洞庭湖近30 a水位时空演变特征及驱动因素分析

洞庭湖地处北亚热带季风湿润气候区,水情时空变化尤为明显.为了探明洞庭湖水位时空演变特征,以洞庭湖6个水位站(城陵矶、鹿角、营田、杨柳潭、南咀、小河咀)、出入湖流量("三口"总入湖流量、"四水"总入湖流量、城陵矶出湖流量)和长江干流流量(宜昌、螺山)等1985-2014年逐日数据为基础,通过构建泰森多边形计算湖泊水位,运用Morlet小波分析、层次聚类分析和地统计理论研究湖泊水位的周期性变化规律及空间分布格局和自相关性.研究结果表明:洞庭湖水位变化具有典型的季节性,且年际变化具有28和22 a的多时间尺度特征;水位空间分布格局呈现出小河咀、南咀、杨柳潭(Group 1)以及城陵矶、鹿角、营田(Group 2)两种聚类,且在不同水文季节的空间自相关性依次表现为丰水期>退水期>涨水期>枯水期.通过建立两类水位在不同水文季节与径流量的多元逐步回归模型揭示了洞庭湖水位时空演变的驱动因素,其中Group 1水位演变主要受长江干流水文情势的影响,Group 2水位演变由出入湖径流量和长江干流径流量共同作用,并随着不同水文季节江湖关系的改变以及湖泊自身水力联系的变化而变化.研究结果对于科学认识洞庭湖水位的时空演变规律以及湖泊生态系统保护和水资源的规划、管理与调控具有重要意义.

水系连通工程下博斯腾湖矿化度时空变化及其驱动因素研究

分析了开都河-黄水沟-大湖区-小湖区连通工程实施后博斯腾湖矿化度的时空变化及其驱动因素,以期为进一步改善博斯腾湖水环境提供科学指导。结果表明:空间变化上,水系连通工程促进了博斯腾湖大、小湖区水循环,改善了博斯腾湖矿化度,使黄水沟河道(南大闸)矿化度降低了0.5~1.0 g/L、大湖区西北角和东南部矿化度降低了0.3~0.5 g/L、小湖区东部矿化度降低了0~1.5 g/L;时间变化上,博斯腾湖黄水沟区、西岸区、大湖区和小湖区矿化度变化具有较高的同步性;水系连通工程的实施对改善博斯腾湖矿化度空间分布作用显著;高矿化度水体的扩散和湖水水位,尤其是水温等因素共同驱动了矿化度随时间的变化。在水系连通工程实施下,科学调控年内入湖、出湖水量并严格阻止污水入河、入湖是改善博斯腾湖矿化度的关键。

近30a来白洋淀土地利用变化规律及驱动力分析

分析土地利用变化规律对提高土地开发利用效率和推动生态环境保护工作具有重要意义。针对白洋淀的土地利用演变,为探究其变化趋势,以白洋淀湿地为例,采用30 a来8期Landsat TM/OLI遥感影像为数据源,结合遥感和地理信息系统方法,分析白洋淀湿地土地利用的时空变化特征和驱动力。结果表明:(1)1986—2018年,主导的土地利用类型是耕地和水域。耕地变化最为明显,减少了60.3%,水域变化次之,增加了24.1%。水生植物面积大致呈“增多—减少—增多”的趋势,居民地面积持续增加。(2)分析土地利用动态度得出,1986—2018年间水生植物和水域面积的单一动态度较大,综合动态度(L C)从0.267%下降到0.117%,呈现缓慢下降趋势,说明白洋淀土地利用到后期的变化速度变慢,土地利用状态趋于稳定。(3)白洋淀土地利用类型变化的驱动因子为气候、人类活动和国家宏观政策。研究成果有利于区域进行土地利用决策,也可作为土地可持续利用和生态环境保护的科学依据。

沈乌灌域近30 a天然湖泊面积动态变化及驱动分析

沈乌灌域因其特殊的地理位置与气候条件,灌域内湖泊对维持其生态环境良性发展具有重要意义。目前,尚未有对沈乌灌域内湖泊面积历史变迁的研究,为了掌握沈乌灌域湖泊面积的时空变化特征以及有针对性地进行适量补水。基于Landsat与HJ1A/B遥感数据,采用新型水体指数(NWI)结合阈值法、目视解译对1988-2018年沈乌灌域内八大天然湖泊面积进行提取,并结合磴口县气象资料与乌兰布和灌域管理局提供的生态补水、引水量、秋浇水量等资料对灌域内湖泊面积变化进行驱动因子分析。研究结果表明研究区湖泊面积近30 a来一分场海子和冬青湖一直呈直线式扩张趋势,金马湖、纳林湖、镜湖、古月辰湖、砖照井海子和天鹅湖均经历了持续扩张阶段-波动式萎缩阶段-波动式扩张阶段。沈乌灌域内近30 a湖泊面积的变化是气候因素和人为活动的综合影响。

太湖流域植被NPP时空特征及其驱动因素研究

为了探究太湖流域植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)2000—2019年的时空动态变化,定量识别其驱动因素并分析其影响,采用趋势分析、Hurst指数等方法研究了2000—2019年太湖流域植被NPP的时空变化特点,并结合气象、土地、人口等数据,运用相关性分析、地理探测器方法等从两方面揭示其驱动因素。结果表明:流域植被NPP多年均值呈波动上升趋势,空间上表现为西南高、中东部低的分布格局;未来流域植被NPP可能会以反持续性趋势为主,即会有所下降;气候因子与NPP的相关性不显著,土地利用变化是造成植被NPP流失的主要因素之一;单因子驱动中,土地利用变化对植被NPP的解释力最强,双因子则是以土地利用和降水因子的交互作用为主。

洞庭湖浮游植物时空变化特征及影响因素分析

为了解洞庭湖浮游植物的时空分布特征及原因,在2016年对洞庭湖浮游植物开展了季度调查。结果表明洞庭湖浮游植物样品中共检出6门53属,其中蓝藻门4属、绿藻门19属、硅藻门21属、隐藻门2属、裸藻门4属、甲藻门3属。洞庭湖浮游植物的平均密度为28.6×104cells/L,其中硅藻门最为丰富,占总密度的43.1%,其次为蓝藻门占23.4%、绿藻门占18.9%、隐藻门占8.8%、裸藻门占3.9%、甲藻门占1.9%。空间分布上,东洞庭湖浮游植物密度最高,其次为南洞庭湖、洞庭湖出口、入湖口和西洞庭湖。时间分布上,6月份浮游植物密度最高,其次为9月、3月和12月份。洞庭湖全湖综合营养状态指数为49.9,为中营养水平,其中东洞庭湖出现了轻度富营养化,尤其是大小西湖在夏秋季节有水华爆发的风险。典范对应分析(CCA)分析表明总磷和透明度是影响洞庭湖藻类分布的主要影响因素。