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若尔盖湿地水文连通及重要湿地斑块变化

生态与农村环境学报 2024年第6期40卷 766-772页

作者：解秦米佳张钦彦高俊琴冯久格李谦维北京林业大学生态与自然保护学院北京100083

湿地水文连通对维持及修复湿地生态系统结构及功能有重要意义。近年来,若尔盖湿地发生不同程度的退化,其水文连通也发生显著变化。为量化若尔盖湿地水文连通变化并识别重要湿地斑块,基于1977—2020年若尔盖Landsat遥感影像,利用监督分... 详细信息

湿地水文连通对维持及修复湿地生态系统结构及功能有重要意义。近年来,若尔盖湿地发生不同程度的退化,其水文连通也发生显著变化。为量化若尔盖湿地水文连通变化并识别重要湿地斑块,基于1977—2020年若尔盖Landsat遥感影像,利用监督分类法对若尔盖湿地斑块进行提取并分析了其面积变化;采用基于图论的景观连通度指数分析了若尔盖湿地1977—2020年水文连通动态变化,并采用重要性指数对重要斑块进行识别。结果表明,1977—2016年若尔盖湿地面积从2660.50减少到2378.53 km2,降幅为10.60%;2016—2020年若尔盖湿地面积逐渐恢复,2020年湿地面积已恢复至1977年的90.78%。若尔盖湿地结构和功能连通性随时间变化呈现先下降后上升的趋势。2016年若尔盖湿地结构和功能连通性分别为1977年的65.51%和60.73%,2020年恢复到1977年的70.23%和72.39%。若尔盖高重要性的湿地斑块主要位于现有保护地内,目前开展的湿地保护修复措施对恢复湿地水文连通性具有重要作用。

关键词：若尔盖湿地遥感影像水文连通重要湿地斑块

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湖泊与河流水文连通量化计算模型及其应用

湖泊科学 2024年

作者：刘小光姚仕明柴朝晖朱孔贤水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室长江水利委员会长江科学院

湖泊与河流水文连通的量化是指导河湖保护与治理的关键之一，也是当前河湖生态复苏研究的热点问题。本文提出了一种湖泊与河流水文连通的量化计算模型，仅需少量实测或水动力模拟数据进行校验，即可量化计算单一或多个连通水道的河湖水... 详细信息

湖泊与河流水文连通的量化是指导河湖保护与治理的关键之一，也是当前河湖生态复苏研究的热点问题。本文提出了一种湖泊与河流水文连通的量化计算模型，仅需少量实测或水动力模拟数据进行校验，即可量化计算单一或多个连通水道的河湖水文连通度。水位变化率与水位是决定水文连通的主控因子，水体交换强度与水位变化率呈线性正相关，且其增长速率与水位呈正相关。提出的水体交换流量计算方法可估算湖泊与长江水体交换流量，同等水位及水位变化率条件下，湖泊向长江输出水流的效率大于长江向湖泊灌入水流。水文连通度峰值一般出现在整体上升或下降区间内的变异点，通过改变水位抬升或下降过程，可有效提升水文连通度均值及峰值，指导面向湖泊水生态环境改善的生态调度等。

关键词：水文连通水体交换水位变化率量化模型生态修复

基于连通性指数(IC)的近30年鄱阳湖流域水系结构与水文连通演变评估

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湖泊科学 2023年第5期35卷 1796-1807页

作者：曾冰茹李云良谭志强中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 中国科学院大学北京100049

由于气候变化和人类活动等多重影响,流域河湖水系格局与连通程度发生了显著变化,进而引发洪涝灾害等一系列水资源问题。本文以鄱阳湖流域为研究区,基于Google Earth Engine(GEE)提取1989—2020年5期水系数据,采用图论方法构建水系评价体... 详细信息

由于气候变化和人类活动等多重影响,流域河湖水系格局与连通程度发生了显著变化,进而引发洪涝灾害等一系列水资源问题。本文以鄱阳湖流域为研究区,基于Google Earth Engine(GEE)提取1989—2020年5期水系数据,采用图论方法构建水系评价体系,定量分析该地区近30年来水系格局和结构连通性的时空演变特征,并结合该时期地形、土地利用和归一化植被指数(NDVI)等数据,利用连通性指数(index of connectivity,IC)评估功能连通性的动态变化,进而探讨水文连通与径流量和输沙量的联系。结果表明,近30年来鄱阳湖流域水系结构趋于复杂化,主要体现在流域北部。除干流外,其他等级河流的数量和长度均有所增加,其中Ⅲ级河流最为明显。河网密度、水面率、河网复杂度和发育系数均呈增加趋势,2000年后的变化率约为2000年前的两倍。水系连通环度、节点连接率和水系连通度总体增加,结构连通性呈好转趋势且变化幅度较小。功能连通分析表明,近30年来大部分流域IC减少,流域下游靠近主河道的平坦地区IC较高,上游远离河道的植被密集区域IC较低。此外,IC与年径流量和输沙量表现为显著的正相关性(相关系数分别为0.6和0.7)。总体而言,随着鄱阳湖流域水利工程建设的增加以及土地利用的变化,水系结构变化显著,结构连通性呈增长趋势,而表示径流泥沙的功能连通性在2000年后逐渐减小。本文基于流域结构和功能连通的视角,开展连通性评价指标的时空变化研究,可显著提升对新时期鄱阳湖流域水系连通演变及水土资源保护的理解与认识。

关键词：水系结构 IC指数水文连通鄱阳湖流域径流泥沙

多水塘系统水文连通及其对磷输移影响研究进展

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水科学进展 2022年第5期33卷 848-858页

作者：谢晖董建玮李玉凤商美琪赖锡军中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室江苏南京210008 南京师范大学海洋科学与工程学院江苏南京210023

多水塘系统是农业流域常见的小型水利工程,空间交错的沟塘结构导致其水文连通过程复杂多变,对流域营养盐截源控污影响显著。为强化多水塘系统水文连通对磷输移影响的认知,以多水塘系统及其水文连通的定义内涵为切入点,归纳了多水塘水文... 详细信息

多水塘系统是农业流域常见的小型水利工程,空间交错的沟塘结构导致其水文连通过程复杂多变,对流域营养盐截源控污影响显著。为强化多水塘系统水文连通对磷输移影响的认知,以多水塘系统及其水文连通的定义内涵为切入点,归纳了多水塘水文连通性评估方法;基于景观格局、水文过程和生物地球化学过程聚焦多水塘系统对磷输移的调控作用;阐明了水文连通变化通过驱动干湿交替对磷输移环境以及通过调节水分滞留时间对磷输移通量的影响。指出多水塘系统水文连通变化的驱动机制、沟塘滞留效率的尺度扩展、定量模拟和优化调控是未来多水塘系统环境效应研究的重要方向,以期为保障多水塘水质改善功能提供理论依据。

关键词：多水塘水文连通面源污染沉积物磷

基于环境DNA宏条形码技术研究黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性及其对水文连通性的响应

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生物多样性 2023年第7期31卷 96-110页

作者：董志远陈琳琳张乃鹏陈莉孙德斌倪艳梅李宝泉中国科学院烟台海岸带研究所海岸带生物学与生物资源保护实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 烟台大学海洋学院山东烟台264003 东营市水文中心山东东营257000

水文连通对于维护滨海湿地生物多样性至关重要,鱼类多样性作为生物多样性的重要组成部分,了解其对不同水文连通强度的响应具有重要意义。本研究基于环境DNA宏条形码技术(e DNA metabarcoding)检测黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性,分... 详细信息

水文连通对于维护滨海湿地生物多样性至关重要,鱼类多样性作为生物多样性的重要组成部分,了解其对不同水文连通强度的响应具有重要意义。本研究基于环境DNA宏条形码技术(e DNA metabarcoding)检测黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性,分析鱼类物种分布对不同水文连通强度潮沟生境差异的响应特征。利用12S r RNA经典鱼类引物对采集自三级潮沟系统的水样进行高通量测序,共检测出鱼类55种,其中本地鱼类27种、非本地鱼类28种,物种组成以鲈形目为主。各样点序列丰度均较高的鱼类有矛尾刺虾虎鱼(Acanthogobius hasta)、鮻(Planiliza haematocheilus)、长体刺虾虎鱼(Acanthogobius elongatus)等。鱼类多样性在不同水文连通性潮沟间差异明显,其中,二级潮沟群落多样性水平、丰富度指数、物种种类及各种鱼类类群中的个体均匀程度等都明显高于其他两级潮沟。RDA分析显示有6种环境因子与鱼类群落结构显著相关(P水文连通性对鱼类群落结构及多样性均具有明显的影响,研究结果有助于进一步了解滨海湿地水文连通对生物群落的影响机制。

关键词：环境DNA宏条形码鱼类多样性水文连通黄河三角洲潮沟系统

黄河三角洲典型潮沟系统水文连通性对大型底栖动物群落结构的影响

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生态学报 2023年第22期43卷 9232-9246页

作者：陈莉陈琳琳董志远倪艳梅孙德斌赵业李宝泉烟台大学海洋学院烟台264003 中国科学院烟台海岸带研究所海岸带生物学与生物资源保护实验室烟台264003

潮沟系统水文连通是滨海湿地的关键生态过程,也是维护和修复滨海湿地的重要途径。了解水文连通性如何影响生物在生境之间的扩散潜力,对于恢复和维持区域和局地生物多样性至关重要。分别于2021年春季(5月)和秋季(10月)对黄河三角洲湿地... 详细信息

潮沟系统水文连通是滨海湿地的关键生态过程,也是维护和修复滨海湿地的重要途径。了解水文连通性如何影响生物在生境之间的扩散潜力,对于恢复和维持区域和局地生物多样性至关重要。分别于2021年春季(5月)和秋季(10月)对黄河三角洲湿地三条水文连通梯度明显的潮沟进行野外调查和原位观测,探讨不同水文连通梯度下大型底栖动物群落的时空变化特征及其影响因素。结果表明:调查共采集大型底栖动物50种,隶属4门8纲39科45属,包括环节动物23种、软体动物18种、节肢动物5种和纽形动物1种;大型底栖动物群落密度、生物量和多样性指数春季高于秋季,春季以体型小、适应能力较强的软甲类、多毛类和双壳类为主,秋季以活动能力较强的甲壳类、腹足类为主;大型底栖动物群落物种数、密度及生物量和多样性随水文连通性的升高有升高趋势,最高值出现在中等水文连通区域。研究表明潮沟系统水文连通性对大型底栖动物的栖息生境和群落结构及多样性均具有明显的影响,但群落结构及多样性随水文连通梯度的变动规律在季节间存在差异。研究结果有助于进一步了解滨海湿地水文连通对生物群落的影响机制,并为湿地环境保护和修复提供一定科学依据。

关键词：大型底栖动物水文连通生物多样性群落结构黄河三角洲潮沟系统

水文连通对白荡湖水系浮游生物群落的影响研究

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水文连通对白荡湖水系浮游生物群落的影响研究

作者：赵世高河北建筑工程学院

学位级别：硕士

由于上游大型水利工程建设运行、气候变化以及人类活动等多重因素共同作用,长江两岸的通江湖泊水系连接程度受到严重影响,进而导致了河湖的生物多样性逐渐降低,因而,对水文连通及生物多样性的调控方案和恢复措施研究尤为必要。本研究在... 详细信息

由于上游大型水利工程建设运行、气候变化以及人类活动等多重因素共同作用,长江两岸的通江湖泊水系连接程度受到严重影响,进而导致了河湖的生物多样性逐渐降低,因而,对水文连通及生物多样性的调控方案和恢复措施研究尤为必要。本研究在通江湖泊白荡湖流域选取了11个研究点,通过综合指标法构建水文连通评价指标体系,计算不同水期的水文连通度指数,探究浮游生物群落结构特征,分析水文连通与浮游生物群落之间的关系。研究结果显示:（1）白荡湖水文连通性整体较好,且呈现年内波动,表现为丰水期（IC=0.3007）＞平水期（IC=0.2887）＞枯水期（IC=0.2881）;（2）白荡湖流域的浮游生物群落结构变化特征明显,呈季节性变化。浮游植物的优势种为13种,蓝藻门共3种,硅藻门共5种,绿藻门共4种,隐藻门1种,生物量在平水期高于丰水期和枯水期,丰度丰水期高于平水期和枯水期,浮游植物生物量及密度在枯水期均较低,分布较广,且出现金藻门种群,流域主要为绿藻-硅藻-蓝藻类型;浮游动物优势种主要为针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）、螺形龟甲轮虫（Keratella.cochlearis Gosse）、蒲达臂尾轮虫（Brachionus budapestiensis）、晶囊轮属（Asplanchna sp）和无节幼体（Nauplius）,白荡湖流域分布主要为轮虫类和枝角类;（3）白荡湖流域浮游生物多样性指数呈现明显的空间变化特征,其中,Shannon-Wiener指数和Margalef指数最高值主要分布在支流罗昌河段,最低值在支流杨市河段,Pielou指数最高值主要分布在白荡湖入江口位置,最低值支流罗昌河上游;（4）水文连通指数与浮游生物群落特征的相关性分析表明,水文连通度指数与浮游植物密度和Shannon-Wiener指数呈非常显著的正相关关系,与浮游植物生物量呈显著负相关关系,与Pielou指数、Margalef指数间存在显著相关性关系;水文连通度指数与浮游动物的丰度呈显著正相关关系,与Shannon-Wiener指数存在极显著关系,呈正相关,与Pielou指数有着显著关系,呈负相关。在此基础上,提出了面向浮游生物群落稳定的白荡湖水系水文连通调控方案,为长江铜陵段通江湖泊的水文连通改善提供了科学的理论支撑,为恢复白荡湖流域的生态功能提升和生物多样性维持提供了科学数据支持。

关键词：水文连通浮游生物生物多样性相关关系白荡湖流域

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辽河口潮滩潮沟形态特征与水文连通强度评价

大连海洋大学学报 2023年第4期38卷 671-679页

作者：陈旭秦梦恩贾莉园周运浩郭凯元姜博张明亮大连海洋大学海洋科技与环境学院辽宁大连116023 辽宁省近海生态环境与灾害防护工程技术创新中心辽宁大连116023

为了解潮沟形态的空间变化特征,以辽河口潮滩为例,基于潮位校正原理精确划分潮区,采用半自动方法提取精细化线状潮沟图像,基于潮沟分级算法对潮滩潮沟进行分级,定量分析潮沟的形态特征参数,并对潮滩上潮沟网络连通度进行定性评价。结果... 详细信息

为了解潮沟形态的空间变化特征,以辽河口潮滩为例,基于潮位校正原理精确划分潮区,采用半自动方法提取精细化线状潮沟图像,基于潮沟分级算法对潮滩潮沟进行分级,定量分析潮沟的形态特征参数,并对潮滩上潮沟网络连通度进行定性评价。结果表明:潮沟的级别与平均长度具有明显的空间异质性,随着潮沟级别增加,研究区域潮沟平均长度呈指数上升,潮沟数量呈指数下降(R 2>0.99);随着潮滩高程逐渐降低,潮沟总密度显著减小,随着潮沟级别增加,潮沟密度与频数均大幅下降;潮滩距离外海愈近,潮沟曲率愈低,高潮滩潮沟分汊率最高(Rb=3.54),潮沟最不稳定;辽河口潮沟网络连通度与潮沟总分汊率、环岛潮沟数量呈正相关,潮沟网络发育程度则主要由潮沟曲率和支潮沟的密度决定,其中,高潮滩潮沟网络水文连通度最好,潮上带潮沟网络发育程度及排水效率最高。研究表明,潮汐水动力对辽河口潮沟形态特征演变及水文连通强度影响较大,进一步加强辽河口潮沟网络的排水效率可有效缓解辽河口潮滩湿地退化进程,实现盐沼植被的生态修复。

关键词：辽河口潮滩湿地潮带分区潮沟提取潮沟形态特征水文连通

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黄河三角洲湿地水文连通及驱动力分析

水文 2023年第3期43卷 112-117页

作者：陈柯欣丛丕福曲丽梅梁书秀孙昭晨吴霞许加美张固然大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 国家海洋环境监测中心辽宁大连116023 山东黄河三角洲国家级自然保护区一千二管理站山东东营257453

湿地内的水文连通对维持湿地生态系统的完整性具有重要意义。本文以Google Eearth Engine为平台支撑,在全局尺度上利用水体面积、水文连通CFV指数(Connectivity Function Value)、像元月均淹没频率对1986—2020年黄河三角洲湿地水文连... 详细信息

湿地内的水文连通对维持湿地生态系统的完整性具有重要意义。本文以Google Eearth Engine为平台支撑,在全局尺度上利用水体面积、水文连通CFV指数(Connectivity Function Value)、像元月均淹没频率对1986—2020年黄河三角洲湿地水文连通进行定量分析,并利用灰色关联法进行驱动力分析;在淡咸水交互的典型区域尺度上选择水文环度(α指数)、节点连接率(β指数)、水文连通性(γ指数)进行区域水文连通定量分析。结果表明:(1)湿地水体面积整体增加,水文连通CFV指数减少,研究区内发生了连通阻断,重度淹没和永久性淹没主要集中在浅海区域;(2)湿地水体面积和水文连通CFV指数均呈季节性差异,自然因素对水文连通影响大于人类活动。黄河三角洲湿地水文连通性30余年一直保持中等水平。研究结果可为黄河三角洲湿地水文连通保护与修复提供参考。

关键词：黄河三角洲湿地遥感多尺度水文连通驱动机制