基于归一化差值植被指数的极端干旱气象对西南地区生态系统影响遥感分析

以年际同期归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)作为评价指标,分析极端干旱气象对西南地区生态系统影响的时空分布特征,提出旱灾可能造成的生态影响及应采取的管理和科研措施. 结果表明:2009年8月—2010年3月,西南地区的生态系统受极端干旱天气影响显著,威胁程度呈上升趋势;贵州、广西和云南三省(自治区)受干旱影响的生态系统面积先后超过各省份生态系统总面积的80%,生态系统强度变差区集中在云南的中东部、贵州西南部和广西西北部等地区;农田生态系统受损严重,农作物大面积枯死或绝收;大量水库、池塘干涸,河流水位明显下降,部分河流断流,危及水生生物生存;自然植被影响明显,植被生长明显受到抑制,干热河谷地带和岩溶地形区域植被大面积退化,威胁当地生物多样性.      

1954—2000年渤海湾典型海岸带(天津段)景观空间格局动态变化分析

基于GIS技术和景观生态学方法,以渤海湾典型海岸带(天津段)为研究区,分析了该区域1954,1970,1981,1990和2000年的土地利用和覆盖变化特征,并在空间上反映出各时期的重点退化区域. 结果表明:1954—2000年研究区内高功能景观面积减少51.98%,主要是草地、沼泽和滩涂退化成农田、盐田、港口和养殖塘等经济价值较高的类型,其中以1954—1970年为高功能景观退化的最快时期,平均每年退化3 684.50 hm2,以沼泽和草地退化最为明显. 人口增长、滩涂利用和围海造地以及近岸环境污染是其重要的驱动力.      

渤海海域环境现状及保护对策

根据沿海地区陆源污染调查材料,评价了渤海海域的环境质量现状,指出了渤海近岸海域污染严重,生态受到影响,离岸深水海域水质尚好。进而分析了其污染原因,提出了保护渤海环境的对策。      

渤海湾海岸带开发对近岸沉积物重金属的影响

为了解渤海湾围填海造成的生境变化趋势及重金属污染状况,对2003年和2011年渤海湾表层沉积物4种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn)的含量及空间分布分别进行了研究,并采用BCR三步分级提取法分析了2011年渤海湾表层沉积物中这4种重金属不同赋存形态的含量,评估了这4种重金属的生物有效性,最后分别采用富集系数法和潜在生态危害指数法对2011年重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价.结果表明,2011年渤海湾沉积物中Cu、Cd、Pb的含量均比2003年偏高,重金属污染形势趋于严峻.Cu、Zn、Cd的空间分布趋势基本相似,其高值区均集中在渤海湾的中部海域.Pb的高值区主要集中在近岸河口和渤海湾中部及南部.4种重金属相互之间相关性显著,说明它们之间可能具有一定的同源性.形态分析表明Cu、Zn、Cd主要以残渣态存在,Pb主要以可还原态存在,各元素生物有效性排序为:Cd>Pb>Cu>Zn.Cd为渤海湾表层沉积物中最主要的污染元素,且具有较强的生态危害.Cu、Zn、Pb污染程度较低,生态危害轻微.     

黄淮海地区冬小麦光温生产潜力数值模拟研究

建立了一个冬小麦光温生产潜力数值模式,该模式可以模拟瞬时光合作用并充分考虑了冬小麦叶片空间分布特征。研究结果表明,北京地区冬小麦光温生产潜力与抽穗前１０天至成熟期辐射量相关性最大,年际之间存在４年和９～１０年的变化周期。黄淮海地区冬小麦光温生产潜力变幅在９０００～１０９５０ｋｇ／ｈｍ^２之间,其中河北石家庄地区和山东胶东半岛为两个高值区,超过１０５００ｋｇ／ｈｍ^２。模拟结果与当前黄淮海地区冬小麦高产实践结论具有较好的一致性,可为该地区作物高产提供一定的理论指导     

京津冀水源涵养生态服务供体区与受体区范围的划分

京津冀水资源问题已经严重制约区域经济发展,定量分析研究区水源涵养生态服务供受关系,有助于深刻理解区域上下游之间的生态联系,促进区域生态公平,实现区域社会持续健康发展.利用降水储量法、水量平衡法及水源涵养生态服务供体区与受体区划分方法,分析2000-2010年京津冀净水源涵养量空间格局,划分研究区水源涵养生态服务供体区和受体区范围.结果表明:①冀北燕山山区净水源涵养量最高,年均值为65.24~81.35 mm,其次是冀西太行山山区,年均值为46.47~61.28 mm;净水源涵养量负值区主要分布在东部沿海和大中小城市,年均值为-130.46~-152.39 mm.②水源涵养生态服务供体区占研究区面积的41.42%,单位面积（m2,下同）平均净供水量为0.03~0.07 m3;水源涵养生态服务平衡区面积占25.01%;水源涵养生态服务受体区面积占33.57%,单位面积平均净需水量为0.18~0.41 m3,是供体区供水能力的6倍左右.③从流域来看,滦河流域的承德市为天津市、秦皇岛市及唐山市供应水资源,年均供水总量为23.7×108 m3;永定河流域的张家口市为北京市供应水资源,年均供水总量为5.3×108 m3;大清河流域的保定市为北京市及天津市西南部供应水资源,年均供水总量为8.2×108 m3;但子牙河流域和漳卫河流域供水能力严重不足.研究显示,燕山山区和太行山山区为水源涵养生态服务供体区,东部沿海和大中小城市为主要水源涵养生态服务受体区,水源涵养生态服务供体区净水源涵养能力不能满足水源涵养生态服务受体区需水量,整个研究区供受关系严重失衡.      

渤海湾表层沉积物重金属在不同粒级有机-矿质复合体中的分布

采用超声分散法分离沉积物中不同粒级有机-矿质复合体,研究了渤海湾沉积物中Pb,Cd,Cr等重金属的污染及其在不同粒级有机-矿质复合体中的分布.结果表明,3种重金属含量总体上随着复合体粒径增大而减小.X射线衍射(XRD)结果显示,随着沉积物粒径的增大,主要来自原生矿物的石英和长石等岩石结构物质的含量增加,但这些物质中的重金属含量较低.渤海湾表层沉积物中重金属污染主要发生在以次生硅酸盐矿物及硅、铁、铝等氧化物或氢氧化物为主的细粒沉积物上,细粒样品由于其较大的比表面积和富含有机质的特性,通过吸附、沉淀、离子交换等,导致所含重金属含量较高.粘粒复合体中Pb含量是粗砂中的2.3倍,Cd是粗砂的3.8倍,而Cr是粗砂的2.8倍.      

渤海湾近岸海域春季大型底栖动物群落特征

2008年4月下旬在渤海湾近岸海域进行了21个站位的大型底栖动物调查,共发现大型底栖动物99种,其中包括多毛类24科45种,软体动物15科19种,棘皮动物3科3种,甲壳动物18科25种,其他类群7种. 调查区内大型底栖动物的优势现象不明显,优势度指数大于1%的物种仅有7种,分别为黄海埃刺梳鳞虫、深钩毛虫、不倒翁虫、豆形胡桃蛤、长尾虫、绒毛细足蟹和纽虫. 调查区内大型底栖动物的总栖息密度平均值为228.81 m-2,总生物量平均值为36.03 　g/m2,其中多毛类的平均栖息密度为71.43 m-2,生物量为2.95 　g/m2;软体动物的平均栖息密度为76.19 m-2,生物量为8.28 　g/m2;棘皮动物的平均栖息密度为6.90 m-2,生物量为16.69 　g/m2;甲壳动物的平均栖息密度为53.10 m-2,生物量为4.53 　g/m2. 调查区内大型底栖动物的香农-威纳多样性指数为0～4.18,平均值为2.99;丰富度指数为0～2.97,平均值为1.71;均匀度指数为0.51～1.00,平均值为0.84. 与1959年全国海洋综合调查的渤海底栖生物调查结果比较表明,近半个世纪以来渤海湾近岸海域大型底栖动物的平均生物量显著升高,群落结构有所改变.      

东营市孤岛地区土壤中类二噁英类PCBs的污染特征

2011年4月采集了东营市孤岛地区20个表层土壤样品,采用索氏提取-弗罗里土柱净化-气相色谱-电子捕获检测器检测的方法对采集的样品进行测定,揭示了该地区表层土壤中类二英类PCBs(dioxin-like polychlorinated biphenyls,DL-PCBs)的污染特征.结果表明,DL-PCBs的含量范围为1.4～7.4μg·kg-1,平均含量为(3.5±1.7)μg·kg-1;DL-PCBs的毒性当量为1.2～31.8 ng·kg-1,平均值为5.4 ng·kg-1,超过了加拿大土壤环境质量标准(4.0 ng·kg-1).各采样点间DL-PCBs的同系物组成相似,均以四氯联苯和五氯联苯为主,两者之和超过DL-PCBs总量的80%;从孤岛城镇到郊区,DL-PCBs的含量逐渐降低,这与许多化工厂分布在城镇周围有关.相关性分析显示,土壤中DL-PCBs的含量与土壤有机碳含量与黏粒含量显著正相关(R2分别为0.732和0.687,P<0.01),而与土壤砂粒含量负相关(R2=-0.438,P<0.05).     

2002-2021年渤海叶绿素a浓度变化及环境响应分析

基于2013-2021年渤海遥感反射率和叶绿素a浓度等实测数据,开展了该海域MODIS影像的叶绿素a浓度遥感反演模型研究。选择OC3经典模型形式,采用渤海的实测数据进行拟合分析,获取了适用于渤海的模型局地化参数,通过真实性检验得到叶绿素a浓度的遥感反演结果与实测值的决定系数为0.84,平均相对误差为24.77%,均方根误差为5.56 μg/L,反演精度较佳。利用该算法反演获取了渤海2002-2021年叶绿素a的月度、季度和年度平均浓度,分析了其时空变化特征,同时结合2001-2021年渤海非优良水质比例开展了环境响应分析。分析结果显示:2001-2021年,渤海非优良水质比例与同时期叶绿素a浓度变化趋势基本一致,呈现先变差后变好的倒V形趋势;5年平均的非优良水质比例与叶绿素a浓度变化趋势更直观地反映了2001-2021年渤海整体的水环境变化趋势,与非优良水质比例相比,叶绿素a浓度对渤海水环境的改善响应更快。