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水利学报 2011年第1期42卷 47-55页

作者：班璇中国科学院测量与地球物理研究所湖北省环境与灾害监测与评估重点实验室湖北武汉430077

分析了葛洲坝坝下中华鲟产卵场近20年的水文资料和实测的产卵场地形和水力数据,通过Tennant法计算得到了不同栖息地状况下的生态需水量范围,其最佳范围为7800～13000m3/s。随后采用IFIM法,同时考虑中华鲟对栖息地流速、水深、底质的喜好... 详细信息

分析了葛洲坝坝下中华鲟产卵场近20年的水文资料和实测的产卵场地形和水力数据,通过Tennant法计算得到了不同栖息地状况下的生态需水量范围,其最佳范围为7800～13000m3/s。随后采用IFIM法,同时考虑中华鲟对栖息地流速、水深、底质的喜好性,并利用地理信息系统技术结合中华鲟产卵场水动力模拟结果计算了不同流量边界条件下的适宜栖息地面积,从而得到中华鲟产卵时生态需水量范围为5000～15000m3/s,随后利用各年实测的中华鲟产卵日的流量数据验证了该结果。计算结果还表明,当水流只通过葛洲坝大江电厂和二江电厂时,产卵场适宜栖息地面积比其它几种工况大;且同流量下基于1999年地形得出的适宜栖息地面积远大于基于2003年地形得出的适宜栖息地面积。

关键词：生态需水量 Tennant法 IFIM法中华鲟栖息地适宜度指数适宜栖息地面积

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葛洲坝下游河势调整工程对中华鲟产卵场的影响

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水利学报 2014年第1期45卷 58-64页

作者：班璇肖飞中国科学院测量与地球物理研究所湖北省环境与灾害监测与评估重点实验室湖北武汉430077

水文水力条件的变化会给水生生物繁殖栖息带来一系列的影响,评估这些影响能为保护和重建物种栖息地提供科学依据。本文以葛洲坝下游河势调整前地形(2003年)和河势调整后地形(2008年)作为边界条件建立二维非恒定流水动力学模型,模拟中华... 详细信息

水文水力条件的变化会给水生生物繁殖栖息带来一系列的影响,评估这些影响能为保护和重建物种栖息地提供科学依据。本文以葛洲坝下游河势调整前地形(2003年)和河势调整后地形(2008年)作为边界条件建立二维非恒定流水动力学模型,模拟中华鲟产卵场整个产卵期的水流变化特征。通过对比河势调整前后中华鲟产卵场地形、流场和涡量的变化,流量变化过程中各水流参数与相关系数的变化,以及河势调整工程给产卵场水力条件带来的变化,对照河势调整前后中华鲟产卵位置和资源量的变化进一步分析了其对中华鲟产卵的影响。结果显示,河势调整使中华鲟上产卵区河床高程抬升,流场紊动程度加大,水流结构随着流量变化的相关性减小;使下产卵区流场紊动程度减小。

关键词：中华鲟河势调整隔流堤地形水力条件非恒定流模拟相关性

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1950s以来洪湖主要优势沉水植物群落变化

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湖泊科学 2016年第4期28卷 859-867页

作者：宋辛辛蔡晓斌王智厉恩华王学雷中国科学院测量与地球物理研究所环境与灾害监测评估湖北省重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049

通过野外调查并结合历史数据对洪湖沉水植被进行长时间序列变化研究,构建自1950s以来洪湖主要优势沉水植物群落穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和轮叶黑藻(Hyd... 详细信息

通过野外调查并结合历史数据对洪湖沉水植被进行长时间序列变化研究,构建自1950s以来洪湖主要优势沉水植物群落穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)的群落分布图并计算其面积.结果表明:穗状狐尾藻群落面积从1950s占全湖的6%增加至1990s的65%,而后急剧下降至2010年的2%,然后又恢复至2014年的15%;微齿眼子菜群落面积从1950s的10%增至1990s的65%,然后下降至2014年的38%;金鱼藻群落面积从1980s的6%增至1990s的39%,2010年以后则稳定在25%;轮叶黑藻群落面积1950s占全湖的32%,随后急剧下降至1980s的6%,2000年以后逐步增加,至2014年为15%.1950s1990s,穗状狐尾藻、微齿眼子菜和金鱼藻群落分布范围从周边向湖心扩展,而轮叶黑藻群落从湖中心消失;2000年以后洪湖沉水植物群落分布破碎化明显.分析认为,1950s 1990s的围垦和水文过程变化,1990s 2005年的围网养殖、水生植物过度利用以及由此导致的水质恶化等,以及2006年至今开展的拆围和生态修复是导致这些变化的主要因素.建议取缔围网,控制入湖水质,提高水体透明度,促进水生植被恢复,但同时增加水位变幅,促进植物资源合理利用,避免沼泽化重演.

关键词：洪湖沉水植物穗状狐尾藻微齿眼子菜金鱼藻轮叶黑藻

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1974-2017年洪湖湿地自然保护区景观格局演变及驱动力分析

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湖泊科学 2019年第1期31卷 171-182页

作者：张莹莹蔡晓斌杨超宋辛辛李仁东厉恩华王学雷中国科学院测量与地球物理研究所环境与灾害监测评估湖北省重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049 郑州师范学院郑州450044

利用Landsat系列遥感影像数据(1974、1979、1984、1990、1996、2001、2006、2009、2014和2017年)解译得到的土地利用/土地覆盖变化(LUCC)结合研究区44年的气温、降水量、水位等气象水文数据,构建LUCC经验统计模型和计算景观格局指数,探... 详细信息

利用Landsat系列遥感影像数据(1974、1979、1984、1990、1996、2001、2006、2009、2014和2017年)解译得到的土地利用/土地覆盖变化(LUCC)结合研究区44年的气温、降水量、水位等气象水文数据,构建LUCC经验统计模型和计算景观格局指数,探讨1974-2017年洪湖国家级自然保护区景观格局变化的主要驱动因素.研究结果表明:土地利用强度指数由1974年的207增加到2017年的249.36,人类开发利用湖滨带的程度增强,到2017年约有30%的自然湿地转化为坑塘、农田和滩地及建设用地.不同地表覆盖类型的景观格局指数均发生了较大变化,2000年以后湖滨带逐渐形成了以养殖为主的低矮围景观.总体上景观趋于破碎化、连通性降低、稳定性变弱.洪湖湿地自然保护区土地利用强度指数与景观格局综合指数呈较显著的正相关,两者的相关系数为0.84,土地利用强度增加则景观更加破碎、斑块之间的连接程度减弱、区域的景观聚集度下降和景观异质性增加.总体而言,洪湖湿地自然保护区受人为干扰影响明显,开展封湖育草自然恢复与建立植被恢复示范区相结合,构建自湖滨至湖心的梯度变化完整的湿生植被-挺水植被-漂浮植被-浮叶植被-沉水植被的水生植物群落,退耕还草、退垸还湖、修复湖滨带植被,大幅度提高洪湖的自净能力,增加其水生植物多样性,实现湿地的有效修复,改善其结构和功能,维系洪湖湿地生态系统的平衡.

关键词：遥感影像土地利用/土地覆盖变化洪湖湿地自然保护区景观格局变化

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面向对象的丘陵区水田遥感识别方法

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农业工程学报 2015年第11期31卷 186-193页

作者：易凤佳李仁东常变蓉邱娟中国科学院测量与地球物理研究所武汉430077 环境与灾害监测评估湖北省重点实验室武汉430077 中国科学院大学地球科学学院北京100049

中国南方丘陵区地形破碎,地物分布复杂,丘陵区水田的光谱特征相对于平原区较混杂,传统的基于像元的遥感数据获取受异质性因素的影响,无法利用单一时(季)像及特定的图像自动识别规则提取精度较高的水田分布信息。针对这一问题,该文基于... 详细信息

中国南方丘陵区地形破碎,地物分布复杂,丘陵区水田的光谱特征相对于平原区较混杂,传统的基于像元的遥感数据获取受异质性因素的影响,无法利用单一时(季)像及特定的图像自动识别规则提取精度较高的水田分布信息。针对这一问题,该文基于多时像HJ-1A/1B卫星图像,结合地面调查,以湖南省湘潭市为研究区,在易康(e Cognition)软件平台上分别以光谱特征为主要参考的多层最邻近分类法和以在特征知识库支持下的决策树分类法对丘陵区水田进行图像识别。结果表明:分层最邻近分类法比单一最邻近分类提取的精度高,但在相同分割尺度下,利用特征知识库支持下的决策树分类提取水田的精度达到最高,为90.25%,总Kappa系数为0.79,说明特征知识库支持下的决策树分类方法比最邻近分类法更加适合丘陵区水田的遥感识别。

关键词：遥感决策树图像识别面向对象耕地水田丘陵区最邻近分类

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分布式TOPMODEL模型在清江流域降雨径流模拟中的应用

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长江流域资源与环境 2010年第1期19卷 48-53页

作者：凌峰杜耘肖飞吴胜军薛怀平中国科学院测量与地球物理研究所湖北省环境与灾害监测评估重点实验室湖北武汉430077

以清江流域上游为研究区域,探讨TOPMODEL模型在大流域的应用;对比了SRTM和地形图两种DEM数据在流域地形指数计算及降雨径流模拟中的差异,结果表明,虽然不同DEM计算得到的地形指数和模型率定参数存在较大差异,但是模拟效率基本相同,SRTM... 详细信息

以清江流域上游为研究区域,探讨TOPMODEL模型在大流域的应用;对比了SRTM和地形图两种DEM数据在流域地形指数计算及降雨径流模拟中的差异,结果表明,虽然不同DEM计算得到的地形指数和模型率定参数存在较大差异,但是模拟效率基本相同,SRTM数据作为全球覆盖的免费高分辨率DEM数据将极大促进TOP-MODEL模型的应用;分析了TOPMODEL模型在大流域中应用存在的局限性,在此基础上,构建了基于子流域的松散耦合的分布式TOPMODEL模型,提出了利用流域实际下垫面数据进行模型参数率定的方法,探讨了子流域划分详细程度对模拟结果的影响,结果表明,分布式TOPMODEL模型充分考虑了流域降雨和下垫面属性空间不均匀性对水文过程的影响,模拟效率高于传统TOPMODEL模型,随着子流域数目的增加,模型在率定期和校验期的效率均呈上升趋势,但是到达一定程度之后,受降雨等输入参数及模型计算误差所限,增加子流域个数不能继续提高模拟效率。

关键词： TOPMODEL 数字高程模型分布式水文模型清江

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基于时空融合NDVI及物候特征的江汉平原水稻种植区提取研究

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长江流域资源与环境 2020年第2期29卷 424-433页

作者：赵亚杰黄进良王立辉池泓阴海明中国科学院测量与地球物理研究所湖北武汉430077 环境与灾害监测评估湖北省重点实验室湖北武汉43007 中国科学院大学北京100049

江汉平原是中国重要的商品粮基地,高精度的水稻种植面积的获取对国家的农业发展与规划具有重要意义。但是我国南方区域云雨天气较多,光学遥感影像缺失严重,同时受卫星重访周期的影响,可用数据较少,进而影响水稻种植面积提取的精度。为... 详细信息

江汉平原是中国重要的商品粮基地,高精度的水稻种植面积的获取对国家的农业发展与规划具有重要意义。但是我国南方区域云雨天气较多,光学遥感影像缺失严重,同时受卫星重访周期的影响,可用数据较少,进而影响水稻种植面积提取的精度。为解决高时空分辨率影像缺失问题,基于ESTARFM (enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model)模型开展Landsat 8 OLI与MODIS数据的融合研究,获取具有高时空分辨率的Landsat NDVI时序数据。利用时序数据分析水稻的物候特征并结合关键物候期参数,采用多种机器学习方法对水稻种植区域进行提取。结果表明:利用该种方法能较好地提取研究区水稻种植的面积,并且在采用SVM方法分类时效果最好,水稻种植区域提取的总体分类精度为93.31%,Kappa系数为0.920 2。该研究为多云雨地区农作物种植信息提取提供了一种有效的方法。

关键词：江汉平原水稻 NDVI 时空数据融合物候特征

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应用物种敏感性分布评价中国湖泊水体中重金属污染的生态风险

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湖泊科学 2018年第5期30卷 1206-1217页

作者：刘昔王智王学雷杨超宋辛辛吕晓蓉李珍中国科学院测量与地球物理研究所环境与灾害监测评估湖北省重点实验室武汉430061 中国科学院大学北京100049 中国科学院武汉植物园水生植物与流域生态重点实验室武汉430061

为总体了解我国主要湖泊水体重金属污染现状与生态风险,本文通过历史数据收集,利用物种敏感性分布(SSD)模型与主成分分析法,分析了我国18个湖泊或水域中6种重金属(Zn、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb)的分布情况以及其对湖泊淡水生物的潜在生态风险... 详细信息

为总体了解我国主要湖泊水体重金属污染现状与生态风险,本文通过历史数据收集,利用物种敏感性分布(SSD)模型与主成分分析法,分析了我国18个湖泊或水域中6种重金属(Zn、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb)的分布情况以及其对湖泊淡水生物的潜在生态风险(PAF)和联合生态风险(ms PAF).结果表明:在18湖泊中,6种重金属在湖泊水体中的浓度由高至低依次为Zn(均值为17.06μg/L,范围为4.03~29.33μg/L)、Pb(均值为9.33μg/L,范围为0.04~33.7μg/L)、Cr(均值为5.56μg/L,范围为0.65~40.0μg/L)、Cu(均值为3.71μg/L,范围为0.02~10.2μg/L)、Cd(均值为1.17μg/L,范围为0.01~13.6μg/L)和Hg(均值为0.19μg/L,范围为0.03~1.04μg/L);18个湖泊中重金属的分布情况由3个主成分反映,F1(Cu、Zn、Hg)、F2(Pb、Cd)和F3(Cr、Cu)的贡献率分别为28.50%、24.17%和18.40%,其分布情况受经济和地域差异影响较小;SSD模型显示,不同重金属对全部淡水生物的HC5值不同,从小到大依次为Cu>Cr>Hg>Cd>Pb>Zn,淡水生物对重金属Cu的敏感性最高,对重金属Zn的敏感性最低;将选取的18个湖泊按ms PAF排序,由高到低依次为呼伦湖(67.0%)>鲁湖(56.7%)>洱海(52.7%)>金银湖(52.3%)>太湖(40.5%)>墨水湖(39.3%)>滆湖(30.2%)>鄱阳湖(26.8%)>洪泽湖(23.1%)>高宝卲伯湖(22.4%)>巢湖(20.7%)>乌梁素海(19.7%)>东湖(19.1%)>梁子湖(4.0%)>汤逊湖(2.0%)>洞庭湖(1%)>洪湖(0)=骆马湖(0).研究结果对于了解我国淡水湖泊水质现状和环境安全风险具有重要意义,为湖泊的进一步保护与管理提供了一定的科学依据.

关键词：湖泊重金属淡水生物生态风险物种敏感性分布

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我国典型区域地表水环境中抗生素污染现状及其生态风险评价

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环境科学 2019年第5期40卷 2094-2100页

作者：刘昔王智王学雷李珍杨超厉恩华位慧敏中国科学院测量与地球物理研究所环境与灾害监测评估湖北省重点实验室武汉430061 中国科学院大学北京100049 中国科学院武汉植物园水生植物与流域生态重点实验室武汉430061

为了解我国典型地表水环境中抗生素污染现状与生态风险,本文通过历史数据收集,利用风险商评价模型(RQ)与风险简单叠加模型(RQSUM)对我国5个典型地表水环境中丰水期的抗生素污染进行生态风险评价.结果表明:①5个区域内地表水在丰水期(4～... 详细信息

为了解我国典型地表水环境中抗生素污染现状与生态风险,本文通过历史数据收集,利用风险商评价模型(RQ)与风险简单叠加模型(RQSUM)对我国5个典型地表水环境中丰水期的抗生素污染进行生态风险评价.结果表明:①5个区域内地表水在丰水期(4～9月)主要受到8种抗生素污染的生态风险,分别是磺胺甲基异噁唑(SMX)、磺胺甲基嘧啶(SM)、红霉素(ETM)、罗红霉素(RTM)、四环素(TC)、氧土霉素(OTC)、诺氟沙星(NOR)和氧氟沙星(OFL);②5个区域内首要的抗生素污染类型为SMX和ETM,SMX对长江三角洲和巢湖流域的RQ_(SUM)贡献率分别为91. 1%和98. 5%,ETM对江汉平原、珠江三角洲和黄河三角洲的RQ_(SUM)贡献率分别为94. 4%、81. 8%和60%;③根据RQSUM值大小对5个区域内受到抗生素污染的生态风险由高到低排序为:江汉平原(20. 204)>长江三角洲(8. 769)>巢湖流域(2. 692)>黄河三角洲(1. 943)>珠江三角洲(1. 222).

关键词：地表水污染现状抗生素生态风险风险商贡献率

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湿地植物对水位变化的响应研究进展

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湿地科学 2014年第6期12卷 807-813页

作者：杨娇厉恩华蔡晓斌王智王学雷中国科学院测量与地球物理研究所环境与灾害监测评估湖北省重点实验室湖北武汉430077 中国科学院大学北京100049

水文过程是湿地最基本的生态过程。水位变化会对植物的生长发育、竞争关系、植物群落的物种组成、优势度、群落演化乃至整个湿地生态系统产生影响。在全球变化和人类活动的叠加影响下,水位变化会更加强烈,其影响会更加深刻而复杂。从湿... 详细信息

水文过程是湿地最基本的生态过程。水位变化会对植物的生长发育、竞争关系、植物群落的物种组成、优势度、群落演化乃至整个湿地生态系统产生影响。在全球变化和人类活动的叠加影响下,水位变化会更加强烈,其影响会更加深刻而复杂。从湿地植物生长发育、竞争关系和群落演变对水位变化的响应等方面总结了国内外的研究工作,并从加强水位变化的时空效应模拟、加强竞争作用研究、强化遥感技术在群落演替研究中的应用以及将个体、种群和群落研究相整合四个方面提出了未来研究建议。

关键词：水文过程水位变化湿地植物响应

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