998年为246 m;（2）1974、1988和1998年的最小生态蓄水量分别为2106×108、1804×108和1880×108 m3;（3）1974～1987、1988～1997和1998～2007年的最小出湖生态需水量的平均值分别为3 396、3 379和4 717 m3/s,最小入湖生态需水量的平均值分别为2 657、2 704和3 745 m3/s。可见,随着洞庭湖的演变,1974年最小生态水位比1998年大幅减少,最小生态蓄水量明显增加,出、入湖最小生态需水量不均衡增加。最后,对洞庭湖最小生态需水量的变化原因进行了分析,并提出了生态恢复对策     

太湖洑东流域陆地侵蚀与入湖物质通量的定量关系研究

在太湖流域选择了一个典型的半封闭洑东小流域,通过对该流域及入湖口区域沉积物的元素和同位素地球化学研究,建立了反映流域陆地侵蚀与入湖物质输入量之间的定量关系模型。研究结果表明:近40 a来洑东流域的入湖物质通量约为6074 t/a,与实际监测结果一致。根据流域土地利用类型和土壤侵蚀速率的分布,估算出流域土壤侵蚀总量为25670 t/a,说明侵蚀总量的237%进入湖泊,其余在河道或土地内部沉积下来。近40 a来太湖宜溧河湖交界区入湖物质通量〖WTBX〗（Q）与流域土壤侵蚀速率（E）和流域面积（A）的数学关系为：E=422Q/A。〖WTBZ〗结合湖泊沉积物来源分析结果,计算出流域内不同土地利用类型的平均土壤侵蚀速率,林地、茶园和水田的土壤侵蚀速率分别为1266、58355和17293 t/（km2·a）。该结果与¹³⁷Cs示踪法计算结果基本一致,表明利用湖泊沉积记录可以较好地反演流域不同土地类型土壤侵蚀量及其入湖营养通量的变化。     

望虞河引清调水改善太湖水环境定量分析

以望虞河引清调水实践为背景,利用引水调水现状及实测数据,建立适合太湖的二维水量水质数学模型,并模拟计算调水前后湖体各项水质因子浓度的空间变化规律。结果显示：水利调度影响下太湖湖体中高锰酸盐指数、氨氮、和总氮的浓度大体上有所减小,改善率分别为60%、160%和92%,总磷稍有反弹,其指标恶化了44%,太湖湖体水质总体改善面积37%,主要集中在贡湖、梅梁湖及东部湖区这些引排水水流流经的区域,表明“引江济太”调水工程对改善太湖局部湖区水质、保障太湖供水安全具有重要意义,可为其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

长江上游河流输沙量时间序列跃变现象研究

长江上游来水来沙条件是三峡工程泥沙问题研究的重要基础。长江上游流域面积约100万km2,产输沙条件复杂。根据有序聚类分析法、里和海哈林法和费希尔最优分割法,对长江上游干流和主要支流控制站输沙量时间序列的跃变现象进行了研究。在显著水平005下,长江上游在径流量变化不大的情况下,河流输沙量在1991年后出现了明显减小的质变过程,干流寸滩站 1991～2005年年均输沙量为313亿t,较 1953～1990年均值减小了32%,特别是2001年后输沙量减小更为显著,2002～2005年仅为211亿t。水库拦沙、水土保持工程减沙等人类活动是导致长江上游输沙量时间序列出现跃变现象的主要原因,1991～2005年与1990年前相比,人类活动新增减沙量为1187亿t/a,占三峡入库总减沙量的75%,且随着三峡上游一系列大型水利枢纽的建成和生态环境的持续改善,三峡水库在相当长时间内会保持较少的来沙量。研究成果可为三峡工程入库泥沙代表系列的选取提供依据。     

太湖介形类动物丰度与生物量

2004年9月~2005年8月对太湖介形类动物进行了季节性调查分析,结果表明：太湖中共有15种介形类动物,其年均丰度为1 590 ind/m2,年均生物量为46 495 μg(dwt)/m2,丰度和生物量在9个湖区的分布状态相似,受介形类自身食性及行为方式的影响,高丰度和高生物量主要出现在夏秋两季的太湖东半部分（包括东太湖、东部沿岸带和贡湖）。9个湖区中,除梅梁湖和贡湖外,其它几个湖区中介形类丰度和生物量的周年变化规律较为一致,而太湖中终年出现物种克氏瘤丽星介（〖WTBX〗Physocypria kraepelini〖WTBZ〗）、豆形豆形玻璃介（〖WTBX〗Fabaeformiscandona〖WTBZ〗 cf. 〖WTBX〗fabaeformis）和塔尔薄丽星介（Dolerocypria taalensis〖WTBZ〗）的自身繁殖力是造成梅梁湖和贡湖中介形类丰度和生物量间存在差异的主要原因,但两湖区中介形类丰度和生物量在整个太湖中所占比重有限,所以不影响太湖总体介形类季节变化趋势,四个季节中介形类的丰度和生物量均值总体呈现出秋＞夏＞冬＞春的规律。在15个物种中克氏瘤丽星介和豆形豆形玻璃介的丰度和生物量最高,所以两者为太湖介形类的建群种。介形类丰度、生物量与环境因子间的相关关系分析结果显示,水体中的植被密度、透明度、温度和溶氧量对介形类丰度和生物量分布和变化的影响较其它环境因子大,但因季节不同而有所变化。     

太湖流域典型土地利用方式下入湖河流水质污染特征研究

为探究太湖流域典型土地利用类型下水质污染特征,选取了太湖流域两类具有典型代表性的区域作为研究对象,一类是城市化进程高、人口高度密集的太湖北部重污染汇水口区域,一类是以耕地与涵养林为主导、人类活动强度相对较弱的浙西小梅港区域。选取TN、DTN、PN、NH+4 N、NO-3 N、TP、DTP、PP、CODMn等主要指标,通过区域差异和季节差异分析,以期明确太湖流域典型土地利用格局下河流水质污染特征。研究表明：（1）汇水口水质劣于小梅港水质,但两区域均有相对较高的TN污染,因此两地河流TN污染控制依然是重要内容;（2）汇水口和小梅港区域水质差异分析结果表明,土地利用格局、水循环过程、涵养林的生态功能是两区域水质差异产生的重要原因,差异指标体现在DTN、NH+4 N、TP、DTP、PP、CODMn;（3）汇水口区域水质污染特征体现出较强的点源污染特征;小梅港区域水质污染则体现出以TN、PN、TP、PP为主要污染物的面源污染特征。因此在以建设用地为主导的汇水口区域需加强点源污染控制,优化产业结构;以耕地为主导的小梅港区域则需加强农业面源污染控制,进而缓解太湖富营养状态     

基于ecopath模型对滆湖生态系统结构与功能的定量分析

根据2010年对江苏滆湖渔业资源和生态环境调查数据,采用Ecopath with Ecosim软件构建了滆湖生态系统的物质平衡ecopath模型,以期为在滆湖进行生态修复提供支持和指导。ecopath分析结果表明：2010年滆湖生态系统包含7个营养级,各功能组的有效营养级范围为1~3691,其营养物质流动主要发生在前4个营养级,占总流量的998%。系统总生产量为1 974.82 t/km2〖DK〗·a,总流量为8 562.544 t/km2〖DK〗·a,联结指数、系统杂食系数、Finn’s循环指数以及Finn’s平均路径长度分别为0219、0189、799和2841;生产量/呼吸量、生产量/生物量分别为2189和3509;平均捕捞营养级为256。食物链以开始于藻类的牧食食物链和开始于碎屑的碎屑食物链为主,系统总能量转换效率为64%。与滆湖1986～1989年的ecopath模型相比较,滆湖生态系统的总流量减小,r 对策者在系统中所占比例增加,K 对策者在系统中所占比例减小,根据Odum对成熟生态系统的描述,滆湖目前正处于退化演变过程中     

基于生态敏感性分析的湖泊保护与利用——以湖北省斧头湖为例

为了湖泊生态系统健康及功能的可持续性，需要根据湖泊的具体情况加强对湖泊生态系统的管理，建立在湖泊生态敏感性分析基础上的生态功能分区，可为湖泊生态管理的具体措施的实施提供依据。以斧头湖为研究对象，在进行斧头湖生态环境调查基础上，选择有代表性的生态因子，利用GIS技术，采用因子叠加法，对其进行生态敏感性分析。结果表明:极高和高生态敏感区面积占斧头湖面积的32.0%，中度敏感区占斧头湖面积的57.1%，说明斧头湖生态敏感性总体上很高；同时根据生态敏感性分析结果对斧头湖保护与开发提出建议。首次将GIS矢量技术应用于湖泊生态敏感性区划，使生态敏感性因子空间叠加分析更为有效。同时，建议选取更多的因子如水生生物多样性、生物量等因素作为评价指标，可得到更全面的生态敏感性分区结果。     

太湖流域湖泊水环境问题、成因与对策

综合分析了太湖流域存在的的湖泊水环境问题,主要表现为水质全面恶化、洪涝灾害加剧、湖泊生态系统与生物资源破坏和底质污染严重。造成湖泊水环境问题的自然因素与流域地势平缓、亚热带季风气候和地面沉降有关;人为因素如围垦、污水排入湖泊、过量使用农药化肥和湖泊淤积加剧了太湖流域水环境问题的发展。针对当前存在的湖泊水环境问题,提出湖泊水环境整治对策是：树立可持续发展观念,加强流域污染源的控制;重视湖泊水环境的科学研究;加强湖泊水环境水资源的规划与管理;因地制宜地实施湖泊水环境整治工程。     

东太湖的由来及其演变趋势

在太湖的历史中,洞庭东山仅仅是太湖中的一个孤岛,由于它周围逐步被淤后和太湖平原连结在一起形成了东山半岛,东山半岛把整个大太湖水面分隔成“东太湖”与“西太湖”。“东太湖”的面积只占整个大太湖总面积的5.6%,而汛期时,其行洪水量却占整个太湖行洪总量的71.9%。治理东太湖,延长太湖的衰亡过程,对太湖地区的防洪抗灾工作有很重要的积极意义。     

洞庭湖渔业水域氮磷时空分布分析

根据2000~2011 年对洞庭湖渔业环境监测数据,对东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖和三江口4 个不同渔业水域的总氮、总磷、氨氮和硝酸盐氮浓度的时空分布进行分析。结果表明：（1）洞庭湖总氮、总磷、氨氮和硝酸盐氮浓度均值分别为143±041、009±003、032±005和063±011 mg/L,总氮最大值为2009 年5 月丰水期东洞庭湖的鹿角采样点,为480 mg/L,总磷最大值为2008 年1 月枯水期鹿角采样点,为0417 mg/L,分析得知,所有采样点中鹿角采样点较其它采样点污染严重;（2）洞庭湖氮、磷浓度年均值间差异性显著（P<005）,除总磷变化规律不明显外,总氮、氨氮和硝酸盐氮的年浓度均值总体呈上升趋势,与此同时,洞庭湖在丰水期、平水期和枯水期的氮、磷浓度均值间也存在显著性差异（P<005）,平水期总氮平均浓度最高,枯水期总磷浓度均值最高;（3）东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖和三江口4 个湖区氮磷浓度均值间也存在显著性差异（P<005）,总氮、总磷和硝酸盐氮均值以三江口最高,氨氮均值以东洞庭湖最高,主要受城市污水和工业污水影响严重;（4）面源污染是洞庭湖主要污染方式,也是造成洞庭湖水体富营养化程度加剧的主要因素,面源污染占洞庭湖污染总量的94%～99%,主要包括农业污染、城市生活污水和畜牧水产养殖业污染;点源污染占洞庭湖污染总量的1%～6%,主要为工业污水和城市生活污水的排放,虽然排放量相对于面源污染较小,但是工业污水含有高浓度的有毒物质,且瞬时排放量大,很容易造成渔业污染事故,严重时会影响到人类的健康;（5）参照《地表水质量标准》（GB3838 2002）中的水质分类标准,所有监测年份中,仅2000 年水质为III 类,其它年份水质类型多为IV 类,部分年份为V 类,推断洞庭湖渔业水域大部分处于中度污染状态,部分湖区处于重度污染,根据《渔业水质标准》和鱼类对水环境质量的需求,洞庭湖水质不利于鱼类繁殖、早期发育、索饵和越冬等行为,势必会造成洞庭湖渔业资源的衰退     

江苏省湖泊遥感监测及10年动态变化分析

以多时相Landsat TM/ETM+影像和HJ CCD影像为数据源,提取江苏省2000、2005及2010年湖泊,分析江苏省湖泊10年的水域面积变化及驱动力。研究结果显示,江苏省湖泊三期水域面积分别为5 90223、5 89191和5 88319 km2,全省湖泊面积整体相对稳定,但单个湖泊变化差异较大,变化最明显的是洪泽湖和白马湖。洪泽湖及白马湖10年的动态变化表明,洪泽湖变化主要位于西南方向,白马湖变化明显的是西南与东北方向。进一步从人为和自然因素对其变化驱动力进行分析,结果表明,10年间洪泽湖和白马湖周边区域气温升高、降水量及入湖水量的减少是造成水面减小的重要自然因素;洪泽湖10年间面积加权的平均拼块分形维数（AWMPFD）变化不大,2000、2005及2010年分别为1161 0、1162 1和1159 0,处于相对稳定状态;白马湖10年间AWMPFD持续下降,从2000年的1274 5到2005年的1239 6,再到2010年的1211 3。因此,人为活动影响及湖周土地利用方式的变化是湖泊水域面积萎缩的重要人为因素