1975—2015年南四湖自然保护区生态系统服务价值时空变化分析

南四湖自然保护区具有较高的生态保护地位和经济价值。研究以南四湖自然保护区1975—2015年8期土地利用类型数据为基础, 借助SPSS、ArcGIS等软件, 分析南四湖自然保护区近40年土地利用变化及其对生态系统服务价值时空分布的影响。结果表明: 1975—2015年水体始终是南四湖自然保护区的优势土地利用类型。40年间未利用地面积减少88.90% (8807.68 hm2), 而水田、草地、旱地、建成区、林地和水体面积分别增加4626.45 hm2、405.06 hm2、1660.67 hm2、401.54 hm2、76.76 hm2和1621.60 hm2。40年间南四湖自然保护区的生态系统服务总价值增加了0.03% (1.13×106 US$), 其中支持服务功能价值减少1.14×107 US$, 文化服务功能价值减少5.61×106 US$, 供给服务功能价值减少2.15×106 US$, 仅调节服务功能价值增加2.02×107 US$。表现在空间上则是自然保护区西侧生态系统服务价值变化较东侧更为明显。导致1975—2015年生态系统服务价值变化的主要影响因子是水体和未利用地面积的改变, 生态系统服务价值与水体面积呈现显著正相关, 与未利用地呈现显著负相关。研究结果能为南四湖自然保护区的土地利用决策提供理论支持。     

基于景观格局的太湖流域生态风险评估

以太湖流域为例,采用2000、2005、2010、2015年4期景观类型数据,结合Markov和CLUE-S模型对2030年不同情景下景观类型进行模拟,构建景观生态风险指数,运用空间统计、重心迁移等方法,对太湖流域生态风险进行研究,揭示其景观生态风险时空演化特征及其规律.结果表明: 2000—2015年,太湖流域以中生态风险和较低生态风险为主,高生态风险区主要分布在太湖湖区,低生态风险由太湖西南部和南部向太湖北部发达地区转移.景观生态风险与自然因素呈负相关,且相关性减弱,与社会经济因素相关性越来越强,景观生态风险受人类干扰越来越显著.社会经济因素对景观生态风险的影响,在不同城市化发展阶段的区域表现出显著差异:欠发达地区随着经济开发,景观日益破碎化,生态风险相应增加;发达地区则随着经济的进一步发展,城市化扩展使景观集聚成片,破碎度和分离度指数降低,生态建设得到恢复,景观生态风险随着经济发展开始降低.CLUE-S模型模拟预测表明,未来太湖流域景观生态风险将总体降低,主要以低生态风险和较低生态风险为主.太湖湖区不论在历史和未来都是高生态风险区,需要人们对太湖区域加强管理保护.     

南四湖流域关键生态系统服务的时空权衡关系

从多尺度科学地研究流域各生态系统服务间的权衡与协同关系,对流域实现经济发展与生态保护双重目标具有重要研究意义。运用InVEST模型模拟评估产水量、水质净化、土壤保持、碳存储、生物多样性维持和授粉等6类区域关键生态系统服务,并通过热点分析、相关分析和主成分分析,定量分析自改革开放以来（1980-2018年）这些生态系统服务的时空变化及其在不同尺度上的权衡关系。结果表明：（1）南四湖流域产水服务呈上升趋势,而水质净化、土壤保持、碳储存、生境质量、授粉等服务则总体呈下降趋势。（2）研究区东部林地和草地广布,是碳存储、生境质量和授粉服务的高值区,而建设用地分布的地区是产水量和土壤保持服务的高值区。（3）产水量与水质净化服务之间呈权衡关系,水质净化与生境质量、碳存储与授粉之间则存在较强的协同关系。（4）在子流域尺度上主要是存在着供给服务（产水量）与调节服务（水质净化和土壤保持）、供给服务（产水量）与支持服务（生境质量）之间的空间权衡关系;在县域尺度上,供给服务、调节服务与支持服务（产水量、水质净化、碳存储、生境质量和授粉）之间主要是空间协同关系,两个尺度之间具有较大差异。研究结果可为管理者在合适的空间尺度上制定相应的政策提供科学支撑,促进南四湖流域生态环境和社会经济协同发展。     

南四湖大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

2010年4—12月对南四湖大型底栖动物群落进行了季度调查,分析了底栖动物群落的时空动态,并进行了水质评价。调查期间共采集到底栖动物36种,其中寡毛类5种,软体动物10种,水生昆虫15种,其他动物6种。底栖动物的优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、梨形环棱螺(Bellamya purificata)、长角涵螺(Alocinma longicornis)和红裸须摇蚊(Propsilocerusi akamusi),四者密度之和占总密度的88.1%。大型底栖动物的密度和生物量分别为1119 ind·m-2和83.23 g·m-2。底栖动物的种类数、优势种和现存量均呈现出明显的季节变化,空间分布差异亦较大。采用Shannon多样性指数、Margalef多样性指数和Hilsenhoff生物指数对南四湖的水质进行了综合评价,结果表明,南四湖总体上处于中污染状态,从季节上来看,春季和冬季的水质略好于夏季和秋季;从各湖区来看,南阳湖和昭阳湖处于重污染状态,独山湖处于中-重污染状态,微山湖处于中污染状态。     

1980—2015年南四湖流域景观格局及其脆弱性

流域景观格局及脆弱性变化对流域生态环境具有重要影响.为保障南四湖流域生态环境安全,本研究以流域1980—2015年7期土地利用数据为基础,通过计算景观格局指数分析南四湖流域景观格局变化,利用景观适应度(LAI)和景观敏感度指数(LSI)构建景观格局脆弱度(LVI),并分析其空间分布与变化.结果表明: 1980—2015年,南四湖流域耕地面积比例下降4.6%,建设用地增加39.7%,其他土地利用类型呈波动变化,林地、草地、未利用地面积减少,水域面积增加.耕地一直是南四湖流域的优势景观类型.耕地和水域破碎度增加,其他地类破碎度降低.流域景观整体破碎度有所缓和,景观类型之间形成了较好的连接性,景观格局的不规则性和复杂性下降并朝着均匀化和多样化方向发展.各时期流域景观脆弱度大体上表现出东部高于西部、北部高于南部的趋势,其空间分布与流域地形,以及景观类型的分布、土地利用变化有关.研究期间,流域LVI整体下降,东部景观脆弱度严重地区的景观格局开始趋于分散,逐渐被低一级脆弱区所取代,西北部地区脆弱度的回升最明显,南部及西南部一直是低脆弱区.     

微山湖发现中国淡水蛏

2010年10月23日在山东省微山县韩庄附近的微山湖京杭运河入湖口航道采集到淡水蛏标本32个,经鉴定为中国淡水蛏(Novaculina chinensis),微山湖为该种在我国的最北分布,表明其分布区已延伸至古北界.     

基于CNKI和WOS的非点源污染模型的研究热点及趋势分析

以中国知网学术期刊网络出版总库(CNKI)和WEB OF SCIENCE(WOS)中1986—2016年的期刊论文为数据源,以非点源污染或面源污染(non-point pollution or Diffused pollution or non-point source pollution)和模型(Model)为主题进行检索,共检索到国内文献1474篇和国外文献1046篇。利用共词分析方法,同时结合CiteSpace、SPSS和Bibexcel软件对检索结果进行分析,利用Ucinet和NetDraw软件绘制出共词网络可视图,依据处理后的结果对非点源污染模型的研究趋势进行系统的梳理分析,从多个角度对非点源污染模型的研究现状与发展情况进行分析,包括发表文章的关键词、年代分布、发表期刊、著者、高被引文章等,在此基础上分析出国内外在非点源污染模型领域中的研究概况及研究热点,明确非点源污染模型研究的探索方向,为以后非点源污染模型的研究提供理论依据。     

南四湖浮游动物群落结构特征及其与环境因子的关系

为探讨南四湖浮游动物多样性特征及其与水质的相关性,于2012年夏季(7月)和冬季(12月)对南四湖浮游动物的群落结构进行了系统研究,结合历史数据,分析了南四湖浮游动物群落的多样性特征和时间变化。共采集到浮游动物163种,其中,轮虫78种,原生动物65种,枝角类17种,桡足类3种。夏季记录浮游动物种类数(141种)高于冬季(105种)。从四个湖区来看,微山湖浮游动物种数最多(102种),其次是南阳湖(95种)和昭阳湖(80种),独山湖(73种)较少。南四湖浮游动物全年平均密度为2 192 ind/L,平均生物量为2.27 mg/L。除原生动物外,其他三类浮游动物夏季的平均密度和生物量都高于冬季。采用丰富度指数、Shannon-Wiener指数和均匀度指数对浮游动物多样性进行了评价,结果均显示,南四湖浮游动物多样性夏季高于冬季。通过回归分析发现,总氮是影响浮游动物密度的主要因素,总氮和水温是影响浮游动物生物量的主要因素,p H和电导率是影响浮游动物多样性的主要因素。     

基于CLUE-S和InVEST模型的南四湖流域生态系统产水功能对土地利用变化的响应

土地利用/覆被变化对水文过程与水资源利用具有重要影响,是流域生态系统产水功能的驱动力之一.以山东省南四湖流域为研究对象,分析1990—2013年土地利用变化,运用CLUE-S模型预测未来土地利用变化趋势,并基于土地利用变化格局,采用InVEST模型的产水模块和空间制图探讨了近25年、未来城市化增长情景以及流域生态保护管理情景下土地利用变化对产水功能的影响.结果表明: 近25年来,随着南四湖流域城市化进程的加快,城市建设用地增加3.5%,耕地面积减少2.4%,城市用地的增加主要来源于耕地转换;InVEST模型模拟显示,城市建设用地的增加会促进产水,由此引起产水功能在过去25年中先降低后升高,2013年最高达到232.1 mm;CLUE-S模型模拟预测现状增长情景下土地利用变化,按照城市化快速发展的速度,城市建设用地将增加6.7%,由此导致2030年产水量显著增长,流域洪水风险亦会相应升高;湖区周围300 m缓冲区实施退耕还林情景模拟表明,这一生态措施会明显降低流域产水量,较2013年减少1.2%.     

1975—2018年南四湖流域景观生态风险时空变化及其驱动因素研究

研究区域的景观生态风险变化趋势及其驱动因素,可以更加科学地保护和开发流域生态系统。以南四湖流域1975—2018年9期土地利用数据为基础,借助ArcGIS 10.2和Fragstats 4.2等软件计算景观生态指数,并构建景观生态风险评估模型,通过空间自相关性分析,探究南四湖流域自改革开放40年来生态风险的时空变化,并用地理探测器定量研究驱动因子的贡献量。研究结果表明:流域最大斑块指数不断减小,景观破碎化加剧,且与景观生态风险指数呈正相关;而平均分维数、香浓多样性和香浓均匀度与生态风险指数呈负相关。在空间上,生态风险指数具有较强集聚性,东部草地和林地区域主要是高值区,湖区北部以及西部耕地和建设用地则主要是低值区;总体上,研究区大部分为低风险和较低风险区,且生态风险平均值不断降低;地理探测器分析表明,海拔和人为干扰度因子贡献量在35%以上,对生态风险有显著的解释力。据此,以后应减少人类行为对南四湖流域生态系统的干预,降低流域的景观生态风险,实现经济、社会和生态的可持续发展。