A biodiversity evaluation framework for restoration of aquatic macrophyte communities in shallow lakes driven by hydrological process management     

Shuhan Li  Tao Sun  Wei Yang  Baoshan Cui  Xinan Yin 《水文研究》2021,35(1):e13983

Macrophyte community diversity and composition respond to ecosystem conservation and local environmental factors. In this study, we developed a multidimensional diversity framework for macrophyte communities, including the taxonomic and functional alpha and beta diversity. We used the framework to explore the relationships among water level regimes and these diversity parameters in a case study of China's Baiyangdian Lake. Analysis of indicators of hydrologic alteration divided the water level from 1959 to 2019 into four regimes (dry, <6.42 m; low, 6.42–7.23 m; medium, 7.23–8.19 m; high, >8.19 m). Alpha and beta diversity were significantly higher in the medium regime than in the low and high regimes. Redundancy analysis indicated that the maximum water depth significantly affected taxonomic alpha diversity, and total nitrogen (TN) and chemical oxygen demand (COD) concentration significantly affected functional alpha diversity, respectively. Mantel tests showed that TN, Secchi depth (SD), and water depth in the high water level regime significantly increased the total beta diversity and turnover components. TN was the main factor that increased total taxonomic beta diversity. Water level regime mainly influenced interspecific relationships by changing the TN and COD concentration. The water level should be maintained between the medium and high water level regimes to promote restoration of the macrophyte community and improve ecosystem stability. The biodiversity evaluation framework would provide a deeper insight into the hydrological process management for restoration of aquatic macrophyte communities in shallow lakes.  相似文献   

Rainfall intensity affects runoff responses in a semi-arid catchment     

Ze Tao  Min Li  Bingcheng Si  Dyan Pratt 《水文研究》2021,35(4):e14100

The source and hydrochemical makeup of a stream reflects the connectivity between rainfall, groundwater, the stream, and is reflected to water quantity and quality of the catchment. However, in a semi-arid, thick, loess covered catchment, temporal variation of stream source and event associated behaviours are lesser known. Thus, the isotopic and chemical hydrographs in a widely distributed, deep loess, semi-arid catchment of the northern Chinese Loess Plateau were characterized to determine the source and hydrochemical behaviours of the stream during intra-rainfall events. Rainfall and streamflow were sampled during six hydrologic events coupled with measurements of stream baseflow and groundwater. The deuterium isotope (²H), major ions (Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺, and Na⁺) were evaluated in water samples obtained during rainfall events. Temporal variation of ²H and Cl⁻ measured in the groundwater and stream baseflow prior to rainfall was similar; however, the isotope compositions of the streamflow fluctuated significantly and responded quickly to rainfall events, likely due to an infiltration excess, overland dominated surface runoff during torrential rainfall events. Time source separation using ²H demonstrated greater than 72% on average, the stream composition was event water during torrential rainfall events, with the proportion increasing with rainfall intensity. Solutes concentrations in the stream had loglinear relationships with stream discharge, with an outling anomaly with an example of an intra-rainfall event on Oct. 24, 2015. Stream Cl⁻ behaved nonconservative during rainfall events, temporal variation of Cl⁻ indicated a flush and washout at the onset of small rainfall events, a dilution but still high concentration pattern in high discharge and old water dominated in regression flow period. This study indicates rainfall intensity affects runoff responses in a semi-arid catchment, and the stored water in the thick, loess covered areas was less connected with stream runoff. Solute transport may threaten water quality in the area, requiring further analysis of the performance of the eco-restoration project.  相似文献   

基于连续帧间差分的抛弃式探头三维下沉运动处理方法研究     

陈振涛  刘凤  王晓蕾  罗文 《海洋技术学报》2018,(2):7-12

抛弃式探头由无人机装载,能够在较远目标区域和危险海域开展海洋水文环境剖面参数的测量。通过安装不同传感器,可以实现对温度、盐度的剖面测量,其深度的测量采用数学方法计算得到。针对双摄像机水箱实验获得的5个不同攻角实验结果,分析了常用的运动目标的检测方法,最终选择基于连续帧间差分法,确定探头的三维坐标位置,进而得到探头下沉运动的三维运动轨迹和速度曲线等信息。探头从水面释放后攻角在下沉过程中不断调整,改变运动姿态,同时伴随自身的旋转,抵消水平方向阻力作用,初始攻角产生的深度测量误差主要体现在加速过程,探头达到匀速运动后测量误差不变,在不考虑横流的情况下,探头最后以匀速垂直下落运动。  相似文献   

海洋表层沉积物中金属镉的来源解析     

谭赛章  杨涛  可愚  刘材材  张昊飞 《海洋通报》2019,38(6):683-689

利用2015年8月份对长江口及其邻近海域表层沉积物的监测数据,基于主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型定量解析了重金属元素镉(Cd)的可能来源,并结合地统计学插值了Cd的源贡献量的空间分布状况,结果表明沉积物中镉污染主要存在3个可能来源,源头及贡献率分别为工业污染(18.8%)、陆地径流输入(66.0%)、生物活动等自然因素(13.6%),并且各个源头贡献量具有不同的空间分布状况,其中工业污染的高值区主要集中在靠近陆地区域,陆地径流输入的分布呈现由近岸向外海逐减降低的特征,生物活动等自然因素的高值区主要集中在远离陆地的外海区域。  相似文献   

基于PSR-WSVM模型的边坡位移预测     

李建新  刘小生  肖钢  周文  刘仁志 《大地测量与地球动力学》2020,40(6):577-580

为建立高精度的边坡位移预测模型，采用相空间重构（PSR）将边坡位移时间序列数据转换为多维数据，同时构造小波核函数改进的支持向量机模型，建立PSR-WSVM模型并应用于边坡位移预测。将PSR-WSVM模型预测结果与传统支持向量机（SVM）模型、小波支持向量机（WSVM）模型和基于相空间重构的支持向量机（PSR-SVM）模型预测结果进行对比，通过平均绝对误差（MAE）、平均绝对误差百分比（MAPE）和均方根误差（RMSE）3个精度评价指标验证PSR-WSVM模型的可行性。工程实例结果表明，PSR-WSVM模型预测结果的3个精度评价指标都优于另外3种模型，边坡位移预测的精度明显提升。  相似文献   

一种潜艇装备作战能力比较研究方法     

罗浩  宁云晖  陶伟  尤岳 《数字海洋与水下攻防》2020,3(6):494-498

对潜艇装备作战能力评估问题进行了研究，发现运用定量评估方法的过程中存在指标评价所需数据无法完全获取的问题。结合美弗吉尼亚潜艇改进情况，分析了影响潜艇作战能力的一些关键因素，重点基于潜艇武器装载能力，对国外典型潜艇进行了作战能力比较分析，最后对分析结果进行了评价，并讨论了未来潜艇作战能力评估方法的发展方向。  相似文献   

强光照和黑暗条件下刺参体壁的基因表达差异     

张立斌  冯其明  孙丽娜  房燕  徐冬雪  张涛  杨红生 《海洋学报(英文版)》2018,37(5):54-66

参对光照变化非常敏感，研究刺参对光照的分子响应非常重要。本研究应用RNA测序获取了刺参暴露于强光（“强光”）、正常光照（“对照”）和完全黑暗（“黑暗”）环境下体壁的基因表达谱情况，通过“对照”与“黑暗”，“对照”与“强光”和“黑暗”与“强光”的比较，在|log₂ ratio|≥1和FDR≤0.001的标准下分别发现了1161、113和1705个差异表达基因（DEGs）。基因本体分析表明，“cellular process”和“binding”在“生物过程”和“分子功能”类别中的DEGs富集最多，而“cell”和“cell part”在“细胞组分”类别中的DEGs富集最多。将DEGs与Kyoto Encyclopedia基因和基因组数据库上的于214、41和229条通路进行比对，发现了51、2和57条通路分别显著富集。本研究发现的光特异性DEGs可作为深入研究刺参对光照变化的生化适应机制的重要目标基因。  相似文献   

张掖盆地地下水硝酸盐污染与人体健康风险评价     

盛丹睿  温小虎  冯起  武君  司建华  吴敏 《中国沙漠》2019,39(5):37-44

地下水是张掖盆地的重要水资源，其硝酸盐污染尚未得到足够重视。对张掖盆地2004、2015年地下水硝酸盐浓度进行了系统分析，并采用美国环境保护署（USEPA）推荐的健康风险评价模型评估了地下水硝酸盐的健康风险。结果表明：自2004年以来张掖盆地地下水硝酸盐污染日趋严重。2015年硝酸盐浓度最高已达到283.32 mg·L^-1，17.61%的采样点硝酸盐氮浓度超过GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中饮用地下水限量值（20 mg·L^-1）。研究区人群经皮肤接触途径摄入硝酸盐的健康风险在可接受水平，而饮水摄入硝酸盐的健康风险较高，总风险中饮水途径引起健康风险的贡献率占99.40%，远大于皮肤接触途径。儿童经饮水摄入和皮肤接触两种途径的健康风险均显著高于成人，分别为成人的1.544倍和1.039倍。32.39%的采样点地下水硝酸盐对儿童的健康风险超出了可接受水平，14.79%的采样点地下水硝酸盐对成人的健康风险不可接受。甘州区城区、临泽县北部边缘及高台县城区周围硝酸盐浓度最高，这些区域内所有人群都面临硝酸盐引发的高健康风险，其余区域硝酸盐引发的健康风险相对较低。  相似文献   

铜藻(Sargassum horneri)在营养限制胁迫后对NH₄-N的超补偿吸收研究     

李大鹏  马增岭  李慧  丁刚  辛美丽  吴海一  郭文 《海洋与湖沼》2018,49(4):904-909

以经济马尾藻铜藻(Sargassum horneri)为研究材料,研究了其在营养限制胁迫后对NH_4-N的超补偿吸收情况。实验分营养限制和恢复营养两个阶段进行,每个阶段均设置饥饿处理组、饱和处理组和正常对照组。铜藻在低营养限制胁迫(饥饿)下培养10天后,恢复营养盐培养3天,分别采用次溴酸盐氧化法和锌镉还原法测定培养液中的NH_4-N和NO_3-N的浓度。本文研究发现,饥饿处理组中铜藻吸收氨氮的速率远高于正常对照组和饱和处理组,在恢复培养第一天时,饥饿处理组对NH_4-N的吸收速率最高为14.94μmol/(g·h),与正常对照组及饱和处理组间差异显著。在恢复培养的后两天,三个处理组中铜藻对NH_4-N的吸收速率差异慢慢变小,直至最后几乎相同。三组对NO_3-N没有表现出较高的吸收,最高仅为6.15μmol/(g·h),结果表明:氮源包括NH_4-N和NO_3-N时,铜藻优先选择吸收NH_4-N。实验后称重测定生长速率:对照组、饥饿处理组和饱和组生长率(SGR)分别为8.48%、8.86%、8.01%,ANOVA方差分析表明,三者存在显著差异(P=0.0320.05),从而证实了铜藻也存在超补偿生长的现象。  相似文献   

岛屿海岸线自动化提取及其时空变迁研究——以大连市獐子岛为例   总被引：1，自引：1，他引：0  

丁小松  单秀娟  陈云龙  金显仕  杨涛 《海洋科学》2018,42(2):46-55

海岸带是受人类活动和全球海平面上升影响的敏感地带,海岸线的提取和监测是海岸带生态系统研究和社会管理的重要内容。本文在遥感和地理信息系统的支持下,以修正的归一化水体指数(Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI)为基础,结合遥感影像处理和直方图均衡化等技术,实现了大连市獐子岛1985—2016年海岸线的自动化提取。结果表明:(1)通过与三位专家目视解译的成果比对,本文提取海岸线的精度能满足后续研究的要求(相对误差分别为0.045%,0.032%和0.023%);(2)近30年来,獐子岛海岸线总体呈现蚀退趋势,岸线长度与岛屿面积分别呈现变短和变小的趋势,獐子岛(主岛)和大耗岛的岸线蚀退速率最大,褡裢岛次之,小耗岛最小;在人类活动较为密集的区域,海岸线呈现出较为强烈的增长趋势,海水养殖和圈海建坝是岸线增长的主要驱动力;(3)獐子岛海岸线具有显著的分形性质,分形维数随时间呈现增大的趋势,獐子岛(主岛)的分形维数最大,褡裢岛的分形维数最小。  相似文献