鄱阳湖湿地现状问题与未来趋势

近年来鄱阳湖秋冬季水文呈干枯态势,湿地生态系统及其关键因子也发生了变化。如何合理保护和利用鄱阳湖湿地引起各方关注。系统综述了鄱阳湖湿地生态系统在水文、江湖关系、水质、水鸟栖息地、渔业资源等方面存在的问题,梳理了引起这些问题的外部和内部因素。针对\"一切照常\"和\"水位调控\"两种情景,预测了湿地未来的变化趋势,并指出了当前研究中的不确定性问题。研究认为:鄱阳湖秋冬季的低枯水位,对水质、湿地植被、水鸟栖息地以及鱼类食物资源和\"三场\"(即:产卵场、洄游通道、索饵场)产生了一定不利影响。建议通过模型模拟和情景预测来分析不同调控方案的影响效果,优化调控方案、将生态系统的负面影响降到最低。     

鄱阳湖子湖“堑秋湖”渔业资源结构特征分析

\"堑秋湖\"是广泛存在于鄱阳湖湖区且与鄱阳湖水文节律特征相顺应的一种渔业方式。为了解\"堑秋湖\"渔获物组成特征及其产量与水位之间的关系,于2011~2013年\"堑秋湖\"期间对江西鄱阳湖国家级自然保护区的子湖大湖池和沙湖进行了连续3年的渔业调查。2011年,大湖池和沙湖与修河分别相通23d和10d,鄱阳湖属旱涝急转气候;2012年鄱阳湖水势较大,大湖池和沙湖与修河分别相通124d和108d。2013年鄱阳湖再现旱情,大湖池和沙湖均未能与修河连通。2011年渔业调查开展7次,2012年调查9次,2013年调查5次。3a调查累计获得鱼类59种隶属于6目12科43属。3年研究结果表明渔获物以鲤科鱼类为主,在种类上变化不大但优势物种有所改变且渔获物产量呈下降趋势,无度量多维排序结果(MSD)显示鱼类群落在不同年度和子湖间分离明显。经济鱼类的单位捕捞努力量(CPUE)与水位变化的线性回归分析结果表明,2011年经济鱼类产量与当日水位呈正相关性,但2012年和2013年两者的相关性却不明显。     

Climate Changea Impacts and Adaptation Strategies in Kenya

To determine the climate changes that are due to natural variability and those due to human activities is quite challenging, just like delineating the impacts. Moreover, it is equally difficult to asce...     

鄱阳湖区地下水位动态及其与湖水侧向水力联系分析

基于野外定点监测数据,运用统计学方法解析鄱阳湖区地下水位年内分布特征和动态变化,辨析湖水和典型区地下水之间的侧向水力联系与程度。统计结果表明,不同洲滩地下水埋深变化范围约–8.1~–0.1 m,洲滩地下水和湖水在6~9月份保持完全水力连通。湖水位和洲滩地下水位动态变化呈现高度一致性,表明了洲滩地下水和湖水具有密切的侧向水力联系。湖岸带不同典型区的地下水埋深变化范围介于–10~–2.2 m。湖岸带地下水位与湖水位并不具有日时间尺度变化上的高度一致性,但两者却很好呈现了月尺度上的较好一致性,表明了湖岸带地下水与湖水之间具有一定的相互关系和水力联系。小波分析得出,湖水位和洲滩、湖岸带不同典型区的地下水位均在60 d尺度的周期上存在着极大可能的显著相关,总体上两者呈正相关关系变化,表明湖水和洲滩地下水具有密切的水力联系,但与湖岸带地下水的侧向水力联系可能体现在个别典型时段。为今后鄱阳湖地下水方面的相关研究奠定基础,也为鄱阳湖湿地生态环境保护、水资源评价等方面提供科学依据和参考。     

鄱阳湖湿地出露草洲分布特征的遥感研究

利用鄱阳湖区46景不同时相的Landsat MSS/TM/ETM+遥感影像,分别提取鄱阳湖的出露草洲范围,并假定只要一个时期是出露草洲就属于草洲,形成鄱阳湖湿地草洲潜在分布图,并分析鄱阳湖湿地出露草洲的分布特征。研究结果表明：(1)利用出露草洲面积与星子水文站观测水位得到二者的关系,表明出露草洲分布及范围受水位的影响显著,高水位时,大部分草洲被水淹没;低水位时,出露草洲面积大。此外,也受气象因素、草洲植物生长期的水位过程等因素影响;(2)出露草洲面积的季节变化明显：随水位的升高而减少,随水位的下降而增加;在植被生长期的春季和夏季,出露草洲面积逐渐减少,在秋季和冬季,出露草洲面积却逐渐增加;出露草洲面积最大在1月,最小在7月;(3)鄱阳湖潜在草洲的面积达2 441 km2,草洲可能出现的范围占整个鄱阳湖面积的69.5%     

鄱阳湖枯水水位及流速时空分布模拟

大型通江湖泊鄱阳湖水文节律独特,水位和流速是其生态系统功能维持的关键因子。为探究其水位和流速时空特征,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型,利用五河及湖口水文数据、气象数据及湖底高程作为输入条件,模拟出鄱阳湖的枯水水文统计年(2010-07-01~2011-06-30)水位和流速时空变化过程。模拟结果表明:(1)星子等4个站点拟合程度较好(r20.85),达到了复杂湖库水动力模拟的精度。(2)高水位期,湖区水位空间分布无明显差异,水深直接受湖底高程影响,自上游至下游呈逐级递增;低水位期,鄱阳湖水位在空间上出现明显差异,湖区外缘水位至入江水道逐级递减,水深分布空间差异不大,仅入江水道处水深明显高于其他水域。(3)流速也包括一系列时空变化特征,如高水位时期流速小于低水位时期;除大水面时期外,深水道流速大于主湖区;高水位时期上游流速略高于下游,但其他月份,北部入江水道流速均大于南部湖区等。(4)流速与水位关系密切,且不同水位对应流速大小及分布有所差异。鄱阳湖枯水水位和流速模拟分析可为大型湖库枯水水情管理提供科学参考和辅助决策支持。     

中国低碳经济的挑战与应对策略

在气候问题倍受关注的背景下,低碳经济模式越来越受到国际社会的关注。如今低碳成为了新的经济增长点,低碳的全球博弈对于高速发展的中国既是机遇,更是挑战。立足国情分析我国低碳发展面临的挑战、提出应对策略是当务之急。     

基于MODIS的鄱阳湖湿地植被变化及其对水位的响应研究

针对鄱阳湖水情变化如何影响湖区湿地植被生长过程的问题,在鄱阳湖国家级自然保护区内的蚌湖-吴城生态断面上,选取3个梯度分布MODIS像元样点,基于2001~2010年MODIS 增强型植被指数（EVI）时间序列,分析了近10 a来退水期植被生长动态变化过程;结合星子站水位资料,探讨了鄱阳湖退水期水位变化对湿地植被生长的影响。结果表明：各样点EVI年内均值表现为先上升后下降的单峰特征,多年平均值在10月份最大,高程越高的样点其EVI达到年最大值的时间越早;不同水位持续长短及其起讫时期影响植被的生长变化,EVI均值与生长期的拟合优度（075）高于最大值与生长期的拟合优度（049）;样点每提前出露10 d,EVI均值约升高002,[JP3]二者相关性R2达到055。研究结果对湖区植被资源管理以及湖泊水位调控效应研究等具有积极的参考意义     

鄱阳湖出流水质2004~2014年变化及其对水位变化的响应:对水质监测频率的启示

通过对鄱阳湖湖口2004~2014年以周为单位的水质指标,包括溶解氧（DO）,氨氮（NH₄⁺-N）和高锰酸盐指数（COD_Mn）的变化特征及其与水位响应关系进行分析,并对合理的监测频率进行了探讨。结果表明：（1）就DO,NH₄⁺-N和COD_Mn而言,鄱阳湖出湖水质在2004~2014年没有显著恶化的趋势,然而在年内呈现明显的周期性变化,其浓度与湖泊水位波动有较显著的负相关性（p<0.01）,相关系数分别达到-0.63,-0.67和-0.36;（2）考虑水质指标在湖相状态与河相状态存在显著的差异（p<0.01）,概率密度分布曲线进一步表明,在鄱阳湖呈湖相时,湖口NH₄⁺-N浓度小于0.25 mg/L的概率为93%,而在河相时仅为32.8%。DO与COD_Mn浓度在河湖相的特征与NH₄⁺-N相似。因此,在湖相状态下,鄱阳湖出流水质良好的概率更大,而高水位下的稀释作用可能是影响湖泊年内变化的主要控制因素;（3）时间序列分析表明DO,NH₄⁺-N和COD_Mn存在明显的自相关性,1~2月一次的监测频率基本能够准确的描述NH₄⁺-N和DO的动态变化特征,而COD_Mn仍需要1~2周一次的监测,从而避免过多的损失动态信息。能够为将来更深入的研究湖泊水情与水质定量关系提供基础和思路,从而为湖泊水环境管理和调控提供对策和建议。     

水位高程变化对湿地土壤微生物代谢功能的影响研究——以蚌湖为例

在淡水湖泊生态系统中,水位高程的变化会对整个生态系统产生重要的影响。本研究以鄱阳湖最具代表性的碟形湖——蚌湖为实验地点,研究了水位高程对于湖泊湿地土壤微生物代谢功能的影响。在实验中沿水位高程及植被带演替布设6个样地,利用Biolog-Eco技术探究不同水位高程样地土壤微生物群落代谢功能的多样性及分布规律。结果表明:随着样地水位高程的降低,土壤含水量逐渐升高,地表植被的覆盖率逐渐减少,土壤有机养分出现先减小后增大的趋势;而土壤微生物对碳源代谢活性随着高程的降低依次减弱,且优先利用的碳源种类和碳源利用率也有显著不同。通过dbRDA排序分析表明:土壤微生物群落功能多样性沿高程呈现区域性分布特征,相邻的两样地土壤微生物碳源代谢功能更为相近。影响湿地土壤微生物碳源代谢功能的主要因子为土壤含水量、土壤有机质含量、pH、NH_4-N和地表植被类型。本研究结果可为合理管理和保护鄱阳湖湿地生态系统提供科学的指导。     

基于BP神经网络的鄱阳湖水位模拟

考虑到鄱阳湖水位受流域五河与长江来水等多因素的共同作用而表现出高度非线性响应,采用典型的三层BPNN神经网络模型来模拟鄱阳湖水位与其主控因子之间的响应关系。分别将湖口、星子、都昌、棠荫和康山水位作为目标变量进行BPNN模型构建和适用性评估。结果显示：综合考虑流域五河及长江来水（汉口或九江）的BPNN水位模型,空间站点水位模拟精度（R2和Ens）可达090以上,各站点的均方根误差（RMSE）变化范围约050～10 m,若忽略长江来水的影响作用,仅将流域五河来水作为湖泊水位的主控影响因子,模型训练期与测试期的纳希效率系数（Ens）和确定性系数（R2）显著降低,且低于050,均方根误差（RMSE）也明显增大（124～288 m）,意味着综合考虑流域五河与长江来水是获取结构合理、精度保证的鄱阳湖水位模型的重要前提。同时建议针对鄱阳湖湖盆变化对水位的影响,尽可能选择一致性较好的长序列数据集来训练和测试BPNN模型。所构建的BPNN神经网络模型可进一步结合流域水文模型,用来预测气候变化与人类活动下流域径流变化对湖泊水位的潜在影响,也可作为一种有效的模型工具来回答当前鄱阳湖一些备受关注的热点问题,如定量区分流域五河与长江来水对湖泊洪枯水位的贡献分量,为湖泊洪涝灾害的防治和对策制定提供科学依据     

太湖最高水位及其与气候变化、人类活动的关系

采用累积距平及非参数检验的方法,重点分析1954~1999年太湖最高水位的变化,及其与相关气候因子的关系。1954年以来,太湖最高水位变化大致以20世纪80年代初为界,此前下降,此后则上升。梅雨和热带气旋影响次数直接影响太湖最高水位的变化;Wilcoxon检验表明最高水位变化与西北太平洋夏季风指数之间联系密切,而最低水位与其关系则不明显。Kendall协和系数检验验证了太湖最高水位与各气候因子变化之间的一致性。80、90年代太湖最高水位不断上升且常常居高不下,人类活动起着重要的作用;从河网水系变化、湖泊围垦和土地利用变化等方面分析了人类活动对太湖水位变化的影响。结论认为,太湖最高水位上升仍然受控于气候变化因子;而人类活动则加剧了水位上升的情势,并在其中所起作用日益重要。     

应用生态系统方法研究鄱阳湖枯水调节

2003年以来,鄱阳湖枯水期水位连创新低,持续时间延长,导致水质恶化、湿地生态系统遭受破坏、候鸟栖息地受到威胁;生产生活用水、农田灌溉、航运和水产捕捞受到严重影响。为了改变鄱阳湖枯水期持续处于低水位状态,确保江湖水系健康,利用生态系统方法,提出了鄱阳湖枯水调节的基本原则：改善生态环境为主要目的,调枯不调洪;从整体出发,做到江湖两利;以简单工程进行调节,趋利避害;保持工程运用的灵活性,实施适应性管理。同时,初步规划了鄱阳湖枯水调节工程的地点、规模和运行方式。作为一个以保护和改善生态环境为主的水利工程具有改善水环境、保护水生态、维护水安全,保护鄱阳湖湿地的生态环境和候鸟越冬条件,缓解长江下游枯水期低水位状态和促进湖区经济社会发展等方面的效益。     

鄱阳湖表层水中全氟辛酸和全氟辛烷磺酸污染现状调查

为阐明鄱阳湖表层水中全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）的污染现状,于2011年4月7～9日采集鄱阳湖的表层水样30份和长江水样2份,采用超高效液相色谱－三重四极杆串联质谱/质谱法检测样品中PFOS和PFOA含量,探索鄱阳湖表层水中PFOS和PFOA的污染水平及空间分布特征。结果表明： PFOS和PFOA的浓度范围分别为未检出~071 ng/L和030 ~189 ng/L,均值分别为035 ng/L和110 ng/L。而位于长江的0号点水中PFOA和PFOS含量分别为1511 ng/L和081 ng/L。鄱阳湖表层水中的PFOS和PFOA在整体上都呈现南部高于北部的趋势,这可能是由鄱阳湖的水动力条件和其周边PFCs污染源分布不同所致。以上研究结果显示,鄱阳湖表层水中PFOS和PFOA处于较低的污染水平     

水利调度修复东湖水质的数值模拟

总结武汉东湖水质污染问题基础上,根据湖泊和港渠联通状况设计了长江-东湖水利调度的调水线路和调水方案。基于一维港渠河道水动力水质模型和二维湖泊水动力水质模型,通过嵌套耦合求解的方式实现耦合,建立了一、二维湖泊河网水动力水质耦合模型,并利用实测数据进行了参数率定和验证。采用数值模拟的方式研究了水利调度影响下东湖水质的改善效果,结果表明：水利调度影响下东湖主要湖区水体CODMn和TN指标得以明显改善,但TP指标改善不大;东湖湾汊众多,个别湖区受到调水线路影响较小,水质改善不明显。因此水利调度可以作为东湖水体修复的重要思路。建立的数学模型也可以为东湖以及其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

Impacts of climate change on lakes and reservoirs dynamics and restoration policies

Meteorological-driven processes exert large and diverse impacts on lakes and their water quality; these impacts can be hydrologic, thermal, hydraulic, chemical, biochemical, or ecological. The impact of climate change on Lake Tahoe (California–Nevada) was investigated here as a case study of climate change effects on the physical processes occurring within lakes. The already published trends of meteorological variables were used to assess the effects of global warming on Lake Tahoe dynamics. Records from the period 1969–2002 show that Lake Tahoe has became warmer and more stable. A series of simulation years into the future (i.e., 2000–2040) was established using flows, loads, and meteorology data sets for the period 1994–2004. Results of 40-year simulations show that the lake continues to become warmer and more stable, and mixing is reduced. Possible changes in water quality because of global warming are discussed through inference, although these are not specifically simulated. Many existing problems may be exacerbated due to climate change, yet extreme uncertainty depends on the rate and magnitude of climate change. Therefore, shifts in water quality and quantity due to climate change should be integrated into contemporary planning and management in an adaptive manner, and the research and development of impact assessment methodology should focus on approaches that can handle extreme uncertainty. The general alternatives for lake management due to climate change are discussed. Depending on the specific case, further intensive research is suggested to restore lake water quality.     

建设我国节水高效农业的战略对策

21世纪我国水资源供需矛盾进一步加剧,农用水资源严重短缺,解决我国粮食安全问题,必须发展节水高效农业,本文阐述了未来我国农业可持续发展面临的节水任务,分析了影响节水发展的制约因素,提出了促进节水高效农业发展的战略措施和对策。     

滇池水环境治理的“调水”“活水”工程

3.40MaB P,沿普渡河断裂发育的普渡河和沿小江断裂发育的小江均汇入到昆明盆地,形成滇池,并产生厚达千米的堆积物。早更新世晚期,金沙江贯通,导致普渡河和小江均倒流汇入金沙江,从而滇池处在金沙江、珠江和红河三大水系的风口的位置,滇池的补给系数变小,换水周期增长。近几十年来,污染物的输入和积累,导致滇池水质急剧下降。因此滇池水环境的整治,除了减少污染物的输入外,建议在禄劝县引掌鸠河的水入螳螂川,并流入滇池。滇池的集水面积增加到16 066 km2,滇池的入湖地表径流量就增加到26.64×108 m3,换水周期减少到197.2 d。与此同时使滇池在昆明向北流出,污染物不再扩散到整个湖泊,这样便可较好地解决滇池污染,整治滇池的水环境。