长江流域湿地现状与变化遥感研究

湿地与湿地环境问题早已引起国际与国家层面的高度关注。基于多时相卫星遥感数据（MSS、TM/ETM、CBERS 02等），以ERDAS、ARCGIS、MAPGIS等软件为平台，在长江流域系统开展了1975、2000、2007年等不同时相湿地遥感信息提取、编图及以次级流域为单元的统计分析，全面掌握长江流域主要湿地类型、面积、结构、分布现状以及30余a的湿地变化规律，分析其自然及人类地质营力作用机制，研究其变化态势，为流域内国土资源的合理开发利用提供大区域基础资料。结果表明：长江流域湿地现状总面积为7931 9×104 km2，其中河流、湖泊、沼泽、人工湿地各占4233%、2093%、1853%、1821%；湿地类型发育齐全，空间分布广，但次级流域或局域湿地分布严重不匀且[JP2]类型结构不全；从1975~2007年的30余a，湖泊湿地总量消减889×102 km2，沼泽湿地消减591[JP]×102 km2，河流湿地增加350×102 km2，人工湿地增加了6302×103 km2，湿地总量累计增加了5172×103 km2；湿地变化方式主要是面积的增减和类型的转换，变化受制于自然与人类活动地质营力共同作用；湿地变化阶段性特征明显，2000年前为湿地不良变化期，2000年后为良性缓变期，长江流域湿地环境表现为总体趋好、局域问题较多态势     

上海滩涂后备土地资源及其可持续开发途径

上海潮滩土地资源十分丰富,高程2m以上的滩涂面积为266km2,0m以上滩涂面积为896km2,-2m以上的滩涂面积为1513km2,-5m以上的滩涂面积达2699km2。这些淤积潮滩每年以20～350m的速度不断地向海淤涨。但以自然淤涨的速度与上海市建设需求的土地相比,仍然入不敷出。据统计,近50年来上海市圈围土地8.0×102km2,而城市建设占用农业耕地面积15×102km2。因此,必须通过人工促淤途径,加速中、低滩沼泽化和围涂造地的速度,扩大土地面积来满足上海城市建设和经济发展所需。但是,滩涂的开发要适度,要遵循自然演变的基本规律,同时需要与河口的综合开发治理和生态修复相结合。     

长江口横沙附近河势变化与可利用港航资源分析

以1998/1999年长江流域洪水后奠定的河口河势为参照，利用四期大比例尺海图，数字化分析了1998/1999～2011年长江口北港河势与横沙东滩演变，讨论了北港和横沙东滩受河口重大工程影响产生的新变化。结果表明：青草沙水库工程稳定了北港河势；依托深水航道导堤工程和圈围工程，横沙东滩快速淤长，至2011年，-2 m、-5 m以上面积分别达到304 km2、522 km2，扣除深水航道坝田区面积，还有237 km2、450 km2；围绕横沙岛和横沙东滩，北岸可利用-10 m岸线达到16 km，在未来的7~23 a，可为上海的发展提供大量的新增岸线资源和土地资源。横沙北靠北港，南依长江口深水航道，东临东海；吹填成陆的横沙东滩土地资源丰富，经济地理位置优越，使得在横沙建设上海新港区成为可能     

长江口滩涂湿地景观变化对典型水鸟生境适宜性的影响

近年来在海平面上升、长江水沙变化、植被演替等自然因素以及促淤圈围工程、深水航道建设等人为因素的共同作用下，长江口滩涂湿地水鸟适宜生境发生了巨大变化。针对长江口滩涂湿地典型水鸟中的鸻鹬类(Charadriiformes)与雁鸭类(Anseriformes)，采用空间多样性指数、人为干扰度等指标研究1980～2010年长江口滩涂湿地景观变化对两类水鸟生境适宜性的影响。结果表明：两类水鸟的不适宜生境、边缘生境、次级生境面积均呈增长趋势，鸻鹬类共增加682 km2，雁鸭类共增加314 km2。而核心生境面积却呈不同的变化趋势，鸻鹬类减少136 km2，雁鸭类增加232 km2，但鸻鹬类和雁鸭类核心生境面积百分比均分别减少566%和194%。1980～2010年鸻鹬类生境适宜性综合评价指数由092下降到053，雁鸭类由089下降到070，鸻鹬类降幅大于雁鸭类。通过定量分析人为干扰度对水鸟生境的影响，发现鸻鹬类对人类干扰更加敏感，中等强度的人类干扰在一定程度上扩大了雁鸭类的适宜生境面积     

雅砻江流域湿地景观格局变化分析

应用ArcGIS软件，对雅砻江流域湿地1986和2000年遥感数据进行解译、矢量化处理，用Apack软件进行湿地景观格局指数计算，研究了近15 a雅砻江流域景观空间格局特征及其变化。结果表明：（1）近15 a雅砻江流域湿地景观面积减少，减少量为49404 hm2，占2000年湿地总面积的0506%；（2）两个时期内湿地斑块密度保持不变，湿地景观的聚集度都很高，均在099以上，湿地景观集中分布，破碎化水平低；（3）雅砻江流域湿地景观的多样性指数水平和均匀度水平较低，而且两指数在两个个时期内没有发生太大的变化，且各类湿地景观比例差异相对较大，沼泽湿地景观控制的程度较高；（4）雅砻江流域的5类湿地景观分布质心基本上未发生变化，但总体格局分布质心向南偏移001°，再向西偏移023°，整体上向西南方向偏移了2532 km     

鄱阳湖典型苔草湿地生物量季节变化及固碳功能评价

为进一步评估鄱阳湖湿地碳平衡，量化湿地固碳功能，于2009年9月～2011年5月，在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区，选择以灰化苔草为建群种的洲滩湿地，采取收获法测定了灰化苔草4个生长季的地上、地下生物量及净初级生产力(NPP)。结果表明：1）苔草地上、地下生物量均具有明显的季节变化模式，变化范围分别为14608～1 77067 、1 80627～4 03256 g/m2；地下生物量与地上生物量的比例变化范围为208～1744，平均值为519。2）苔草地上地下生物量、NPP均表现为春季高于秋季。3）受洲滩淹水时间影响，苔草生物量、NPP具有显著的年际差异， 2010～2011年度苔草NPP仅相当于2009～2010年度的625%；NPP的下降地上部分较地下部分更明显。4）鄱阳湖湿地苔草固碳潜力巨大，2个年度固碳量分别为1 92383，1 23121 gC/m2     

近30年来太湖围湖利用及东太湖网围养殖动态变化研究

利用多期遥感影像从时间、空间和利用类型3个方面分析了近30 a来太湖围湖利用及东太湖网围养殖的时空变化特征。结果表明：1979～2008年，太湖围湖利用面积总计达 16.004 2 km2；其中1979～2001年，太湖围湖利用面积 9.509 0 km2，年均围湖利用面积 0.432 2 km2，围湖利用的主要用途为水产养殖，鱼塘用地占该段期间围湖利用面积的5653%；2001～2008年，围湖利用面积 6.495 2 km2，年均围湖利用面积 0.927 9 km2，围堰取土用地占该段期间围湖利用面积的5228%。1979年以来，东太湖网围养殖规模逐渐增大，1979年东太湖网围养殖面积 8.343 4 km2，2001年网围养殖面积达 100.272 6 km2，占东太湖水面面积的7465%，网围养殖区域的分布逐渐从湖岸边沿处向湖心处扩展，至2006年，除主航道外，东太湖整个湖面几乎遍布网围，并呈现向西太湖扩展的趋势，随着东太湖水环境问题日益突出及太湖整治力度的加大，东太湖网围养殖面积从2006年的 105.873 2 km2 下降为2008年 92.969 1 km2，网围养殖区域的逐渐缩小及自由水域面积的逐渐增大，将真正实现太湖流域经济 资源 环境的可持续发展     

湖北省农地资源正外部性价值量估算——基于对农地社会与生态之功能和价值分类的分析

农地资源的正外部性直接或间接对人类福利产生影响，但由于市场机制的自身缺陷导致人们对其价值缺乏定量认识，致使农地资源得不到应有的保护，造成向城市的过度流转。以湖北省为例，在将农地资源正外部性划分为提供社会保障、保证粮食安全以及提供生态服务3个方面的基础上，以2006年为评估期日，尝试用市场价格评估的方法对其年价值和无限年期的总价值进行了估算。结果显示：2006年湖北省农地资源在提供社会保障方面的年价值及无限年期价值分别为87460元/hm2·a和34 70635元/hm2；粮食安全保障功能的年价值及无限年期价值分别为32209元/hm2·a和12 78135元/hm2；生态服务功能的年价值及无限年期价值分别为4 34855元/hm2·a和172 56151元/hm2。最终核算出湖北省正外部性的年价值总量及无限年期价值总量分别为5 54524元/hm2·a和220 04921元/hm2，这部分无法通过市场价格表现的价值大致与湖北省农地经济产出价值相当，甚至略高出5%~38%，无疑是农地价值中不容忽视的重要组成部分，应当引起土地管理者和社会决策者的充分重视。农地城市流转的失控和对农地保护的忽视实质上就是对农地正外部效用的抛弃和破坏，最终将阻碍社会经济的可持续发展。     

湖北省农地资源正外部性价值量估算——基于对农地社会与生态之功能和价值分类的分析

农地资源的正外部性直接或间接对人类福利产生影响，但由于市场机制的自身缺陷导致人们对其价值缺乏定量认识，致使农地资源得不到应有的保护，造成向城市的过度流转。以湖北省为例，在将农地资源正外部性划分为提供社会保障、保证粮食安全以及提供生态服务3个方面的基础上，以2006年为评估期日，尝试用市场价格评估的方法对其年价值和无限年期的总价值进行了估算。结果显示：2006年湖北省农地资源在提供社会保障方面的年价值及无限年期价值分别为87460元/hm2·a和34 70635元/hm2；粮食安全保障功能的年价值及无限年期价值分别为32209元/hm2·a和12 78135元/hm2；生态服务功能的年价值及无限年期价值分别为4 34855元/hm2·a和172 56151元/hm2。最终核算出湖北省正外部性的年价值总量及无限年期价值总量分别为5 54524元/hm2·a和220 04921元/hm2，这部分无法通过市场价格表现的价值大致与湖北省农地经济产出价值相当，甚至略高出5%~38%，无疑是农地价值中不容忽视的重要组成部分，应当引起土地管理者和社会决策者的充分重视。农地城市流转的失控和对农地保护的忽视实质上就是对农地正外部效用的抛弃和破坏，最终将阻碍社会经济的可持续发展。     

淮河中下游洪泽湖水域动态变化研究

近年来，随着人口的增长和经济的发展，湖泊水域面积日益缩小，不仅影响了湖泊调蓄洪水的能力，也造成了湖泊生态环境与生物资源的破坏及湖泊水环境质量的下降。以淮河中下游洪泽湖为例，通过收集洪泽湖地区1930～2001年不同时期的地形图和遥感影像数据，在地理信息系统(GIS)与遥感(RS)技术的支持下对洪泽湖地区70多a来水域动态变化特征进行研究。研究结果表明：1930～1961年，洪泽湖面积减少了130.3 km2，年均递减率为0.23%；1961～1971年，洪泽湖面积减少了31.99 km2，年均递减率为0.17%；1971～2001年，洪泽湖面积减少了154.93 km2，年均递减率为0.3%；1930～2001年，洪泽湖面积减少了317.22 km2，减少了1930年总面积的16.92%，年均递减率0.24%。洪泽湖水域面积变化主要集中在湖的西部和东北部的湿地沼泽处。同时应用分形理论中的计盒维数及基于岸线发育系数方法，对洪泽湖1971～2001年30 a来湖泊岸线变化进行了定量分析，研究结果显示：30 a来，洪泽湖的岸线曲折度降低，岸线长度减少，岸线结构趋于单调。岸线曲折率下降与该时期洪泽湖的滩地围垦、水利建设等人类经济活动对湖泊形态的改变有密切关系，沿湖兴修水利工程，联圩并圩以及围湖垦殖等人类活动对洪泽湖岸线的演变起到了不可低估的作用，加速了湖泊岸线的演化进程，导致湖泊岸线的计盒分形维数值降低。湖泊水域动态变化是自然因素和人类活动综合作用的结果，人类活动的作用更为突出，针对湖泊水域日益减少的现状，在以上结果分析及实地调查的基础上，对如何合理利用与保护洪泽湖水资源、水环境进行了探讨，以实现湖泊资源的持续利用和湖区社会经济的可持续发展。〖     

协调保护与开发的盐城海滨湿地利用景观结构优化研究

随着社会经济的发展,盐城海滨湿地资源开发与生态环境保护矛盾日益突出,物质组成和空间格局发生了明显变化,结构优化已成为湿地研究的重要内容。采用多目标规划模型,以表征开发与保护效应的经济效益和生态效益最大化为目标,从社会经济和生态环境两方面构建约束条件,对盐城海滨湿地利用景观结构进行优化研究。结果表明：（1）耕地面积增加17 211.80 hm2,比例增加最大,为696%,主要是由于滩涂的围垦开发利用;（2）自然植被面积有所增加,通过植被的自然演替以及恢复部分已被开发的芦苇滩,并限制米草滩的扩张,泥滩面积减少25 804.73 hm2,比例变化最大,达1043%;（3）经济效益增长达642亿元,生态效益有所增加,综合效益显著提高,湿地景观结构得到优化     

上海地区酸雨类型格局转变研究

采用STARS（Sequential 〖WTBX〗t〖WTBZ〗 test analysis of regime shifts），以降水中SO2-4、NO-3以及SO2-4/NO-3为指标，研究了上海地区酸雨类型在1991～2006年的格局转变规律。上海地区降水中SO2-4含量在1991～2006年具有两种格局，2004年发生转变；转变前的SO2-4含量平均12670 mg/L，转变后SO2-4含量大幅度降低，平均6525 mg/L；降水中NO-3含量存在3种格局，两次转变；1996年转变前的NO-3浓度相对较低，平均1842 mg/L；此次转变后升高，平均2622 mg/L；2005年再次发生转变，使得NO-3含量下降，平均1998 mg/L；与NO-3含量的格局类似，SO2-4/NO-3也存在着3种格局，两次转变；1995年转变前，SO2-4/NO-3平均7316；此次格局转变后，SO2-4/NO-3降为5666；2000年的格局转变中SO2-4/NO-3降为3635。表明NO-3对酸雨的贡献逐渐增加，SO2-4对酸雨的贡献逐渐减弱，酸雨类型逐渐由硫酸型酸雨过渡成硫酸和硝酸混合型酸雨，并逐渐接近硝酸型酸雨。上海地区酸雨类型格局在1991～2006年发生5次格局转变，其格局转变指数（RSI）在1995、1996，2000，2004和2005年分别为0826、0260、0959，1378和0066。〖     

互花米草在上海崇明东滩的入侵历史、分布现状和扩张趋势的预测

近20余a来，互花米草在我国沿海及河口滩涂快速扩散，已成为我国海岸盐沼中最重要的入侵植物。上海崇明东滩是我国长江口的国际重要湿地，目前受到了互花米草入侵的严重威胁。自1995年在崇明东滩首次发现互花米草以来，互花米草的分布面积已超过1 600 hm2。总结了近几年在崇明东滩进行的互花米草相关研究，旨在对互花米草的控制与管理提供科学依据。目前互花米草主要分布在崇明东滩的东部及北部，决定其入侵动态与分布的主要因素在于：（1）互花米草对沿海滩涂环境具有良好适应与耐受能力；（2）人为引种大大加快了互花米草的扩张速度；（3）崇明东滩湿地的水分盐度条件特征导致互花米草主要分布在崇明东滩的东部与北部。根据互花米草的生理学特征和长江口地区的水文特点可以推断：互花米草在东滩东部和北部将继续扩张，但目前尚难入侵东滩南部区域，而人类活动可能加剧互花米草入侵。根据互花米草的入侵现状和趋势，必须尽快采取多种途径对互花米草进行控制和管理     

不同水土保持林地土壤有机碳研究

研究了重庆四面山低山丘陵区不同水土保持林地0~20、20~40 和40~60 cm的土壤有机碳含量及不同深度的土壤有机碳密度。结果表明：0~20、20~40 和40~60 cm土层中土壤有机碳含量的平均值分别为3309、751和321 g/kg；0~20 cm的土壤有机碳密度介于497～1431 kg/m2，而0~60 cm的土壤有机碳密度介于784～1794 kg/m2，均值为1278 kg/m2；土壤有机碳含量和有机碳密度随土壤深度增加而显著减少，但其减少程度随水土保持林树种组成不同而异；不同水土保持林地60 cm深度的土壤有机碳密度存在显著差异，表现为：天然次生林>人工林>农耕地，其中，天然阔叶混交林土壤有机碳密度最大，为1794 kg/m2，农耕地的最小，仅为784 kg/m2。人工水土保持林中，阔叶混交林的土壤有机碳密度最大。从增加土壤碳的角度，建议营造阔叶混交林     

三峡水库上空甲烷浓度时空变化及与水库甲烷通量的关系

2010年，对三峡水库水-气界面上空05m处和岸边甲烷的浓度进行全年的观测，并采用静态浮箱-气相色谱法测定水库水-气界面上的甲烷通量，研究了三峡水库上空的甲烷浓度的背景值及其与甲烷排放强度之间的关系。结果表明：三峡水库上空甲烷浓度的年平均值为2216±0224 mL/m3，岸边甲烷浓度的年平均值为2211±0206 mL/m3，两者差异不显著；除夏季时云阳上空的甲烷浓度较高外（2850 mL/m3），其余地点上空的甲烷浓度都接近年平均值；三峡水库上空的甲烷浓度存在明显的空间差异，上游地区（云阳）上空的甲烷浓度（231±033 mL/m3）显著高于下游地区（秭归：214±013 mL/m3，巫山：220±018 mL/m3），坝后河流（三斗坪：221±016 mL/m3）上空的甲烷浓度高于坝前秭归处，但差异不显著。这一格局与水库中甲烷通量的空间变异基本相同，即从上游到下游（云阳、巫山、秭归）江面上甲烷通量依次为0454，0260和0115 mg/（m2·h），呈下降趋势，坝后三斗坪处的甲烷通量（0280 mg/（m2·h））显著高于坝前秭归处通量，这表明：水库的水-气界面上的甲烷排放强度是影响水库上空甲烷浓度变化的主要因素     

南京地区7Be沉降特征

7Be是研究大气科学与地球化学的核元素之一，对研究短期过程的地表土壤颗粒迁移具有较大价值。为了解南京地区利用7Be进行土壤侵蚀示踪研究的合适时机，于2010年1月~2011年12月收集南京地区各月的7Be沉降样品，经实验室化学实验处理和γ谱仪测量，计算7Be沉降通量，并分析7Be大气沉降的季节性变化趋势。结果表明：南京地区平均7Be沉降量为1 62178 Bq/（m2·a），沉降通量为066～1449 Bq/（m2·d），平均沉降通量为444 Bq/（m2·d）；7Be沉降通量的季节变化呈现双峰型趋势，冬末春初和夏季是两个高值区；7Be沉降的а值冬春季较大，夏季最低；降雨量大小与沉降量存在明显的正相关     

洞庭湖最小生态需水量研究

从湿地水文的角度对典型通江湖泊--洞庭湖3个时期的最小生态需水量进行了研究。结果表明：（1）1974和1988年的最小生态水位均为24 m，而1998年为246 m；（2）1974、1988和1998年的最小生态蓄水量分别为2106×108、1804×108和1880×108 m3；（3）1974～1987、1988～1997和1998～2007年的最小出湖生态需水量的平均值分别为3 396、3 379和4 717 m3/s，最小入湖生态需水量的平均值分别为2 657、2 704和3 745 m3/s。可见，随着洞庭湖的演变，1974年最小生态水位比1998年大幅减少，最小生态蓄水量明显增加，出、入湖最小生态需水量不均衡增加。最后，对洞庭湖最小生态需水量的变化原因进行了分析，并提出了生态恢复对策     

耕地资源变化的空间计量及其驱动力分析——以江苏省为例

采用1998~2008年江苏省13个地级市的耕地数据，分析了近10 a来耕地数量变化的基本过程及空间差异。然后运用Moran I指数验证了耕地资源分布空间相关性的存在，并利用空间计量模型研究了江苏省耕地数量变化的驱动机制。结果表明：（1）1998~2008年，江苏省耕地面积净减少2969×104 hm2，平均每年减少270×104 hm2。耕地数量变化存在明显的空间差异，无锡、苏州、常州、南京和镇江5个地区耕地资源减少最为严重；（2）全省耕地资源空间分布存在明显的空间相关性，1998~2008年，耕地面积Moran I值由0400 3增加至0452 4，呈逐步增强的趋势；（3）人口、经济增长和粮经作物比是江苏省耕地数量变化的主要驱动因子，其弹性系数分别为-0803、-0070、0069；（4）相邻地区各因素的空间扩散效应对耕地数量变化存在显著的影响，其弹性系数为0779，因此，未来在制定耕地保护政策，应考虑区域耕地资源分布的空间相关性，推进跨区域耕地保护机制的形成，建立一体化的区域耕地保护政策。     

长江上游和中下游地区空中水汽资源气候特征对比分析

利用ERA 40再分析资料通过多种统计诊断方法对比分析了长江流域上、中下游空中水汽资源的气候变化特征。研究表明：1958～2001年以来长江流域上游以及中下游地区年平均大气可降水量均呈显著减少趋势，减少率分别为025和026 kg/(m2·10 a)；年平均状态下，长江流域上中下游地区均为水汽汇，上游地区年平均收入水汽226×105 kg/s，中下游地区收入124×105 kg/s；1958～2001年长江上游地区的年平均总水汽收入呈显著减少趋势，每10 a减少98×105 kg/s；中下游地区则呈显著增加趋势，每10 a增加115×105 kg/s。夏季水汽收入变化是影响长江流域水汽收支的重要因素，44 a来，长江上游地区水汽总收入减少和该区域夏季南边界上输入的水汽减少密切相关；而中下游地区水汽总收入的增加则主要是由夏季北边界上输出的水汽显著减少所导致；1958～2001年长江流域上、中下游地区水汽收支的变化和该时期夏季风北扩强度的变化有密切关系，其携带的南来水汽扩展变化则是最直接的影响因子。     

葛洲坝下游近坝区水域鱼类资源声学调查与评估

于2013年4月及6月，针对DIDSON的特点设计了携带声呐的船舶走航式及定点式两种方法，对葛洲坝下游近坝区水域（大江、三江至下游镇江阁处江段）进行水声学调查，观察鱼类资源的时空分布特点。观测数据经去噪处理，获得鱼类资源结果。结果表明：葛洲坝下游近坝区鱼类资源分布呈明显的空间差异，大江水域鱼类密度显著高于三江水域，且近坝区高于下游江段，最大值为6924 ind./1 000 m3，位于大江电站下游约1 km处，最小值为153 ind./1 000 m3，位于宜化大楼江段。鱼类资源在时间上没有显著的统计学差异，6月份鱼类活动昼夜差别比4月份更明显，主要集中在上层水域，傍晚至凌晨鱼类活动较少。进一步分析发现，船闸的运行方式、水体中食物可获取程度、各鱼类种群生活习性差异等，均对鱼类资源时空分布产生影响。此外，开展适逢葛洲坝禁渔期，禁渔措施维持了近坝区水域春、夏季鱼类资源量的稳定性，是保护鱼类资源的有效而直接的方法