基于指标自动筛选的新疆开孔河流域生态健康评价

生态健康评价对了解区域生态健康状况和促进区域可持续发展具有重要意义,如何自动筛选出能反映生态系统特性的重要指标,是生态健康定量评估的关键问题。基于压力-状态-响应(PSR,Press-State-Response)框架和生态等级网络框架(EHN,Ecological Hierarchy Network),通过文献调研和因果分析建立要素层与指标层之间的交叉联系,构建了生态健康评价"网状"指标体系;在保证指标体系完备性基础上,通过结合主成分分析和熵权法的候选指标权重的客观计算,基于目标优化理论构建了评价指标的自动筛选模型,并基于中选指标计算了新疆开孔河流域2001—2017年生态健康指数(EHCI,Ecological Health Comprehensive Indexes),分析其空间分异和时间变化特征。结果表明:利用所建立的评价指标自动筛选模型,开孔河流域生态健康评价指标由31个候选指标自动筛选出了17个中选指标,用54.8%的指标表达了85.98%的信息,中选的17个指标在干旱/半干旱区域有关文献中应用较多,使用频次比例都在20%以上,其中归一化植被指数(NDVI,Normalized Difference Vegetation Index)、年降水量和植被覆盖度(FVC,Fractional Vegetation Coverage)3个指标的使用频次百分比均超过了50%,说明指标自动筛选模型的合理性;开孔河流域空间分布差异显著,总体上西北高、东南低,东南部和中部绿洲区外围生态健康状况较差,西北部河谷地带和中部两大绿洲区生态健康状况较好;17年来,流域生态质量整体趋于改善,显著改善区域占10.26%,远高于显著退化的1.61%,显著改善区域以孔雀河绿洲最为明显。开孔河流域生态健康的总体好转趋势说明区域生态综合治理取得一定成效。     

1991-2017年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变

冰川景观变化是全球环境和气候变化的共同"指示器"。随着全球气候变化加剧，干旱和半干旱地区的冰川景观将进一步变化。科学评估冰川景观格局时空演变特征，为应对冰川景观变化及其影响提供科学参考。基于1991-2017年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像，采用监督分类方法获取叶尔羌河流域冰川景观时空格局及变化数据，利用景观格局指数、质心迁移模型、分形维数等方法分析近26年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变特征。结果表明：（1）1991-2017年叶尔羌河流域冰川斑块面积呈消减趋势，但有所减缓，共减少799.50 km²（-13.09%）。冰川斑块面积消减主要集中在海拔5400-5800 m之间，相较之下，海拔4400 m以下的区域冰川斑块面积消减率最高，达63.68%；不同坡度冰川景观消减率存在差异，陡坡冰川斑块面积消减率最高（15.98%），急陡坡消减率最低（2.87%）；阴阳两坡冰川景观均呈消减趋势，阳坡冰川斑块面积消减速率显著高于阴坡。（2）近26年来，叶尔羌河流域冰川斑块数量、最大斑块指数均减小，而平均形状指数、平均周长面积比、分裂指数均增加，表明冰川景观不断消减，破碎化程度增加。（3）研究期间，叶尔羌河流域冰川景观质心发生迁移，整体呈现东北偏移趋势。（4）通过分形理论对叶尔羌河流域冰川景观空间结构特征进行分析表明，该流域冰川景观消减率略微降低，但仍然处于持续消融状态。     

基于InVEST模型的疏勒河流域碳储量时空变化研究

研究区域土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系，对于区域生态系统保护及经济社会可持续发展具有重要意义。利用InVEST模型碳储量模块和CA-Markov模型，探究并预测疏勒河流域1990-2015及2015-2040年流域生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系。结果表明：疏勒河流域1990、1995、2000、2005、2010、2015年碳储量分别为7.994×10⁸、7.996×10⁸、7.998×10⁸、8.038×10⁸、8.064×10⁸、8.071×10⁸t，呈逐年增加趋势，累计增加7.7×10⁶t。土地利用类型变化是导致生态系统碳储量变化的主要因素，未利用地向耕地和草地转化有利于碳储量增加，而草地向耕地和未利用地的转化则导致碳储量减少。疏勒河流域碳储量存在显著的空间格局，碳储量较高区域呈现"北部点状-中部带状-南部点状片状"特征，这种分布格局与流域土地利用类型紧密联系。预测表明至2040年疏勒河流域碳储量为9.128×10⁸t，较2015年增加13.1%，主要原因是草地、耕地和林地面积较大幅度增长，提高了流域内的碳储量。     

南亚热带河流型水库浮游植物群落的季节变化：以广东飞来峡水库为例

于2003年4-12月调查了广东省飞来峡水库的水文、营养盐分布状况和浮游植物种类与数量,分析了浮游植物群落的种类及数量组成与动态特征,探讨了其动态变化的驱动因子。结果表明,飞来峡水库是一个典型的河流型大型水库,水力滞留时间短,年均值低于15 d;降雨量主要集中于夏季,最短水力滞留时间只有8 d。水温全年没有分层现象。丰水期营养盐和叶绿素a高于枯水期。浮游植物生物量低,细胞密度在21.7×103-808×103 cells L-1之间变化,没有超过106 cells L-1,叶绿素a的平均浓度为2μg L-1。浮游植物种类较多,4次采样共检到140种。种类组成上有较大变化,4月份有83种,以硅藻为主;7月和9月超过90种,以绿藻为主;12月有51种,蓝藻、绿藻和硅藻种类数量相当。优势种类的构成上与温带水库不同,硅藻仅在低水温时期为优势类群,而在丰水期则以蓝藻、绿藻和硅藻共同占优势。硅藻的主要优势种是变异直链藻(Melosira varians)、梅尼小环藻(Cyclotella menighiniana)和针杆藻(Synedra spp.)。绿藻种类组成季节变化较大,没有明显的优势种类。丰度相对较高的有美丽胶网藻(Dictyosphaerium pulchellum)、集星藻(Actinastrum hantzschii)和空球藻(Eudorina elegans)等。蓝藻的优势种以粘球藻(Gloeocapsa sp.)、优美平列藻(Merismopedia elegans)和伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)为主。与绿藻不同的是蓝藻的优势种在全年均可出现。隐藻只在水力滞留时间较长、温度较低的12月份占优势,主要优势种为啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)、尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)。     

大型丝状藻类对城市河流甲烷排放的影响研究进展

温室气体排放导致的全球变暖受到广泛关注.近期研究发现,经由河流系统排放的二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）可部分抵消陆地生态系统的碳固定量,从而使人们开始重新思考河流对于全球碳平衡和温室气体排放清单的影响.作为城市河流系统中重要的初级生产者,大型丝状藻类通过改变水-沉积物界面物理、化学以及生物等环境因子,深刻影响着河流生态系统的碳循环过程.本文从3个方面阐述大型丝状藻类对于城市河流中CH₄排放的影响:城市化对河流生态系统及其CH₄排放通量的影响;大型丝状藻类对自然河流系统中CH₄产生与排放过程的影响;大型丝状藻类对城市河流系统初级生产力及CH₄产生过程的影响.最后对目前存在的问题和今后的研究方向进行了展望.     

近60年挠力河流域生态系统服务价值时空变化

根据1950-2005年挠力河流域土地利用数据,利用中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,对近60年挠力河流域生态系统服务价值的时空变化进行研究.结果表明,自1950年至2005年,挠力河流域生态系统服务价值逐渐减少,由749.84亿元降低至308.82亿元,损失约58.82％;价值空间格局由以高价值区为主导的状态逐渐转化为以低价值区为主导的状态,且价值质心由北向南发生转移;挠力河流域生态系统服务价值的全局自相关指数逐渐减小,高-高自相关类型沿河流主干道逐渐萎缩,且呈现破碎化趋势,低-低自相关类型呈先减少后增加的“V”趋势,呈现不显著连片化趋势.人为垦殖活动是该流域生态系统服务价值时空动态变化的主要驱动因素.     

水产品中河流弧菌分离株OmpU基因的克隆测序与生物信息学分析

目的 对河流弧菌(Vibrio fluvialis)水产品分离株OmpU基因进行克隆测序和生物信息学分析,为建立该菌的检测方法和研制疫苗奠定基础.方法 从市售水产品中分离细菌,采用表型和分子鉴定方法确定其种属,并测定其致病性和药物敏感性.根据弧菌属OmpU基因的序列特点,设计引物扩增河流弧菌OmpU基因,将其克隆到T载体上,筛选重组质粒并对其进行序列测定及生物信息学分析.结果 从水产品中分离的2个菌株(Vf1和Vt2)经鉴定确认为河流弧菌,它们均具有致病性,对15种测试抗菌药物敏感.2株河流弧菌OmpU基因全长分别为1 044和1 005 bp,含有1个开放性阅读框,分别编码由348和335个氨基酸组成的OmpU蛋白,该蛋白N端前22个氨基酸为信号肽.序列比对结果显示2株河流弧菌OmpU基因的核苷酸及其推导的氨基酸序列相似性分别为82.6％和81.2％.OmpU蛋白序列在6种弧菌种内和种间的相似性分别为81.4％ ～ 99.2％和71.2％ ～78.1％.表位预测结果显示河流弧菌OmpU蛋白的B细胞线性表位主要集中在第24 ～ 28、45～ 53、113～116、153～156、215～ 221和242～254位氨基酸区域,6种弧菌具有1个共同的抗原表位基序KDG-A-D-S.结论 OmpU蛋白是弧菌属中较为保守的一类功能蛋白,共同的抗原表位基序有望成为检测多种弧菌的靶标和研制多表位疫苗的靶位.     

自由生命的激流

汗马自然保护区(以下简称汗马)地处我国湿润地区边缘,虽然紧邻内蒙古草原半干旱区,但水资源极其丰富,这在我国东北地区是难能可贵的,也是大多数人难以想像的。我们的汗马之行是在2012年夏季,正是水流丰沛的季节。穿行在保护区里,水流的哗哗声常常萦绕在耳畔,静谧或奔腾的     

近20年疏勒河流域生态承载力和生态需水研究

水资源是一切生物赖以生存和不可替代的基本自然资源,生态需水在维持流域生态系统平衡和生态承载力可持续性方面扮演着极其重要的角色,干旱区内陆河流域尤为突出。以疏勒河流域和其所辖县区为不同尺度区域,利用LandsatTM/ETM+/OLI遥感数据(30 m分辨率),解译该流域近20年5期土地利用数据,同时在收集和整理流域多年水文水资源基础数据的基础上,以流域生态需水为研究主线,运用多学科方法和原理,结合遥感技术、GIS技术,通过现场调查和观测,计算了流域及其所辖县区近20年生态承载力和天然植被生态需水量。结果表明:近20年来,伴随流域生态承载力的增加,生态需水量也呈增加趋势,两者呈非常明显的正相关关系,相关系数达0.6076;县域尺度上,生态需水与生态承载力正相关关系也较高,其中林、草地的生态需水与生态承载力拟合优度R~2分别达0.8519、0.7235,说明林、草地生态承载力的变化对生态需水变化的解释能力更强,二者之间的关系更为紧密;基于空间热点分析,该流域生态承载力和生态需水的热点和冷点区域均呈现相似的空间格局,说明二者之间在空间尺度上也呈正相关关系。研究结论可为疏勒河流域生态水资源量的科学配置和调控提供重要的决策依据。     

疏勒河流域气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响评价

气候变化和人类活动是对陆地生态系统碳循环产生重要影响的两个因素,定量评估气候变化与人类活动对植被净初级生产力(NPP)的相对影响,对深入理解其驱动机制和控制荒漠化发展具有重要意义。以疏勒河流域为研究区,利用遥感和气象数据计算潜在NPP(PNPP)及其与实际NPP(ANPP)之间的差值,分别衡量了气候变化和人类活动对流域NPP的相对影响。研究结果表明:(1)2001—2015年疏勒河流域年ANPP整体呈缓慢增加趋势,与全国和西北地区相比,普遍较低,流域植被整体生产力水平不高。流域年ANPP空间分布呈现上游祁连山区和中下游绿洲区ANPP较高,而中下游荒漠戈壁区ANPP较低的分布格局。(2)2001—2015年流域年PNPP的变化趋势表明,降水量的变化是导致疏勒河流域植被退化加剧或缓解的主要气候驱动因素,但气温的变化对植被的影响较为复杂。(3)2001—2015年流域大部分地区植被退化系人类活动造成的,但人类活动的负向影响力在减弱。(4)气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响均表现出明显的空间异质性,其中人类活动是疏勒河流域植被变化的主要驱动因素。