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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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水文连通对生物多样性的影响

产业科技创新 2020年第9期2卷 41-42页

作者：罗义赵世高赵丙昊苏梦马恺李超河北建筑工程学院河北张家口075000 杭州西湖城市建设投资集团有限公司杭州西湖310000

随着高强度的人类活动和气候变化的强烈干扰,水文连通正在显著下降,特别影响河流、湖泊、湿地等生态系统的结构和功能,尤其在一定程度上对生物多样性造成不同程度的影响。河道间的水文连接有助于生物能量及营养物质的流动,并有助于生物... 详细信息

随着高强度的人类活动和气候变化的强烈干扰,水文连通正在显著下降,特别影响河流、湖泊、湿地等生态系统的结构和功能,尤其在一定程度上对生物多样性造成不同程度的影响。河道间的水文连接有助于生物能量及营养物质的流动,并有助于生物获得更多的生境和新的生存资源。文章通过国内外文献调研的方式,基于对生物多样性的影响区域,将整理的文献进行归类。对不同区域的分析表明,在不同空间尺度上,水文连通可对生物多样性造成多重影响,其中在动物群落和鱼类中表现明显。针对水文连通对生物多样性的影响,进行总结及展望。

关键词：水文连通生物多样性群落结构恢复

RCP8.5情景下流域景观水文与泥沙动态连通变化研究

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中国园林 2021年第12期37卷 53-58页

作者：赵天逸成玉宁东南大学建筑学院南京210096 东南大学大学建筑学院南京210096 东南大学景观学系南京210096 东南大学景观规划设计研究所国务院学位委员会风景园林学科评议组

在气候变化背景下,水文连通是风景园林学学科中景观水文研究的热点和重点之一。目前的景观水文连通研究多基于静态地表,而忽略地表演化过程,尤其是河底泥沙动态变化。在总结现有水文连通研究的基础上,结合气候预测模型、水动力地表景观... 详细信息

在气候变化背景下,水文连通是风景园林学学科中景观水文研究的热点和重点之一。目前的景观水文连通研究多基于静态地表,而忽略地表演化过程,尤其是河底泥沙动态变化。在总结现有水文连通研究的基础上,结合气候预测模型、水动力地表景观演变模型及景观连通指数研究方法,以英国赛文河凯尔苏斯流域为研究区,采用UKCP18气候模型预测RCP8.5情景下未来10年间(2021—2030年)日降雨量,运用凯撒二维水动力地表景观演变模型(CAESAR-Lisflood)模拟10年连续河流演化及淹没模式变化,基于景观连通指数评价流域景观水文的动态连通变化。结果表明:泥沙变化对淹没模式和水文连通性产生影响,未来10年间整体连接度(ⅡC)与可能连通性(PC)变低,雨季水文ⅡC与PC变化幅度较大,旱季平稳。凯尔苏斯流域洪泛区域比河道的沉积作用更明显,流域总沉积量是侵蚀量的4.6倍。泥沙输移作用使得淹没面积减少0.25km;、流域总水量减少40%,水文ⅡC与PC降低。

关键词：风景园林水文连通泥沙变化 CAESAR-Lisflood模型景观连通指数 RCP8.5情景气候模型

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湖泊湿地水文过程研究进展

湖泊科学 2022年第1期34卷 18-37页

作者：谭志强李云良张奇郭宇菲王晓龙李冰万荣荣王殿常吴兴华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南京210008 中国科学院大学北京100049 中国长江三峡集团有限公司北京100038

湖泊湿地是世界上最重要的生态系统之一,在调蓄洪水、净化环境、保护生物多样性以及为人类提供淡水和食物等方面发挥着不可替代的作用.然而,受气候变化和人类活动叠加影响,湖泊湿地水文过程发生了剧烈变化,湖泊湿地面临着面积萎缩、质... 详细信息

湖泊湿地是世界上最重要的生态系统之一,在调蓄洪水、净化环境、保护生物多样性以及为人类提供淡水和食物等方面发挥着不可替代的作用.然而,受气候变化和人类活动叠加影响,湖泊湿地水文过程发生了剧烈变化,湖泊湿地面临着面积萎缩、质量下降和服务功能退化等风险.本文总结了原位观测、数值模拟和遥感技术在获取湖泊湿地关键水文要素方面的优势及不足;从辩证的角度探讨了气候变化和人类活动对湖泊湿地水文过程的双重影响;结合洪水和水文连通性等研究热点分析了水文过程的典型表现形式;从正反两方面揭示了湖泊湿地植物、动物和水质对水文过程改变的响应.本研究最终提出未来应该将遥感技术与数值模拟方法相结合,建立“多目标-多要素-多尺度-多过程”的湖泊湿地监测体系;定量评价多维度水文连通的转化方式及其对生态系统的阈值效应;加强研究地下水驱动下湿地植被演变的非线性动力学机制;综合考虑栖息地的面积和质量评价水鸟种群的弹性力和恢复力,为湖泊水位调控和退化湿地的恢复提供科学依据.

关键词：湖泊湿地水文过程数值模拟遥感洪水水文连通

基于染色示踪实验的芦苇湿地垂向水文运移特征研究

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环境科学学报 2022年第1期42卷 160-167页

作者：赵思齐代立熠解璐萌赵世强张明祥北京林业大学生态与自然保护学院北京100083

海水入侵导致黄河三角洲滨海湿地盐碱化不断向陆相扩张,改变了许多物种的栖息地环境.保护区管理人员通过引黄河淡水,修建淡水恢复区来遏制这一趋势,而与此同时这也改变了潮间带植物群落和土壤理化性质的改变:大面积芦苇生长,土壤盐分降... 详细信息

海水入侵导致黄河三角洲滨海湿地盐碱化不断向陆相扩张,改变了许多物种的栖息地环境.保护区管理人员通过引黄河淡水,修建淡水恢复区来遏制这一趋势,而与此同时这也改变了潮间带植物群落和土壤理化性质的改变:大面积芦苇生长,土壤盐分降低,土壤孔隙度增加,优先流路径改变,从而导致小尺度内,垂向水文连通的改变,进而影响整个区域的水文过程.为探讨土壤物理性质对垂向水文连通的影响,选取黄河三角洲的芦苇群落为研究对象,应用野外染色示踪实验的方法,定量分析不同土壤层次的土壤物理性质,结合不同土壤层次的染色模式影像,探讨土壤对垂向水文连通的影响.研究结果表明:应用野外染色示踪实验的方法,定量分析不同土壤层次的土壤物理性质,结合不同土壤层次的染色模式影像,探讨土壤对垂向水文连通的影响.研究结果表明:①土壤深度0~40 cm时,土壤质量含水量、孔隙度会随着土壤深度的增加而降低.②各层染色面积比因土壤深度的增加而逐渐减小,不同样地的最大染色深度与土壤总质量含水量、总孔隙度呈显著负相关(R^(2)=0.80;R^(2)=0.99);不同样地的总染色面积比与土壤总质量含水量、总孔隙度呈显著负相关(R^(2)=0.99;R^(2)=0.68),与土壤总容重呈显著正相关(R^(2)=0.83).③各层土壤的染色面积比、染色深度与土壤物理特征没有显著相关性,土壤的染色面积基本不受土壤物理性质的影响.但各层土壤染色面积比与土壤深度呈显著的负相关性(p<0.01).

关键词：芦苇小尺度水文连通野外染色示踪实验

黄河三角洲横向水文结构连结空间尺度变异性分析

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生态学报 2021年第10期41卷 3745-3754页

作者：刘佳凯崔保山张振明张明祥北京师范大学环境学院北京100093 北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 国家林业和草原局黄河流域生态保护重点实验室北京100083

水文连通是影响滨海湿地生态和水文过程的基础要素之一。引入无标度网络模型改进已有横向静态水文连通参数化方法,将其应用于较大尺度(100 hm^(2))量化黄河三角洲滨海湿地的水文连通,并结合已有研究结果分析3个尺度(1 m^(2),100 m^(2)和... 详细信息

水文连通是影响滨海湿地生态和水文过程的基础要素之一。引入无标度网络模型改进已有横向静态水文连通参数化方法,将其应用于较大尺度(100 hm^(2))量化黄河三角洲滨海湿地的水文连通,并结合已有研究结果分析3个尺度(1 m^(2),100 m^(2)和100 hm^(2))水文连通的空间变异性。研究结果显示,潮间区和生态补水区的水文连通较强,3个尺度的空间变异性主要来自于水文连通指数较高的样点;盐沼区和河滨区相对较弱,空间变异性主要来自于水文连通指数较小的样点,且大尺度水文连通空间变异性相对中尺度和小尺度更高。小尺度和中尺度方法描述了一个样地与周边较小范围的空间区域土壤水分连通状况,在大的潮汐或补水条件下不同区域各个样地倾向于保持一致;而大尺度方法则侧重于描述区域内的水文过程,这是导致尺度差异的根本原因。

关键词：水文连通无标度网络尺度变异性滨海湿地黄河三角洲

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湿地生态水文过程及其模拟研究进展

湿地科学 2021年第1期19卷 98-105页

作者：严思睿刘强孙涛梁丽乔李姝臻袁晓敏李苗北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境学院教育部水沙科学重点实验室北京100875 中国科学院青藏高原研究所中国科学院青藏高原环境变化与地表过程重点实验室北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101

在明确生态水文学相关概念的基础上,概述了湿地生态水文的研究历程和目前的研究热点。总结和分析相关文献发现,湿地关键水文过程在不同时空尺度的变化规律、湿地生态过程和水文过程的耦合作用机制、多尺度湿地生态水文过程的模拟与调控... 详细信息

在明确生态水文学相关概念的基础上,概述了湿地生态水文的研究历程和目前的研究热点。总结和分析相关文献发现,湿地关键水文过程在不同时空尺度的变化规律、湿地生态过程和水文过程的耦合作用机制、多尺度湿地生态水文过程的模拟与调控是目前湿地生态水文学的热点研究内容。总体而言,湿地生态水文研究已经由关注单一类型湿地水文过程向研究多类型湿地之间的水文连通维持机制转变,重点在于揭示不同时空尺度湿地水文与湿地生态系统之间的相互作用规律,阐明水文情势与生物群落、生态系统之间的作用与动态反馈原理;发展多维时空尺度的水文情势与湿地生态系统格局与过程交互作用的生态水文模型,旨在为湿地生态系统结构与功能修复提供理论与技术支撑。

关键词：湿地水文连通生态水文过程生态水文模型

2022年极端干旱下洞庭湖区水体营养状态变化及改善对策

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湖泊科学 2023年第6期35卷 1970-1978页

作者：王丹阳韩锦诚黎睿汤显强长江科学院流域水环境研究所武汉430010 流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室武汉430010 江西省水利科学院江西省鄱阳湖水资源与环境重点实验室南昌330029

2022年夏季长江流域遭受极端干旱,在此背景下,围绕长江荆江河段(松滋-城陵矶),东、西、南洞庭湖,松滋河、虎渡河、藕池河三口水系,湘江、资水、沅江、澧水四水尾间河段,以及环洞庭湖主要垸区,开展了原位监测和采样工作,测定了湖泊、河... 详细信息

2022年夏季长江流域遭受极端干旱,在此背景下,围绕长江荆江河段(松滋-城陵矶),东、西、南洞庭湖,松滋河、虎渡河、藕池河三口水系,湘江、资水、沅江、澧水四水尾间河段,以及环洞庭湖主要垸区,开展了原位监测和采样工作,测定了湖泊、河道、沟渠、池塘等各类水体中氮、磷、碳等生源要素和叶绿素a浓度,以及浮游植物种类和丰度。结果显示,东、西、南洞庭湖中,总氮、总磷、溶解态有机碳和叶绿素a浓度均值分别为0.57 mg/L、0.45 mg/L、38 mg/L和5.38μg/L,氮、磷分别以溶解态和颗粒态为主;浮游植物共检出6门37种,以硅藻和绿藻为主,藻类生物量约1.337 mg/L。就综合营养状态指数而言,洞庭湖处于中营养状态,并不显著高于长江和三口四水。极端干旱导致荆江-洞庭湖的水文连通削弱,洞庭湖来自三口的生源要素通量减少,来自四水和湖内自源生产的比重增加;洞庭湖垸区与外部自然河湖的阻隔限制垸内水体自由流动,导致生源要素累积,造成富营养化。2022年极端干旱气象条件下,洞庭湖总磷、叶绿素a、浮游植物数量相比历史阶段数据处于高位,但总氮浓度低于历史水平。恢复水文连通,改善江湖关系,削减内源污染释放,并在垸内通过主动蓄洪建设储备水库,是应对未来极端干旱下湖泊水生态环境问题的可行对策。

关键词：洞庭湖浮游植物干旱生源要素水文连通垸区

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黄河口典型潮沟土壤碳氮分布特征规律

自然资源学报 2020年第2期35卷 460-471页

作者：李冬雪李雨芩张珂豪马旭张树岩刘伟华车纯广崔保山北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 山东黄河三角洲国家级自然保护区黄河口管理站东营257500

为探究黄河三角洲盐沼土壤碳氮含量在潮沟水系中的时空分布特征,选取黄河口一条典型的潮沟系统,采集一、二、三级潮沟表层土壤,探寻土壤有机碳、总氮与土壤容重、盐度、pH等理化因子的相关关系。结果表明:土壤有机碳和总氮在时空尺度上... 详细信息

为探究黄河三角洲盐沼土壤碳氮含量在潮沟水系中的时空分布特征,选取黄河口一条典型的潮沟系统,采集一、二、三级潮沟表层土壤,探寻土壤有机碳、总氮与土壤容重、盐度、pH等理化因子的相关关系。结果表明:土壤有机碳和总氮在时空尺度上表现出极大的异质性特征。时间尺度上,土壤有机碳和总氮出现先上升后下降的趋势。空间尺度上,一级潮沟土壤有机碳和总氮平均值(2.9 g·kg^-1、0.36 g·kg^-1)大于二级(1.4 g·kg^-1、0.18 g·kg^-1)、三级(1.6 g·kg^-1、0.21 g·kg^-1)潮沟。相关分析表明,土壤有机碳和总氮与盐度呈显著正相关(P<0.01),与容重呈显著负相关(P<0.01)。盐沼湿地土壤碳氮含量受土壤水盐条件的影响,而潮沟水系的树状结构对水盐条件的影响是导致土壤碳氮含量时空差异分布的重要因素。

关键词：滨海湿地土壤有机碳土壤总氮水文连通潮沟