极端干旱对南四湖湿地景观影响的遥感分析

在气候变化加剧背景下,研究湿地的干旱响应特征具有重要意义。以草型湖泊南四湖2002年发生的极端干旱事件为例,基于干旱年及正常年Landsat遥感数据、长时序气象数据、帕默尔干旱指数(PDSI)数据等,计算南四湖归一化植被指数(NDVI)、修正的归一化水体指数(MNDWI)、植被覆盖度(FVC),并分析了干旱前后的景观指数变化特征,包括斑块数量(NP)、斑块密度(PD)。结果表明:1)干旱年降水的显著偏少及气温的异常偏高是导致这次干旱事件的主因;2)干旱年南四湖水域面积大幅减少,并在10月出现干湖现象;3)湿地植被特征与干旱程度显著相关(P<0.05)。随着干旱的加重,植被面积及NDVI、FVC呈现先增后减的趋势,在8月达到最大后开始减小;4)相比正常年份,干旱年湿地景观特征差异显著。干旱年水体面积显著下降,水体斑块数量增加912个、斑块密度增加15.47,水体景观趋于破碎化,而植被面积显著增加,植被景观破碎化降低。研究可为湖泊湿地的气候适应性管理提供一定科学指导。

基于时空信息融合模型的2022年鄱阳湖湿地干旱过程监测分析

2022年鄱阳湖流域发生自1951年有记录以来的严重干旱。为充分利用高时空分辨率影像探究鄱阳湖湿地干旱及生态响应过程,本文采用STNLFFM时空信息融合模型,融合了MODIS与Sentinel-2影像数据,构建出鄱阳湖2021-2022年平均时间间隔为15天的10 m高时空分辨率归一化植被指数(NDVI)影像序列,对比分析了不同年份水体面积以及NDVI的时空变化,在此基础上探讨干旱可能造成的生态影响。结果表明:(1)2022年鄱阳湖干旱持续近3个月,退水时间比2021年提前约80天。2022年10月鄱阳湖最小水体面积为680 km^(2),较2021年同期减少约1900 km^(2),较2021年枯水期最小水体面积减少约337 km^(2)。2022年鄱阳湖湿地淹水时长小于90天的面积是2021年的3倍以上,约占总面积的30.77%。(2)2022年干旱过程中,湖区洲滩植被提前开始生长,NDVI均值在7月中旬之后迅速增大,较2021年同期均值最大相差0.27;到11月中旬,NDVI<0.2的面积为1527 km^(2),较2021年同期增加561 km^(2);到12月,NDVI值大于0.6的面积仅为15 km^(2),不足2021年同期的3%。(3)2022年鄱阳湖干旱引起的植被和水体变化改变了候鸟及长江江豚的栖息环境。湖区的碟形子湖具有较好的持水能力,对极端干旱具有较好的抵御作用。因此,本文建议在干旱期间,适当对湖区长势迅速的植被进行刈割,促使新芽萌发,保障候鸟的食源;开展高时空分辨率的水体连续变化过程监测和预测工作,以便及时救助非连通水体内被困的水生生物;对碟形子湖空间结构进行保护并适当给子湖补水,以保持碟形湖湿地生态系统的稳定性。

极端干旱对长江漫滩湿地温室气体排放的影响——以南京八卦洲湿地为例

今夏我国长江流域在极端高温下遭遇了自1961年以来最严重的气象水文干旱,长江漫滩大面积落干,严重威胁江滩湿地生态系统。研究选取南京市八卦洲湿地沉积物为研究对象,通过室内培养实验,设置了20、30℃两个温度梯度以及全淹水、半淹水和干处理3个水分梯度模拟了干燥再湿润对沉积物温室气体排放的影响,并结合三维荧光光谱技术(3D-EEMs)等方法探讨其相应影响机制。不同温度处理结果表明:增温促进了沉积物的二氧化碳(CO_(2))排放(P<0.05)和甲烷(CH4)排放(P>0.05),30℃下3个样点累积排放量的CO_(2)当量共为987.74 mg/kg,是20℃培养处理下的1.62倍。其中,A点沉积物对总排放的贡献最高(63.36%)。不同干湿处理结果表明:相同温度处理下累积排放量的CO_(2)当量由高到低为:全淹水处理>半淹水处理>干处理,30℃培养处理时全淹水处理下CO_(2)当量为干处理下的9.97倍。高温高水位条件下沉积物温室气体排放的CO_(2)当量可达低温干燥环境下的28倍以上,其中CO_(2)排放贡献率为99.7%。研究结果对评估未来长期干旱和极端降水频发影响下沉积物碳排放和制定碳减排政策具有重要意义。

2022年鄱阳湖特大干旱及防旱减灾对策建议

2022年长江流域发生了历史罕见干旱灾害,鄱阳湖流域旱情尤为严重。2022年7—9月鄱阳湖流域面雨量146 mm、蒸发量572 mm、鄱阳湖入湖平均流量仅1 454 m^(3)/s,分别是多年同期平均值的31%、134%和47%,鄱阳湖水位创历史最低水位纪录。由于病险水库得到除险加固、引提水工程更加完善及科学管理等因素,虽然旱情严重,但灾情却不是最严重。为了经济社会可持续发展和生态环境保护,建议将“抗旱救灾”策略转变为“防旱减灾”,针对鄱阳湖流域实际情况,提出了相应对策。

宁夏平原湿地水体的季节性演变及其对年内气候变化的响应

许多内陆水体存在季节性变化,了解这种地表水资源的季节性行为对区域甚至全球尺度的水文和生态演变具有重要意义。本研究利用Landsat TM/ETM+/OLI等多源遥感影像解译提取了宁夏平原1996—2020年近25年的枯水期和丰水期的湿地水体数据。通过对丰、枯水期湿地数据进行面积统计对比和空间叠加分析,量化分析湿地水体资源在气候变化背景下的季节性变化特征和模式。以1个月和3个月时间尺度标准化降水蒸发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)作为旱涝指数,结合对应的湿地水体面积季节性变化值,通过曲线拟合、相关分析和显著性检验,定量分析湿地水体对季节性气候干旱胁迫的响应。结果表明:(1)1996—2020年间研究区内丰、枯水期湿地水体面积最大变化值为404.84km2(2018年),最小面积变化值为9.1km2(2000年),近25年丰、枯水期湿地面积平均变化163.17km2。(2)从整体上看,1个月尺度和3个月尺度的SPEI的丰、枯水期变化值多年均值分别为0.565和1.403。(3)湿地水体面积变化与1个月尺度的SPEI变化值之间的相关性较低,而与3个月尺度的SPEI的变化值呈显著正相关性,其线性回归判定系数R2=0.828 2(p<0.01),多项式回归判定系数R2=0.852 7(p<0.01)。水文气候变化是内陆干旱区地表水资源季节性演变的主要影响因素之一。

扎龙盐沼湿地对乌裕尔流域径流变化的水文响应

乌裕尔河流域水环境的变化导致下游湿地迅速退化。探讨了近65 a(1951-2015)扎龙湿地系统对乌裕尔河流域径流量变化的响应。结果表明:乌裕尔河中下游的径流量急剧减少给下游湿地的演替带来明显的影响,上游来水供给不足导致湿地长期处于干旱缺水的状态,湿地水面面积与蓄水量显著减少,并导致扎龙湿地地下水位显著降低(P<0.05)。湿地持续干旱缺水引发此区域大面积的沼泽退化并发生次生盐渍化。近年来,扎龙湿地发育的盐渍土面积达到250 km^2以上,并且向核心区蔓延。湿地持续退化对在湿地栖息和繁殖的珍稀水禽带来巨大的冲击。

白洋淀湿地生态水位及生态补水方案分析

入淀水量不足,是造成白洋淀湿地生态及其环境恶化,淀泊萎缩的重要原因,如何修复已遭破坏的白洋淀湿地生态系统,并维护湿地的生态平衡是亟待解决的重要问题。本研究采用白洋淀湿地从1956—2000年的逐月实测水位数据,通过分析汛期和非汛期的水位经验频率以及白洋淀湿地的生态功能,确定了白洋淀周年的生态适宜水位范围为7.9-8.7 m。当白洋淀出现生态干旱,水位不能维持在7.9-8.7 m时,生态补水后应使淀水位保持在7.1-7.9 m范围内。本文从补水量和补水时间2个方面,对白洋淀湿地的生态补水方案进行了研究。

高寒湿地旱化过程及其对CO2交换的影响

为研究青藏高原高寒湿地旱化对碳通量的影响,探讨高寒湿地旱化碳通量变化规律,本研究于7-8月生长高峰期以高寒湿地、沼泽化草甸和高寒草甸为研究对象,利用TARGAS—1静态箱法,比较高寒湿地不同退化阶段碳交换的动态差异。结果表明:与高寒湿地相比,沼泽化草甸与高寒草甸植被群落光合速率、生态系统呼吸速率、净生态系统碳交换显著提高(P<0.05);不同退化阶段土壤温湿度及植被群落生物量存在显著差异(P<0.05),土壤电导率差异不显著;相比于土壤湿度和土壤电导率,土壤温度对CO2交换的影响更大,其与净生态系统碳交换呈显著负相关(P<0.05),高寒草甸的碳交换对土壤温度的敏感性要大于高寒湿地和沼泽化草甸的碳交换对土壤温度的敏感性;在植物生长高峰期,高寒湿地旱化过程土壤温度显著上升,土壤湿度和植物群落生物量显著下降,导致其碳汇功能呈下降趋势。

敦煌阳关自然保护区鸟类多样性调查及分析

敦煌阳关自然保护区地处我国西北内陆腹地，主要保护对象为湿地、候鸟和荒漠生态系统。2006年3月～2007年4月，对该保护区鸟类的种类、数量、分布和生境等进行了多次科学调查。综合文献记载，得知阳关自然保护区共有鸟类86种，隶属13目，30科，57属，其中留鸟13种，夏候鸟47种，冬候鸟5种，旅鸟21种，国家重点保护鸟类10种。鸟类区系以古北界成分为主，占繁殖鸟总数的70％，而东洋界种类仅2种。生境类型包括湿地、草原、灌丛和居民点等。近年来保护区内珍稀鸟类数量不断减少，主要影响因素是栖息地丧失，人类活动和气候蛮化等。

洪泽湖湿地生态脆弱性的理论与实践

近年淮河流域洪涝灾害的频发,使洪泽湖湿地生态脆弱带区域受到越来越多的关注。分析了生态脆弱性的内涵、机理、特征以及其脆弱性的成因,主要表现在地貌基底的脆弱性、过渡带界面的脆弱性、旱涝灾害交替波动的脆弱性、水质污染的介入性脆弱,以及人类活动综合影响的干扰性脆弱。

湿地与水患关系之研究

湿地是地球上水陆相互作用形成的具有独特生态功能的景观类型,在控制洪水、滞留洪峰、调节河川径流、补充地下水、净化水体、防预温室效应和维持区域水平衡中发挥着极其重要的作用。一方面,湿地生态系统遭到破坏容易引发系列水患。另一方面,频繁水患又对湿地生态系统产生严重危害,引起一系列的生态问题。维持湿地数量质量、面积容积、自净功能、自然属性、"海绵体"作用是防治水患的最有效措施,也迫在眉睫。

干旱胁迫下三江平原湿地毛苔草光合作用日变化特性研究

为了探讨干旱胁迫下毛苔草的光合特性，选三江平原湿地毛苔草（Carex lasiocarpa）无性系种群进行桶栽模拟实验，采用Li6400型便携式光合仪测定毛苔草光合作用日变化特性。结果表明：毛苔草对干旱的适应能力较强，在土壤含相对水量保持在300g／kg的干旱处理（S1）下，仍能进行光合生产，但其光合参数除气孔限制值（Ls）外，均较对照（CK，水位在0—10cm波动的自然降水）有所降低。2种水分处理下毛苔草的光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）的日变化趋势均呈单峰曲线变化，干旱处理的峰值均出现在8：30，而对照处理的峰值出现在10：30；胞间CO2浓度（Ci）的日变化均呈“V”字型，干旱和对照处理的最低值分别出现在10：30和12：30。毛苔草Pn日变化过程即有气孔限制的贡献也有非气孔限制的作用。毛苔草在干旱处理下Pn与Gs和Tr均呈极显著正相关，与Ci和Ls的日变化呈不显著的负相关关系；而在对照处理下Pn与Ci极显著负相关，与Tr呈极显著正相关，而与Gs呈显著正相关关系，与Ls呈不显著的相关关系。干旱胁迫使光合速率与其它光合参数之间的相关性发生较大变化。

扎龙湿地对水旱灾害影响问题的探讨

通过对扎龙湿地观测数据和相关资料的分析,探讨湿地减少对水旱灾害的影响,分析其影响因素,针对湿地存在的问题,提出了加强宣传教育、加快立法步伐、加大执法力度、增加投入、加强基础设施建设和减轻扎龙湿地水旱灾害的对策建议,以保护扎龙湿地生态系统的功能和生物多样性。

典型洪水和干旱过程对湖泊湿地的生态作用

在分析水文过程、栖息地变化和湿地生态之间关系的基础上,指出洪水和干旱过程是驱动湿地过渡带生态过程的重要因子,对于湖泊湿地生态产生重要作用。选Okeechobee湖湿地为试验区,研究典型洪水和干旱过程下,不同频率水位的湖泊湿地淹没变化,分别从定量和定性角度,利用栖息地适宜指数模型评价下垫面变化的生态作用,分析产生生态作用的原因,并以实测候鸟资料验证结果。指出一定程度的洪水和干旱过程有利于过渡带生物物种的多样性。

湿地地理信息系统建设及关键技术研究

以鄱阳湖湿地为研究对象,利用地理信息系统、遥感动态监测、全球定位系统、空间数据库、三维虚拟仿真和水动力学等理论与方法,建立了集知识、模型和决策为一体的鄱阳湖湿地基础地理信息系统.结果表明,本系统在一定程度上解决了湿地生态经济建设中环境、水利、国土规划等行业之间虽然紧密联系,但又相互隔离的矛盾,实现了地理信息系统平台与水力学模型的无缝结合与应用.该系统实现了系统集成开发、水利工程三维建模与仿真、基于三维WebGIS的洪水动态演进模拟预报.

城市防汛抗旱宜从保护湿地做起——以长沙为例

本文回顾并分析了长沙建国50年来旱涝灾害形成的原因。阐述了湿地在城市建设中的意义,提出了“城市防汛抗旱宜从保护湿地做起”的观点,并为其可行性方案提出了建议。

呼伦湖湿地生态干旱评价

受气候暖干化和人类不合理利用湿地水资源的影响,呼伦湖湿地及周边地区出现了严重的生态危机,湿地生态环境正在急剧恶化。本文根据呼伦湖湿地水文特征与流域水循环关系,利用湿地水量平衡关系,选取湿地最小生态水位作为干旱指标,建立湿地干旱评价指数对呼伦湖湿地进行干旱评价。结果表明湿地干旱指数能够反映湿地历史最干旱情况,呼伦湖湿地最湿润值出现在1971年8月,表现为极端湿润,最干旱值出现在1982年11月,表现为中等干旱。

干旱对沧州东部滨海湿地价值的影响

沧州东部滨海湿地具有独特的地理位置、复杂的生态环境和丰富的鸟类资源,是候鸟南北迁 徙带与东西迁徙带的交汇点,也是东北亚内陆和太平洋西岸鸟类迁徙通道上的重要“中转站”、越冬 地和繁殖地。由于20世纪80年代以后自然降水锐减,温度升高导致蒸发量增大,干旱情况加重,沧 州地区东部滨海湿地的生态环境受到严重影响。就其生态价值、经济价值、社会价值受到的影响状况 以及相关的积极保护行动等方面进行较系统的阐述,并从生态保护性开发和可持续发展远景规划等 方面提出一些建设性的意见和建议。

三种干旱指数在干旱区沼泽湿地土壤水分遥感反演中的应用

湿地水文条件对湿地生态系统结构和功能起着关键作用。借助卫星遥感技术,以干旱区疏勒河中下游沼泽湿地为研究对象,基于Landsat8 OLI遥感影像的温度植被干旱指数(TVDI)、垂直干旱指数(PDI)和归一化干旱监测指数(NPDI)3种干旱监测方法,结合野外湿地实测土壤水分数据进行比较和验证。结果表明:(1)TVDI、PDI和NPDI3种干旱指数在不同土层中均与土壤实测水分呈显著负相关(P<0.01),且NPDI指数与表层土壤水分的拟合效果最好。不同土层中,3种干旱指数与土壤水分的拟合优度大小均为NPDI>TVDI>PDI;(2)研究区同一湿地类型不同土层的土壤水分存在显著差异(P<0.05),且不同湿地类型的土壤水分总体上表现为随着土壤深度的增加呈递增态势;(3)研究区同一土层不同湿地类型的土壤水分差异显著(P<0.05),且不同土层中土壤水分的大小均为:沼泽化草甸>草本沼泽>季节性咸水沼泽>内陆盐沼。

石首麋鹿保护区建设项目生态影响及保护措施

石首麋鹿国家级自然保护区自身建设和完善的项目,对于恢复受三峡工程影响的保护区湿地生态环境、保证麋鹿的食物来源、提升保护区的安全及科研水平是十分必要的,项目在建设过程中,会对保护区及主要保护对象、保护区内植被和野生动物多样性、自然景观、等产生一定影响,在人工草场种植过程中可能产生外来物种入侵的环境风险;针对上述影响,应采取避免、减缓、恢复和补偿、管理等保护措施,尽量减少对保护区和保护对象的不利影响。