太湖湖泛现象的卫星遥感监测

2010年8月20日太湖地区Landsat ETM影像显示,太湖西部沿岸带存在湖泛黑水团现象,对该景遥感影像进行了大气校正,提取了湖泛样区、其他水体样区的ETM各波段光谱反射率数据统计特征。结果表明,湖泛样区在可见光波长的ETM波段1、2、3具有很低的反射率,水色暗黑,与人眼观察一致,而在反射红外波长的ETM波段4则有比波段3高的反射率,差异植被指数DVI>0,其原因为湖泛黑水团中,虽然大量蓝藻死亡分解,然而水中还残留有一定数量的活体蓝藻,残余叶绿素及细胞造成了虽然较弱、但仍较为稳定的反射红外波长处的光谱反射能力。提出了识别湖泛现象的遥感判据为ρ0.485<0.05 andρ0.56<0.08 andρ0.66<0.065 and(ρ0.83-ρ0.66)>0 andρ0.83<0.1。     

黄河源区植被生长季NDVI时空特征及其对气候变化的响应

利用黄河源区MODIS/NDVI数据、1∶100万植被类型图和气象资料,分析了该区不同植被类型生长季NDVI时空特征以及与气候因子的关系。结果表明,1）2000—2011年,黄河源区植被生长呈改善趋势,生长季NDVI年际变化率每10 a为＋2.75%,高寒草原、高寒草甸、高寒灌丛生长季NDVI年际变化率分别为每10 a＋2.84%、＋2.65%、＋2.77%。2）黄河源区植被改善面积占全区总面积的29.39%,主要分布在卡日曲和玛曲上游、扎曲流域、布青山南麓、扎陵湖北部和鄂陵湖周边地区。植被退化面积仅占全区总面积的0.98%,主要分布在约古宗列曲东南部山地和卡日曲北部山地。受水热条件控制,植被改善表现为：①植被改善面积南坡大于北坡;②植被改善面积随海拔升高先增加后减小;③植被改善面积随坡度增加迅速减小。3）黄河源区植被生长季NDVI与同期气温和降水分别存在显著正相关性,其中高寒草原和高寒草甸生长受降水影响更为明显,而高寒灌丛生长受气温影响更为明显。气候的暖湿化趋势可能是促使黄河源区植被生长改善的主要原因。     

焚烧源二噁英的排放对周边土壤和植被污染的研究进展

经济的飞速发展和城市化进程的加快,带来了严重的生活垃圾负荷问题。垃圾焚烧技术因其具有减容化、无害化和资源化的优点,成为当今国际社会生活垃圾处理的主要技术之一。然而由于人们对于垃圾焚烧源可能产生的二噁英污染问题缺乏一个全面的认识,使得垃圾焚烧厂的建立遭到了民众的强烈反对,成为影响社会和谐稳定的因素;因此,需要对垃圾焚烧源二噁英的排放对周边土壤和植被的污染状况进行综述,对于解决老百姓对于垃圾焚烧二噁英污染的争议有巨大的现实意义。对近年来国内外学者在相关方面的研究进行了详细地综述,结果发现：国内已开展的研究仅限于二噁英对焚烧厂周边土壤的污染调查,而对于焚烧源二噁英对植被及农作物的污染的研究数据非常匮乏;而国外学者已开展的垃圾焚烧厂周边土壤和植被中二噁英污染的调查研究只是停留在二噁英在土壤和植被中总浓度的研究基础上,而对于不同二噁英同族物在焚烧厂附近土壤和植被中的分布特征和蓄积规律方面的研究比较缺乏,尤其是在其他污染源如废弃物的露天燃烧、交通等协同作用下,垃圾焚烧对二噁英污染贡献率的研究比较少,对于垃圾焚烧厂二噁英污染的控制没有起到直观的指导作用。本文指出今后的研究应加强对二噁英在焚烧厂周边土壤和植被中分布特征和蓄积规律研究,这对于焚烧源二噁英的污染防治以及对已被二噁英污染的土壤和植被的生态修复具有重要的意义。     

基于LandsatTM影像的武汉市热岛效应研究

采用定量遥感与GIS相结合的方法,利用武汉市2006年TM遥感影像,定量分析武汉市植被指数和热岛效应的关系和空间分布。在空间剖面上,研究了植被指数（NDVI）与地表辐射温度的关系并对植被指数（NDVI）与地表辐射温度进行了回归拟合。在此基础上,研究了武汉市热岛空间分布,解释了武汉市热岛等级空间分布的特点。研究结果表明：植被指数（NDVll与地表辐射温度存在着明显的负相关性;随着植被覆盖的变化,城市建设用地的地表辐射温度明显比其他土地类型敏感;城市中工业区和人口活动密集的商业区热岛强度高;水体和绿地对于分割城市热岛和缓解热岛效应有显著作用。该研究可为城市生态规划、用地合理布局等提供参考。     

黄河三角洲潮沟湿地植被空间分布对土壤环境的响应

潮沟在黄河三角洲广泛存在,且分布有多种独特的湿地植被类型。通过设置有代表性的28个样地,获取了植被种类、多度和土壤环境因子数据;并运用双指示物种（TWINSPAN）,对黄河三角洲潮沟分布区植被进行了群落类型划分,得出研究区共有7种类型植物群落;同时利用典范对应分析（CCA）阐明了这些植被群落空间分布与土壤环境因子之间的关系,其分析结果显示构成黄河三角洲土壤盐分的主要是Cl-和Na＋,距离海洋的远近和土壤含水量共同影响土壤含盐量,盐地碱蓬和中华柽柳分布主要取决于土壤含盐量、Na＋含量及距离海洋距离,而各种植被类型的分布与土壤全磷（TP）、全氮（TN）、有机质、Ca2＋及Mg2＋含量存在一定的关系。     

退化滨水景观带植物群落生态修复技术研究进展

滨水带是重要的生态交错带,物质、养分和能量流动速率高,具有较高的生态、经济和美学价值。近年来,由于缺乏科学合理的生态规划意识,我国滨水带多被建成近直立人工护岸,加之自然、人为干扰力度的加强,滨水岸线生境破坏,生物群落丧失,滨水带退化,水岸生态环境日趋恶化。通过对滨水带生态景观功能分析,研究滨水带退化原因与机理,系统归纳了国内外退化滨水景观带植物群落生态修复相关技术的研究现状,深入探讨了生境恢复、生物廊道恢复、景观格局美化和水岸生态系统结构与功能优化等方面的研究内容,并提出今后滨水带生态修复技术研究方向,以及基于生态学、景观学、水力学、土力学、生物学、经济学等多学科背景的滨水景观带植物群落定量分析、配置方法。最后指出,滨水景观带植物群落生态修复技术研究需进一步分析我国水岸生态系统退化机理、细化滨水深槽-浅滩序列、量化滨水植被配置宽度与生物多样性关系、深化稳定化长效管理技术等,为我国退化滨水生态景观带植物群落生态修复集成技术的研究与实践提供参考,以全面有效的提高生态环境质量。     

滨海湿地退化区鸟类刨坑觅食行为促进植被的恢复

鸟类是滨海湿地生态系统中非常重要的组成部分,也是能够通过自身行为影响非生物环境以及生物过程的生态系统工程师。了解鸟类在滨海湿地生态系统中的生态系统工程效应,对于开展滨海湿地的生态修复具有重要作用。通过野外调查研究由灰鹤(Grus grus)和斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)主导的滨海鸟类的刨坑觅食行为对植被退化区的地形以及土壤环境理化指标的影响,进而促进盐地碱蓬(Suaeda salsa)植被的恢复。结果表明:鸟类在植被退化区的刨坑觅食行为改变了退化区的微地形及土壤环境,使得土壤硬度和土壤盐度显著降低,而土壤含水率和土壤碳氮营养指标则显著高于未经鸟类影响的退化平坦区域;另外,鸟类活动改善的凹坑微地形环境能够显著提高盐地碱蓬的种子保留量、幼苗定植量和成株存活量,有效促进盐地碱蓬在植被退化区域的恢复。通过鸟类改变微地形进而促进植被恢复的启发,提出可以尝试人为模拟改造退化区的微地形环境,以通过人为干预的方式促进滨海湿地退化区的植被恢复,对滨海湿地的生态修复具有重要指导意义。     

基于欧洲航天局“哨兵-2A”卫星的太湖蓝藻遥感监测

欧洲航天局(ESA)2015年6月23日成功发射"哨兵-2A"卫星,该卫星搭载的多光谱成像仪(MSI)在可见光(VIS)至短波红外(SWIR)波长区间配置了多种光谱波段/地面分辨率组合,可以获取大范围、较短重访周期、较高空间分辨率(10 m)的遥感影像。以太湖2016年6月13日MSI数据为例,在完成大气校正的基础上,分析了太湖典型地物类型光谱特征,采用归一化植被指数(NDVI)结合叶绿素反射峰强度(ρchl)构建的综合阈值法对贡湖湾的蓝藻水华信息进行了提取实验。结果表明:"哨兵-2A"卫星MSI影像质量清晰,可精细地反映植被、蓝藻、水体等典型地物类型的光谱特征;ρchl指数对中-高蓝藻聚集区与水生植被、轻度蓝藻聚集区与混合水体具有较好的分离能力;利用综合阈值法提取贡湖湾中-高蓝藻聚集区面积为60.37 km2,主要分布在贡湖北部沿岸、湖心和南部沿岸。"藻-水"混悬体面积为79.49 km2,贡湖湾东部蓝藻水华相对较轻。     

丰水期长荡湖入湖河流微生物群落结构特征及影响因素

为探究长荡湖入湖河流微生物群落结构特征及与环境因子的响应关系,在综合考虑主要入湖河流和污染源类型等因素的基础上进行分组,分析入湖河流中溶解氧(DO)、pH、氮磷比(TN/TP)、水温(WT)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)共7个理化因子的分布特征。基于16S rRNA高通量测序技术并结合Circos、ANOSIM和冗余分析(RDA)等方法分析微生物群落结构特征的差异以及微生物群落与理化因子的关系。结果表明：不同污染类型的长荡湖入湖河流中优势菌门、菌属种类相似,但相对丰度却有所差别。优势菌门包括变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);优势菌属包含hgcI clade、CL500-29 marine group、Acinetobacter、Comamonadaceae-Unclassified和Hydrogenophaga。ANOSIM分析表明长荡湖入湖河流微生物群落结构特征与污染源类型相关。冗余分析(RDA)结果显示pH、TP与长荡湖入湖河流的优势菌门呈显著相关(P<0.05);DO、pH与长荡湖入湖河流的优势菌属呈显著相关(P<0.05)。入湖河流的微生物群落在门、属分类水平上具有较高多样性且与污染源类型和理化因子相关,这为长荡湖入湖河流污染防治和生态修复提供了数据支撑。     

微量磺胺甲恶唑对饮用水管网生物膜群落及抗性基因的影响与控制

针对饮用水管网系统可能存在的微生物风险问题,采用模拟不同处理条件下的输配水管道系统,通过宏基因组学分析探究微量磺胺甲恶唑以及次氯酸钠消毒对管道中生物膜与抗性基因组成的影响。结果表明,2 μg·L⁻¹磺胺甲恶唑的添加对微生物群落以及抗性基因组成无明显影响,而浮霉菌门细菌表现出很强的抗次氯酸钠消毒能力。在未消毒条件下丰度前十的抗性基因与携带差异性抗性基因的细菌在消毒后丰度均明显有所下降,次氯酸钠消毒使ARGs总量下降了91.9%,因此,次氯酸钠消毒通过控制携带抗性基因物种从而有效控制群落抗性基因的传播。同时,通过组间显著性差异的功能基因与组间显著性差异的抗性基因相关性分析,功能基因的变化情况与抗性基因变化情况一致,因此,长期消毒改变了细菌群落组成及其功能,并最终影响抗性基因传播。这项研究有助于控制长期运行的饮用水管网输配系统中可能存在的包括抗药基因在内的微生物相关风险问题。