洞庭湖浮游植物群落结构及与水质营养状况的关系

报道了１９９３￣１９９７年洞庭湖浮游植物群落结构的调查结果，探讨了洞庭湖浮游植物群落结构的组成、数量与其独特的水文、不动力学条件的相关性，以及对水质营养状况的评价。     

关于洞庭湖重要生态功能保护的思考

本文阐述了洞庭湖生态功能保护区建设的工作思路和内容，并有针对性地提出了一些建议和措施，是一种有益的探索和思考。     

40年来洞庭湖流域耕地利用变化及其水分平衡效应

明确我国关键粮食产区水土资源平衡状况,有利于粮食生产结构调整及保障国家粮食安全。以南方洞庭湖流域为研究区,在多期土地利用数据、常规气象站点数据和DEM数据支持下,从耕地的新增、类型转换、存续和灭失4方面系统识别耕地利用变化特征,并运用Penman-Monteith公式、有效降水量模型等揭示其气候水分平衡特征及耕地利用下水土资源平衡效应。结果表明：(1)40年间,洞庭湖流域的水田处于较为稳定的空间分布状态,而旱地重心向西北方向移动了17.36 km²。耕地存续的相对面积比例达到70.63%,灭失类型多分布于怀化、湘西州等地,新增的耕地来源主要是林地,内部转换集中于衡邵娄等地;(2)流域南端以及洞庭湖区的蒸散能力较强,而西部至西北端偏弱,有效降水量呈西北至东南逐渐增大的特点;(3)1980年水分亏缺区面积比例仅为1.79%,至2020年该比例已增至32.84%,洞庭湖区以及永州市等地水分亏缺风险较高;(4)耕地的气候水分平衡历经了以水分盈余为主到水分亏缺与盈余并存阶段,亏缺区主要分布于洞庭湖区、湘江流域西北部以及永州等地,且亏缺区扩张更多围绕以水田为核心的耕地利用变化...     

滇南小流域不同土地利用类型土壤重金属形态特征及污染评价

为减少湖库沉积物重金属陆源泥沙输入以及为小流域尺度内重金属污染防治工作提供依据,本文以滇池西南部东大河小流域为研究靶区,探究不同用地类型土壤中Cu、Pb、Zn三种重金属分布特征以及赋存状态,同时分析重金属与土壤理化性质相关性、生物有效性,并利用综合污染指数法以及潜在生态危害指数法对重金属污染程度及生态风险做出评价.结果...     

基于循环神经网络的洞庭湖水位预测研究

洞庭湖流域分布了3个重要的自然保护区,是我国大型淡水湖泊湿地系统之一,生态资源丰富.水位是维持其生态系统结构、功能和完整性的基础.为预测长江和流域"四水"来水组合影响下的洞庭湖水位变化,该文采用两种循环神经网络方法——长短期记忆(LSTM)和门控循环单元(GRU),构建了洞庭湖水位变化的预测模型.LSTM和GRU的优势在于能够学习网络的输入和输出之间的长期依赖关系,这对于模拟受上游来水影响的水位累积变化至关重要.模型以湘江、资水、沅江、澧水入湖流量和长江干流宜昌站前期流量作为输入条件,预测洞庭湖不同湖区的水位变化过程.利用1980～2002年水位流量时间序列数据对模型进行测试,2003～2014年数据进行验证,并对两种模型的预测结果进行了比较.结果表明:(1)循环神经网络LSTM和GRU方法均可合理预测洞庭湖水位的变化过程,NSE和R2均为0.91～0.95,各站水位预测的RMSE值为0.41～0.86 m,NSE和R2均为0.91～0.95;(2)LSTM的预测精度稍高于GRU,但GRU计算更高效,是LSTM一个很好的替代方案;(3)模型能够较准确的模拟一次洪水事件,洪水位的预测值与真实值的最大相对误差低于5％;且模型具有较好的多步长时间序列预测能力,有在水文模型应用方面的潜力.     

东洞庭湖湿地生态水位阈值研究

水位是湖泊湿地水文情势和生态系统健康的关键指标,如何确定适宜生态水位阈值是确保湖泊湿地健康的关键.以东洞庭湖城陵矶站和鹿角站突变前水位过程(1959～1978年逐日水位资料)为基准期,采用RVA法、年内展布法和数理统计的方法建立了东洞庭湖适宜生态水位过程.结果 表明:(1) RVA法计算逐月生态水位阈值的波动范围均值是2.18 m,而年内展布法计算逐月生态水位阈值的波动范围均值是5.12m,水位波动较大,对于东洞庭湖适宜生态水位来说,RVA法计算生态水位的波动范围更有利于维持湿地植物群落健康和生物多样性;(2)受湖底高程影响,鹿角站的高低水位发生时间会比城陵矶站提前15 d左右,而高低水位的历时和波动范围以及动植物敏感期(3～6月)的平均水位变化速率并未有显著差别;(3)水位变异后(2003～2016年),东洞庭湖水位大部时间处于生态水位阈值内,只需要对不满足生态水位的消落期采取调整措施,鹿角站和城陵矶站年均水位差距减少0.46 m,洞庭湖的水动力系统减弱,给洞庭湖生态健康带来了消极的负面影响.研究可为东洞庭湖生态水位和三峡及上游电站联合调度提供依据.     

基于MODIS数据的洞庭湖水体面积与多站点水位相关关系研究

针对洞庭湖区,以30 m分辨率的环境减灾卫星CCD影像为参考,对比分析了归一化差异植被指数（NDVI）和比值植被指数（RVI）应用于MODIS遥感影像水体面积提取的优缺点。研究发现,选取NDVI并且赋予各月份各自适应的阈值进行水体面积提取,有效避免了采取单一阈值造成的枯水期水体误提以及丰水期水体漏提问题。将提取湖区面积与相应日期水位数据组成水位 面积组,建立湖区面积 水位相关关系。考虑到建立湖区面积与单一水文站点水位间相关关系存在一定空间不合理性,选取逐步多元回归法建立2003~2006年湖区面积与多站点水位间相关关系。结果表明：在高水位和低水位处,洞庭湖面积 水位关系年际间变化不太明显,但在中等水位处（如24~29 m）,湖区面积 水位关系有比较明显的变化,同一水位处湖区面积有逐年减小的趋势。     

三峡水库调节典型时段对洞庭湖湿地水情特征的影响

洞庭湖与长江联系紧密,三峡工程运行将改变洞庭湖的水文过程,影响湖泊湿地生态系统。为了评估三峡工程运行对洞庭湖湿地的水文影响,选取水文情势变化大且可能对植被生长产生重大影响的汛末蓄水和汛前腾空两个时段,运用反映江湖水动力交互的水动力学方法计算了三峡水库不同调节流量下湖泊水位与流量的变化特征,并结合湖泊高程和面积关系曲线,分析了不同增减下泄流量对洲滩湿地淹没出露的影响。结果表明,洞庭湖吞吐长江,复杂的江湖水动力交互作用使得湿地水文过程变化有明显的非线性。在恒定流条件下,汛末蓄水减泄4 000 m3/s流量可使城陵矶水位降低1 m。同样抬高1 m水位,汛前腾空约需增泄3 500 m3/s。在空间分布上,三峡水库调节对洞庭湖水情影响具有明显的异质性,受江湖关系和湖盆地形的影响,与长江水力联系紧密的东洞庭湖、南洞庭湖东部和西洞庭湖北部受三峡水库调节影响大,而西洞庭湖南部影响较小     

洞庭湖湿地生态系统管理面临的威胁及应对策略初探

生态系统管理可以实现自然资源的多目标管理。洞庭湖湿地生态系统优越,区域内社会经济发达,但面临保护与发展的双重压力。其中,开展洞庭湖区湿地生态系统管理面临众多威胁,包括自然灾害频发、资源利用不当、工农业污染突出、自然保护能力不足以及季节性缺水等新老问题交织在一起,共同导致了洞庭湖湿地生态系统功能降低,包括生物多样性降低、调蓄能力减弱、洪渍涝灾害加剧、地下水位升高、垸老田低等现象日益突出,而且这种人类不合理活动的后效放大驱动将长期存在,危及到了湖区水产养殖的自然增殖以及自然资源基础的安全性,成为湖区社会经济发展的严重制约因素。为此,建议在遵循生态系统方法的前提下,洞庭湖地区应该加强管理体制机制创新实践,加快湿地保护的立法与执法进程,通过编制洞庭湖区中长期发展总体规划,促进各种利益相关方参与和共管洞庭湖湿地退田还湖等生态恢复工程的巩固、湿地资源合理利用、湿地产业的开发以及湖区湿地生态与环境建设,最终实现湖区生态美好、民生改善的“人地和谐     

洞庭湖区畜禽排泄物的环境效应

洞庭湖湿地是长江中游重要的生态功能区,其生态功能的退化制约了湖区经济的可持续发展。近些年来,随着湖区集约化畜牧业的迅速发展,畜禽粪尿等排泄物对湖区生态环境构成了严重威胁。从畜禽养殖量、粪尿等污染物的年排泄量、粪便猪粪当量及负荷量、土地畜禽粪便负荷承受程度4个方面估算并分析了洞庭湖各县（市区）畜禽养殖业的环境威胁性。结果表明:2007年洞庭湖区各类畜禽粪尿排泄总量为3 17279万t,相当于猪粪当量2 92113万t。全年畜禽粪尿流失总量达1 11048万t。畜禽排泄物中年流失化学需氧量50.80万t,氨氮7. 81万t。从畜禽粪便负荷量警报值及分级结果看,畜禽排泄物对岳阳楼区、汩罗市的环境威胁比较严重,对云溪区、临澧县、武陵区、岳阳县、津市市和湘阴县生态环境亦有一定的影响。〖