博斯腾湖枝角类群落结构特征及其影响因子

2010—2013年对博斯腾湖17个站位的枝角类及其影响因子进行了11次季度采样调查,阐述了枝角类群落结构特征及其演替动态,分析了博斯腾湖枝角类物种和多样性对环境变量的响应.结果表明： 1)调查期间共鉴定枝角类14种,其中优势种3种.与历史数据比较,喜贫营养型水体的种类减少甚至消失,喜富营养型水体的种类逐步占据群落优势地位.2)枝角类密度时空变动较大,调查期间各站位密度变幅为0～567.0 ind·L^-1,总平均为30.0 ind·L^-1;年际变动上2011年最高(82.5 ind·L^-1),之后逐年递减;水平分布上密度差异显著,主要呈沿岸浅水区高、中心深水区低的特点.3)水温是影响枝角类群落最重要的生态因子;种类分布对水深的响应表现在长刺溞在深水区分布较多,长额象鼻溞多集中在浅水区;食物限制和食浮游动物鱼类的捕食可能是影响博斯腾湖枝角类群落结构变动的重要原因.     

2001-2014年博斯腾湖流域植被物候时空变化及其驱动因子

以博斯腾湖流域为研究对象,利用MODIS的MCD12Q2和LST产品、GHCN_CAMS气温观测/再分析资料与气象数据,采取趋势分析与相关性分析法探求了博斯腾湖流域2001-2014年植被物候的时空变化及其影响因素的相对作用,对博斯腾湖流域植被物候分区不同的驱动区域。结果表明：①在研究期内,整个研究区植被物候始期在第76-168天,末期在第172-295天;物候始期自南向北逐渐推迟、而末期逐渐提前,物候的空间分布特征与该区海拔高度的分布保持了较好的一致性;②2001-2014年植被始期和末期有明显提前趋势（提前3-6d）,主要分布在流域的盆地和平原绿洲区,表示研究区植被物候受到人类活动的影响。③植被物候始期与末期变化受气候因子驱动影响的区域占比分别为57.10%和51.30%,主要分布在黄水沟流域,清水河流域,孔雀河流域,大尤路都斯盆地和小尤路都斯盆地周围地区;而非气候因子占42.90%和48.70%,主要位于博斯腾湖周围绿洲和库尔勒绿洲等地势较低的区域。④由植被生长季物候与降水、气温的偏相关性关系和复相关性关系可以得出,多年物候始期和末期与气温有关;而且随海拔升高,气温的敏感幅度越高。博斯腾湖流域植被物候的时空变化不仅是受气候变化的影响,还主要受人类活动和海拔高度差异等影响因素的共同作用。     

新疆北部发现白头硬尾鸭繁殖

白头硬尾鸭(Oxyuraleucocephala)属雁形目(Anseriformes)鸭科(Anatidae),是一种古北界分布的珍稀水禽,在国际上被IUCN列为“濒危(EN)”物种,同时被列入CITES公约和迁徙物种公约(CMS)。该物种主要有中亚、西亚、欧洲、北非4个相互隔离的繁殖种群。据湿地国际(Wetland International)最新估计全球数量8000～13000只。在我国,该物种被列入中国濒危动物红皮书,以往在新疆南部的克州和博斯腾湖附近以及北疆的天山、昌吉有过分布记录。近期新疆记录包括:2006年10～11月,10余只次个体被国外观鸟者(Paul Holt)记录于石河子地区和五家渠八一…     

博斯腾湖鱼类资源组成、体长与体重关系及生长状况

博斯腾湖为西北高原地区湖泊,1958年开始商业化渔业生产,1962年开始鱼类引种工作,半个多世纪以来湖区鱼类资源组成处于不断的变动当中。本文围绕湖区鱼类群落组成动态、当前鱼类的体长与体重关系及种群生长状况开展研究,于2019年春季(4月)、夏季(8月)、秋季(10月),通过渔具采样和渔获物调查相结合的方法,在博斯腾湖共发现鱼类17种,隶属于4目8科,其中?(Hemiculter leucisculus)、池沼公鱼(Hypomesus olidus)、鲫(Carassius auratus)为优势种,鱼类资源结构小型化问题严重。描述了15种鱼类体长-体重关系与生长情况,其中12种鱼类为正异速生长,3种鱼类为负异速生长,优势鱼类的体长-体重关系式参数b值范围2. 95～3. 56,决定系数r2值范围0. 874～0. 997。本研究所得结果可为博斯腾湖鱼类资源保护与可持续利用提供基础资料和科学支撑。     

自由搜索算法的投影寻踪模型在湿地芦苇调查中的应用

针对传统湿地芦苇调查统计方法中的问题,建立了基于自由搜索的投影寻踪模型,将芦苇的生理特征指标和环境因子指标作为投影指标构建了投影指标函数,通过自由搜索算法优化得到最佳投影方向,由最佳投影指标函数来反映各类芦苇的特征,避免了人为赋予权重的干扰,客观性强,数学概念清晰,并在博斯腾湖芦苇调查统计中进行了应用,结果表明：博斯腾湖芦苇的种类及群落特征没有发生显著的变化,在8个环境因子中水质及水量是影响芦苇产量的主要环境因子,土壤有机质对芦苇产量的影响最小;通过实际应用表明模型应用效果较好,为湿地芦苇资源调查及湿地芦苇的生态保护提供了新的思路。     

博斯腾湖细菌丰度时空分布及其与环境因子的关系

于2010年6月—2011年6月在新疆博斯腾湖共进行了9次采样,获得了140份样品,采用表面荧光显微镜直接计数法及广义可加模型(Generalized Additive Models,GAM)研究了表层水体中细菌丰度的时空分布规律及其与环境因子的关系。结果表明博斯腾湖细菌丰度平均值为(1.48±0.95)×106个/mL;细菌丰度季节差异显著,夏季最高(2.05×106个/mL),冬季最低(3.81×105个/mL)。在大湖区,春季和冬季细菌丰度最大值均位于湖区中部,冬季细菌丰度由湖区中部向东南、西南逐渐减少。夏季和秋季细菌丰度分布与春季大致相反,湖区中部较低,西北部较高。GAM分析结果表明,温度、溶解性有机碳(DOC)、叶绿素a、电导率、浊度等5个环境因子对细菌丰度总偏差解释率为81.2%,其中温度贡献最大,贡献率为63.3%,DOC、叶绿素a和电导率,贡献率分别为12.5%、2.7%和1.7%;浊度对偏差的解释率仅为1.0%。在温度超过22℃时,影响博斯腾湖细菌丰度空间分布的主要因子是DOC。     

基于土地利用的博斯腾湖流域生态系统服务价值时空变化

探讨土地利用变化及其对生态服务功能价值影响，是促进流域生态环境保护和资源合理配置的重要理论依据和决策支持。采用改进的生态系统服务价值评估、热点分析等方法探究了博斯腾湖流域1995-2018年土地利用变化与生态系统服务价值时空（ESV）演变。结果表明：（1）流域旱地、建设用地面积持续增加；荒漠、草甸、湿地、水域、灌木面积呈现波动增长趋势；裸地、草原、冰川积雪、阔叶、针叶面积呈现波动下降趋势。（2）流域23年间ESV呈减小-增大-减小-增大的波动增大趋势，调节服务和支持服务构成流域ESV主体。水域、草甸和草原是流域ESV变化主要的贡献因子和敏感因子，其中水域和草甸为正向贡献因子；草原为负向贡献因子。（3）流域ESV总体空间分布呈"北偏高，南偏低"，唯一高值集聚区（博斯腾湖）点缀在低值区的格局，ESV南北空间差异明显；研究区年平均湿地和水域面积之和仅占总面积的3.61%，主导着整个流域生态系统服务价值的变化，是流域环境保护和生态建设的重心。（4）流域生态系统服务价值热点区域变化不大，冷点区域面积大且呈缩减趋势。流域北部的ESV空间演变较为显著，其原因是荒漠和裸地、草原和草甸等自然生态系统转换频繁。研究区南部的绿洲区的扩张使得局部冷点区转为次冷点区。     

基于水质管理目标的博斯腾湖生态水位研究

人类开发活动导致湖泊生态功能严重退化,研究湖泊生态水位对于维持湖泊生态系统健康意义重大。针对博斯腾湖化学需氧量(COD)浓度较高的水环境现状,分析博斯腾湖水位和COD浓度关系,研究提出基于水质管理目标的生态水位,以期为博斯腾湖水资源、水环境管理提供参考。结果表明,博斯腾湖水位与水体COD浓度显著负相关,但由于COD浓度空间差异较大以及影响因素不唯一,水位与COD浓度两者之间曲线估计结果不理想。为实现博斯腾湖COD浓度小于20 mg/L的水质管理目标,引入累计水位概念进行统计分析得到两个特征水位:所有COD浓度大于等于20 mg/L的数据对应水位的平均值为1046.02 m,该水位在历史丰水期水位的频率为60.83%,可作为最小生态水位;所有COD`浓度小于等于20 mg/L的数据对应水位的平均值为1046.4 m,该水位在历史丰水期水位的频率为44.70%,可作为适宜生态水位。适宜生态水位1046.4 m与已有研究成果基本相符,博斯腾湖在1046.4 m时既有利于水质管理,也可保障湖泊整体生态系统健康。     

博斯腾湖人工和天然芦苇湿地土壤CO2、CH4和N2O排放通量

为研究干旱区淡水湖泊人工、天然芦苇湿地土壤温室气体源汇强度及其影响因素,采用静态箱-气相色谱法,于2015年1月—12月对博斯腾湖人工和天然芦苇湿地土壤CO_2、CH_4和N_2O通量进行全年观测。结果表明,人工芦苇湿地土壤CO_2、CH_4和N_2O排放通量变化范围分别为:10.1—588.4mg m~(-2)h~(-1)、2.9—82.4μg m~(-2)h~(-1)和1.32—29.7μg m~(-2)h~(-1),天然芦苇湿地土壤CO_2、CH_4和N_2O排放通量变化范围分别为10.3—469.6mg m~(-2)h~(-1)、3.1—64.8μg m~(-2)h~(-1)和1.9—14.3μg m~(-2)h~(-1)。人工和天然芦苇湿地夏季土壤CO_2排放通量均明显高于其他季节,而土壤CH_4和N_2O排放通量较大值多集中在春末夏初。全年观测期间,人工芦苇湿地土壤CO_2、CH_4和N_2O排放通量高于天然芦苇湿地(P0.05);温度是影响人工、天然芦苇湿地土壤CO_2和N_2O排放通量的关键因素,近地面温度和5cm土壤温度与CO_2和N_2O排放通量呈现极显著的正相关关系(P0.01)。土壤CH_4排放通量是温度和水分二者共同影响的,由近地表温度、5cm土壤温度和土壤含水量共同拟合的方程可以分别解释人工、天然芦苇湿地土壤CH_4排放通量的71%、74.5%;土壤有机碳、pH、盐分、NH_4~+-N、NO_3~--N也是人工、天然芦苇湿地土壤CO_2、CH_4和N_2O排放通量的影响因素;人工和天然芦苇湿地土壤均是CO_2、CH_4和N_2O的"源"。基于100年尺度,由3种温室气体计算全球增温潜势得出,人工芦苇湿地全球增温潜势大于天然芦苇湿地(15150.18kg/hm~212484.21kg/hm~2)。     

博斯腾湖小湖区湿地景观变化特征研究

以博斯腾湖小湖区为研究区,采用5个不同时期的Landsat影像为主要数据源,运用景观转换系数和重心迁移模型对1996~2015年研究区湿地景观变化进行分析,以揭示博斯腾湖小湖区的景观变化类型与景观的重心变化特征。结果显示:(1)近20年有地表水的湿地与旱地的重心变化强烈,1996~2001年有地表水的湿地重心变化达到最大值,向西南迁移10.57km,旱地重心变化也达到最大值,向东南迁移8.78km。(2)近20年明水与旱地的重心迁移呈顺时针向心偏移。(3)稳定型景观是研究区的主要构成类型,占总类型的89.72%,非稳定型景观保持在总类型的11.28%,研究区湿地景观变化逐渐呈稳定趋势。研究表明,气候因素、湖泊水位和区域湿地保护措施是影响研究区湿地景观变化的主要驱动因素。