艾比湖干缩的生态响应

新疆艾比湖是典型的干旱区湖泊,具有特殊的湿地—干旱生态系统。从晚更新世晚期开始,由于气候逐渐变干,艾比湖不断萎缩。20世纪50～80年代末,由于湖区人口的激增及其对水土资源的不合理开发利用,加速了湖泊干缩的进程。本文对艾比湖干缩引起的生态响应进行了初步的分析,指出艾比湖的干缩是自然因素和人为因素共同作用的结果,但人为因素是第一位的,其中以河流上游大量截流引水和大规模开荒为主要原因。     

艾比湖表层沉积物重金属的来源、污染和潜在生态风险研究

以艾比湖为研究对象,通过采集表层沉积物样品,测定其中8种重金属(Cu、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Ni、Cd)的含量,然后结合多种方法分析了其来源、污染状况及潜在生态风险.结果表明:1从偏度上看艾比湖表层沉积物中8种重金属的大小顺序为:HgCdPbZnAsCuCrNi.2多元统计分析表明8种重金属元素可以辨识为2个主成分;PC1为人为源因子,包括Cd、Pb、Hg和Zn,主要来源于各种农业污染;PC2为自然源因子,包括Cu、Ni、Cr和As,主要受自然地质背景控制.3地积累指数评价表明8种重金属的污染程度由高到低为:CdHgPbZnAsCuNiCr,在所有采样点中Pb、Cd和Hg均属于轻度和偏中度污染,Zn、As、Cr、Ni和Cu在大多数样点为无污染水平.4潜在生态风险评估表明,沉积物中重金属的潜在生态风险主要由Cd、Hg和Pb引起,三者贡献分别为42.6%、28.6%和24.0%,Cd是最主要的生态风险因子,其次是Hg、Pb,各采样点中8种重金属的潜在生态风险指数(RI)均小于150,为低的生态风险.研究表明总体看艾比湖表层沉积物中重金属含量较少,生态风险较低,但重金属Cd、Pb的含量较高.     

新疆艾比湖周边居民湿地生态系统健康保护意识调查分析

采用问卷调查的方法,试图真实反映艾比湖周边居民对艾比湖湿地生态系统退化的认知及对艾比湖湿地生态系统健康保护意识的强弱.结果表明：（1）艾比湖周边居民对湿地生态系统退化带来的危害有较为清晰地认识,99％被调查者意识到了艾比湖湿地生态系统退化对周边环境会带来不同程度的危害,78.2％调查对象认为艾比湖湿地生态系统的退化主要是由人类活动引发的,通过正规渠道获取艾比湖湿地生态系统退化信息不够通畅;（2）调查对象对艾比湖湿地生态系统退化情况持有较高的关注度,但支持度不高,85.6％的被调查者对退化湿地的生态恢复有支付意愿;（3）65.5％调查对象对艾比湖湿地生态恢复有信心,但对当地政府宣传和保护艾比湖湿地的力度满意度不高,因此政府部门还需进一步加强对艾比湖的宣传和保护力度.     

艾比湖湿地根际放线菌多样性及其环境响应

分别在春、夏、秋3个季节采集新疆艾比湖自然保护区盐节木、芦苇以及盐角草3种不同植被的根际土壤,利用PCR-DGGE技术研究土壤放线菌群落结构及多样性,同时测定7个理化因子,并对放线菌多样性与土壤理化因子的相关性进行分析。结果表明,艾比湖湿地不同植物根际、不同季节的放线菌多样性存在明显差异,其中盐角草群落放线菌的多样性最高,芦苇群落次之,盐节木群落最低;在盐节木和芦苇根际土壤中放线菌的多样性为夏季秋季春季,而盐角草根际土壤放线菌的多样性随春夏秋季节的变化依次增大。DGGE图谱中共测序22个条带,主要为放线菌亚目、微球菌亚目、弗兰克氏菌亚目、酸微菌亚目、棒杆菌亚目、动孢菌亚目和细菌域的未知类群。Shannon指数与土壤有机质含量、含水量呈显著正相关;与电导率、pH值、速效钾、有效磷和碱解氮等呈负相关。     

极端干湿循环作用下饱和泥浆红黏土的干缩裂隙发育特征

云贵高原红黏土常经历极端干湿循环过程,为研究极端干湿循环作用对红黏土干缩裂隙发育规律的影响,以昆明呈贡地区红黏土饱和泥浆样为研究对象,在室内进行5次干湿循环试验,通过监测红黏土质量和表面干缩裂隙的形成及其演化过程,分析了极端干湿循环作用对红黏土水分蒸发、干缩裂隙的形成及其演化、表面干缩裂隙网络结构形态的影响.结果 表明...     

塔里木河下游胡杨对输水的生态响应

对塔里木河下游不同离河距离成过熟胡杨和输水后更新胡杨胸径、地径、树高、冠幅、枯枝比以及优势胡杨百分比的调查表明:随离河距离增加(地下水埋深增加),胡杨(大树)枯枝比增加,优势胡杨百分比降低;胸径、树高、冠幅随离河距离增加,增减规律不明显。输水后萌蘖更新胡杨的树高、冠幅和地径均随离河距离增加而降低。以上调查指标确定胡杨输水后恢复等级,离河50~300 m胡杨整体恢复"优",离河300~500 m胡杨恢复"良",离河500~1 050m胡杨恢复"中",离河1 050~1 500 m胡杨对输水响应微弱,整体恢复"差"。胡杨具明显的随离河距离增加恢复等级降低的梯度响应特征,生态输水促进了河畔带胡杨的恢复,水是制约塔里木河下游胡杨生长与恢复的关键因子。     

江西省城市化与生态综合响应程度分析

在构建城市化综合指数与生态综合指数的指标体系和评价方法的基础上,提出了综合响应度模型,并对江西省进行了分析。研究显示:①改革开放以来,江西省城市化综合指数逐步提高,现已进入城市化快速发展时期;而江西省生态综合指数及其分量不仅表现波动规律,还呈现出不同的变化特征。②1978~1990年间的生态综合指数及其分量与城市化的综合响应度普遍高于整个考察期和1991~2005年间的综合响应度,反映出在1978~1990年间江西省生态对城市化进程具有更强的敏感强度。可见在城市化增长阶段与生态质量改善阶段并不具有一一对应的关系,其结构变异不仅和城市化本身的推进模式有关,更重要的是和生态建设及保护的方式有关。     

盐城海岸湿地资源环境压力与生态调控响应

江苏盐城海岸湿地拥有以保护丹顶鹤和麋鹿为特色的两个国家级自然保护区。然而强烈的人类活动贯穿于海岸湿地发育的每一个阶段,包括湿地围垦、资源酷取滥采以及环境污染等,使得该区资源环境面临的压力不断增大。通过对其资源环境特征、人口经济发展压力、湿地不合理开发利用压力以及水资源污染压力的分析,进而利用生态调控设计相应的政策措施响应方案,包括生态规划与设计---科学的生态功能区划,调整若干原缓冲区中生物多样性热点区为核心区;生态工程---生境更新与调整,建立人工湿地生态工程、芦苇生态工程、生态旅游等生态示范区;生态系统管理与能力建设---社区共管,与周围社区居民建立有效的伙伴关系。     

艾比湖湿地土地利用/覆被-景观格局和气候变化的生态环境效应研究

借助Arc GIS与ENVI软件,以1998年、2006年和2014年遥感影像Landsat TM/OLI为数据源,得到3期艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被类型图.在空间尺度上将研究区分为3个特定研究单元来分析土地利用/覆被变化特征,并从景观格局和气候变化两个方面来进行生态环境效应研究.通过计算土地利用/覆被类型生态风险指数,从而获得研究区生态安全指数,最终建立艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被类型与生态环境之间的数量关系,并对整体及局部地区进行生态环境质量动态分析.结果表明,水域和其他(裸地和戈壁)是研究区内的优势景观类型.水域的平均斑块面积最大,水域和其他(裸地和戈壁)的最大斑块指数较高,盐碱地和其他(裸地和戈壁)的分维度指数较高,水域和其他(裸地和戈壁)的聚集度指数较大,林草地空间分布离散,破碎化程度高,连通性差.1998—2014年期间多样性指数增加,说明各景观类型所占比例趋于均衡化,作为优势景观类型的湿地对整个景观的控制作用减小,景观异质性增加.1998—2014年间,艾比湖湿地自然保护区总体生态环境指数呈逐步升高趋势,但生态环境质量的改善与恶化同时存在,并在特定研究单元上出现明显的区域分异特征.盐碱地、其他(裸地和戈壁)向湿地及荒漠向其他(裸地和戈壁)的转化是环境改善的主导因素.湿地向水域和其他(裸地和戈壁)的转变是环境恶化的主导因素.据1998—2014年的气象资料,降水量呈下降趋势,降水减少使植物存活率降低,导致植被覆盖率下降,从而影响生态环境的健康发展.另外,在分析驱动机制的基础上,建立了优选多元线性回归方程,结果表明,在景观指数和年径流量中,艾比湖湿地自然保护区生态环境指数的变化与平均斑块面积和分维度指数均呈显著相关.该研究对艾比湖湿地自然保护区土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定有着非常重要的意义.     

艾比湖干涸湖底化学组成及盐尘的风运堆积

选择亚洲中部典型干涸尾闾湖——艾比湖干涸湖底及其下风向约200km的范围为研究区,并把研究区分为干涸湖底风蚀区和盐尘扩散堆积区两个子区.通过对两子区连续多年野外实地观测、采样分析、定点试验等手段,研究了干涸湖底表层沉积物的化学组成、湖底风蚀动态和盐尘的扩散堆积规律.结果表明,艾比湖干涸湖底不同地表形态(结晶盐壳、盐-淤泥-黏土壳、风蚀堆积壳)间可溶性盐含量差异显著,盐类混合物中以硫酸盐和氯化物为主,二者基本占全部可溶性盐的90%,碳酸盐含量甚微.春秋两季是湖底风蚀和盐碱尘暴的高发期,盐分堆积动态与风期变化一致,春、秋两季大风期,降尘中盐通量最高;冬、夏两季降尘中盐通量较低.干涸湖底下风向盐尘的堆积强度以精河为中心分别向西北和东北方向递减,盐尘在风运过程中表现出显著的分异规律,硫酸盐比氯化物具有更远距离的迁移能力.     

基于LUCC的艾比湖区域生态风险评价及预测研究

以新疆内陆艾比湖流域典型区域为研究区,基于RS和GIS技术分析1998、2013年土地利用变化,尝试用CA-Markov模型预测2028年土地利用/覆盖变化.借助Fragstats3.4软件,基于土地利用/覆盖变化构建景观生态风险评价模型,分析1998~2028年景观生态风险的时空分异特征.结果表明：（1）1998~2013年,研究区土地类型面积变化明显.耕地面积增加量最大,增加的面积为152139hm²,而未利用地面积减少量最大,减少的面积为67605hm².2013~2028年,耕地和裸露的河床及盐渍地的面积增加明显,增加的面积分别为30730hm²,12427hm²,而未利用地和水体的面积分别从954376hm²和44889hm²,减至921079hm²和37157hm².（2）1998~2028年,研究区生态风险等级空间分布差异明显.高生态风险区面积变化较为显著,其面积分别约占总面积的36.6%,7.3%,23.7%.1998~2028年,全局Moran's Ⅰ值分别为0.436962,0.442202,0.506622,表现为一定程度的正相关.（3）1998~2028年,耕地分布在低,较低生态风险的比重上升,所占百分比分别为58.46%,78.58%,79.9%.林、草地类型的各生态风险等级的所占的比重的波动较大.     

艾比湖流域不同植物群落土壤呼吸研究

利用开路式土壤碳通量测量系统LI-8100测定艾比湖流域4种植物群落土壤呼吸速率日变化,分析土壤温度、湿度和气温以及空气相对湿度对土壤呼吸速率的影响.结果表明:胡杨、梭梭、芦苇和盐节木4种植物群落的土壤呼吸速率日变化基本呈单峰曲线.胡杨、梭梭和盐节木群落的土壤呼吸速率与地上10 和150 cm处气温均表现为极显著相关.除芦苇群落外,各植物群落土壤呼吸速率与不同深度土壤温度呈极显著负相关.除沙地梭梭群落外,胡杨、盐渍地梭梭、芦苇和盐节木群落的土壤呼吸速率与地上10和150 cm处的空气相对湿度均呈极显著负相关.不同植物群落土壤呼吸速率与土壤湿度呈极显著负相关.多元逐步回归拟合的回归模型均达极显著水平,由土壤温度和湿度共同拟合出的回归模型能够解释土壤呼吸速率变化87%以上的原因.不同植物群落土壤呼吸差异原因的分析显示,细菌、真菌、放线菌以及根系干质量不是造成植物群落土壤呼吸差异的主要原因.      

艾比湖区域景观格局与河流水质关系探讨

为进一步明确景观格局对河流水质的影响.本研究选择新疆艾比湖区域为研究对象,以28个水质采样点为中心,建立100、200、300、400 m的河流缓冲区,并提取土地利用/覆被-景观格局数据.首先,通过主成分分析获得水环境的主要水质变量.其次,利用多元线性回归探讨研究区不同宽度缓冲区土地利用/覆被-景观格局变化对河流水质的影响,获得水质管理的有效缓冲区.结果表明：①2015年5月,在艾比湖区域测得的18个地表水水质指标中提取TDS、SO₄^2-、NH₄⁺-N、HCO₃^-、Na⁺和TP这6个水质指标.②对斑块密度（PD）、最大斑块指数（LPI）、边缘密度（ED）、景观形状指数（LSI）、蔓延度指数（CONTAG）进行统计分析,发现人类活动在4个缓冲区内强弱不均.③本文在不同尺度的缓冲区下,将PD、LPI、ED、LSI、CONTAG和TDS、SO₄^2-、NH₄⁺-N、HCO₃^-、Na⁺、TP分别进行相关性分析,发现300m缓冲区相关性最为显著.④在300m缓冲区内,通过多元线性回归分析,将TDS、HCO₃^-与其各自对应的景观指数的关系进行定量化表达,进一步探明区域流域地表水与周围一定缓冲区范围内的景观格局的内在关系.     

艾比湖流域地表水水质指标与水体指数关系研究

传统的水域水质监测手段不仅成本高,而且空间信息有限,难以对相关水域进行全面的监测与评价.利用遥感技术进行水域水质监测可克服这些局限.本文以新疆艾比湖流域为研究对象,结合2015年5月实测水质数据和从准同步Landsat OLI数据上提取的水体指数值,利用空间分析和多元统计方法进行分析.结果发现,水体指数EWI、AWEIsh、Vegetation index(VI)、NDWI、NWI、NEW与水质指标之间的相关性显著(0.55≤r≤0.88).因此,选用以上6种水体指数与水质指标进行回归分析并建立数学关系估算模型,发现模型均方根误差均较低.利用同期实测数据对估算模型进行精度验证,发现验证判定系数高,验证点的相对平均误差偏低,均方根误差偏小.与此同时,利用2015年10月的40个采样点对模型进行二次验证,发现验证的判定系数满足0.22R20.81,模型的均方根误差较低.在估算模型中,总磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)、悬浮物(SS)、pH、色度和浊度两期数据的验证判定系数R2在0.5以上,均方根误差较小.因此,利用艾比湖流域水体指数建立的TP、BOD5、SS、pH、色度和浊度估算模型具有较好的普适性.该研究不仅可以为干旱区湖泊的遥感识别奠定基础,而且可为遥感技术应用于地表水水质指标值的提取提供一定的科学依据.     

天目湖流域生态补偿标准核算探讨

对天目湖流域居民生态补偿认知状况进行问卷调查,选取支付意愿法、水资源价值法和收入损失法三种方法对天目湖流域生态补偿标准进行核算。改进的支付意愿法得到生态补偿总额为12 924.08×10⁴元;基于水源保护功能的水资源价值法测算的生态补偿标准为6 190.4×10⁴元;采用直接收入损失法计算的天目湖流域生态补偿总额为5 839×10⁴元。三者相比较,引入旅游者门票反哺支付意愿的支付意愿法,更完善地表达了天目湖流域的生态补偿标准额,可以作为现阶段天目湖流域水源地生态补偿标准制订的重要依据。只有从政策层面上对水源保护区实行差别化政绩考核制度,给予水源区一定程度的政策倾斜,才能从根本上调动政府和当地居民保护生态环境的积极性。     

艾比湖流域气溶胶光学厚度时空演变及影响因素

气溶胶光学厚度(AOD)描述了气溶胶对光的衰减作用,并在一定程度上反映区域大气污染程度.本研究以2000年～2015年长时间序列MOD09A1数据为本底,在生成查找表的基础上,采用深蓝算法(DB)对艾比湖流域2000年～2015年Landsat TM/ETM+/OLI数据进行AOD遥感估算,分析艾比湖流域AOD时空变化特征,结合环境变量选用随机森林模型(RF)对AOD进行预测及因子贡献度排序.结果表明:①艾比湖流域AOD呈现显著的季节性变化特征,AOD值春季(0. 414)夏季(0. 390)秋季(0. 287),其中春季变化幅度最大.②艾比湖流域平均AOD为0. 374,年际变化整体表现为上升趋势,但在2010～2015年间AOD增加较快,年际增幅达到32. 32%,表明该流域近15年间的大气污染不断加剧,近5年尤甚.③艾比湖流域AOD空间分布从艾比湖北部到南部呈阶梯式上升变化,其中,精河县污染最为突显,AOD值达到0. 483.④RF模型对AOD的预测效果较好,R~2=0. 866,RMSE=0. 042,其中蒸散发对艾比湖流域AOD影响最为显著.     

艾比湖湿地不同水淹条件下土壤养分变化研究

为探明不同水淹条件对艾比湖湿地土壤养分含量的影响,文章以其东南部为研究区,根据遥感影像图将研究区划分为经常性水淹区、季节性水淹区、无湖水淹没区,对其研究区内27个采样点的81个土样中有机碳、速效磷、速效钾含量进行分析,揭示不同水淹条件下土壤养分的变化。研究表明:(1)研究区内土壤有机碳、速效磷、速效钾变异程度较高,属于中等变异。距湖远近影响下,含量逐渐增加,且变幅较大。各指标含量大小分别为无湖水淹没区>经常性水淹区>季节性水淹区;(2)垂直梯度上各指标含量呈现为0～20 cm>20～40 cm>40～60 cm,即随着土壤深度的不断增加,土壤有机碳、速效磷、速效钾含量随之减少。表层变化明显,土壤深度越深,含量变化幅度逐渐变小。(3)水分是影响土壤养分含量空间异质性的重要因素之一,空间分布上距离湖面越远,受到水淹条件影响越小,土壤养分含量会越多。各指标条带状较明显,含量自西南向东北呈逐渐增加趋势。(4)经常性水淹区水分与有机碳呈不显著正相关,与速效磷、速效钾呈显著负相关(p<0.05)。季节性水淹区水分与有机碳、速效磷、速效钾呈显著(p<0.05)和极...