流域国土空间水资源承载力评价及保护方法研究

量化测度水资源承载力并制定相应的水资源保护措施,对于区域国土空间可持续发展极为重要。运用DPSIR框架,评价了梁子湖流域的水资源承载力,并对评价结果进行空间落位。基于评价结果,使用FLUS模型模拟未来发展趋势,划定了区域国土空间功能优势区,并综合评价模拟结果,确定了梁子湖流域的水环境保护格局。从量化测度和情景模拟两个方面构建了一套切实可行的流域国土空间水资源保护规划技术路径,可为区域水资源保护目标导向下国土空间规划与生态保护提供参考。

鄂州市湿地资源景观演变与退化过程分析

以2009年、2015年和2020年鄂州市土地利用数据为基础,分析了湿地景观格局演变过程及其退化程度,探究了整体与局部区域湿地退化的功能特征。结果表明:①2009—2020年鄂州市和梁子湖自然保护区的湿地总面积分别减少66.75 km2、8.04 km2;②鄂州市湿地景观向破碎化和类型多样化发展,但湖泊湿地优势度增加,空间分布集中,连通度有所提高;③湿地退化区域主要分布在花马湖流域和长江沿岸,恢复区域主要分布在五四湖流域和梁子湖自然保护区;④湿地生物多样性有所降低,但植被生产力呈增加趋势,梁子湖区域整体湿地保护情况良好,退化程度低于鄂州全市。鄂州市湿地景观受人为活动影响明显,湿地保护政策和生态项目工程的实施有利于湿地资源的恢复与合理利用,对促进区域经济与生态环境协调发展具有重要意义。

乡村振兴背景下休闲农业和乡村旅游融合发展研究——以湖北省梁子湖为例

休闲农业作为乡村的一种新型产业,将农业和旅游耦合起来,是实现农业转型、增加农民收入、推进美丽乡村建设的有效措施。它对国家的乡村振兴战略有着重大意义,是巩固脱贫成果,实现共同富裕的重要途经。在乡村振兴战略背景下,通过资料收集,结合实地调研,分析湖北省鄂州市梁子湖地区的休闲农业发展现状和问题,并为梁子湖地区的休闲农业高质量发展提供建议。结果发现:梁子湖地区近年来休闲农业发展迅速,但存在人才不足、设施老旧、服务同质化、缺乏区域规划等问题;未来发展中需挖掘文化特色、重视人才培养、加强宣传意识、整合优秀资源、坚持绿色发展来推动梁子湖的休闲农业发展,以期提升当地农民收入,维护梁子湖生态环境,为鄂州市乡村振兴战略做出贡献。

梁子湖水体中环境激素的分布及生态风险评价

该文对枯水期、平水期和丰水期梁子湖水体中2种双酚类和9种类固醇类(5种雌激素、3种雄激素和1种孕激素)环境激素(EH)的浓度水平及分布特征进行了研究,并进行生态风险评价和内分泌干扰效应分析。结果表明,梁子湖水体中有双酚S(BPS)、双酚A(BPA)、雌三醇(E_(3))、17α-乙炔雌二醇(17α-EE_(2))、雌酮(E_(1))、康力龙(SZ)和孕酮(PG)7种环境激素检出。从检出浓度和检出率来看,BPA和PG是梁子湖水体主要的环境激素污染物。枯水期、平水期和丰水期的环境激素总浓度(∑EH)分别为ND~18.17 ng/L、ND~4.21 ng/L和ND~3.50 ng/L,且枯水期和丰水期∑EH最大值均出现在梁子湖入湖口处。与国内外其他湖泊相比,梁子湖水体中双酚类和雌激素的浓度处于中等偏下水平,雄激素和孕激素的污染处于比较低的水平。生态风险评价结果表明,枯水期和平水期分别有50%和63%点位的环境激素总风险商RQs大于1,对水生生物存在高风险,主要是17α-EE_(2)的贡献,其余处于低风险或无风险;丰水期整体处于低风险或无风险。内分泌干扰效应分析结果表明,枯水期和平水期个别点位的总雌激素毒性当量(EEQs)值大于1 ng/L,表现出一定的雌激素活性;其余点位的EEQs值均小于1 ng/L,不会产生明显的雌激素效应。3个水期全部点位的总雄激素毒性当量值均小于1 ng/L,雄激素效应均不明显。该研究有助于了解梁子湖水体中双酚类和类固醇类环境激素的污染特征,可为梁子湖水体中环境激素的生态风险评价提供参考。

梁子湖流域水域景观格局演变及驱动因子分析

为探究自然因素和人类活动对水域景观格局演变产生的影响,以水域空间演变为主线,通过空间计算、景观指数分析和统计分析等,对梁子湖流域2000—2020年水域转移状况、空间自相关特征、景观格局变化以及驱动因子进行研究。结果表明:2000—2020年梁子湖流域水域面积减少约21%,减少面积中约95%转为耕地,建筑用地面积增长超4倍,约90%来自耕地的转入;近10年水域空间聚集面积减少约23%,水域分布关联性正在减弱;水域景观特征在流域上下游差异显著,上游水域面积和形状基本稳定,聚集性和连通性均优于下游,下游水域面积萎缩近一半,阻隔作用明显,岸线趋于规整;降水、气温、GDP、人口以及耕地和建筑用地面积比例解释了水域景观变化的54.7%,城镇化进程和农业生产活动是主要影响因子,其中人口增长和耕地开发对水域面积萎缩贡献更大,GDP增长和城镇化进程对水域边界复杂度和连通性的影响更明显。研究结果可为梁子湖流域水域景观保护修复提供参考。

梁子湖“十三五”以来水质状况分析

统计梁子湖“十三五”以来的水质监测数据,利用单因子评价法与污染指数法评价水质现状,分析主要污染物及湖区4个监测点位的水质变化规律。结果表明,梁子湖水质大部分年份稳定在Ⅲ类,主要污染物总磷年均值呈逐年上升趋势,氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量年均值变化不大,总磷、高锰酸盐指数、化学需氧量由于受气温影响,在夏季平均浓度相对较高,氨氮在枯水季节浓度相对较高。4个监测断面中入湖口水质最差,出湖口与梁子岛水质相对较好。

湖北省梁子湖流域超标准洪水应对预案研究

通过对梁子湖流域防洪设施现状和超标准洪水的风险分析,提出了监测预警、洪水调度、转移路线及安置等应对预案。2020年梁子湖流域发生超标准洪水,通过对水情分析,按照预案进行水利工程调度,最大限度保证了抗洪抢险救灾工作科学、高效、有序进行,保障了人民的生命财产安全及城区经济社会安全与可持续发展。

长江中游湖泊CDOM光学特性及其空间分布对比

根据2007年秋季洪湖、东湖和梁子湖的调查结果,分析了长江中游3个典型湖泊CDOM光学特性及其空间分布差异.结果表明:(1)CDOM吸收系数在洪湖最高,梁子湖最低;(2)在洪湖,CDOM吸收系数受陆源影响较大,与悬浮泥沙浓度呈现较好正相关关系,而在梁子湖,CDOM吸收系数主要受到浮游植物降解贡献,与叶绿素浓度具有显著的正相关关系;(3)洪湖与东湖指数函数斜率S值变化不大;梁子湖CDOM吸收系数空间分布差异较大,指数函数斜率S值与400nm波段CDOM吸收系数ag(400)显著负相关.在建立梁子湖CDOM遥感反演模型时,应引入上述指数函数斜率S值与400nm波段CDOM吸收系数之间的线性函数,对CDOM吸收系数的指数模型进行优化.

利用SRAP标记分析3个团头鲂群体的遗传多样性

采用SRAP（sequence-related amplified polymorphism）分子标记,对长江中下游地区淤泥湖、梁子湖、鄱阳湖的3个团头鲂自然群体的遗传多样性进行了分析。从88对引物组合中筛选出13对条带清晰、多态性丰富的引物组合,每对引物组合检测到的位点数为8-21个,在3个团头鲂群体中共检测到172个位点。鄱阳湖群体的多态位点百分率（58.14%）、Nei＇s基因多样性（0.1849）和Shannon＇s信息指数（0.2799）最高,梁子湖群体的多态位点百分率（51.16%）、Nei＇s基因多样性（0.1524）和Shannon＇s信息指数（0.2347）次之,淤泥湖群体的多态位点百分率（29.07%）、Nei＇s基因多样性（0.0904）和Shannon＇s信息指数（0.1371）最低。3个团头鲂群体中,鄱阳湖群体遗传多样性最高,淤泥湖群体最低。3个群体间的Nei＇s无偏遗传距离为0.0866-0.2207,遗传相似度为0.8020-0.9170;鄱阳湖和淤泥湖群体间遗传距离最大（0.2207）,亲缘关系较远,鄱阳湖和梁子湖群体间遗传距离最小（0.0866）,亲缘关系较近。

梁子湖水质时空格局分析

基于大样本监测数据,从点位、湖区、全局3个层次,对梁子湖水质的季节变化和空间差异进行综合分析,发现梁子湖水质存在显著的季节差异和较大的空间差异:(1)季节上,夏、秋、冬季污染相对较重,春季污染相对较轻;夏、秋季主要污染指标为高锰酸盐指数(COD_(Mn)),冬季为总氮(TN);(2)空间上,东梁子湖和牛山湖污染相对较重,西梁子湖污染相对较轻;东梁子湖主要污染指标为COD_(Mn)、总磷(TP)和TN,牛山湖为COD_(Mn)、TN和氨氮,西梁子湖为COD_(Mn)和TN.研究结果有助于更好地了解梁子湖水质的时空变化特点,进而制定有针对性的保护措施和管理对策.

梁子湖优势沉水植物冬季种子库的初步研究

初步研究了梁子湖６种优势沉水植物如黄丝草、金鱼藻、菹草、黑藻、苦草和穗状狐尾藻等在冬季的广义种子库（种子、芽苞、断枝等），包括它们的繁殖特性、种子库大小、结构及萌发时的衰减曲线等问题，主要结果为：（１）在梁子湖不同区域内，种子库大小不相同，满江湖、前江大湖、中湖和管理局网围内种子库分别为７１４．４粒／ｍ２、１０７．５粒／ｍ２、３３１．９粒／ｍ２和１５９．３粒／ｍ２。种子库的大小受到现实的种群数量、投鱼强度、人类干扰等因素的影响。（２）黄丝草、金鱼藻、菹草种群的种子库占有明显优势，全湖平均分别为 １９８．８粒／ｍ２、９１．７粒／ｍ２和２１．４粒／ｍ２。（３）每一种植物种群广义种子库的构成和比例具有差异，金鱼藻、菹草、苦草。黑藻四种植物种子库中，无性繁殖体占有主要的地位；黄丝草、穗状狐尾藻两种植物种子库中，种子占有很大的比例。上述六种植物均可用种子和无性繁殖体来产生幼苗，补充到种群中去。（４）种子库一般存在冬季休眠（菹草为夏眠），春季种子库萌发，尤其在３月和４月是种子库萌发的高峰期。

湖北梁子湖湿地土壤养分的分布特征和相关性分析

对湖北梁子湖农业湿地土壤有机质、N、P、K的分布特征进行了研究.结果表明,土壤表层有机质含量在24.203-56.815g/kg之间,TN、TP、TK分别为1.385-2.911g/kg、0.406-0.523g/kg和14.68-26.77g/kg.五类土壤中有机质、TN、TP、TK在水平分布上是随地形部位升高(地下水位降低)而降低,即从沼泽型→潜育型→侧渗型→潴育型→淹育型渐次降低.土壤剖面中,有机质、TN、TP、TK从表层到底层逐渐降低,仅在淹育型土壤中TK是从上向下逐渐升高.侧渗型水田由于湖水脉动漂洗作用使剖面底层的有机质、TN、TP、TK都低于其它四类土壤.土壤表层中速效N、P分布特征与TN、TP相似,但速效K的变异较大.土壤表层中有机质、TN、TP、TK之间有良好的相关性,而剖面中有机质与TN也高度相关.此外,沼泽型土壤有机质与TK及TN与TK显著相关,而淹育型土壤剖面中TP与TK显著负相关.

湖北梁子湖近百年来环境演变历史及驱动因素分析

湖泊生态系统的修复必须建立在历史生态环境演化过程与驱动机制认识的基础之上.针对草型湖泊演化历史研究相对不足的现状,以长江中游典型草型湖泊梁子湖为研究对象,结合210Pb和137Cs年代测试,通过对沉积柱高分辨率的多指标分析(硅藻、元素地球化学和粒度)以及流域历史资料重建近百年来梁子湖生态环境的演化过程,并在此基础上利用冗余分析定量区分影响该湖泊生态环境演化的关键驱动因子.结果显示,沉积物总磷和重金属元素Cu是影响该湖泊生态环境演化的2个显著变量,它们分别单独解释硅藻组合的12.7%和8.5%变率.这表明近百年来人类活动引起的营养输入对梁子湖生态环境演化起关键性作用,而重金属污染也是影响梁子湖环境演变的重要因子.本研究结果可以为梁子湖及长江中下游其他类似湖泊的环境治理提供科学依据.

梁子湖水-陆交错区水生植物群落生态学研究

对梁子湖水 -陆交错区中植物群落的组成、结构、生长型和生物量进行了测定 ,结果表明交错区内共分布有 9种植物群落 :1)微齿眼子菜 (Potamogeton maackianus)群落 ;2 )狐尾藻 (Myriophyllum spicatum) +苦草 (Vallis-neria natans) +金鱼藻 (Ceratophyllum demersum)群落 ;3)微齿眼子菜 +金鱼藻群落 ;4)金鱼藻 +狐尾藻 +微齿眼子菜群落 ;5 )金鱼藻 +狐尾藻 +荇菜 (Nymphyoides peltatum)群落 ;6 )水蓼 (Polygonum hydropiper) +菱 (Trapabispinosa) +菰 (Zizania latifolia)群落 ;7)菹草 (Potamogeton crispus)群落 ;8)菰 +荇菜 +水蓼群落 ;9)湿生植物(Helophyte)群落。主要植物群落生物量为 :狐尾藻 +苦草 +金鱼藻群落 2 414g· m- 2 ,金鱼藻 +狐尾藻 +微齿眼子菜群落 4379g· m- 2 ,微齿眼子菜 +金鱼藻群落 1486 g· m- 2 ,微齿眼子菜群落 2 80 5 g· m- 2。交错区内主要植物群落生物量的季节变化与群落内优势种的生长方式、人为活动的干忧以及个体生态特征密切相关。

湖北梁子湖近代沉积记录对人类活动的响应

为了研究人类活动背景下的湖泊生态响应过程和机制,分析人类活动对湖泊富营养化的贡献,在210Pb计年和历史事件记载基础上,通过梁子湖沉积物水生生物遗存和色素分析重建了梁子湖地区过去100多年来湖泊生态系统演化过程.沉积物色素和水生生物遗存组合带的变化表明梁子湖营养演化具有5个阶段:过去100多年梁子湖地区经历了生态环境良好的贫营养化期(1885-1902A.D.)、轻度富营养化期(1902-1964A.D.)、中度富营养化期(1964-1988A.D.)、富营养化期(1988-1998A.D.)、中度富营养化期(1998-2003A.D.).水生生物遗存随着湖泊富营养化的发生而呈现一定的分布特征,对富营养化敏感的奥古茨藻、荇菜、角果藻、纹沼螺、表壳虫等逐步减少.通过湖泊演化阶段与区域人类活动重大阶段的联合对比研究发现随着人类活动的增强及对湖泊生态的持续干扰,湖泊生态演化呈现明显的阶段性,湖泊富营养化的发生与流域强烈的人类活动如围垦与农业活动带来的营养物质输入有着直接联系,湖泊生态环境演化对重大人类活动事件具有响应性.本研究对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、整治湖泊环境具有重要的指导意义.

梁子湖浮游甲壳动物的生物多样性

基于2006年8月至2008年3月对梁子湖浮游甲壳动物的采样调查,记录了该湖区浮游甲壳动物22种,隶属9科18属,其中枝角类(Cladocera)16种,桡足类(Copepoda)6种,包括9属新记录。物种多样性季节性动态变化明显:枝角类优势种在春、夏和秋冬季依次为透明溞(Daphnia hyalina,优势度Y=0.80±0.01),小栉溞(Daphnia cristata,Y=0.50±0.03)和长额象鼻溞(Bosmina longirostris,Y=0.58±0.04);而桡足类优势种在夏、秋和冬春季依次为长江新镖水蚤(Neodiaptomus yangtsekiangensis,Y=0.41±0.01)、近邻剑水蚤(Cyclops vicinus,Y=0.46)和特异荡镖水蚤(Neutrodiaptomus incongruens,Y=0.65±0.18)。浮游甲壳类个体密度以春季最高((292±85)ind/L),夏、秋、冬季渐低(依次为(169±104)、(140±53)、(120±0)ind/L)。物种多样性冬春季较低(物种数S≤12,丰富度指数D=0.77和0.71,香农-威纳指数H=1.79和1.45),夏秋季较高(S≥17,D=0.98和0.88,H=1.78和1.83)。梁子湖浮游甲壳类动物多样性年际差异不显著,表明湖区环境条件较为优越、稳定。

梁子湖水生植被

对梁子湖水生植被的种群组成、植被类型和生物量进行了初步调查。结果表明：梁子湖水生高等植物的种类为３５科６２属９２种，全湖沉水植物平均生物量为４．７５ｋｇ·ｍ^（－２）。根据梁子湖水生植物的种类组成和结构全湖分为１２个水生植物群落。梁子湖水生植被带状分布不显著，其特点是挺水植物和漂水植物未形成一个独立的植物带，沉水植物占绝对优势，分布面积接近全湖。

梁子湖沉积物中氮磷分布特征研究

通过采集3个沉积物柱芯对梁子湖沉积物中不同形态氮、磷及孔隙水中NH4+-N、NO3--N和全磷在剖面的分布特征进行了研究。结果表明入水口附近沉积物氮、磷的含量较湖心和出水口附近高。沉积物和孔隙水中,NO3--N含量从表层到底层呈下降趋势,而NH4+-N含量则逐渐增加;沉积物中全氮和有机氮随深度增加而明显降低。沉积物中全磷及不同化学相磷含量随深度增加而降低,而孔隙水中全磷含量随深度递增。

梁子湖麦穗鱼食性的研究

用 4种指标分析了梁子湖麦穗鱼的食性。结果表明 ,藻类的出现率 (97.0 6 % )、个体数百分比 (99.91% )和相对重要性指数 (0 .98)均最大 ,而底栖动物的重量百分比 (98.5 3% )最大 ,表明麦穗鱼以底栖动物为主要食物 ,同时摄食大量的藻类。该鱼常年摄食 ,且摄食强度表现出一定的季节性变化 ,1～ 3、9月的摄食强度较高 ,而 7月较低 ,可能是由于被动性采样所致。

梁子湖表层水氮的季节变化与沉积物氮释放初步研究

采用室内模拟的方法研究梁子湖沉积物N在pH值和温度控制下释放的特征.研究表明,梁子湖的入水口和出水口由于沉积环境影响到N的形态,其N的释放明显较湖心高,在试验初期由于搅动的影响使得N的释放在第1天较第2、3天高,其后则迅速增加释放量.温度对N释放影响明显,30℃条件下N释放曲线的峰值较4℃条件下高近1倍,20℃条件下N释放曲线的峰值较4℃条件下高30%.pH值对沉积物N释放同样有明显的影响.在偏酸(pH 5.5)和偏碱(pH 11.5)条件N的释放量较湖水正常pH值(pH 8.5)增大.湖水全N含量在0.180～1.362 mg/L之间,平均0.713 mg/L;NH4+-N含量在0.023～0.130 mg/L之间,平均含量为0.065 mg/L;硝态N在0.005～0.72 mg/L之间,平均含量为0.257 mg/L.梁子湖表层水中氮含量呈明显的季节性变化,全N和NO3--N是春季高,冬季低;NH4+-N是春季含量最高,而夏季含量最低.