硅藻在河流健康评价中的应用研究进展

硅藻作为一种光合自养真核藻类,是水生态系统中重要的初级生产者,反映了水环境的平均状况.作为环境的指示生物,普通菱形藻、小舟形藻、极小异极藻均能指示水体富营养化状况,窄异极藻、结膜窗纹藻、念珠等片藻能反映出水体的贫营养状况;广缘小环藻、细纹长蓖藻、短缝藻能反映水体的酸度;肿节曲壳藻能指示水体中的Cu含量,肘状针杆藻能反映水体中的Zn浓度;其他硅藻种类亦能反映水体的受污染程度.本文综述了国内外对硅藻及硅藻指数的应用研究进展,指出了硅藻及硅藻指数在河流健康评价中所存在的问题,并提出了今后的研究方向:进一步完善硅藻的分类与鉴定;广泛开展不同地区及不同条件下硅藻水质监测与评价研究;注重筛选硅藻生物完整性指数并建立适宜的水质评价基准.     

硅藻在河流健康评价中的应用研究进展

Diatom, as a kind of autotrophic photosynthetic eukaryotic algae, is an important primary producer in aquatic ecosystem, and can reflect the average status of water environment. As the bio-indicators of the environment, Nitzschia communis, Navicula minuscula, and Gomphonema parvulum can indicate the eutrophication of waters, whereas Gomphonema angustum, Epithemia adnata, and Diatoma moniliformis can indicate the oligotrophication of waters. Cyclotella bodanica, Neidium affine, and Eunotia exigua are all the eosinophilic species that can indicate waters acidity, Aminutissimum nodusa can indicate water’s Cu concentration, and Synedra ulna can indicate the Zn concentration in waters. Some other diatoms can also indicate water’s contamination. This paper reviewed the research progress on the applications of diatom and diatom indices in river health assessment, pointed out the related existing problems, and put forward some future research directions, e.g., further perfect the classification and identification of diatoms, broadly carry out the researches of diatom indices upon different areas and conditions, pay more attention to the screening of diatom bio integrality indices, and establish a benchmark which suits for the assessment of water quality.     

长白山典型林区森林资源利用状况评价

选择长白山典型林区 1985年、1999年两期遥感图像数据 ,在监督分类的基础上 ,结合该地区森林经营历史资料 ,基于采伐迹地的空间位置、形状、面积、采伐方式等 ,从森林采伐及其造成的生态后果的角度 ,对森林资源的变化及利用状况进行了评价。研究结果表明 :2 0世纪 80年代中期以前 ,研究区对森林资源的利用强度很大 ,伐区布局不够合理 ,至 90年代末利用强度有所减弱 ,伐区布局趋向合理。从两个时期采伐方式来看 ,单个采伐地块的面积有许多地块明显超过采伐规程所规定的面积上限 ,而保留森林地块的面积基本都小于邻近采伐地块的面积 ,不符合采伐规程的“等面积”要求 ;从采伐地块的空间分布来看 ,由于森林采伐、更新过程中缺乏生态学 ,特别是景观生态学原理的指导 ,大多数采伐地块连为一整片 ,孤立了保留的森林地块 ,完整的原始林分被严重破碎化 ,间隔带状皆伐却造成了和大面积皆伐同样的后果。 15 a间研究区地物覆盖类型发生很大变化 ,其主要原因是森林采伐造成的。基于研究结果 ,指出了当地森林经营策略存在的问题及改进方法 ,以期能为当地森林资源的可持续经营及森林生态服务功能的充分发挥提供借鉴     

长白山典型林区森林资源景观格局变化分析

利用研究区1985年及1999年遥感影像作为数据源,在GIS支持下并结合地面资料对森林资源景观格局及其变化进行研究．从两期地物斑块面积标准偏差来看,成熟针叶林(1985年为279．3,1999年为98．64)、成熟阔叶林(1985年为162．94,1999年为68．54)、中龄阔叶林(1985年为113．14)、中龄针叶林(1999年为160．71)斑块面积分布均匀程度均较同期其它地物类型小,这也说明这些地物组成中景观类型多样性及物种多样性．从景观相似性指数分析来看,中龄阔叶林(1985年为0．118,1999年为0．116)、中龄针叶林(1985年为0．07,1999年为0．336)、成熟阔叶林(1985年为0．312,1999年为0．228)、成熟针叶林(1985年为0．237,1999年为0．174)4类植被在15年间较同期其它地物类型稳定,是研究区景观的主要组成部分．湿地在两期的孔隙度都较大,湿地的均质化程度很小,形成了更多的斑块镶嵌体,湿地破碎化程度较高．     

底栖硅藻应用于河流生态系统健康评价的研究进展

硅藻是水生态系统中最重要的初级生产者之一, 不仅为生态系统中其他消费者提供碳源, 也因分布广泛、种类多、世代时间短等特点, 通常被认为是水环境及生态系统良好的指示生物。文章介绍了河流生态系统健康及生物完整性的概念, 综述了硅藻尤其是底栖硅藻在水生态系统中的自身特点及作用; 概述了硅藻在生物监测中广泛应用的前提: 对环境因子的响应和国内外对硅藻及硅藻指数在河流生态监测中的研究进展; 介绍了广泛应用的硅藻指数及基于硅藻的生物完整性指数的原理及构建方法; 指出了硅藻及硅藻指数在生物监测及评价中可能所存在的问题, 并提出了今后我国在这个领域后期需开展的工作。     

河南南湾水库浮游硅藻的种群结构与水质污染评价初步研究

通过对南湾水库6个采样点浮游硅藻分析,该水库硅藻61个种及种下分类单元。用多样性指数(H′)、均匀性指数(E)及硅藻优势种生态谱分析,对水质进行了初步评价。结果表明,南湾水库水质属清洁-轻污染等级。     

着生藻类和浮游藻类在三峡库区河流健康评价中的适宜性比较研究

藻类对水体环境变化敏感,其种类和数量与环境因素有密切联系并因环境的变化而发生变化,因此藻类常作为河流健康评价的指示生物。水体中的藻类根据生活习性不同分为着生藻类和浮游藻类,在河流健康评价中,以往的工作中有的采用浮游藻类用于河流健康评价,有的采用着生藻类用于评价,但浮游藻类和着生藻类究竟何者用于河流健康评价更适宜,抑或是二者在用于评价的适宜性上没有明显差别,迄今为止未开展过深入研究。选择三峡库区内的两条河流嘉陵江和乌江作为研究对象,于2015年9月,在两条河流上共布设11个研究断面,对嘉陵江、乌江的水环境理化因子、着生藻类和浮游藻类群落进行调查研究,应用着生藻类生物完整性指数(Periphytic algal index of biological integrity,Pe-IBI)和浮游藻类生物完整性指数(Phytoplankton index of biological integrity,Ph-IBI),并结合水体综合污染指数(Comprehensive pollution index,CPI),对嘉陵江、乌江的健康状况进行评价。研究结果表明,采用着生藻类生物完整性评价(Pe-IB...     

干旱半干旱地区河流健康评价指标研究分析

干旱半干旱地区是生态系统和水资源系统最脆弱的地区之一, 也是降水变率最大的地区, 对这一地区河流健康的研究, 可为生态系统的管理与恢复等提供非常有价值的见解。因此, 确定影响干旱半干旱地区流域健康的主要因素、制定可快速监测与检测其健康状况的生态指标, 并对其发展趋势进行诊断与预测, 随时采取可行的干预措施是至关重要的。以河流健康的定义与评价内涵、评价指标研究态势为根本, 在分析干旱半干旱地区河流的生态系统特征、河流关键生态环境机理及表现、社会-生态-文化系统长期相互影响的基础上, 从水资源、植被、物理化学特性、社会经济等方面出发, 提出了适用于干旱半干旱地区河流健康评价的关键控制性指标。     

用河流生物指数评价秦淮河上游水质的研究

1999～2001年用D-形网半定量法采集了南京秦淮河上游21个样点的大型底栖无脊椎动物。12个底栖生物指数值的频数分布分析、Pearson相关分析和敏感性检测表明,总分类单元数、ET分类单元数、香农多样性指数、水生昆虫分类单元数和优势分类单元％最适合于秦淮河上游水质生物评价。采用5、3、1生物指数记分法统一量纲。提出了河流生物指数(RBI)概念,其值即为累加上述5个指数后的总分值,建立了河流生物指数评价秦淮河水质的标准,并对21个样点的水质进行重新评价,效果较单项生物指数如香农多样性指数评价结果更接近实际情况。     

用硅藻群集指数(DAIpo)和河流污染指数(RPId)评价珠江广州河段的水质状况

用硅藻计于1990年采集珠江广州河段的9个采样点的附着硅藻群落．共得硅藻24个属,170个分类单位,其中,适腐性种8个,广腐性种84个,仍腐性种78个．群落相似性聚类分析表明,位于前、后航道中部的员村（st3）,新造（st8）,沙浴村（si10）三点的硅藻群落结构是为相似,向上,下游相似性逐渐减小．用硅藻群集指数（DAIpo）和河流污染指数（RPId）对各采样断面的水质进行分析表明：大盛（st12）和莲花山（st5）两点受污染最轻,属β-寡污带,黄沙点（st2）污染最严重,属α-中污带．对照点鸦岗（St1）也受到一定的污染,属α-寡污带,其它点的污染程度在α-寡污带与β-中污带之间．DAIpo值与BODS存在着显著的负相关（r＝0．86）．珠江广州河段的前、后航道的污染程度相差不大（RPId=56．42,56.26）,均属中度污染．     

露水河林业局森林资源类型与结构变化

基于遥感技术,并在GIS的支持下对长白山林区露水河林业局森林资源变化进行研究.结果表明:1985年研究区森林资源本底为成熟阔叶林和成熟针叶林,二者联合比例为68.52%;1999年为中龄针叶林和成熟阔叶林,二者联合比例为65.96%.15年间森林面积增加了17.6%,成熟林比例下降到48.75%;在人为因素和自然因素的共同影响下,研究区森林资源发生了显著变化,其中有些森林经营方式不够合理,不利于森林进展演替;森林蓄积结构较为单一,应改进营林措施,增加乡土良种的培育.     

长白山森林景观边界动态变化研究

通过野外调查、遥感和地理信息系统相结合的方法来研究长白山森林景观边界的动态变化规律,并通过相关性分析,探讨了长白山森林景观破碎化过程和景观边界指数变化的关系。首先对遥感影像进行计算机分类,其次,构建了描述景观边界的指标体系,再次,从景观边界的长度、密度、对比度、形状和多样性5个方面,对长白山森林景观边界的动态在景观类型尺度和景观尺度上进行分析。结果表明,在20多年的时问内,苔原面积减少了3694．8hm^2,云冷杉林的面积减少了130482．03hm^2,阔叶红松林面积增加了41610．4hm^2,岳桦林面积增加了66978hm^2．由于森林砍伐和毁林造田以及其它人类活动(如旅游)的影响,长白山森林景观的破碎化程度趋于增加,景观边界形状趋于复杂景观破碎化过程和景观边界指数变化的相关性分析证实了可以用景观形状指数(LSI)、对比度加权边界密度(CWEI))、边界加权总长度(TEGT)、加权景观形状指数(LSI-WGT)的变化来指示森林景观的破碎化程度。景观边界形状指数的大小还可以用来反映人类活动对景观的影响程度。最后,针对目前长白山森林景观破碎化程度趋于增大的情况,建议采取积极措施,防止长白山森林景观的进一步破碎化,以便更好地保护天然林。     

基于GIS的大兴安岭森林火险区划

以黑龙江省大兴安岭图强林业局育英林场和奋斗林场为研究区,以GIS技术为支撑,选取植被类型、海拔、坡度、坡向和离居住区远近作为主要林火影响因子,采用因子加权叠置法,对研究区森林火险情况进行了定量评价,将火险等级分为无、低、中、高和极高5类.结果表明,无、低、中、高和极高火险区分别占研究区的0.37%、0.63%、38.67%、58.63%和1.70%,符合正态分布;中及以上火险区占60.33%,说明研究区森林火灾管理任务仍相当繁重;森林火险等级的地域分异明显,中部高四周低,在不同林火影响因子上的分异十分明显;火险等级与1987年的火烧强度具有较强的一致性,说明火险区划结果具有较高的可靠性,可为林业部门进行森林火灾管理提供有价值的参考.     

长白山阔叶红松林昆虫多样性研究

通过季节性观察,系统地研究了长白山阔叶红松林昆虫类群及其多样性．结果表明,长白山阔叶红松林已知的森林昆虫26目131科1162属1960种,其中森林害虫11目105科881种、重要森林害虫638种;森林昆虫群落中植食性昆虫类群总数所占比重最大,天敌昆虫群落中以捕食性类群总数所占比重最大．植食类群、寄生性类群和捕食类群全年的均匀度指数分别为0．884、0．830和0．806．各类群问季节变动系数的大小顺序为捕食类群>寄生性类群>植食类群．     

利用GIS和RS确定长白山自然保护区森林景观分布的环境范围

在对遥感数据进行景观分类和对环境因子进行空间表达基础上,在地理信息系统的支持下,确定长白山自然保护区森林景观分布的环境(包括年均温、年降水量、坡度和坡向)范围．结果表明。从苔原、岳桦、云冷杉到阔叶红松林,最适海拔高度范围依次为1780-2212、1705-1956、1042-1625、823-1184m;最适温度范围分别为-4．75～-2．40℃、-3．42～-2．07℃、-1．49-1．39℃、0．71-2．37℃;最适降水范围分别为1034～1110、1014-1060、883-1017、824-925mm;长白山自然保护区的森林景观主要分布在平、缓坡地上,并与坡向关系密切。苔原在各个坡向上均有分布。且在各个坡向上分布面积的变化不大;岳样、云冷杉林、阔叶红松林、山杨白样林主要呈现北、西北向分布,其次为东北、西向分布;落叶松林主要为东北向分布。其次为东和北向分布;疏林主要为西向分布,其次为西南、西北和南向分布;风倒区主要为西、西南、西北向分布。     

森林资源可持续利用空间格局分析

森林资源的经营管理一直很少注重其空间格局分析,以大兴安岭林区塔源林场的森林资源为对象,采用ＧＩＳ技术对该地区森林资源现状结构进行了分析,生成森林资源保护作业区划图,同时绘制了分别与采伐、抚育和更新造林等信息相对应的多层专题图。将这些专题图与保护作业区划图进行叠加分析,显示１９９６－１９９８年该地区森林资源可持续利用的空间格局,为森林资源保护与管理提供科学依据。     

Markov过程在森林资源结构动态预测中的应用──以福建省南平地区的树种结构为例

根据马尔可夫决策过程理论和森林资源连续清查的固定样地调查资料,对南平地区的树种结构进行了预测与调整,结果表明,按现状发展,针阔比例将日趋严重,并且毛竹、经济林的占有率呈下降趋势,最终达到以杉木２８．０５％、马尾松１６．６３％、阔叶树１９．０１％、毛竹５．４３％、经济林２．２６％、其它类２８．７１％的树种结构．经调整后稳定状态的树种结构基本趋于合理,即各树种的占有率分别为杉木１８．７２％、马尾松１３．２４％、阔叶树２６．９８％、毛竹１０．８４％、经济林５．４５％、其它类２４．７７％．     

长白山阔叶红松林土壤水分动态研究

在1990～1992年和2003年对长白山阔叶红松林土壤水分动态进行定位观测研究.结果表明,土壤水分年内变化可划分为5个时期：春季聚水阶段、旱季耗水阶段、雨季蓄墒阶段、秋季失墒阶段和冬春土壤水分相对稳定阶段.利用标准差和变异系数对土壤水分垂直变化进行分层,得出土壤水分剖面分布分为速变层、活跃层和次活跃层,并用相关分析方法分析了各层次间土壤水分及其与其间降水量的关系.