1989—2011年东洞庭湖草洲出露面积变化及其与水位响应的关系

基于多时相的Landsat MSS/TM/ETM⁺遥感影像数据,采用决策树分类法提取1989—2011年共49景东洞庭湖不同水位条件下的草洲出露面积,结合1985—2011年城陵矶日水位数据及数字高程模型,分析草洲时空变化特征并阐明其变化趋势.结果表明: 研究区出露草洲面积受水位影响显著,两者呈极显著的线性关系(R²=0.875,P<0.001),出露草洲面积随水位的升高而逐渐减小,且水位越高,对草洲出露面积的影响越小.草洲出露面积随水位呈现规律性变化,1—7月,水位上升,草洲面积减少;7—12月,水位下降,草洲出露面积增加.1989—2011年,草洲出露面积持续增加,新增草洲主要由泥滩地转化而来;草洲扩张是各高程段草洲面积共同增加的结果,低位洲滩(黄海高程22～25 m)草洲面积的快速增加是湿地草洲扩张的主导部分.各高程水位变化是研究期间东洞庭湖草洲出露面积变化的主要原因.     

江湖关系变化下雁类生境格局模拟及雁类种群的响应——以都昌保护区为例

2003年后江湖关系变化导致鄱阳湖湿地秋季快速退水,滩地提前出露,草洲面积不断扩张。1998—2020年环湖调查数据表明：越冬候鸟种群总量稳中有升,但雁类种群数量急剧增加。为分析候鸟生境及数量变化成因,从“水文-洲滩-植被-雁类”耦合关系入手,针对鄱阳湖雁类分布最为集中的都昌保护区,基于水动力模型分析了2003年前后保护区水域、洲滩的动态变化规律,根据洲滩梯次出露的特征,结合苔草(Carex spp.)、蓼子草(Polygonum criopolitanum)两种优势洲滩植物群落的淹水时长建立了反映高程梯度的生境适宜度评价模型(Habitat suitability index, HSI),结合鸿雁(Anser cygnoides)、豆雁(Anser fabalis)及白额雁(Anser albifrons)的数量变化分析了模型的敏感性。结果表明：2003年后,同一高程带洲滩在退水期的出露时间比2003年前提前约30 d, 2003年后相同日期的洲滩出露面积较2003年前增加约一倍。1990—2019年雁类生境适宜度指数(HSI)分值总体呈增加态势。9—12 m不同高程带洲滩的出露时间...     

西洞庭湖湿地杨树人工林扩张的时空特征

杨树人工林的快速扩张及其对湿地生态系统的影响是西洞庭湖生态系统管理亟待解决的关键问题.本研究基于遥感影像数据、西洞庭湖湖底高程数据以及西洞庭湖水文数据,分析2000—2014年杨树在西洞庭湖洲滩湿地的时空分布特征.结果表明: 2000—2011年,杨树面积大幅增加,从3233.5 hm²增加到10915.6 hm²,增速为698.4 hm²·a^-1,其中,2004—2007年增长速度最快,达到1000.6 hm²·a^-1;2011年达到峰值后逐渐减少,2014年杨树人工林面积回落到10153.1 hm².芦苇、水域泥滩地和草滩地对杨树人工林扩张的贡献度依次为41.8%、37.0%和21.2%.错误的鼓励性政策、经济利益驱动等人为因素是导致西洞庭湖杨树迅速扩张的主要影响因子,泥沙淤积以及三峡大坝运行之后,洞庭湖水文节律的变化为加速杨树人工林的扩张提供了客观条件.2013年以后,西洞庭湖开展“退林还湿”工程是扭转杨树林扩张、并造成2014年杨树林面积下降的主要原因.     

基于MODIS的洞庭湖湿地面积对水文的响应

利用MODIS影像数据集提取了2000-2010年间的洞庭湖水面面积。结合城陵矶水位数据分析了10月-翌年5月洞庭湖水体湿地和洲滩湿地的面积变化。研究结果表明,洞庭湖水体湿地呈现明显减小的趋势。2010年2月、10月、12月较2000年2月、10月、12月相比,分别有29.98%、26.76%和9.02%水体湿地转化为洲滩湿地。城陵矶在24-26 m水位涨落的时序变化较大,使东洞庭湖草滩湿地提前出露。推迟淹没,洲滩湿地裸露时间延长,亦将导致低海拔的草滩湿地向芦苇滩湿地的演变。洞庭湖湿地面积的变化是三口、四水来水减少、降雨减少等多方因素共同作用的结果,而三峡在9-10月间蓄水,将进一步加重湿地洲滩化的趋势     

快速城市化山地城市地表温度的多维梯度——以重庆市主城区为例

以重庆市主城区为研究对象,利用TM/ETM⁺和MODIS数据获取地表温度（LST）和相对热岛强度（RHII）,分析其在地形、人口和GDP等多维梯度上的分布规律以及可能存在的量化关系.结果表明： 研究区LST、RHII分别在高程和地形起伏度两个梯度上呈非单调下降趋势,表现为显著的二次多项式函数关系,其中,200~350 m高程段内的城市建设活动剧烈,热岛强度最大.RHII与人口密度和单位面积GDP之间均呈显著的线性关系,人口密度每增加1000人·km^-2,RHII上升0.10 ℃;单位面积GDP每增加1000万元·km^-2,RHII上升-0.08 ℃.     

高原鼠兔对高寒草甸植物群落生物量的影响

2010 年和2011 年8 月在青海省果洛州矮嵩草草甸,采用样方法测定了不同密度高原鼠兔栖息地内杂草斑和秃斑植物群落特征及地上生物量的变化。结果表明:2010 年与2011 年相比,相同高原鼠兔密度的栖息地内杂草斑和秃斑植物总盖度、平均高度和总地上生物量差异不显著,但同一年份不同密度栖息地间差异显著。高原鼠兔低、中、高密度栖息地植物总盖度、平均高度和总地上生物量显著低于无鼠兔对照组(P < 0.05),不同密度间无明显变化规律。低、中、高密度栖息地的莎草、禾草和豆科植物盖度、平均高度和地上生物量显著低于无鼠兔对照组(P <0.05),秃斑上豆科植物消失;杂类草平均高度在低密度栖息地和无鼠兔对照组显著高于中、高密度栖息地(P < 0. 05),盖度和地上生物量对照组最小,随高原鼠兔密度增加呈增加趋势。2010 年和2011 年,高原鼠兔低、中、高密度栖息地内杂草斑面积分别占样地面积的4. 0% 、4.3% 、13. 3% 和3.8% 、4. 3% 、11. 0% ,秃斑面积分别占样地面积的0 2% 、2 6% 、4 0% 和0 2% 、2 2% 、3 4% ;植物损失地上生物量分别为110.84 kg/ hm² 、203. 18 kg/ hm² 、431.58 kg / hm² 和107.67 kg / hm² 、189. 46 kg / hm² 、365. 72 kg/ hm² 。高原鼠兔
的密度(x)与植物损失地上生物量(y)之间存在对数曲线关系,说明高原鼠兔的活动显著降低了植物总盖度、平均高度和总地上生物量,同时也改变了植物功能群组成。随高原鼠兔密度增加,栖息地内杂草斑、秃斑的面积和植物损失地上生物量呈增加趋势。     

崇明东滩南部盐沼植被空间分布及影响因素分析

崇明东滩南部滩面高程、土壤盐度在空间上呈明显的梯度变化规律。高程整体西高东低、北高南低, 盐度东北高、西南低, 两者共同限制着盐沼植物在空间上的分布。该文围绕崇明东滩南部主要植被类群及其空间分布, 探讨了土壤盐度、潮滩高程两大环境因子与植物种群分布的对应关系。基于2013年夏、秋季植被空间网格采样和空间插值, 分析了东滩南部植物的空间分布现状, 发现不同植物类群在高程和土壤盐度上存在极显著的差异(p < 0.01)。高程差异: 莎草科类群主要分布于高程区间2.93-4.07 m的低潮滩, 禾本科主要集中分布在高程3.13-4.31 m的中、高潮滩; 盐度差异: 海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)优势种群植被覆盖区表层30 cm的平均土壤盐度为(3.2 ± 0.6) g·kg^-1, 显著高于其他类群植物分布区的平均土壤盐度(2.0 ± 0.3) g·kg^-1 (p < 0.01)。崇明东滩湿地生态系统的关键种兼先锋种——海三棱藨草, 分布高程介于2.53-3.97 m, 而互花米草能适应海三棱藨草80%的高程区间, 两者在高程上存在竞争关系。统计数据显示, 研究区域中近90%的海三棱藨草分布在研究区东北部, 土壤盐度范围为1.6-4.5 g·kg^-1, 海三棱藨草、互花米草能较好地适应该空间内的盐度胁迫, 两种植物在此交替出现。但是在高程和土壤盐度的综合作用下, 互花米草的生长状况更好, 因此该区的海三棱藨草很可能会被互花米草逐步取代。对各类群植被分布和优势面积的研究发现, 海三棱藨草总分布面积为294 hm², 优势群落面积120 hm², 海三棱藨草仅占莎草科植物总优势面积的15.7%, 占研究区总面积的6.9%, 在6种主要植物(芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、互花米草、糙叶薹草(Carex scabrifolia)、藨草(Scirpus triqueter)、海三棱藨草)中比重最小, 这给保护区内海三棱藨草种群的恢复和保护带来极大的挑战。     

土地利用转变与海拔高度协同作用黄土高原植被固碳变化特征

全球固碳释碳问题一直是近年来关乎民生的热点话题,区域碳源/碳汇对生态环境的重要性不言而喻。基于CASA模型估算黄土高原1990—2015年植被净初级生产力的年际变化,并分析土地利用变化、海拔高度及两者协同作用对其综合影响,结果表明：(1)黄土高原1990—2015年植被NPP与植被固碳总体呈增加趋势,年均NPP增速2.74 gC m^-2 a^-1,年均固碳增速1.13 TgC/a,研究区林地年均NPP(619.5 gC m^-2 a^-1)远超其他用地类型,固碳效果理想;(2)黄土高原年均NPP随高程的增加先降低后升高,年总NPP和固碳量随高程增加变化趋势相反;(3)研究区土地利用转变类型中退耕还林的植被固碳效果最好;而林地变为耕地或草地均不能达到固碳目的,此外,更推荐在研究区海拔低于1500 m变草为耕,海拔高于1500 m退耕还草,海拔高于3000 m变耕、草为林。以期为区域尺度的生态环境建设提供一定的参考和科学依据。     

鄱阳湖湿地洲滩植物梯度变化

湿地洲滩植物物种多样性及生物量是反映湿地生态系统状态的重要指标,也是揭示水位变化下湿地生态系统响应机理的重要途径。基于鄱阳湖湿地野外调查和实验分析数据,利用α和β物种多样性指数,初步探讨了鄱阳湖湿地洲滩植物物种多样性及地上部分生物量的空间分布特征及其差异性。结果表明,鄱阳湖湿地洲滩植物物种多样性随高程变化的差异性显著(P0.001),蚌湖和泗洲头在高程14—15 m的指数较大,表明这一高程范围内与其他高程范围内的物种更替比较显著,而战备湖和北深湖在高程15—16 m的指数较大,表明这一高程范围内与其他高程范围内的物种更替比较显著,而常湖池的指数变化不明显,表明常湖池各高程范围内的物种更替较小。鄱阳湖湿地洲滩植物年地上生物量的空间差异性较为复杂,与湿地高程呈现单峰曲线关系,即随湿地高程增加而增加,到达一个峰值后开始减少。同一高程范围内下,洲滩前缘与碟形湖泊的物种多样性与地上生物量差异显著(P0.05),前者最高值在高程13—15 m,后者最高值在高程14—17 m。     

黑龙江长白山森林生物量的时空变化分析

森林生物量碳储量的空间分布及其变化信息, 对揭示地表空间变化规律及驱动因子、分析评价森林生产力及生态功能具有重要意义。该文以20世纪70年代、80年代、90年代和21世纪初4个时期的遥感数据和同期的森林资源清查样地数据为基础, 应用遥感信息模型, 估算了黑龙江长白山地区的森林生物量, 分析了该地区森林生物量的时空动态变化, 以及森林生物量随高程、坡度和坡向的变化规律。结果表明: 该地区4个时期的森林平均生物量分别为81.56、44.27、48.27和54.82 t·hm^-2。4个时期总的森林生物量分别为5.37 × 10 ⁸、2.83 × 10 ⁸、3.06 × 10 ⁸和3.46 × 10 ⁸ t。20世纪70年代到21世纪初森林平均生物量和总的森林生物量都呈现出先降低后增加的趋势, 呈先下降趋势的主要原因是20世纪70-80年代以森林采伐为主, 后增加趋势的主要原因是实施天然林保护工程起到了很大的作用。该地区4个时期森林生物量随高程、坡度和坡向都表现出一致性的变化规律, 森林生物量随高程和坡度变化都呈先增加后减少的趋势, 导致这一现象的主要原因是, 高程、坡度和坡向变化引起了局地气候条件的变化, 从而直接影响森林生长环境, 造成森林分布的变化。森林生物量在200-400 m高程所占的比例最大, 约为35%, 在坡度5°-15°所占的比例接近50%。森林生物量在南坡和西南坡所占的比例最小, 为7%; 平坡所占的比例最大, 为28%; 南坡次之, 为19%。     

环境因子对东洞庭湖优势冬季水鸟分布的影响

东洞庭湖国家级自然保护区是我国乃至全球湿地水鸟的重要越冬栖息地,研究水鸟群落与环境因子之间的关系,对修复鸟类栖息地具有重要意义.2010和2011年冬季分别对东洞庭湖湿地冬季水鸟进行调查,采用典范对应分析(CCA)分析环境因子与优势水鸟分布的关系,采用偏CCA评估各环境因子的影响强度.结果表明： 到道路距离、到居民距离、斑块密度、植被类型数、水面面积和苔草面积对东洞庭湖冬季水鸟分布具有显著影响(P<0.05),其影响强度为苔草面积>斑块密度>到居民距离>植被类型数>水面面积>到道路距离,苔草面积和斑块密度对水鸟分布的影响达极显著水平(P<0.01),是影响东洞庭湖湿地冬季水鸟的主要环境因子;景观多样性和芦苇面积对水鸟分布的影响未达到显著水平(P>0.05).回归分析结果显示,环境因子对不同水鸟丰富度的影响不同,白琵鹭、罗纹鸭和黑腹滨鹬丰富度随苔草面积增大而减小,随斑块密度增大而增大;豆雁、白额雁、小白额雁和绿翅鸭丰富度随苔草面积增大而增大,随斑块密度增大而减小.东洞庭湖冬季水鸟分布是由以苔草面积、斑块密度为主的多环境因子综合作用的结果.     

Three Gorges Dam: Impact of Water Level Changes on the Density of Schistosome-Transmitting Snail Oncomelania hupensis in Dongting Lake Area,China

BackgroundSchistosomiasis remains an important public health issue in China and worldwide. Oncomelania hupensis is the unique intermediate host of schistosoma japonicum, and its change influences the distribution of S. japonica. The Three Gorges Dam (TGD) has substantially changed the ecology and environment in the Dongting Lake region. This study investigated the impact of water level and elevation on the survival and habitat of the snails.MethodsData were collected for 16 bottomlands around 4 hydrological stations, which included water, density of living snails (form the Anxiang Station for Schistosomiasis Control) and elevation (from Google Earth). Based on the elevation, sixteen bottomlands were divided into 3 groups. ARIMA models were built to predict the density of living snails in different elevation areas.ResultsBefore closure of TGD, 7 out of 9 years had a water level beyond the warning level at least once at Anxiang hydrological station, compared with only 3 out of 10 years after closure of TGD. There were two severe droughts that happened in 2006 and 2011, with much fewer number of flooding per year compared with other study years. Overall, there was a correlation between water level changing and density of living snails variation in all the elevations areas. The density of living snails in all elevations areas was decreasing after the TGD was built. The relationship between number of flooding per year and the density of living snails was more pronounced in the medium and high elevation areas; the density of living snails kept decreasing from 2003 to 2014. In low elevation area however, the density of living snails decreased after 2003 first and turned to increase after 2011. Our ARIMA prediction models indicated that the snails would not disappear in the Dongting Lake region in the next 7 years. In the low elevation area, the density of living snails would increase slightly, and then stabilize after the year 2017. In the medium elevation region, the change of the density of living snails would be more obvious and would increase till the year 2020. In the high elevation area, the density of living snails would remain stable after the year 2015.ConclusionThe TGD influenced water levels and reduced the risk of flooding and the density of living snails in the study region. Based on our prediction models, the density of living snails in all elevations tends to be stabilized. Control of S. japonica would continue to be an important task in the study area in the coming decade.     

Morphological responses of two plant species from different elevations in the Dongting Lake wetlands,China, to variation in water levels

The vegetation of wetlands show strong zonation patterns, but the mechanisms determining these patterns are not fully understood. In the present study, growth and morphological responses to a water level gradient (–20 cm (i.e. water level 20 cm below soil surface), –10 cm, 0 cm, 10 cm, 20 cm) were compared between a higher elevation plant (Imperata cylindrica) and a lower elevation plant (Carex brevicuspis) in the Dongting Lake wetlands of China. For both species, the aboveground, belowground, and total biomass were greater at –10 cm than at any other water level.. However, when the water level increased from –10 cm to 0 cm, there was a greater decrease in the biomass of I. cylindrica than in that of C. brevicuspis. Plant height, tiller number, leaf length, leaf width and leaf area showed greater variation along the water level gradient in I. cylindrica than in C. brevicuspis. Generally, with increasing water level, root length, rhizome number, and adventitious root biomass and number all decreased in I. cylindrica. However, in C. brevicuspis, neither the rhizome number nor the primary adventitious root biomass differed significantly among the five water levels. These results indicate that I. cylindrica have a lower tolerance for flooding and higher water sensitivity than C. brevicuspis and these differences may explain why I. cylindrica is found at relatively higher elevations that are not prone to flooding, while C. brevicuspis is found at comparatively lower elevations in the Dongting Lake wetlands.     

退田还湖对洞庭湖湿地鸟类的影响

对洞庭湖湿地退田还湖前后湿地鸟类群落结构进行对比分析,阐述了湿地鸟类群落结构的变化趋势.洞庭湖湿地鸟类群落结构的变化表明,鸟类的数量在退田还湖后明显上升,与1992年洞庭湖湿地鸟类名录相比增加2目16科174种,尤其是雁鸭类、鹬鹆类、隼类和鸣禽的种数增加迅速.优势种退田还湖前只有32种,退田还湖后增加到74种.不同的湖区因生态环境异质性,退田还湖前后鸟类的群落结构也有差异.在记录的312种鸟类中,其中东洞庭湖分布有297种,南洞庭湖164种,西洞庭湖217种,共有鸟类138种,东洞庭湖特有鸟类较多(48种).经调查,退田还湖(垸)区鸟类群落结构变化更为明显,青山垸分布13目33科77种,西畔山洲垸分布8目20科37种,两垸共有鸟种33种,青山垸特有鸟类有41种,西畔山洲垸5种.     

2001-2010年洞庭湖生态系统质量遥感综合评价与变化分析

生态系统质量能够反映生态系统的重要特征,是表征生态环境质量和服务功能的重要指标。在生态系统质量的理论框架指导下,结合GIS综合指数法,利用遥感数据和土地覆被数据,对2001—2010年洞庭湖区域各生态系统类型进行生态系统质量综合评价和变化分析。以NPP年均值和变异系数构建生态系统生产能力指数(EPI)和稳定性指数(ESI),结合PSR模型和AHP层次分析法构建生态系统承载力指数(EBCI),并基于熵值权重法,构建生态系统质量遥感综合评价模型,实现对生态系统生产能力、稳定性和承载力三方面的综合评价。结果表明,洞庭湖区域生态系统质量综合评价分数达到59.81(总分100),而且在三项指数评价中,各指数均值分别为72.79、52.21和71.86,可见洞庭湖区域生态系统稳定性略差。三项指数在2001—2010年期间变化表现不同,EPI和EBCI分别下降8.85%和9.11%,ESI小幅度上升3.09%;整体生态系统质量在2001—2010年呈现逐年降低趋势,下降5.97%,平均变化率为-0.508/年。针对各生态系统类型的分析可知,森林生态系统质量高于其他生态系统类型,湿地生态系统质量最低,同时在这十年间,湿地生态系统质量下降最明显,降幅达12.97%,森林生态系统质量变化较小,降幅只有2.26%。     

近40年来洞庭湖流域土地利用及生态风险时空演变分析

以洞庭湖流域为研究对象,利用1980年、1990年、2000年、2010年和2018年5个时期的土地利用数据,在定量分析近40年流域土地利用动态特征的基础上,从景观生态学视角构建生态风险评价模型,对1980-2018年洞庭湖流域生态风险进行评价,并进一步揭示其时空格局演变特征。结果表明：（1）1980年以来,洞庭湖流域土地利用类型以林地和耕地为主。洞庭湖流域土地利用格局发生较大变化,其显著特征为建设用地不断扩张、林地基本稳定、耕地日益萎缩和水域呈扩大趋势。（2）近40年来,洞庭湖流域生态环境较为良好,以较低和中等生态风险区为主导类型。在1980-1990年、1990-2010年和2010-2018年3个时段内,生态风险呈现增长、缓和、加剧的变化过程,高风险区以洞庭湖湖盆向环洞庭湖平原扩张,洞庭湖区、湘江流域和资水流域生态风险等级明显高于其他地区,而沅水流域、澧水流域和湘江流域的东南部生态风险相对较小。     

洞庭湖青山垸退耕地不同水位土壤种子库特征

研究退耕地土壤种子库的组成特点和分布规律是评价受损湿地生态恢复效应的重要组成部分.本文以洞庭湖典型退田还湖区——青山垸为对象,研究了不同水位及湿地土壤(0～2、2～5和5～10 cm)种子库的大小、物种组成多样性及其与地上植被的关系.结果表明: 青山垸土壤种子库密度、丰富度指数以及地上植被与土壤种子库的相似性系数沿低-中-高水位梯度呈“V”型变化.常淹区种子库密度最高,为(36943±5207)粒·m^-2,偶淹区最低,为(18618±6977)粒·m^-2,洪淹区居中,为(30572±5329)粒·m^-2;地上植被与土壤种子库的相似性系数(Sorensen系数)为常淹区(0.76)>洪淹区(0.53)>偶淹区(0.41).种子库密度、物种多样性指数和物种丰富度指数沿土壤剖面呈递减趋势,但不同水位的递减幅度存在差异.种子库密度、物种丰富度以及地上植被与湿地种子库的相似性系数沿水位梯度呈规律性变化,与其所处的地理位置水文波动和植被的物种生活型组成等密切相关.