湄公河典型区域旱雨季土地利用及土壤侵蚀差异研究

以湄公河干流老挝沙湾拿吉至柬埔寨桔井段重要支流南蒙河、色丹河、色贡河、色桑河、斯雷博河及其左右岸缓冲区50 km范围为研究区域,基于Landsat8遥感和河网数据,对比植被覆盖度以及空间分布特征,分析区域内旱季(1-2月)、雨季(6-9月)土地利用及土壤侵蚀变化。结果表明,季节性降雨导致土地利用变化明显,旱、雨季土地利用变化主要表现为河道沿岸水体动态变化;旱季水体面积较雨季净减少43 259 hm^(2),占总变化面积的93.8%;雨季至旱季耕地转化占总变化面积38.00%(17 514.44 hm^(2)),其次为灌木地(22.98%,10 590.54 hm^(2))和裸地(21.77%,10 033.32 hm^(2))。土地利用类型转化导致土壤侵蚀变化,旱、雨季土壤极强烈侵蚀和剧烈侵蚀区域变化不大;旱季以轻度侵蚀、中度侵蚀增加为主,净增加面积分别为4 107 hm^(2)和5 864 hm^(2),分别占总变化面积的36.9%和52.7%;增加面积主要由无侵蚀类型发展而来,体现在旱季沿岸水体面积的大幅降低。建议在水土保持过程中,改传统稻田种植为耕作、轮作和培肥一体化的水保措施,增强基础设施建设,加强河岸带生态护坡建设与管理,降低自然洪水或人为工程对自然林地和植被的破坏。

云南5个典型高原湖泊沉水植物群落组成及其与环境因子的关系

通过对云南中部5个典型高原湖泊沉水植物和水环境状况进行野外调查,研究该区域主要沉水植物群落组成及其与环境因子的关系,为云南高原湖泊沉水植被保护和管理提供理论参考。综合营养状态指数计算表明,所选取的5个湖泊中,异龙湖、杞麓湖和星云湖属于富营养湖泊,抚仙湖和阳宗海属于贫-中营养湖泊。调查共发现沉水植物6科10属15种,微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)和穿叶眼子菜(P.perfoliatus)在贫-中营养湖泊中为主要优势种,穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)和篦齿眼子菜(P.pectinatus)在各营养类型湖泊中均能成为优势种或亚优势种,轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、菹草(P.crispus)和金鱼藻(Cerato-phyllum demersum)仅在富营养湖泊中成为优势种。沉水植物多样性分析表明,抚仙湖的香农-威纳多样性指数(H')最高,平均值达到1.63;杞麓湖的H'最低,平均值仅0.79,总体来说,贫-中营养湖泊的沉水植物多样性要高于富营养湖泊。沉水植物群落物种与水环境因子的冗余分析(redundancy analysis,RDA)结果显示,透明度(SD)、pH、硝氮(NO_(3)^(-)-N)是影响这些不同营养水平湖泊沉水植物分布特征的关键环境因子,pH、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、水温(WT)是影响贫-中营养湖泊沉水植物分布特征的关键环境因子,WT、电导率(SPC)、叶绿素a(Chl-a)是影响富营养湖泊沉水植物分布特征的关键环境因子。研究对于恢复、保护和管理该区域湖泊沉水植物具有重要指导意义。

三峡水库消落区植物群落演变趋势及优势植物适应策略

三峡水库周期性蓄水显著改变了消落区植物群落组成及多样性,植物群落的演变过程能反映和影响整个消落区生态系统的变化,但目前还缺乏长期连续的观测数据记录,因而本研究基于2009-2021年6月的固定样方长时间序列监测数据和优势植物叶片功能性状数据,分析了消落区3个高程(145~155、155~165和165~175m)区域植物群落多样性和优势植物重要值的变化趋势,通过冗余分析和蒙特卡罗检验揭示了水库运行特征参数和气象因子对消落区植物特征的影响。研究发现:1)消落区3个高程区域,优势植物差异明显,145~155和155~165 m区域以狗牙根、香附子和苍耳等为主,165~175 m区域以狗牙根、野胡萝卜和鬼针草等为主。145~155 m区域植物群落Shannon-Wiener多样性指数(1.47±0.47)和Pielou均匀度指数(0.67±0.07)显著低于165~175 m区域。2)2009-2021年期间,高程145~155和155~165 m区域Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数呈波动下降趋势,优势植物狗牙根和香附子的重要值呈增加趋势。3)RDA分析表明,与水库运行特征密切相关的淹没时间、周期性淹没次数和高程均能显著影响消落区优势植物重要值的大小。狗牙根、喜旱莲子草和苍耳等物种重要值与周期性淹没次数呈正相关,狗尾草和水蓼的重要值与淹没次数呈负相关。野胡萝卜、鬼针草和黄花蒿等物种重要值与高程呈正相关,狗牙根、香附子和水蓼的重要值与高程呈负相关。4)不同植物的适应策略各有不同,消落区植物狗牙根的比叶面积最大,为(32.8±7.2)mm^(2)/mg,鬼针草和苍耳次之,分别为(30.6±3.9)和(30.0±3.0)mm^(2)/mg,均小于未淹没对照区植物的比叶面积。5)狗牙根耐水淹能力强,以S策略投资为主(53.4%),苍耳的比叶面积大,以C投资策略主(61.3%)。小白酒草(64.6%)和鬼针草(50.9%)以R策略为主,种子小数量多,喜旱莲子草也以R策略为主(71.3%),具有发达的根茎。本研究结果可加深对大型水库消落区植物群落演变趋势及优势植物的生态适应策略的科学认知。

湄公河上游沙湾拿吉-桔井区域水生态功能分区研究

系统梳理湄公河上游区域的地貌、河网、土壤、土地类型等生境特征,进行水生态功能一二级分区,为跨界水生态系统综合规划、治理与保护及流域可持续发展提供科学依据。以湄公河干流老挝沙湾拿吉-柬埔寨桔井段及重要支流为研究区域,结合生境要素空间异质性,利用空间聚类法对其进行水生态功能分区研究。研究结果表明,基于区域地貌特征提取的水生态2个一级区能较好地体现区域水资源分配状况和供给功能;基于流域水系河网、土壤及土地利用特征提取的5个二级分区能反映人类活动对区域水生生境及水质的影响。水文、水生生物及水质数据分别验证了分区结果的合理性。

江汉平原水生态功能分区及其在钉螺防控中的应用

对血吸虫唯一中间宿主钉螺的控制是阻断该疫病流行的关键,目前已有的相关防控研究通常是基于行政区或像素尺度,且仅依靠专家经验或部分地理环境要素来分配钉螺防控资源,这可能导致防控区域与防控需要的错估。通过对江汉平原进行水生态功能区划,并将分区结果应用于钉螺控制,有助于防控措施的精细化。水生态功能一级分区采用“自上而下”的演绎分区方法,二级分区采用“自下而上”的聚类分区方法,一级分区以流域为基础单元进行,二级分区基于高程、植被、河渠、土壤及土地利用等水生态功能指标,通过聚类法合并子流域得到分区单元,并统计各水生态功能区螺情,分析螺情与水生态功能指标的相关性。结果显示,江汉平原水生态功能区可划分为2个一级区,包括汉江流域水生态区(Ⅰ)和长江流域水生态区(Ⅱ)。二级区9个,二阶聚类凝聚和分离的轮廓测量值为0.4和0.3,表明聚类效果较好;二级分区按钉螺分布及流域地理环境要素特点可分为3类,分别为长江过境类(Ⅰ-3、Ⅱ-2、Ⅱ-5、Ⅱ-6)、丘陵主导类(Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅱ-3)及河渠主导类(Ⅰ-2、Ⅱ-4)。将水生态功能分区方法应用于钉螺防控,可为血吸虫精准防治提供新思路与技术支持。