基于GEE的干旱区流域湿地水体时空动态变化特征分析——以宁夏平原为例

黄河流域生态保护和高质量发展已成为国家重大战略,宁夏平原为黄河流域具有代表性的典型湿地区域。本文基于谷歌地球引擎平台(GEE)对宁夏平原1984—2020年湿地水体的历史覆盖、面积变化、类型转变及季节性演变等动态信息进行分析与评价。结果表明:(1) 1984—2020年宁夏平原湿地水体历史覆盖面积为1 373.86 km^(2),占研究区面积的8.1%,全时段覆盖水体面积为116.46 km^(2);(2) 1984—1999年至2000—2020年宁夏平原地表水体面积共计增加482.99 km^(2),总体面积变化率为45.6%;(3)研究区新增永久性水体明显,过去37年新增永久性水体218.89 km^(2),同时季节性水体面积变化幅度较大;(4) 2020年,全年覆盖水体占比为39.45%,而1—6月覆盖时间的水体面积占比超过50%。本文成果可为环境保护和黄河流域高质量发展提供数据支撑。

基于综合营养状态指数的汾河景区湿地水体富营养化研究

随着城市化进程的加快,水生态环境问题越发凸显。黄河支流的汾河景区作为太原城市的“绿肺”,有着涵养水源、美化环境、防止水土流失等重要作用。本研究通过对2021年4—10月汾河景区14个监测点位的湿地水体重要污染物指标进行逐月监测,计算汾河景区综合营养状态指数,评价汾河景区水体富营养化情况,并针对当前存在的问题提出汾河景区水生态环境保护对策,以期为提升水生态环境质量、重塑水景观风貌提供数据支撑。结果表明:2021年汾河景区总氮全年超标,氨氮在8月超标,其余项目均符合地表水Ⅴ类标准;综合营养状态指数为53.89,属轻度富营养化;综合营养状态指数在7、8、9月明显高于其他月份,在8月达到峰值,且在远离城市中心的柴村桥监测点位最低,在城市中心区域的南内环桥、南中环桥南、长风桥、跻汾桥等监测点位相对较高,水质状况与温度和人类活动密切相关。

扎龙湿地水体遥感提取过程中云阴影去除方法研究

以扎龙湿地为研究区,利用空间分辨率高、纹理信息丰富、定位精度高和购买价格相对低廉的ALOS遥感影像,测定了研究区水体等5种典型地物和云阴影的波谱亮度值;根据水体和云阴影的光谱特征,利用阈值法对近红外波段ALOS影像进行阈值处理,将包含云阴影信息的水体信息提取出来;基于ALOS彩色影像,再采用决策树方法自动提取湿地水体信息,同时将云阴影信息去除,并再补充提取因去除云阴影而损失的水体信息;与目视解译结果相比,用本研究方法得到的研究区湿地水体信息精度高于85%。近红外波段阈值法和彩色影像决策树法相结合的方法是一种能有效去除云阴影而高精度获取湿地水体信息的方法。

山东省典型湿地水体和沉积物中全氟辛烷羧酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)的污染特征

全氟辛烷羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)广泛存在于全球范围内的各种环境介质中,是全氟化合物中最典型的持久性有机污染物.为考察山东省典型湿地中PFOA和PFOS的浓度水平与空间分布特征,采用超高效液相色谱-串联质谱与WAX固相萃取相结合的方法,检测并系统分析了南四湖流域和东部沿海地区水和沉积物体系中PFOA和PFOS含量状况.研究结果表明,PFOA和PFOS在研究区域全部水样中均被检测出,浓度范围分别为10.49—84.6 ng·L-1和0.49—25.4 ng·L-1;其中南四湖流域表层水中污染物的含量高于东部沿海地区,并且污染物浓度从下游到上游呈上升趋势.沉积物样品中PFOA和PFOS的浓度范围(干重)分别为0.09—2.76 ng·g-1和0.17—5.25 ng·g-1,其空间分布趋势和水样中的大致相同.与国内外其他地区水和沉积物中PFOA和PFOS含量进行对比,山东省典型湿地中两种污染物的污染水平较高且PFOA污染更为严重.与PFOA相比,水和沉积物体系中PFOS的分配系数更高,并且不同区域间的分配系数存在差异.此外,本文采用熵值法对研究区域内两种污染物进行了初步风险评估,分析结果显示PFOA和PFOS对水生生物和野生鸟类可能存在一定的生态风险,且PFOS的风险较高,考虑到全氟化合物的生物累积性和食物链放大效应,应重视PFOA和PFOS的生态风险.

湿地水体富营养化评价与可持续发展研究

把湿地水体富营养化程度划分为6个级别,其阈值参照中国湖泊富营养化评价标准。选取Chl-a、TP、TN、CODMn为评价指标,根据实测数据建立指标及指标标准相对隶属度矩阵;综合考虑指标相对隶属度与指标权重,建立环境指标综合权重矩阵;应用多级模糊模式识别模型求得样本集对模糊概念"营养化"的相对隶属度矩阵;最后利用样本的级别特征值对湿地水体进行富营养化评价。并以扎龙湿地为例进行了实例计算与分析,验证了此模型的准确性和实用性。最后,为扎龙湿地的保护与可持续发展提出建议。

TM影像湿地水体信息自动提取方法研究

在杨存建等人发现Landsat TM影像中水体具有TM2＋TM3〉TM4＋TM5的特征的基础上，分析了水体及其它几类主要地物的光谱特性在TM影像中的表现特征，发现水体、居民地的阴影以及山体阴影都具有TM2＋TM3〉TM4＋TM5的特点，但是3者（TM2＋TM3）／（TM4＋TM5）的比值却存在着较大的差异，所以辅以适合的阈值（水体（TM2＋TM3）／（TM4＋TM5）〉2．0）可以将水体信息区别于其它所有的地物。并将该方法分析了含不同水体类型的福州市TM遥感影像进行了实验，研究发现用该方法可以将水体与全部居民地的阴影和山体阴影区分开来，实验取得了良好的效果。该方法可用于快速、简便和准确地提取城市和山区中的水体信息，同时克服了水体提取中难于消除阴影（居民地阴影与山体阴影）的难题？

河流扰动对松北湿地水体富营养化的影响

结合松北湿地实地水质监测数据,运用洪水脉冲理论进行洪水淹没水位与水体监测因子内梅罗值的相关性分析.并运用生态水文学原理探讨河流水文情势对湿地水体富营养化的影响,得出河流扰动对湿地水体富营养化呈现积极影响.

上海崇明生态岛湿地水体现状及修复提升措施研究

在建设世界级生态岛和长江大保护“双战略”下,崇明湿地水体建设应有新的目标和要求。该研究基于文献调研、报告研读,对上海市崇明生态岛滩涂湿地和河网水系的现状问题做出剖析评价,从水环境治理、海绵城市建设、河流廊道营建和滩涂湿地修复4个方面提出了具体修复措施,对于城市水利建设的研究与实践提供参考。

1994—2015年若尔盖湿地水体空间变化分析

针对高原湿地的退化及其相关生态环境问题的发生源于湿地水体退化,该文首先利用1994—2015年的TM影像,采用归一化水指数和改进的归一化水指数提取了3个不同年份夏季的湿地水体信息;其次,选取斑块平均面积、景观斑块形状破碎化指数和分维度3个指标,分析了不同时期湿地水体的斑块面积和形状破碎度变化。研究结果表明:若尔盖湿地水体20年来总体呈明显萎缩趋势,水体斑块的形状破碎化程度以2001年为拐点,分维数和斑块平均形状破碎化指数先升后降,但面积加权形状破碎化指数先降后升。

基于Landsat8OLI和Sentinel-2A影像在湿地提取水体信息的差异性研究

湿地作为中国重要的生态水文环境资源,及时、准确的监测湿地的水体信息具有重要意义。虽然Sentinel-2A数据相较于Landsat-8影像作为新兴的卫星遥感影像数据源名具有较多优势,但在湿地的水体信息提取的应用效果是否具有众多优点,仍是未知,因此,本文选取扎龙湿地研究区内的Sentinel-2a和Landsat-8影响各一景影像作为数据源,基于面向对象的分类分类方法提取湿地的水体信息,验证两种数据源的分类结果精度,结果表明:a.基于影像光谱特征差异和水体指数的可分性Sentinel-2A都高于Landsat-8影像,且提取结果显著。b.Sentinel-2A相较于Landsat-8影像提取得到较高的精度,水体信息用户精度87.31%,总体精度达85.87%,以上研究结果表明:Sentinel-2A影像数据相较于Landsat-8数据在复杂的小尺度湿地提取水体信息的精度更高,研究结果可作为湿地的保护研究提供理论基础数据。

内陆湿地与水体甲烷厌氧氧化功能微生物研究进展

内陆湿地与水体(如湖泊、河流、水库等)是温室气体甲烷的重要排放源。微生物介导的甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane,AOM)反应在控制内陆湿地与水体甲烷排放中起着不可忽视的作用,对缓解全球温室效应具有重要意义。内陆湿地与水体易形成缺氧环境,且电子受体的种类和数量繁多,是发生AOM反应的理想生境。近年来,不断有研究表明,内陆湿地与水体中存在多种电子受体(NO^(-)_(2)、NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)、Fe(Ⅲ)等)驱动的AOM途径。NC10门细菌和甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)的一新分支ANME^(-)_(2)d主导了湿地和水体环境中的AOM反应,其中ANME^(-)_(2)d具有根据环境条件选择不同电子受体的潜力。研究系统综述了内陆湿地与水体中不同电子受体驱动的AOM途径及其参与的主要功能微生物类群;分析了AOM反应在控制温室气体甲烷排放中的作用及其环境影响因素;总结了相关功能微生物的分子生物学检测方法及甲烷厌氧氧化活性测定的同位素示踪技术。最后,对未来相关研究方向进行了展望。

碟形沼泽湿地水中氮的动态变化及影响因素分析

通过对三江平原碟形湿地不同植被类型沼泽水体中氮含量的研究表明,漂笩苔草、毛果苔草和乌拉苔草沼泽水体中各形态氮含量具有明显的季节变化特征。总氮(TN)含量在5—10月份的植物生长季节表现为先增加后降低的趋势,不同植被类型沼泽水体TN含量明显不同。NH4+-N是无机氮的主要存在形态,含量比例在44.81%～98.89%之间。在整个生长季,乌拉苔草沼泽水NH4+-N含量呈先增加后降低的趋势,毛果苔草沼泽水NH4+-N含量在8月份具有峰值,漂笩苔草沼泽水NH4+-N含量较低,波动不大。硝态氮(NO3--N)在生长季中期含量较低,而亚硝态氮(NO2--N)含量较高;生长季末期NO3--N含量增高,而NO2--N含量降低。沼泽水体中不同形态氮浓度与植被类型、植被生长阶段密切相关,并且受到水温、降雨、蒸发、农田排水等因素的影响。

城市湿地公园建造中底泥重金属生态影响及治理研究

城市湿地公园作为水体改造、水质提升、环境优化的重要载体,在城市生态环境建设中发挥着重要作用。本文以城市湿地公园营建过程的原水体底泥为研究对象,综述城市水体污染物的来源、特性和底泥中重金属污染研究,建议将污水截流、底泥控制和资源化、封装运输等工程和技术运用到水体的疏浚清淤,旨在为城市水体污染治理和湿地公园营建提供科学依据。

生态补水在扎龙湿地自然恢复中的作用

扎龙湿地退化主要原因是湿地缺水,通过生态补水,促进湿地水体、湿地植被、湿地土壤及其鹤类等主要水鸟的恢复,从而使湿地恢复到一个比较高的水平,使其发挥正常的生态功能。

辽河三角洲滨海湿地的演化

在湿地分类及湿地植物群落调查基础上,分析了辽河三角洲滨海湿地植物群落分布与湿地的地表积水条件、土壤水分质量分数、土壤盐分质量分数的关系,以此为依据提出了浅海水下三角洲湿地、潮上带淡水深水体湿地、潮上带淡水浅水体湿地在三角洲泥沙淤积、湿地土壤脱盐、积水脱盐、植物入侵等因素作用下的演化模式。总体上来说,3类湿地均向沼泽湿地、草甸湿地演化。在3类湿地的演化中,浅海水下三角洲湿地的演化过程最复杂,由咸水湿地演化为淡水湿地,演化过程最慢,潮上带淡水深水体湿地演化过程较快,潮上带淡水浅水体湿地演化过程最简单,演化最快。由于开垦,辽河三角洲滨海湿地最终演化成的一部分沼泽湿地、草甸湿地已转变为农作物群落。

基于污水厂尾水的人工湿地系统中水体氮的水流方向分布特征及污染评价

天津临港人工湿地是以污水厂尾水为水源的组合人工湿地,为探究其水体形态氮的分布特征和污染状况,以该湿地系统为研究对象,采集并分析了湿地水样,基于GIS克里格插值法,对湿地水体形态氮和典型理化性质的分布和污染特征进行了研究,结合单因子污染指数法评价了水体污染程度。结果表明:湿地水体TN浓度为0.657~5.576 mg·L-1,其中NO3--N(0.095~3.920 mg·L-1)浓度相对较高,占TN的49.2%;沿水流方向,TN、NO3--N和NO2--N的分布趋势基本一致,从入水口至景观湖呈逐渐降低趋势;NH4+-N的分布相对复杂,在潜流和表流湿地下游与景观湖交汇处浓度最高,表流湿地浓度最低;pH和EC分别对NH4+-N和NO3--N的分布特征具有较大的影响作用。根据单因子污染指数法,湿地水体TN超标(Pi>1),调节塘TN污染最为严重,调节塘可作为TN优控区。以上结果有助于深入认识以污水厂尾水为水源的组合人工湿地中氮污染物的赋存形态及分布特征。