辽宁太子河流域生态系统服务权衡/协同关系时空变化与情景预测

研究生态系统服务权衡与协同关系为制定合理的区域社会-生态系统管理方案提供依据,促进区域可持续发展。太子河是维护辽宁中部城市群生态安全和用水安全的重要保障,以重工业为主的产业布局使得该区生态安全受到威胁,严重影响社会经济的可持续发展。综合气象、土地利用等多源数据,借助InVEST模型,探究太子河流域固碳、土壤保持、生境质量的时空特征;采用Pearson相关分析法,探讨不同样点尺度、不同地类上权衡与协同关系的时空变化,并对2030年不同土地利用情景进行预测。结果表明:①三种生态系统服务在各尺度上(除100m尺度)均为协同关系,且样点尺度越大,相关系数越高。②在不同地类中,耕地、林地、草地三种地类生态系统服务功能类似,以土壤保持功能为主,碳储功能其次;生态系统服务的热点区分布在流域的东部,冷点区集中在流域西部。③不同预测情景下三种生态系统服务间仍为协同关系,在保护情景下生境质量最好、水域面积最多,生态系统服务能力最高;开发情景下建设用地面积增加最多,但生境质量最差。

太子河流域水体生物状况与河湖健康评价

将太子河流域划分为水库段和河流段,采用底鱼类保有指数、底栖动物多样性指数、外来水生动植物和浮游植物密度评价水体生物状况。结果表明:河流段鱼类保有指数评分为27.48,底栖动物多样性指数评分为100,水库段外来水生动植物评分为100,浮游植物密度评分为88.06;太子河流域水生物状况综合评分为78.89分,属于健康状态,建议采取有针对性的限制和监管措施,以防鱼类资源的进一步减少。

辽阳市太子河干流地表水化学成分特征及变化趋势分析

为辽阳市水污染防治、水环境治理、水资源利用等方面提供相关数据支撑,本文采用辽阳市境内太子河干流葠窝水库、辽阳、小林子、唐马寨四个站点2020年、2021年两年的监测数据,首先对其水化学成分及变化趋势进行了分析,结果表明,四个站点的pH值均在7.7~8.6之间,均值为8.1,属于弱碱性水质;四个站点两年TDS指标均值为351.17 mg/L,高于世界平均水平115 mg/L,水质硬度较大,最大TDS值出现在2020年4月份太子河干流末端唐马寨站点,最小站点TDS值出现在2021年11月份太子河干流始端葠窝水库站点,从水期分析上看,TDS和TH指标均是平水期>丰水期>枯水期;继而利用阿列金分类法、GIBBS图例分析法等进行了水化学类型及成因分析,结果表明,四个站点的两年监测数据平均值均为C_(Ⅱ)^(Ca)型,矿化度表现良好,其中重碳酸盐水占比为83.33%,硫酸盐水占比为16.67%。水化学类型成因主要受岩石风化及蒸发结晶影响;最后从人类活动及汇入河流影响上分析,结果显示四个站点从始端到末端,分析指标及地表水化学特征变化明显。

太子河流域景观格局时空演变及其对水源涵养的影响

基于InVEST模型,研究了太子河流域2000—2020年水源涵养时空分布特征,定量评估了研究期土地利用变化及景观格局演变,并采用皮尔逊相关分析法和地理加权回归模型研究了景观格局和水源涵养量之间的关系。结果表明:景观水平上,最大斑块指数、蔓延度指数和聚集度指数越高,则水源涵养量越高;类型水平上,耕地数量越多、斑块密度越大、景观分离度越大,林地优势度越高,建设用地景观越分裂、斑块数量越少、斑块密度越小,则水源涵养力越高;空间上,流域大部分区域景观蔓延度指数对水源涵养起正向作用,耕地斑块数量、斑块密度分别在流域中南部和西北部对水源涵养起正向作用,林地斑块面积比在全域对水源涵养起正向作用,建设用地斑块数量、斑块密度、斑块面积比对水源涵养均以负向作用为主。

高抗优质酿酒葡萄“北玫”在辽宁太子河流域引种试验初报

2019年从中国科学院植物研究所引进“北玫”葡萄扦插苗,在辽宁太子河流域进行了引种试验。定植第二年亩产279.53 kg,结果枝率98.67%。9月下旬成熟,果穗圆锥形,紫黑色,平均穗重181.35 g,平均粒重2.98 g。可溶性固形物含量22.73%,可滴定酸含量0.8%,出汁率74.28%。该品种抗寒和抗病能力强,冬季挂果良好,酿制的葡萄酒入口柔和,酒体平衡,玫瑰香味浓郁,具备在辽宁太子河流域推广种植的潜力。

太子河流域水质模型的构建及应用研究

太子河流域是辽宁省工农业生产较为发达的区域,随着经济的快速发展,流域也面临着水污染等问题,水资源保护需求显得尤为迫切。基于MIKE 11水质模型的对流扩散模块,以周边区域水质站监测数据为基础,并结合污染负荷估算、水质边界条件设立等,构建了太子河流域内辽阳至小姐庙段的水质模型。通过对模型进行率定与验证,模拟了3项主要污染指标随时间的变化过程,验证了模型的可行性,并对后续研究的开展提出建议。研究成果可为区域污染物迁移规律研究、水资源保护与水生态修复等研究的开展提供参考。

太子河辽阳段水质时空分布特征研究及水质评价

为探究2014—2020年汛期和非汛期太子河辽阳段水质现状及时空分布特征,本研究采用综合水质标识指数法对8个断面的溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数等8项水质指标进行分析,该研究为探明太子河辽阳段水质及其时空分布特征提供了科学依据。

太子河流域水质时空演变及污染源探析

近年来,随着工业、农业及生活的发展和人类活动的增加,大量的工业、农业和生活废水流入水体,导致河流的污染日益严重。因此,水生环境质量成为近年来河流健康评价中最急需解决的问题。文章结合2002年至2021太子河流域8个水质监测点的监测数据,分析了太子河流域水质的时空变化趋势,并提出了污染控制措施,分析结果表明,各监测断面的化学需氧量和铵氮浓度的下降趋势较为明显,通过90%的显著性水平检验,而其他指标的总体变化相对稳定。太子河流域的水质一般是上游好于下游,从上游到下游逐渐变差,在太子河流域氨氮和COD为主要污染物,污染主成分贡献率均高于70%以上。

太子河流域水资源开发利用潜力评价分析

文章以太子河流域为例,从灌溉率、水资源利用率、渠系水利用系数、人均水资源量、开发利用程度和供水模数等角度,采用层次分析与模糊数学法定量评价葠窝水库以上段、辽阳区间段和辽阳以下段的水资源开发利用潜力。结果表明:葠窝水库以上、辽阳区间和辽阳以下段综合评价值依次为0.7958、0.7983、0.7187,总体上太子河流域水资源仍具有一定的开发利用潜力。

太子河流域社会经济与水资源协调匹配现状分析

文章充分考虑太子河流域水资源实际情况,采用基尼效应和洛伦兹基本原理计算分析流域水资源与社会经济协调匹配程度。结果表明:太子河流域耕地利用、畜牧业发展、区域总人口与水资源达到绝对平均的匹配程度;流域经济发展与水资源整体呈相对匹配状态,且社会经济与水资源的匹配程度具有较大的提升空间。

太子河河流生态系统健康状况评价

为科学评价太子河生态系统健康状况,结合2020年太子河流域21个样点的社会功能、水生生物、地貌形态和水文水质等指标调查数据,采用层次分析法计算评价河流健康状况。结果表明:参与调查的21个样点中达到健康、亚健康、脆弱、病态等级的样点占比依次为19.05%、61.90%、14.29%和4.76%,太子河河流生态系统整体处于亚健康状况,其中评分最高、最低的样点是TZH12的4.14分和QH的1.97分;上游和干流的生态系统健康状况总体上优于下游、支流,生态系统健康具有显著干支流差异性和空间差异性。

太子河辽阳段水体污染时空变化特征研究

结合太子河辽阳段平、丰、枯3个水期的CODMn、BOD、NH_3-N、COD、电导率和pH值等水质指标,采用改进的水质标识指数法探究水体污染时空变化特征及关键污染因子。结果表明:太子河辽阳段水体较适宜水生生物生长,pH值处于6.56~8.14变化范围,丰水期水体电导率最低,而枯水期最高;沿岸生活污水和工业废水的点源污染影响着太子河辽阳段水体,枯水期流域各监测断面水质较差,从上游到下游水体污染逐渐加重,并以NH_3-N与COD为主要污染指标,为保证流域水环境治理的有效性提供科学依据。

太子河流域地区河流有机物污染指标相关性研究

为探讨河流有机物之间的相关性,结合太子河流域内20个地表水质监测断面有机物监测数据,对河流有机物污染指标的相关性进行研究。结果表明:太子河地区、均与具有较好的相关性,年尺度相关系数均高于0.6,月尺度相关系数均高于0.4,建立的各时间尺度线性回归方程均可通过T和F的显著性检验。研究成果对于太子河地区河流有机物动态监测具有重要参考价值。

基于栖息地质量综合指数的太子河流域水生态综合评价研究

为提高太子河流域水生态功能,利用主成分分析方式对流域水质指标进行筛选,采用生物栖息地质量综合指数,在水质指标筛选的基础上对其水生态健康程度进行综合评估。评估结果表明:太子河上游南甸-观音阁水库段水生态污染综合指数在179~182之间,总体处于健康状态,中游观音阁水库以下-葠窝水库以上段水生态污染在182~224之间,总体处于一般健康状态,下游葠窝水库以下-唐马寨段水生态污染指数高于300,水生态系统处于较差的状态。研究成果对于太子河流域水生态系统治理规划具有重要参考价值。

基于改进灰色动态预测模型的太子河流域降水量预测研究

引入改进的灰色动态预测模型,对太子河流域降水量进行预测,并结合实际观测降水量对比分析其预测精度。结果表明:改进模型可设定变量权重系数,提高传统模型收敛精度,相比于改进前,模型改进后太子河流域的业主沟和南甸水文站年降水量预测相对误差均值分别降低14.0%和16.3%,改进模型对于夏季降水量预测精度明显好于其他季节,这主要和太子河流域降水量主要集中在夏季有关。

太子河辽阳城区段浮游生物群落结构调查

于2021年1—12月对太子河辽阳城区段浮游生物群落结构进行了调查,评价了其水质状况。结果表明,调查共采集到浮游植物7门53属110种,其中硅藻门59种,绿藻门32种,蓝藻门8种,甲藻门4种,隐藻门和裸藻门各3种,金藻门1种;浮游动物4个门类25属36种,其中轮虫类23种,原生动物7种,枝角类和桡足类各3种。浮游植物密度为4.70×10^(4)~2.68×10^(6)ind./L,均值为5.35×10^(5)ind./L。浮游动物密度为1.0~280.0 ind./L,均值为33.5 ind./L。指出,太子河辽阳城区段水体处于中污染状态。

辽宁太子河盆地元古宙━古生代层序地层

太子河盆地元古宇—古生界划分为 2 3个三级层序 ,归并为 3个二级超层序 ,分别命名为偏岭超层序(Qn)、太子河超层序 (∈—O)和牛心台超层序 (C—P) .本文对各层序的特征、界面性质、沉积相和相序等作了较详细的描述 ;对石炭—二叠纪陆相地层 ,尝试使用不同于海相地层的层序地层学术语 ;对太子河盆地的演化阶段及其特征作了划分和总结 .这是首次对太子河盆地进行的层序地层学研究 .

太子河小林子站旱警水位(流量)确定研究

旱警水位(流量)作为反映江河湖库干旱程度的警示性指标,亦是启动抗旱应急响应的重要依据。本文以辽宁太子河重要控制站——小林子水文站为例,选择综合法计算河道旱警水位(流量),并将计算结果与相关资料进行对比分析,得出计算结果基本合理,研究成果可为辽宁省抗旱业务提供技术支撑。

鱼类生物群落对太子河流域土地利用、河岸带栖息地质量的响应

河流生态系统的退化是多空间尺度环境因子作用的结果。探讨不同尺度环境因子及水生生物之间的作用关系,识别影响水生生物群落完整性的尺度问题,是有效开展水生生物保护的基础。基于2009年对太子河流域15个样点的鱼类、河岸带栖息地质量评价,结合遥感影像解译的太子河流域土地利用情况(包括流域尺度和河段尺度),研究鱼类完整性指数(F-IBI)与两种尺度土地利用、栖息地质量参数之间的关系。结果表明太子河上游地区河岸栖息地质量较好,下游地区由于农业用地、城镇用地比例的增加河岸栖息地质量明显下降。F-IBI与自然用地比例呈正相关,与农业、城镇用地比例呈负相关。农业用地对F-IBI的影响体现在流域尺度,而城镇用地在两种尺度上都存在显著影响。相比于农业用地,城镇用地相同比例的增加会导致F-IBI更快的下降。底质、水质状况、人类活动强度是显著影响F-IBI的栖息地质量评价参数。3项参数均随农业和城镇用地比例增加而降低,农业用地主要在流域尺度上对3项参数产生影响,城镇用地主要影响底质和水质状况2项参数,而在两种尺度上的影响相差不大。

太子河鱼类群落结构空间分布特征

以辽河流域太子河为例,开展鱼类生态调查,分析鱼类群落的空间分布特征,在此基础上进行鱼类地理分布区域划分.结果表明,太子河鱼类分属2纲9目12科36属44种,符合辽河亚区鱼类的分布特征,其种类繁多,且以纺锤形体型的鲤科鱼类居多.通过CCA(典范对应分析)发现,水深、水体电导率以及ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)和ρ(TN)与鱼类的种类及数量的相关性最大.根据对各采样点鱼类的渔获量、Shannon-Wiener指数的聚类分析,并且结合各采样点的水温、水深、饵料生物组成、岸边植被、底质、流速、土壤等生态环境因素,以及鱼类分布和种群的结构特征,将太子河流域划分为2个生态区,其中A区包括太子河中、上游的流域,涵盖了51个采样点;B区包括19个采样点,主要是太子河下游的绝大部分流域.