基于回声探测监测沉水植物盖度的插值方法研究:以杭州西湖沉水植物盖度监测为例     

彭雪  张璐  黄素珍  蔺庆伟  刘碧云  张义  吴振斌 《湖泊科学》2020,32(2):472-482

沉水植物作为水生态系统的重要组成成分,在水生态系统物质循环和能量流动中发挥着重要作用,其覆盖度和生物量是评价湖泊等浅水水体系统稳定性的关键参数随着高效和无损伤监测的回声探测仪在沉水植物盖度监测中的应用,其精确度算法也受到了越来越多的关注本研究以成功恢复沉水植物的浅水湖泊杭州西湖为研究对象,利用BioSonics便携型回声探测仪——MX采集沉水植物回声样本同时结合人工样方设置,采集与回声探测对应位点的沉水植物样本,验证回声探测结果的精确性通过建立回归模型分析回声探测得到的沉水植物体积百分比(PVI)与人工样方获得的对应平均鲜重关系,结果表明二者具有较好的相关性分别采用普通克里金法、反距离权重法、径向基函数法3种插值方法对同一季节的不同湖泊和同一湖泊的不同季节未采集区域沉水植物的盖度数据进行插值分析,并对插值结果进行交叉验证,以确定方法的精确度交叉验证结果表明,插值精确度反距离权重法径向基函数法普通克里金法研究结果为回声探测与插值分析方法结合在大尺度浅水水体中沉水植物监测应用提供了技术支撑.  相似文献   

以鲢、鳙养殖为主的长江中下游武山湖浮游植物群落结构特征     

张佳敏  高健  杨诚  张泽慧  潘超  廖明军  赵以军  王和云  杨雨慧 《湖泊科学》2020,32(6):1771-1783

武山湖是紧邻长江的通江型富营养化湖泊,是国家级湿地公园.为切实了解该湖在以鲢、鳙养殖为主的情况下浮游植物结构特征,于2017年9月-2018年8月对其浮游植物群落结构特征及水质开展了监测.监测结果表明武山湖水质全年处于轻度富营养到重度富营养水平之间;12次共采集浮游植物7门100种（属）,浮游植物优势种共有23种,其中蓝藻门有9种,绿藻门有8种,硅藻门和隐藻门各有3种.夏季和秋季蓝藻门优势种最多且优势度高,冬季和春季绿藻门和硅藻门优势种多且优势度高.武山湖浮游植物每月优势度最大的种类主要有蓝藻门微囊藻和细小平裂藻、绿藻门小球藻以及硅藻门小环藻.浮游植物生物量峰值出现在6月,达34.77 mg/L;丰度峰值出现在7月,达341.46×10⁶ cells/L.冗余分析（RDA）和线性相关分析均表明浮游植物丰度和生物量与总磷、温度和pH均呈显著正相关,且蓝藻门生物量和丰度以及优势属与总磷和温度均呈显著正相关.研究结果表明武山湖浮游植物丰度和生物量在夏季均很高,发生蓝藻水华的风险较大.相对于氮,磷是更重要的限制浮游植物生长的营养元素.  相似文献   

鄱阳湖湿地典型中生植物水分利用来源的同位素示踪   总被引：1，自引：0，他引：1  

许秀丽  李云良  谭志强  郭强 《湖泊科学》2020,32(6):1749-1760

水分是维持植物生长、决定种群分布的关键因子,研究植物水分利用来源是揭示水文过程与植被演替作用机制的基础,作为中国最大的淡水湖泊系统,鄱阳湖水文情势的显著改变已直接影响到湿地生态系统的水分补给来源.本文通过测定降水、土壤水、地下水、湖水和植物茎水中δ¹⁸O、δD同位素组成,识别鄱阳湖湿地典型中生植被——茵陈蒿（Artemisia capillaris）群落的土壤水分补给来源,并应用直接对比法和IsoSource多源混合模型估算优势种茵陈蒿的主要吸水区间及水源利用比例.结果发现：（1）与降水同位素相比,湖水和湿地土壤水同位素较为富集,地下水同位素较少发生分馏;（2）湿地地下水主要受历史长期降水和湖水共同补给,土壤水在雨季4—6月和秋季9—10月主要受降水补给,夏季7—8月深层土壤水受湖水侧向入渗和地下水的共同补给,并在蒸发作用下水分向浅层土壤传输;（3）茵陈蒿主要利用0~80 cm深度的土壤水,且能够在不同土层水源间灵活转换.当土壤含水量较高时（4—5月）,主要利用0~40 cm浅层土壤水,利用率约49%~68%;当浅层土壤含水量较低时（6—8月）,主要利用40~80 cm深层土壤水,利用率高达74%~95%;当植物进入生长后期（9—10月）,主要利用0~15 cm表层土壤水,利用率介于41%~70%.总体发现,湖水是鄱阳湖湿地中生植物群落土壤水分的重要补给来源,优势种茵陈蒿能够响应土壤含水量的变化改变吸水深度,具有较强的干旱适应能力.研究结果可为鄱阳湖湿地植被生态系统演变和科学保护提供理论参考.  相似文献   

秋季连续打捞蓝藻对水-气界面温室气体通量的影响     

荀凡  杜先  陈新芳  刘高飞  齐天赐  冯慕华 《湖泊科学》2020,32(6):1707-1722

在巢湖西北半湖近岸带设置大型围隔研究秋季连续打捞蓝藻对湖泊温室气体通量的影响,应用YL-1000型大型仿生式水面蓝藻清除设备进行原位打捞蓝藻,通过便携式温室气体分析仪-静态箱法对大型围隔内水-气界面CH₄、CO₂通量特征及其影响因素进行观测.结果表明：对比未打捞区,蓝藻连续打捞下打捞区水体中叶绿素a（Chl.a）、悬浮物（SS）浓度不断下降,两者削减率分别为72%、85%,Chl.a、SS浓度分别下降到29.6±2.5 μg/L、12.5±1.2 mg/L,打捞对围隔内颗粒态物质去除效果十分明显;打捞过程中水体溶解性有机物（DOM）中微生物代谢类腐殖质（C1）、类蛋白（C3）显著下降趋势,打捞区C1、C3组分（0.18±0.02、0.06±0.01 RU）强度明显低于未打捞区（0.26±0.05、0.12±0.03 RU）,打捞能有效控制藻源性溶解性有机质释放.同时,打捞区水-气界面CH₄通量呈显著下降趋势,未打捞区CH₄通量平均值（17.473±1.514 nmol/（m²·s））为打捞区（7.004±4.163 nmol/（m²·s））近2倍,CH₄通量与Chl.a、C1、C3组分均呈显著正相关,水体中藻源性溶解态有机质对CH₄通量具有促进作用;打捞区CO₂释放通量呈显著上升趋势,打捞区CO₂吸收通量（-0.200±0.069 μmol/（m²·s））明显低于未打捞区（-0.344±0.017 μmol/（m²·s））,CO₂通量与Chl.a、温度均呈显著负相关.秋季打捞对CH₄、CO₂综合日平均通量减排量值为0.275±0.076 mol/（m²·d）（以CO₂当量计）.研究结果揭示了巢湖秋季连续打捞蓝藻过程对水-气界面温室气体具有显著减排作用,且能在一定程度上减缓蓝藻水华与湖泊富营养化、气候变暖之间的恶性循环,为湖泊碳循环和蓝藻水华灾害防控提供科学数据支撑和理论参考.  相似文献   

三峡建库后东洞庭湖适宜生态水位需求分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

黄宇云  余明辉  陆晶  孙昭华  田浩永 《湖泊科学》2020,32(2):417-427

三峡水库的修建改变了水库下游的水沙条件,影响了洞庭湖湖区的生态平衡,进而引发相关生态问题本文以城陵矶站水位代表东洞庭湖水位,基于其1953 2018年的逐日水位资料,采用滑动t检验法对年平均水位序列进行突变检验,发现因强人类活动导致城陵矶水位发生突变的时间为2004年,考虑为三峡蓄水的影响借鉴IHA(Indicators of Hydrological Alteration,水文变化指标)及RVA(Range of Variability Approach,变化范围法)方法提出了一种同时考虑年内月平均水位过程、水位波动范围、高低水位发生情况以及水位涨落情况的适宜生态水位计算指标体系,能够直观和全面地描述生态系统健康发展对水位的要求,包括1 12月水位分别为:17.07～18.34、17.15～18.89、17.65～22.23、20.25～22.15、22.85～24.90、24.31～26.44、26.88～29.16、25.79～28.32、25.12～27.56、23.59～25.88、20.65～22.81、18.58～19.88 m;年最低水位:16.21～17.86 m,发生时间为第16～51天(年积日);年最高水位:28.54～31.48 m,发生时间为第187～211天(年积日);高水位平均持续时间为32.62～81.32 d/次,低水位平均持续时间为52.13～107.65 d/次;涨水次数为21.9～26.45次,涨水速率为0.17～0.21 m/d;落水次数为23.17～27.6次,落水速率为0.12～0.14 m/d基于上述结果分析三峡建库后城陵矶水位发现,其在1、2月月平均水位分别较适宜生态水位需求高0.83、0.27 m; 10月月平均水位较需求低0.83 m;年最低水位高出需求0.39 m,发生时间先于需求6天;涨水次数高于阈值要求4次,涨水速率低于阈值要求0.01 m/d;落水次数高于阈值要求2次研究成果可为三峡及上游梯级水库群联合调度提供依据.  相似文献   

巢湖杭埠河流域湖相沉积物多指标揭示的全新世以来环境演变     

周慧  吴立  马春梅  管后春  孙小玲  路曙光  尚广春  汪勇  徐仪红  徐军  陈晔  鲍远航 《湖泊科学》2020,32(6):1869-1881

在巢湖杭埠河流域中的古湖盆中心——三河圩区获取28.6 m长的湖相岩芯（SZK1507孔）,利用AMS¹⁴C测年技术建立可靠的地层年代序列,通过对SZK1507孔738 cm以上段湖相沉积物平均粒径、磁化率、总氮（TN）、总有机碳（TOC）及C/N的综合分析,高分辨率重建了巢湖杭埠河流域全新世以来的古环境演变过程.结果表明,本区域的环境变化过程可以分为4个阶段,阶段Ⅰ（约10050—9700 cal.a B.P.）与阶段Ⅲ（约9250—5300 cal.a B.P.）气候较为湿润,巢湖水位较高,平均粒径、磁化率值较低,TN、TOC、C/N也偏低;阶段Ⅱ（约9700—9250 cal.a B.P.）与阶段Ⅳ（约5300 cal.a B.P.以来）气候干燥,巢湖水量减少,水位降低,平均粒径、磁化率值、TN、TOC、C/N均较高.一些全球范围内显著发生的气候突变事件在SZK1507孔沉积记录中也有体现,如9.3、8.2和4.2 ka B.P.事件等.将巢湖杭埠河流域10000 cal.a B.P.以来的平均粒径、磁化率、TN、TOC、C/N沉积记录与全新世以来的北纬30°夏季太阳辐射量、太阳黑子数、火山喷发对大气中硫酸盐含量贡献率等进行对比,发现巢湖杭埠河流域全新世气候突变事件主要受控于北半球夏季太阳辐射量变化、太阳活动以及火山活动等因素,并与它们之间复杂的响应机制有关.  相似文献   

水位波动下的呼伦湖上覆水体与沉积物间隙水之间溶质的运移特征     

高宏斌  李畅游  孙标  史小红  赵胜男  樊才睿 《湖泊科学》2017,29(6):1331-1341

为了探求内蒙古呼伦湖上覆水体和沉积物间隙水之间溶质运移机制,对呼伦湖的1个沉积物柱芯的间隙水、3个湖泊水体以及湖周边7个地下水体中的氯离子(Cl~-),氢、氧稳定同位素(δD和δ~(18)O)分别进行分析测试,并利用其示踪性对沉积物中溶质运移特征进行研究.结果显示,δD、δ~(18)O和Cl~-浓度在不同水体中的分布具有相似的分布规律,整体上从底部沉积物到上部湖水浓度分布呈现逐渐递减的抛物线趋势,在间隙水中最大值位于所取沉积物柱芯的最深处,Cl~-浓度为306 mg/L,δD和δ~(18)O分别为-58‰和-5.9‰;最小值位于沉积物柱芯上层,并与上覆水体中的值相似,Cl~-浓度为159 mg/L,δD和δ~(18)O分别为-66‰和-7.3‰.为了明确沉积物柱芯中间隙水的高浓度Cl~-和偏正δD、δ~(18)O的来源,比较不同水体的δ~(18)O-δD关系点分布,表明含有偏正值的δD、δ~(18)O和高浓度Cl~-的间隙水与上覆湖水关系密切,可能是由于低水位时期湖水与间隙水相互发生扩散作用而产生的结果.一维对流扩散迁移模型证实扩散作用是控制着沉积物间隙水中溶质浓度在垂向上分布的主要机制,同时湖水水位的变化会影响沉积物间隙水与上覆水体的扩散过程,特别是在水位上升期,富集在沉积物中的溶质可能成为湖水的重要物质来源,影响上覆水体的水质.因此,对于封闭湖泊水位的控制和管理不仅在维持湖泊水量方面有着直接的作用,同时在稳定湖泊水质条件上也有着重要的意义.  相似文献   

1974-2016年青海湖水面面积变化遥感监测   总被引：6，自引：2，他引：4  

骆成凤  许长军  曹银璇  童李霞 《湖泊科学》2017,29(5):1245-1253

位于青藏高原东北部的青海湖是我国最大的咸水湖和内陆湖,也是青藏高原东北部的重要水汽源,青海湖面积的动态变化是气候和周围生态环境状况的重要体现.本研究利用长时间序列中分辨率遥感影像数据,通过人工提取湖岸水涯线信息对青海湖水面面积进行监测.结果显示：1974-2016年期间,青海湖面积总体上呈先减后增的变化趋势.2004年水面积最小,为4223.73 km²,比1974年减少253.80 km².其中1974-1987年期间面积骤减;2000 2009年期间青海湖水面面积变化幅度相对较小,平均变化幅度为6.85 km².2009-2016年7 a间,水面面积增加了128.27 km².2012年青海湖面积骤增,比2011年8月同期增加65.12 km²;同年6月和9月的面积变化为2002-2016年最大,达到59.18 km².湖东岸沙岛的湖岸线变化最为显著,1974-2004年岸线后退最大距离达4.59 km,2012年的年内最大变化距离为0.39 km.青海湖流域内降水补给增加,生态环境治理措施促使入湖河流径流量增大,是近年来湖水面积增加的主要原因.  相似文献   

利用Himawari-8高频次监测太湖蓝藻水华动态     

王萌  郑伟  刘诚 《湖泊科学》2017,29(5):1043-1053

新一代静止气象卫星Himawari-8以其10 min/次的高观测频次,为连续动态监测蓝藻水华提供了有力的数据支持.基于太湖实地光谱测量资料,提出Himawari-8卫星资料太湖蓝藻水华动态监测方法.以2015年10月2日蓝藻水华发生过程为例,利用连续、多时次Himawari-8资料,动态监测了太湖蓝藻水华的发展变化,分析蓝藻水华的出现、发展和消失,计算蓝藻水华强度的动态变化,认识蓝藻水华程度及变化特征,估算蓝藻水华的动态变化速度.上述分析为研究蓝藻水华的生长消亡过程提供了支持.进一步探讨蓝藻水华动态变化与气象要素的关系,发现在相同的温湿条件下,风场对蓝藻水华的形成、运动和消失有直接的驱动作用.  相似文献   

滇池蓝藻水华发生频率与气象因子的关系   总被引：6，自引：4，他引：2  

鲁韦坤  余凌翔  欧晓昆  李发荣 《湖泊科学》2017,29(3):534-545

蓝藻水华暴发是在一定的营养、气候、水文条件和生态环境下形成的藻类过度繁殖和聚集的现象,是水体环境因子(如总氮、总磷、pH值、溶解氧)和气象因子综合作用的结果.然而滇池周年性水华暴发标志着滇池蓝藻水华在当前水质条件下,气象因子为关键影响因子.为了进一步探究滇池蓝藻水华发生与气象因子的规律,本文利用2010-2011年滇池蓝藻水华遥感监测资料与周边地面气象站逐月资料,研究滇池蓝藻水华月发生频率与月气象因子的关系.结果显示,滇池蓝藻水华发生频率与平均气温、最低气温、平均风速、累计日照时数和降雨量等气象因子均表现为显著相关,其中与日照时数和风速呈显著负相关.各因子中与风速的相关系数最高,说明滇池各月蓝藻水华发生频率高低与风速关系最为密切,进一步验证了在具备蓝藻水华发生所需营养盐条件下,水体稳定性对蓝藻水华发生的影响更为重要的结论.以上结果可为科学预测蓝藻水华发生,并采取相应措施减少其带来的影响提供理论依据.  相似文献