《长江流域资源与环境》30卷8期--生态环境栏目
基于MODIS数据的堵河流域生态指数变化及与气候因子的相关性分析
马永明1,2，张利华1，翟宏宇2，符雅盛1，崔 越1
（1.中国地质大学（武汉），湖北 武汉 430074；2.昭通学院，云南 昭通 657000）
摘 要： 堵河流域是南水北调中线工程的重要水源区，流域的生态环境决定着南水北调的经济效益和水质状况。基于MODIS影像（2001～2017年）、数字表面模型（DSM）与气象数据，采用均值统计法、一元线性回归趋势法和相关分析法对堵河流域总初级生产力（GPP）、归一化差异植被指数（NDVI）、和蒸散发（ET）等生态指数的时空变化特征及其与气象因子的相关性进行研究，探讨堵河流域生态环境演变规律及其气候响应特征。结果表明：（1）堵河流域多年月均GPP、NDVI和ET分别为1 868.67 gC/(m2·month-1)、0.605和959.975 mm/month，植被覆盖率较高；多年年均 GPP、NDVI和ET呈现相似的空间分布规律，堵河南岸值均高于北岸，竹溪河流域值均最低，最高值均位于神农架林区在内的高海拔区域。（2）年均GPP、NDVI和ET值总体呈波动上升的趋势，表明堵河流域的生态环境在向好的趋势发展；年内呈周期性单峰变化趋势，7月达到最大值；具有较强的季节性，夏季GPP、NDVI和ET值最大，冬季最小。（3）流域月均NDVI、ET和GPP之间均具有较强的正相关性，其中月均NDVI与月均GPP\\ET的相关系数R2均为0.65，月均ET与月均GPP的R2为0.70。（4）流域月均GPP与月均降水的相关性强于月均气温，而NDVI、ET与气温的相关性均大于降水；GPP、NDVI和ET的变化与气温、降水呈现同期变化规律，NDVI、ET和GPP的变化对气候因子的响应不到一个月的滞后性。
基于InVEST模型的鄱阳湖区生境质量时空演化及其变迁特征分析
尚 俊，蔡海生，龙 月，曾君乔，陈 艺，张学玲
(江西农业大学江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室, 江西农业大学富硒农业产业发展研究中心，江西 南昌 330045)
摘 要： 鄱阳湖是国际重要湿地、全球重要的生态区，鄱阳湖区生态环境质量对于鄱阳湖生态功能、生物多样性保护具有极其重要的意义。基于鄱阳湖区1995、2005、2015年遥感影像数据，采用InVEST模型，分析了湖区生境质量时空演变情况；利用像元二分法，对生境退化度的概率密度函数与累积分布函数计算分析，明确了湖区生境退化的阈值；结合标准差椭圆分析法，探讨了不同生态类型生境质量优势变迁情况。结果表明：（1)鄱阳湖区1995～2015年建设用地大幅增长，耕地、林地面积小幅下降，草地面积严重减少，水域、其他用地面积小幅增加。（2）鄱阳湖区耕地、林地、草地、水域生境的强干扰阈值，分别为各自生境适宜度的70%、85%、81%、78%。水域、林地、草地受到的干扰逐渐增强，耕地受到的干扰逐渐减弱。(3）鄱阳湖区1995～2015年生境质量略微下降，中心地带的水域以及北部地区的林地干扰较弱，区域生境质量较高；中心地带外沿环层生境质量一般；西南部耕地干扰较强，区域生境质量较低。高质量生境向低质量生境演化现象严峻。(4）耕地变迁态势反映出耕地保护政策的严格化；林草地变迁态势受到地形梯度因素的影响；水域变迁态势受围湖造田和城镇扩张共同影响，单一从土地利用层面解释湿地水域生境质量演变存在局限性。研究结果对于鄱阳湖区生态环境保护及生态系统调控具有一定的理论意义与实践价值。
基于最小累积阻力模型的三峡库区重庆段生态安全格局构建
李明慧1,3，周启刚1,2,3，孟浩斌1,3，彭春花1,3，刘栩位1,3，周浪1,3
(1. 重庆工商大学环境与资源学院，重庆 400067; 2.生态环境空间信息数据挖掘与大数据集成重庆市重点实验室，重庆 401320; 3.重庆工商大学公共管理学院，重庆 400067）
摘要： 三峡库区是长江上游生态环境集敏感、脆弱、复杂为一体的地区，其生态安全格局的构建对维护区域生态安全、实现区域可持续发展具有重要作用。以三峡库区重庆段为研究区，采用2018年土地利用现状数据和遥感数据，构建生态服务重要性与生态敏感性评价体系，综合确定生态源地；以坡度、起伏度、土地利用类型确定阻力值，采用最小累积阻力模型构建生态廊道，最终形成三峡库区重庆段生态安全格局。研究结果表明：三峡库区重庆段生态源地面积13 660.80 km2，占研究区总面积的29.61%，主要分布于巫溪、奉节、石柱、开州等区县；生态廊道连接生态源地，共81条，总长度为3 069.29 km，廊道呈树状辐射分布，呈现“东北-西南”树状分布的空间格局；生态源地与生态廊道共同形成三峡库区东北生态城镇圈、三峡库区西南都市生态圈以及连接两圈的三峡库区中部走廊的“一廊两圈”生态安全格局。研究结果对保障三峡库区生态安全具有重要意义，可为三峡库区生态环境环境保护提供科学依据。
基于多模式的乌江流域径流对气候变化的响应研究
陈梓延1，王艳君1， 苏布达2,3，黄金龙1，姜彤1,3
(1.南京信息工程大学地理科学学院/灾害风险管理研究院，江苏 南京 210044；2. 中国气象局国家气候中心，北京 100081； 3. 中国科学院新疆生态与地理研究所，荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830011）
摘要： 采用经统计降尺度与偏差订正的4种全球气候模式(GFDL-ESM2M，HadGEM2-ES，IPSL-CM5A-LR和MIROC5)1861-2005年的历史气候模拟试验和2006~2018年的RCP4.5情景预估资料，驱动SWAT水文模型，分析了1861~2018年乌江流域气候变化特征及其对径流的影响。同时，采用1861~2018年4种全球气候模式在工业革命前控制试验(piControl)数据，对比分析了“自然”和“人为+自然” 强迫下流域气候及径流变化的差异。研究结果表明：（1）1861~2018年乌江流域平均气温呈现显著上升趋势，气温倾向率为0.03℃/10a；降水呈显著下降趋势，降水倾向率为-10.9 mm/10a。流域主要水文控制站武隆站年平均流量呈显著下降趋势，倾向率为-20.8 m3/s/10a；四季平均流量倾向率分别为-10.8、-46.1、-20.1、-5.9 m3/s/10a，均呈显著下降趋势；枯水极值流量倾向率为-7.6 m3/s/10a，丰水极值流量倾向率为-43.5 m3/s/10a，下降趋势显著。（2）“自然”强迫控制试验下，1861~2018年乌江流域年平均气温无明显变化趋势；降水则为不显著上升趋势，倾向率为1.9 mm/10a；年平均流量呈微弱上升趋势，倾向率为0.1 m3/s/10a；四季平均流量倾向率分别为-1.1、-18.6、11.0、8.9 m3/s/10a，春季平均流量不显著下降，夏季显著下降，秋季不显著上升，冬季显著上升；枯水极值流量倾向率为2.5 m3/s/10a，丰水极值流量为-9.5 m3/s/10a，变化趋势均不显著。（3）相对“自然”强迫序列，人类活动引起的气候变化导致1861~2018年乌江四季平均流量分别减少7.1%、9.7%、8.7%、11.9%；枯水与丰水极值流量分别下降9.3%和5.0%。
乌兹别克斯坦阿姆河流域地表水体水化学及重金属污染特征
占水娥1,2，吴敬禄1，Shakhimardan Shaniyazov 3，金苗1,2
（1.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 江苏 南京 210008；2.中国科学院大学, 北京 100049；3. Berdakh Karakalpak State University, Nukus, Uzbekistan 230100）
摘要： 为了分析乌兹别克斯坦阿姆河流域地表水体水化学类型及重金属污染水平及其污染程度，对研究区水体水化学参数和15种金属元素进行了研究，采用内梅罗综合污染指数法对水体中6种重金属( As、Hg、Cd、Pb、Cr、Cu)的综合污染程度进行了评价。结果表明：研究区地表水体水化学类型主要有3类：第Ⅰ类型为Ca-HCO3型，受岩石风化和大气降水共同控制，主要分布于近出山口区；第Ⅱ类型为Ca-Mg-SO4型，主要受岩石风化控制，分布于河流的中下游区；第Ⅲ类型为Ca-Mg-Cl、Na-SO4-Cl和Na-Cl型，受水体蒸发结晶作用控制，主要分布于河流末端区和城镇区。对应于水化学类型，金属元素浓度也存在明显的差异，第Ⅲ类型水体各金属元素平均浓度总体较高，而处于出山口附近的第Ⅰ类型水体金属元素浓度最低。重金属污染风险评价结果显示，第I类型和第II类型水体Pn平均值分别为0.28和0.18，为无污染水体，而第III类型水体Pn平均值接近0.7，明显高于第I类和第II类水体，部分水体Pn值大于1，污染相对严重，明显受到人类活动影响。总体来说，乌兹别克斯坦阿姆河流域地表水体重金属污染程度较弱，处于低风险等级。水体污染分布特征与水化学类型空间分布基本一致，受到不同程度的人类活动影响。
白云岩地区土壤呼吸日变化及其与土壤温湿度的响应关系
朱粲粲1,2，周忠发1,2，汤云涛1,2，薛冰清1,2，范宝祥1,2，郑维熙1,2
(1.贵州师范大学喀斯特研究院/地理与环境科学学院，贵州 贵阳 550001；2.贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地，贵州 贵阳 550001)
摘要： 为揭示贵州绥阳双河洞国家地质公园白云岩地区表层土壤呼吸作用昼夜变化特征及其影响因素。研究利用土壤呼吸测量系统（SRS-SD2000，ADC，UK），在无降水影响下监测了双河洞国家地质公园岩溶地区灌木林地、竹林、旱地和人工草地4种不同土地利用方式的表层土壤呼吸通量昼夜变化特征，结合土壤温湿度和大气温湿度等环境参数，探究影响土壤呼吸昼夜变化的关键因素。结果表明：4种不同土地利用方式土壤呼吸速率变化均呈“昼高夜低”的单峰型变化规律，日变化最大值出现在12∶00~14∶00之间，最低值出现在5∶00~7∶00之间；各样地土壤呼吸速率和土壤温度均呈现显著的正相关关系（P<0.001），灌木林地、竹林和旱地土壤呼吸速率与土壤湿度有显著负相关关系（P<0.001），人工草地土壤呼吸与土壤湿度之间有低度相关性（P<0.05）；气温是影响土壤呼吸速率变化的关键因子，实测数据表明土壤呼吸在达到峰值后不会随着气温的升高而增大；不同样地类型的土壤呼吸速率对土壤温度和湿度的昼夜响应特征存在差异。