基于数字岸线分析系统(DSAS)的湖泊岸线时空演变特征分析——以升金湖为例

为了揭示2000—2020年升金湖岸线时空演变特征,运用数字岸线分析系统(DSAS),以5个年份的Landsat遥感影像为数据源,对湖泊岸线的时空演变进行定量分析。结果表明:2000—2020年期间,升金湖岸线的变化主要集中在杨峨头、佘干、大州、七星墩、唐田以及马料湖附近,影响湖岸线变化的主要因素包括降水和水产养殖、乱砍滥伐、过度灌溉等人类活动。2000—2015年湖岸线变化趋势复杂,扩张和收缩并存,这个阶段影响湖泊岸线变化的主要因素是水产养殖、乱砍滥伐、过度灌溉等人类活动。在升金湖环境得到改善之后,2015—2020年降水成为影响湖泊岸线变化的主导因素,由于降水量的增多,大部分岸线缓慢增长,佘干附近的湖岸线增长明显。升金湖上湖草滩退化严重,淤泥堆积,且受人类活动干扰较多,导致佘干附近湖泊岸线波动频繁,变化剧烈。下湖神头山和唐田附近受乱砍滥伐的影响较大,岸线变迁较为频繁。马料湖附近水田较多,过度灌溉导致马料湖附近湖岸线小范围收缩。研究结果可为湖泊生态环境保护和监测提供理论基础。

安徽升金湖国家级自然保护区自然资源统一确权登记实践与探索

自然资源统一确权登记与不动产登记的法治化使我国自然资源资产产权制度具有清晰明确的归属和权责关系。本文以安徽升金湖国家级自然保护区自然资源统一确权登记工作实践为基础,深入研究了自然资源统一确权登记工作的实现思路和关键技术要点,探讨了在实践过程中遇到的难点问题,并结合安徽省实际情况提出相应的解决措施。

基于物种保护的自然保护地生态旅游功能区划研究——以安徽升金湖国家级自然保护区为例

科学合理地划定保护分区是平衡当前自然保护地生态旅游与生态保护之间矛盾的关键,也是我国建立以国家公园为主体的自然保护区体系的重要环节。以安徽省升金湖国家级自然保护区为案例,运用优化的Marxan模型、ArcGIS空间分析法与层次分析法,识别保护价值高、保护成本低的规划单元,构建以低成本协调生态保护与旅游发展之间矛盾的优先保护格局,并明确生态旅游适宜性分区方法与管理策略。结果表明:升金湖国家级自然保护区建立的优先保护单元共403个,面积共100.75 km^(2)。区域内生态旅游适宜性Ⅱ、Ⅲ级所占区块面积较大,分别为47.11%、25.48%;Ⅰ级、Ⅳ级与Ⅴ级地区面积均较小。综合划定了以3大功能区和7类功能亚区为主体的自然保护区生态旅游功能分区。研究结果有助于服务升金湖国家级自然保护区未来生态旅游功能区划决策实施。

极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响

水鸟是湿地生境质量的重要指示性动物类群,可敏感地反映湿地环境变化。浅水通江湖泊消落带具有复杂多样的生境和丰富的食物资源,是水鸟特别是越冬水鸟的重要聚集区,其食物资源的丰富度和可获得性受水文节律影响。在极端洪水作用下,消落带生境变化对越冬水鸟群落结构及其多样性的影响是一个值得关注的水鸟及湿地生态学问题。选择了具有典型消落带生境的升金湖作为研究区域,对2019年(正常水位)和2020年(异常水位)两个越冬季水鸟的数量、种类进行调查统计,分析了消落带的生境变化情况对越冬水鸟群落结构的影响。2019年越冬期,记录到水鸟(50984.20±9595.71)只(n=5),隶属7目13科51种;2020年越冬期,记录到水鸟(27923.00±13808.47)只(n=5),隶属7目12科53种。整个越冬季消落带的水鸟种类略增但数量减少,2019年游禽中的优势种为豆雁,2020年游禽中的优势种增加为豆雁和斑嘴鸭,但涉禽中的优势种由白琵鹭、反嘴鹬、凤头麦鸡转变为苍鹭、大白鹭和反嘴鹬。洪水导致的草滩-水域混合区生境面积减小使湿生植物退化,可能是导致以豆雁为主的食苔草水鸟数量大幅度减少的重要原因;因湖水延迟消退,裸露的泥滩面积大幅度下降,可能致使食底栖动物水鸟数量减少;湖泊水位上升和消落带水域面积的增加,加大了食鱼水鸟的捕食难度,导致数量锐减;提供植物种子的生境缺少,使觅食种子的斑嘴鸭和绿翅鸭数量明显下降;沉水植物的适宜生境面积下降直接影响到食地下茎的水鸟分布,并致其数量减少。研究结果有利于理解升金湖消落带生态系统的健康状况,为越冬水鸟的保护和湿地的管理提供基础资料。

不同洪水阶段对升金湖后生浮游动物群落结构特征的影响

为了解不同洪水阶段对升金湖后生浮游动物群落结构特征的影响,2020年7月初(洪水前)、7月下旬(洪水形成期)、8月中旬(洪水中期)和9月下旬(洪水后)在升金湖湖区水域24个采样点进行后生浮游动物采样调查。研究期间共采集到后生浮游动物20科50属86种,其中轮虫11科29属55种,枝角类5科13属23种,桡足类4科8属8种。方差分析显示后生浮游动物密度在不同洪水阶段差异极显著(F=8.301,P<0.01)。4个阶段轮虫共同优势种为暗小异尾轮虫(Trichocerca pusilla)、广生多肢轮虫(Polyarthra vulgaris)、圆筒异尾轮虫(Trichocera cylindri-ca)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、裂痕龟纹轮虫(Anuraeopsis fissa),枝角类共同优势种为简弧象鼻溞(Bos-mina coregoni)、颈沟基合溞(Bosminopsis deitersi)、脆弱象鼻溞(Bosmina fatalis),桡足类4个阶段没有共同优势种。后生浮游动物密度和生物量平均值分别为(2170.20±506.74)个/L和(7.79±2.04)mg/L。平均密度和平均生物量峰值均出现在洪水前,最低值分别出现在洪水中期和洪水形成期。Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数的变化范围分别为2.37~4.50、2.19~6.50和0.83~1.21。Pearson相关性分析结果表明后生浮游动物密度与电导率、水深呈显著负相关,生物量与溶解氧、电导率、水深、浊度呈显著负相关,与总氮含量、硝氮含量呈显著正相关。研究揭示了不同洪水阶段对通江湖泊后生浮游动物的影响:洪水改变了湖泊后生浮游动物的物种组成及优势种,且显著影响后生浮游动物的密度及多样性。

升金湖不同栖息地豆雁肠道菌群组成与特征分析

采用16Sr RNA测序方法对升金湖杨峨头(SLY)和赤岸(SLC)栖息地越冬豆雁肠道微生物组成与特征进行分析。结果表明,升金湖SLY和SLC两个栖息地豆雁肠道微生物组菌群丰度存在显著差异(P<0.05),SLY以厚壁菌门和变形菌门为优势菌门,SLC以厚壁菌门和蓝细菌门为优势菌门。升金湖SLY栖息地豆雁肠道菌群优势菌属为乳酸杆菌属(39.5%),SLC栖息地豆雁肠道菌群中以Chloroplast属(35.3%)和乳酸杆菌属(19.2%)更为优势。基于Bray_curtis距离矩阵的NMDS分析表明两栖息地菌群呈现出明显分类群。SLC栖息地豆雁肠道菌群网络相关性相比较SLY表现较为紧密和复杂。此外,PICRUSt的功能预测表明,SLY和SLC栖息地豆雁肠道微生物组COG功能注释结果主要为功能预测功能、氨基酸转运和代谢复制功能、重组和修复功能、信号转导机制功能以及能量生产和转换功能等。结果表明,越冬初期升金湖两栖息地豆雁肠道菌群组成存在显著差异,且表现出特有菌群特征,为后续整个越冬期候鸟的研究和保护提供了基础数据和研究方向。

升金湖沉积物1000年以来的元素地球化学记录及其水文意义

中国东部季风区过去千年的水文变化已有大量研究并取得重要进展,但水文环境变化的起止时间、空间特征、温湿配置研究仍存在显著的区域差异,水文环境变化的驱动机制研究相对较少且不明确。以安徽升金湖沉积岩心为研究对象,分析元素地球化学指标的水文指示意义,结合总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)、无机碳(IC)等环境代用指标,讨论升金湖过去1000年的水文变化。结果表明:1)在1000~1350 A.D.,Ti、Rb/Sr、Cr、SiO_(2)含量呈波动下降,Sr、CaO含量呈低值波动,指示中世纪暖期水文环境向干旱化变化。2)在1350~1850 A.D.内可分为两个阶段;第一阶段(1350~1600 A.D.),Ti、Rb/Sr、Cr、SiO_(2)含量波动变化,但总体在高值水平,Sr、CaO含量为低值,指示流域降水较多;第二阶段(1600~1850 A.D.),Ti、Rb/Sr、Cr、SiO_(2)含量下降,总体呈低值水平,Sr、CaO含量为高值呈上升趋势,指示降水减少,说明小冰期水文环境由湿润转向干旱。3)1850~2000 A.D.,Ti、Rb/Sr、Cr、SiO_(2)含量呈上升趋势,Sr、CaO含量下降,指示降水增加,水文条件偏湿润。其中1137~1993 A.D.水文环境变化与历史文献记录的水文变化有良好的响应。区域重建结果表明:升金湖沉积物元素变化与大九湖泥炭重建降水量、江淮地区干湿指数、女山湖色度a^(*)/L^(*)干湿变化基本同步。进一步将升金湖沉积物元素变化与亚洲—太平洋涛动(APO)、北半球太阳辐照度变化对比发现具有较好的一致性,说明升金湖过去千年水文变化可能由APO与太阳辐照度变化驱动,同时在中世纪暖期与小冰期,东部季风区降水的南—北“偶极型”特征可能与亚洲—太平洋涛动密切相关,其水文环境演变既响应了半球性变化又有区域特征。

基于生态系统服务权衡的自然保护区功能区划——以安徽升金湖国家级自然保护区为例

功能区划作为自然保护区进行科学布局和功能定位的重要手段,旨在促进生态系统服务功能的协同发挥。运用Marxan with Zones模型方法,将生态系统服务权衡分析纳入到安徽升金湖国家级自然保护区的功能区划研究,并展开情景模拟,得出不同生态系统服务保护目标下的功能区划方案。结论如下:(1)保护区的上湖区域及其周边河流入湖区域的生物多样性和防洪蓄水价值较高;东南部林地区域的水源涵养与碳储存价值较高,食物生产价值从西北部到东南部逐渐降低;社会文化价值较高的区域主要是沿湖地带。(2)生态系统服务之间存在不同程度的权衡/协同关系,其中,生物多样性作为关键生态系统服务,与其它生态系统服务之间存在显著的权衡/协同关系,根据相关性系数大小可分为高协同关系(防洪蓄水)、低协同关系(水源涵养和社会文化)与权衡关系(碳储存和食物生产)。(3)生态系统服务权衡关系视角下的不同保护目标分配得到的功能区划情景均表现出核心区面积大幅增加的特征。此外,高协同情景下的功能区划更能兼顾多种生态系统服务,且对不同典型珍稀濒危鸟类的保护强度更大,能够总体上改善生态系统服务之间的权衡关系,提升生物多样性与防洪蓄水和水源涵养的协同关系,并降低与碳储存的权衡关系。

升金湖植物区系及其群落演变

升金湖国家自然保护区是我国重要的湿地自然保护区,通过实地调查,在分析升金湖植物群落现状与变化的基础上,探讨了水产养殖对升金湖植物群落的影响。调查发现升金湖共有水生和湿生维管植物43科94属125种,其中发现圆基愉悦蓼(Polygonum jucundumvar.routundumZ.Z.Zhou et Q.Y.Sun)这一新亚种;滩涂植物群落主要为白朗苔+阿齐苔群丛(Ass.Carex brownii+Carex argyi)、圆基愉悦蓼群丛(Ass.Polygonum jucundumvar.routundum)和蓼子草群丛(Ass.Polygonum cripolitanum);水生植物群落包括菰群丛(Ass.Zizania caduciflora)、菱群丛(Ass.Trpasp.)、芡群丛(Ass.Euryale ferox)、菹草群丛(Ass.Potamogeton crispus)、金鱼藻群丛(Ass.Ceratophyl-lum demersum)、聚草+金鱼藻群丛(Ass.Myriophyllum spicatum+Ceratophyllum demersum)、聚草+苦草+水车前群丛(Ass.Myriophyllum spicatum+Vallisneria natans+Ottelia alismoides)等。目前全湖水生植被的盖度仅约30%。通过多年的调查记录对比,升金湖沉水植被严重退化,过度的水产养殖可能是主要因素,保护水生植被刻不容缓。

安徽沿江两个浅水型湖泊越冬水鸟的季节动态(英文)

安徽沿江浅水型通江湖泊湿地是东亚-澳大利亚迁徙水鸟的重要越冬地和停歇地。近年来,高强度的渔业养殖使湿地严重退化,对越冬水鸟构成威胁。为了解湿地变化对越冬迁徙水鸟的影响,2007年11-2008年4月和2008年11月-2009年4月,对安徽菜子湖和升金湖11个样带内越冬水鸟的种类、数量及空间分布进行了调查,并分析了湖泊渔业模式对水鸟分布的影响。两个湖泊共统计到越冬水鸟7目12科43种。其中,菜子湖群38种,密度为8.2ind./hm2;升金湖42种,密度为3.5ind./hm2,优势种为鸿雁(Anser cygnoides)、豆雁(Anser fabalis)、小天鹅(Cygnus columbianus)和黑腹滨鹬(Calidris alpina)。越冬水鸟种类和数量在12月底-次年1月上旬达到最大值,但不同类型越冬群最大数量出现的具体时期有所不同。根据水鸟组成的聚类分析,可将水鸟栖息地分为三组。水鸟的分布与渔业模式有关,在自然捕捞区,鹤类、雁鸭类和鸻鹬类密度较大,在围网养殖区密度较小,而鹭类的密度在各湖区变化都较小。本研究结果提示,发展可持续渔业对于长江中下游浅水湖泊湿地越冬水鸟资源的保护具有重要意义。

栖息地演变与人为干扰对升金湖越冬水鸟的影响

2002年10月—2003年4月,选择安徽升金湖6个不同干扰程度和栖息地质量的固定监测点,研究人为干扰对升金湖越冬水鸟分布格局的影响;同时结合前期调查数据,研究栖息地演变对升金湖越冬水鸟的影响.结果表明:同一越冬期不同监测点水鸟种类和数量与栖息地质量无显著相关关系,但水鸟数量与栖息地干扰程度显著负相关;不同年份升金湖越冬水鸟种类和数量与栖息地质量显著相关.升金湖越冬水鸟存在的主要威胁包括栖息地丧失、人为活动干扰以及生物杀灭剂的影响.提出了一些保护升金湖越冬水鸟的建议.

安徽升金湖自然保护区湿地草本种子植物区系研究

对安徽升金湖湿地自然保护区的湿地草本植物区系进行了初步分析,研究表明,该区共有湿地草本种子植物59科173属275种,以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、莎草科(Cyperaceae)等为优势科,而以菱科(Trapaceae)、三白草科(Saururaceae)、茨藻科(Najadaceae)等为该植物区系的表征科;以蓼属(Polygonum)、苔草属(Carex)、蒿属(Artemisia)等为优势属,但属的组成较为分散,寡种属和单种属占总属数的97.69%,表明该区植物成分较为复杂,物种多样性指数较高。从分布区类型看,科以热带成分占明显优势(30.52%);属泛热带分布属最多(21.39%),北温带分布成分次之(13.87%),总体上温带成分(38.73%)略多于热带性成分(34.10%)。表明该植物区系地理成分复杂,过渡性明显,分布区类型多样,具有热带、亚热带与暖温带的多重性质,但以亚热带性质为主。

基于TM像元的湿地土地利用生态风险评价研究

为探讨人类活动对湿地土地利用生态风险的影响,以安徽省升金湖国家自然保护区为研究区,利用1986年、2002年、2011年TM遥感影像,将土地利用类型分为8类:建设用地、草地、耕地、林地、水域、未利用地、交通用地、园地,获取不同时期的土地利用变化信息,并结合社会经济等数据,以GIS为数据分析手段,通过多元线型回归及主成分分析,建立土地利用生态风险评价模型并将土地利用生态风险指数及社会经济因子予以像元化,分析升金湖湿地土地利用生态风险时空演变规律。结果表明:1986—2011年,升金湖地区耕地面积逐渐减少,建设用地和交通用地逐渐增加,受人类经济活动的影响,保护区土地利用生态风险不断上升,生态风险面积不断扩大,其中核心区和实验区变化剧烈,而缓冲区变化相对稳定。

升金湖浮游植物群落动态及其影响因子研究

于2014年2月、4月、7月和11月对升金湖浮游植物进行采样调查,分析了浮游植物群落结构的时空分布及其对主要环境因子的关系。共鉴定出浮游植物210种,隶属于8门91属,其中绿藻门最多,有36属89种（41.20%）,硅藻门次之,有26属62种（28.70%）。年平均生物量最高值出现在夏季（21.17±3.62）mg/L,最低值出现在冬季为（0.42±0.11）mg/L;浮游植物的平均细胞密度夏季最高为（4.57±0.29）×10^8cells/L,冬季最低为（3.66±4.03）×10^5cells/L,升金湖浮游植物的季节演替规律与PEG模型基本相似。群落结构分析表明,典型通江湖泊升金湖的硅藻门是仅次于绿藻门的第二大优势类群。Shannon-Wiener指数（H＇）的范围为2.56-8.05,平均值为5.21。运用冗余分析（RDA）,结果显示浮游植物优势功能群生物量与温度（T）、pH值和透明度（SD）有较强的响应关系。

升金湖叶绿素a浓度的时空变化特征

根据2013年1月、4月、8月和11月的监测数据,对升金湖叶绿素a浓度的时空分布特征及其与主要的环境因子的关系进行研究。结果表明,升金湖水体中叶绿素a分布具有明显的时间异质性,其季节变化范围为0.28~30.39μg/L,平均值为（6.83±5.60）μg/L,最小值出现在冬季,最大值出现在秋季。叶绿素a浓度在冬、春季较低,夏、秋季较高。在空间分布上,叶绿素a浓度具有明显的空间异质性,即在下湖区最高,其次是中湖区,上湖区最低。Pearson相关性分析和PCA分析表明,升金湖叶绿素a浓度与水温、溶解氧及浊度均呈极显著相关,与总磷也具有一定的相关性。

升金湖湿地景观格局与水位关系的研究

在季节性消涨的湖泊湿地中,水位的升降使湿地景观格局发生显著变化。升金湖是典型的浅水通江湖泊,为东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线的水鸟提供重要的停歇地与越冬地,其湿地景观格局随水位的季节变化对越冬水鸟产生重要影响。采用最大似然法对升金湖不同水位下的遥感影像进行监督分类并计算景观指数,结合同期水位数据,探讨湿地景观格局与水位的相关关系。结果表明,升金湖水位呈明显的季节动态,水面面积随水位升高呈线性增加,草滩、泥滩和农田的面积相应减少,景观斑块的多样性和均匀度下降。秋冬季水位降低时,草滩、泥滩等景观斑块集中于上湖河口淤积区及下湖的中部区域,为在此越冬的大量水鸟提供重要的觅食地。然而,为利于渔业养殖,升金湖水位受人为控制,在水鸟越冬前期依旧保持较高水位,暴露的草滩、泥滩较少,为在此觅食的水鸟提供的食物资源有限。基于研究结果,建议在水鸟越冬期,对升金湖水位实施分步调控,使各种栖息地斑块渐次暴露,以满足多种水鸟对栖息地的不同需求。

基于TM影像的升金湖湿地生态安全研究

[目的]分析安徽省升金湖湿地景观格局动态变化过程,建立升金湖湿地生态安全(PSR)模型,并探讨其驱动力,为进一步开展升金湖湿地保护及其恢复研究提供科学依据。[方法]在遥感和GIS技术支持下,用1986,2003,2011年的3期TM影像为基本信息源进行分析。[结果]景观格局变化幅度较大,草地和水域面积减幅较显著;多样性指数呈上升趋势而优势度指数呈下降趋势,破碎化程度加剧,斑块类型呈多样性发展;随着景观破碎化程度增强,斑块数增加,将造成湿地生态系统片断化越严重,也会影响到湿地的调蓄能力,改变整个湿地的水文情势,减弱湿地的生态效益;另外,景观格局变化下的湿地生态安全指数趋于逐年下降状态,湿地生态安全形式处于预警状态,形势不容乐观。[结论]近年来,随着经济的发展,人口数量的增加,围垦等活动的加剧,人类活动对研究区的改造导致了自然湿地面积相对减少,升金湖湿地生态功能不断下降,经济增长和人口增长成为湿地格局变化主要驱动力。

安徽升金湖冬季浮游藻类多样性初步研究

2007年1月对升金湖中的浮游藻类进行了调查和鉴定,根据所获得的资料分析了升金湖域中浮游藻类的分布及优势种的组成、浮游藻类多样性分布。优势种是硅藻门的针杆藻和直链藻。并利用多种多样性评价指数对水质进行了评价,结果表明:整个湖泊污染程度较高,有待进一步研究与治理。

基于遥感与系统动力学模型的土地利用/覆被变化研究

本文选取了1986年、2004年和2011年的TM遥感影像,结合研究区1∶1万地形图,采用监督分类法,提取并分析了安徽省升金湖国家自然保护区土地利用/覆被变化信息。在分析研究区近25年土地利用变化及景观格局的基础上,采用土地利用景观指数和系统动力学模型仿真2004年的土地利用变化,并与现实数据对比,结果表明:升金湖国家自然保护区受害最严重的依次是未利用地、建设用地、草地、林地、耕地。这与2004年的土地利用变化情况一致。同时,采用步长0.01年和系统动力学模型预测了研究区未来20年的土地利用/覆被变化,并分析了其变化的趋势,其中,建设用地和林地趋于上升的趋势,草地、耕地、水域和未利用地都在趋于平稳地下降。本文将遥感、土地利用景观指数和系统动力学模型相结合,分析、仿真和预测土地利用/覆被变化,这对研究区域土地利用/覆被变化具有一定理论价值。

长江中下游平原升金湖流域硝酸盐来源解析及其不确定性

考虑流域地理特征的空间分异,以升金湖流域人口/农业集约区大渡口(DDK)与森林子流域唐田河(TTH)为研究区,利用贝叶斯同位素混合模型分别解析这2个子流域硝酸盐来源的贡献率,并分析其不确定性.研究表明:(1)地下水中,DDK、TTH硝酸盐均主要来源于粪便/污水,贡献率可达65%以上,粪便/污水通过土壤下渗导致地下水硝酸盐富集.(2)地表水中,DDK硝酸盐主要来源于化学肥料,贡献率约为56%;而TTH主要来源于土壤,贡献率为44%;化肥和粪便/污水在DDK的贡献率要高于TTH.(3)无论是地表水还是地下水,贡献率大的硝酸盐来源,其不确定性较大,这与流域土地利用方式、生活污染源以及土壤理化特性等因素的空间差异有关.