2001-2010年东洞庭湖湿地NDVI指数的水位响应

利用TIMESAT拟合2001年至2010年东洞庭湖的MODIS-NDVI数据,获得整个东洞庭湖湿地A及湿地西侧B和南侧C三个区域的NDVI时间序列.通过分析NDVI时间序列与水位变化关系、绘制样本自相关曲线及计算Spearman秩相关系数(ρs),研究了东洞庭湖湿地植被覆盖和水位变化两方面功能状态,并探讨东洞庭湖湿地植被覆盖对水位变化的响应.研究表明:1)东洞庭的植被覆盖状况受水位作用是以年为周期,每周期内的4月及10月底出现一个峰值,丰水期7月份出现一个降低过程;二次多项式拟合显示植被覆盖峰值的水位临界点在24~25m左右.2)三个研究区植被受湖泊水位作用大小关系是:A区B区C区,其主要影响因素是植被类型与区域高程的差异.3)在2003,2006及2009年这三个三峡的重要蓄水年,位于水陆交错带的NDVI值与水位的秩相关系数变化较大;三峡蓄水水位从135m上升至175m的这三年,三区域全年的ρs分别增长至0.641,0.687,0.518,相关性增强.三峡蓄水对东洞庭湖植被覆盖与湖泊水位关系产生一定影响.     

北固山湿地水文情势与湿地植被的关系

湿地水文情势与湿地植被相互关系与作用机制研究是湿地科学的重要内容,为了加强对湿地的优化管理,改善湿地功能和效益,提高湿地生产量．通过对湿地植被、水文情势的调查,计算不同高程滩面的淹水深度与淹水历时,分析湿地水周期与芦苇分布,研究了镇江内江南岸北固山一大东沟湿地的水文情势与湿地植被分布的关系．结果表明：该湿地水文具有显著的年周期、月周期和日周期特征,不同高程植被带的淹水频率、淹水历时和淹水周期都有明显差异,由此控制着湿地植被分布呈现显著的带状特征．研究发现,76．4％的芦苇群落主要集中在3．38～3．88m的高程滩面上。淹水历时为180天,淹水频率为49．3l％,露干周期为11月～次年4月,其中关键的露干时期为3～4月．根据芦苇植被分布范围与水文情势的关系,提出了湿地水文管理建议．     

陕西黄河湿地芦苇的生长特性及生物量动态

本文以陕西黄河湿地芦苇为研究对象,采用样本调查法研究了芦苇的生长指标及地上部分生物量动态,了解环境因素的改变对陕西黄河湿地芦苇的生长情况影响。结果表明：陕西黄河湿地芦苇平均株高102.3119.22cm、平均茎粗2.180.49cm、平均单株叶面积66.5816.09cm2、单株平均展开叶片数为4.670.99、叶平均生物量为1.240.51g/m2、茎平均生物量为3.251.74g/m2、地上平均生物量为4.492.03g/m2。各项生物指标都与芦苇生长规律相符合,表明陕西黄河湿地芦苇的生长状态良好。     

芦苇与土壤间氮磷化学计量的灰色关联分析

多数水生植物对于湿地土壤中氮磷元素的固持起着至关重要的作用。为了明晰芦苇与土壤间氮磷元素的关系,笔者利用灰色关联分析方法,对溱湖湿地芦苇各器官氮磷含量、季节动态及其与各土层氮磷含量之间的关联度进行了研究。结果表明:①芦苇各器官氮磷元素含量规律基本相同,即总氮含量叶>穗>根>茎,总磷含量叶>根>穗>茎; ②由于芦苇根系的垂直分布特征,溱湖湿地芦苇与土壤氮磷元素交互关联主要集中在0～30 cm土层,说明土壤-植被系统固持水体营养元素过程主要集中在表层土壤中; ③植物生长相对旺盛的春、夏季,土壤-植被系统氮磷元素交互作用主要出现在土壤表层,同时由于地下水位上升,≥45～60 cm土层也会对芦苇氮磷含量产生重要影响。     

大源湖虾类种类组成、时空分布及生物量估算

利用“蹦网”(pop-net)采样,调查了龙感湖一个湖汊—大源湖的虾类种类组成、空间分布,估算优势种类的生物量.在2002年冬季的31个采样点和2003年春季42个采样点中共采集到虾类2707尾,属于甲壳纲,十足目的2科5属.秀丽白虾(Exopalaemon modestus Heller)是大源湖虾类的优势种,占采样总数量的84.1%.根据水深分布特征和水生植被的分布格局,划分生境类型,苦草生境是各虾类分布最多的生境,冬季优势种秀丽白虾在苦草生境中的密度是8.14 ind/m2,生物量是1.59 g/m2.春季分别是2.98 ind/m2,1.04 g/m2.春季水深对虾类的分布影响较小,冬季虾类主要分布在深水区.表明水生植被是影响虾类分布的主要环境因子;在冬季,水深成为影响虾类分布的主要环境因子之一.     

基于排序分析法的北大港古泻湖湿地植被成带现象研究

北大港古泻湖湿地植被群落成带现象明显,利用DCA对群落成带规律进行研究,同时采用CCA确定影响该现象的主要环境因子.结果发现,植被"岸带成带"现象在空间上反映了植被的演替情况,植被类型按水生植被-湿生植被-中生植被-旱生植被进行变化,植被由聚盐植被变化到拒盐植被.通过DCA排序,北大港湿地植被呈现明显的6条分带,分别是芦苇-扁秆藨草群落、芦苇-碱菀群落、芦苇-盐地碱蓬群落、芦苇-碱蓬群落、芦苇-柽柳群落、猪毛蒿-黄花蒿群落.其中芦苇伴生在大部分的植物群落周围,具有非常宽的生态位,起到了良好的水土保持作用.外部因素是驱动群落成带分布的主要原因,通过CCA排序,土壤的含水量、含盐量、有机质含量都是影响植被分布的重要因素,而生境因子中,坡度对群落分布有较大影响.北大港湿地植被组成较为单一,以盐生草本植被为主,为了增强水土保持效果形成草-灌-乔稳定的群落结构,应该采取合理措施,加速演替的进行.     

杭州西溪湿地植物生物量和有机碳季节变化及碳的积累

对西溪湿地3个样带中植物群落生物量和有机碳含量的季节动态进行了研究,同时分析了3个样带植物群落有机碳的积累量.结果表明:植物从春季(4月)进入生长季后,其地上生物量逐渐增加,10月份达到最大,表现为芦苇带芦苇混交带香蒲带,地下生物量也呈增加趋势.3个样带中植物各器官有机碳含量差异极显著,并表现出季节变化特征,叶片有机碳含量在7月达到最大,芦苇混交带和芦苇带植物茎有机碳含量在10月达到峰值.3个样带植物各器官有机碳积累量不同,表现为芦苇带香蒲带芦苇混交带.可见,芦苇群落是西溪湿地固碳的主要功能植被类型,同国内其它湿地相比,西溪湿地的固碳潜力巨大.     

鄱阳湖湿地泗洲头洲滩浅层土壤氮素的时空特征

湿地是全球氮循环的N源、N汇和N转化器,自然湿地氮的研究对于揭示生态系统氮循环的规律具有重要意义.以鄱阳湖湿地泗洲头为研究区域,根据湿地海拔高程梯度(10～17 m)采取表层土壤0～20 cm土层样品,分析了土壤全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮的空间分布特征.结果表明:鄱阳湖湿地泗洲头表层土壤氮含量空间分布较为复杂,0～10 cm土层的氮含量和10～20 cm土层的氮含量呈现相似的梯度特征,0～10 cm土层的土壤氮含量要高于10～20 cm土层的土壤氮含量,其中0～10 cm土层和10～20 cm土层的全氮、铵态氮、碱解氮含量最高均值出现在高程13～14 m,硝态氮最高均值出现在高程16～17 m.利用SPSS双变量中的pearson相关性检验表层土壤全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮与地上生物量、土壤pH值、土壤含水量、年均淹水时间、高程之间的相关性,结果表明:土壤氮素与地上生物量的相关性在统计学意义上最为显著,而与其他环境因素的相关性并不明显.这反映了鄱阳湖泗洲头表层土壤氮含量的空间分布与积累过程受干扰的因素比较复杂.     

东洞庭湖总磷浓度时空变化与污染成因分析

洞庭湖是我国第二大淡水湖,研究洞庭湖水质总磷(TP)浓度变化规律对其水环境管理意义重大.基于2017年—2021年东洞庭湖及入湖、出湖共12个水质断面数据,研究了东洞庭湖总磷浓度时空分布特征与污染成因.研究结果表明：2017年—2021年东洞庭湖总磷质量浓度ρ(TP)年均值在0.058～0.088 mg/L,湘江、环湖河流及南洞庭湖入湖ρ(TP)年均值在0.051～0.125 mg/L;出湖ρ(TP)年均值在0.062～0.079 mg/L,均超过湖库Ⅲ类水质标准.其中,东洞庭湖以轻度、偏中度污染为主,洞庭湖出口以轻度污染为主.各入湖水质中,湘江以轻度、偏中度污染为主,环湖河流以中度污染为主,南洞庭湖为轻度污染.东洞庭湖及入湖水质ρ(TP)空间分布和时间变化差异明显.空间分布上,环湖河流明显大于湘江,东洞庭湖明显大于洞庭湖出口和南洞庭湖入水;时间变化上,东洞庭湖、洞庭湖出口、汨罗江、新墙河与华容河枯水季节(年初和年末)ρ(TP)明显偏高,达到0.082～0.117 mg/L,但藕池河东支ρ(TP)高峰期却出现在丰水季节,达到0.094～0.115 mg/L;湘江及南洞庭湖入湖ρ(TP)...     

芦苇对疏浚后基底环境的光合生理及生长响应

芦苇(Phragmites australis)是湿地重建的重要工具种之一。笔者选取溱湖湿地公园内疏浚后重建的5处代表性芦苇沼泽及1处未做疏浚处理的芦苇沼泽(对照组),基于生长 期芦苇光合生理及成熟期芦苇表型的测定与分析,探讨芦苇对疏浚后基底环境的适应性响应。结果表明：疏浚后底泥总氮、总磷消减明显,总氮含量下降为480~1 080 mg/kg,总磷 含量下降为536~585 mg/kg。疏浚后样地芦苇的最大净光合速率、光能利用效率、二氧化碳利用效率等直接反应光合能力的指标和底泥总氮含量间存在显著相关性,有效光能利用区 间随底泥总氮含量上升增幅明显;底泥总磷含量仅与光能利用效率存在显著相关性。供光合指标测定的芦苇植株第3叶叶长、叶面积、叶干质量以及地上生物量与疏浚后底泥总氮含 量之间表现为显著正相关关系,与底泥总磷含量无显著相关性。溱湖湿地公园基底疏浚后芦苇生长受到底泥总氮含量的显著影响说明部分疏浚点的疏浚强度对芦苇的生长已构成限 制。因此,在底泥疏浚及水生植被恢复与重建时,需要考虑不同水生植物适应基质(营养条件)的差异性,大规模盲动性的清淤可能导致水生植被重建出现新的限制因子。     

三峡水库出库流量变化对洞庭湖定居性鱼类产卵生境的影响

为分析三峡水库消落期不同出库流量与洞庭湖定居性鱼类产卵生境加权可利用面积之间的关系，选取水深和流速作为定居性鱼类产卵生境的关键影响因子，建立生境适宜性曲线，基于物理栖息地模型定量评估鱼类产卵生境适宜性的空间变化特征，并量化鱼类产卵所需的适宜生态流量。结果表明：三峡水库消落期增加出库流量对洞庭湖的水位及流速有一定的提升作用，对东洞庭湖的影响明显，对南洞庭湖和西洞庭湖的影响较小；随着三峡水库出库流量的增加，湖区定居性鱼类产卵生境的加权可利用面积呈现先增大再减小的趋势，不同湖区的加权可利用面积变化趋势及对三峡水库出库流量的响应情况具有显著差异，东洞庭湖定居性鱼类产卵生境的加权可利用面积呈现逐渐上升的趋势，南洞庭湖加权可利用面积总体增长幅度不大，呈现双峰曲线，西洞庭湖加权可利用面积呈现先增大后减小的趋势；定居性鱼类产卵生境的适宜生态流量范围为18 500～24 500 m³/s,最适宜生态流量为22 500 m³/s。     

一种改良的基于RS/GIS技术的鄱阳湖区钉螺滋生地获取方法研究

运用遥感影像处理软件对鄱阳湖区丰水期与枯水期影像进行监督分类获取水体范围,两者相减获取“冬陆夏水”区;在“冬陆夏水”区内计算归一化植被指数(NDVI)并提取植被覆盖区;提取鄱阳湖区13～ 18 m的高程范围;将提取的区域与查螺数据进行空间叠加对比分析.在“冬陆夏水”区的13 ～18 m高程范围内,归一化植被指数(NDVI)大于0.17的区域为适宜钉螺孳生的环境;经检验,计算结果得出的钉螺孳生地栅格级准确率达到70.91;.研究表明,鄱阳湖区“冬陆夏水”范围和植被覆盖范围广大,预测模型中增加适宜钉螺孳生的高程信息将提高计算结果的精确度.     

基于MODIS遥感影像数据的洞庭湖蓄水量估算

以洞庭湖为研究对象,应用MODIS遥感影像、水位以及湖底DEM数据估算洞庭湖蓄水量.根据水体在近红外和红外波段的吸收特性,通过对MODIS数据NDVI指数和NIR波段分别设置阈值的方法来实现对洞庭湖水面的动态提取.根据洞庭湖流域各水文/水位站的水位数据,进行空间插值,得到洞庭湖多个时段的水位空间分布.结合洞庭湖水面提取数据、水位插值数据和湖底DEM,估算洞庭湖蓄水量,并以此初步分析三峡截流前后洞庭湖流域的水文响应.结果显示,该方法能有效实现对洞庭湖蓄水量的估算,计算得出的水面面积、蓄水量有明显的相关性;洞庭湖蓄水量与城陵矶水位呈现明显的3次曲线关系,截流前后3年拟合方程决定系数分别达到了0.915和0.928;截流后三峡工程调蓄功能初显,连续3年洞庭湖汛期累积水量占全年水量比重减小;与此同时夏末秋初三峡水库蓄水,下泄水量减少加剧了2006年洞庭湖流域夏秋连旱的影响.     

基于Worldview-2数据的东洞庭湖湿地区域植被覆盖度估算研究

利用Worldview-2卫星数据八波段多光谱数据特点,分析与近红外波段重叠并具有更高信息量的近红外2新波段特征构建植被指数(VI)的关系。以湖南东洞庭湖湿地区域为研究区,建立近红外2新波段参与的归一化植被指数(NDVI)植被覆盖度估算模型。通过与实测样点结果比较发现:近红外2波段参与改良后的NDVI法的估算结果与实测值验证结果更加匹配,精度达到87.8%;原始近红外波段参与的NDVI法的估算结果精度最低。研究表明运用Worldview-2数据,并采用改良后的NDVI法可以大区域、准确、快速的进行植被覆盖度估算。     

Three-Gorge Dam influences wetland macrophytes in middle and lower reaches of Yangtze

Dongting Lake, located in the middle and lower reaches of Yangtze, is regarded as a lake during the water swelling period and a continent in the ebbing period. The construction of the Three-Gorge Dam has influenced the water level of Dongting Lake and the growth of wetland macrophytes in the area. In this study, the growth of main species of wetland macrophytes, such as Carex and Phragmites at Dongting Lake, was observed, and the hydraulic gradient, one of the main factors dominating the abundance and distribution of wetland macrophytes, was also studied at six stations in Dongting Lake area and the effect of the Three-Gorge Dam construction on the growth of wetland macrophytes was observed.     

Three-Gorge Dam influences wetland macrophytes in middle and lower reaches of Yangtze

Dongting Lake,located in the middle and lower reaches of Yangtze,is regarded as a lake during the water swelling period and a continent in the ebbing period.The construction of the Three-Gorge Dam has influenced the water level of Dongting Lake and the growth of wetland macrophytes in the area.In this study,the growth of main species of wetland macrophytes,such as Carex and Phragmites at Dongting Lake,was observed,and the hydraulic gradient,one of the main factors dominating the abundance and distribution of wetland macrophytes,was also studied at six stations in Dongting Lake area and the effect of the Three-Gorge Dam construction on the growth of wetland macrophytes was observed.     

基于多变量时间序列（CAR）模型的洞庭湖区域地下水资源量预测

为了预测洞庭湖区域地下水资源量的变化趋势,制定应对地下水资源量较低年份的有效措施,通过分析洞庭湖区域河川天然径流量、长江三口入水量、城陵矶出水量与地下水资源量的变化趋势和相关性,运用多变量时间序列CAR模型,建立了洞庭湖区域地下水资源量的预测模型,验证了模型的预测效果;并运用该模型对洞庭湖区域地下水资源量的变化进行了预测。研究结果表明,洞庭湖区域河川天然径流量、长江三口入水量和城陵矶出水量的变化是引起地下水资源量变化的主要因素;本研究所建的模型模拟值与实测值相对误差的最大值为-7.47%,平均值为3.63%,表明该模型的预测精度高、效果好;通过对未来10年洞庭湖区域的地下水资源量进行预测可知,其平均值下降了0.49亿m3,最低值下降了0.66亿m3,表明该区域地下水资源量仍将持续降低;据不同方案下的地下水资源量预测结果可知,通过增加长江三口入水量,可以有效提高洞庭湖区域的地下水资源量。     

抚仙湖流域植被景观格局分析

 采用3S技术及结合野外植被样地调查,定量分析抚仙湖流域植被景观结构及各植被景观要素组分在不同海拔、坡向和坡度上的空间分布规律.采用FRAGSTATS 3.3 软件,定量分析了抚仙湖流域10种植被景观类斑的空间分布特征.主要研究结果包括:①自然植被、人工植被、居民点和水体分别占研究区面积的31.74%、35.13%、1.84%和 31.30%;② 旱地集中分布在海拔2 100 m以下;自然植被中,云南松林分布在海拔较低的区域,而华山松林分布于海拔相对较高的区域;③ 针叶林和半湿润常绿阔叶林等森林植被在阳坡、半阳坡地段分布较阴坡、半阴坡少,而半湿润常绿阔叶灌丛和灌草丛在阳坡、半阳坡地段分布较多;④ 自然植被集中分布的坡度区间主要在2°~25°之间.     

面向鄱阳湖洪涝风险分析的HY-1C/D卫星CZI影像水体面积与水位关系研究

海洋一号C星(HY-1C)和海洋一号D星(HY-1D)搭载的海岸带成像仪(coastal zone imager，CZI)广泛应用于海洋、海岛和海岸带监测，同时也是内陆水体动态监测的重要数据源.该文选择水体范围变化剧烈、旱洪灾害频发的鄱阳湖为研究区，以瑞利校正后的CZI反射率数据为基础，利用归一化水体指数(normalized difference water index，NDWI)与归一化植被指数(normalized difference vegetation index，NDVI)联合的水体范围提取方法，相对精度达到96%，并获取了2019年3月至2020年8月鄱阳湖湖泊淹没面积.在此基础上，结合同步的水文站水位测量数据，建立了适用于鄱阳湖的水面积－水位定量关系模型(R＝0.97).分析结果显示，鄱阳湖9月中旬至1月，水体面积最小，水位最低；2月至6月，水体面积逐渐增大，水位逐渐抬升；7月和8月，水体面积和水位达到年内峰值.洪涝风险区主要集中在鄱阳湖的东南部和西部.该研究对星地联合的洪涝风险分析有一定的借鉴意义.     

太湖湿地植被时空变化特征及其驱动机制

基于1980—2019年Landsat长时间序列遥感影像，结合近40 a的水文和气象数据，综合最大似然、空间质心模型、小波连续变换等方法，分析了太湖水生植被时空变化特征及水位周期变化的影响．结果表明:1）近40 a来太湖水生植被总面积呈现出先减少、后大幅增加、又小幅减少的趋势，动态相对指标为217.50%．沉水植物在总植被面积中占比最大，并在2014年达到峰值340.59 km2；浮水植物面积波动较明显，波动范围为1.32%~19.74%；2014年挺水植物面积达到最低值，为13.35 km2，面积整体上呈下降趋势．2）1980—2019年，太湖水生植被群落空间分布向湖区西北部偏移，挺水植物、浮水植物、沉水植物空间质心整体向湖区西北方向分别移动11.45、25.19、7.01 km，偏移方向分别为北偏西39.74°、6.32°、69.88°．3）近40 a来太湖年均水位呈上升趋势，水位变化的主周期为28 a，经历2次丰枯转换，今后将逐渐进入丰水期；年降雨量、年均温、年日照时间也发生了一定的波动．4）太湖水位周期变化对于水生植被影响较为明显，沉水植物面积与年均水位有显著的正相关性，气象因子与植被面积变化相关性较弱，但是风向对于水生植被迁移影响较大，除此之外人类活动也是影响太湖水生植被时空分布的重要因素．研究结果可为湖泊湿地生态系统、水生植被时空动态及其驱动机制研究提供一定的理论和方法参考，对于太湖湿地生态恢复提供一定的决策支持．