消落带土壤由于在水陆交替的特殊生境和复杂的地球化学共同作用下形成,具有独特的理化性质和生态功能.各营养盐含量在时间和空间上具有较高的变异性,土壤中有机质的分布及迁移和转化均受到复杂的影响.针对官厅水库流域上游妫水河段消落带,选择典型消落带落水区,对该区土壤有机质含量的时空分布特征进行研究.结果表明:1)研究区消落带土壤有机质含量较为贫瘠,变化范围在1.64-26g/kg之间,平均值仅为13.16g/kg,变异系数达50.59％.说明消落带由于季节性干湿交替的特殊水文条件的影响,土壤养分的分布具有较高的空间异质性.淹水频繁区有机质含量平均值为15.74g/kg,高于长期出露区的10.12g/kg,且变异系数为41.38％,小于长期出露区的54.98％.说明淹水频繁区对土壤养分的持留能力更强,且周期性的淹水条件使得研究区近岸具有相似的生境类型,不同采样点土壤有机质含量的差异相对较小.2)不同植物群落下,芦苇和香蒲群落土壤有机质含量最高,平均值为17.08g/kg;含量最低的是以小叶杨和白羊草为主的中旱生植物带,平均值为9.12g/kg;其次是酸模叶蓼、大刺儿菜为优势物种的湿生植物带,土壤有机质含量平均值为15.49g/kg.3)不同土壤层次有机质含量差异较大,总体变化趋势均由表层向下逐渐减少,各层之间体现出显著差异性(P＜0.05).研究区土壤C/N变化范围在1.64-18.95,平均值为8.95.说明研究区土壤碳氮比相对较低,有机质的腐殖化程度较高,且长期出露区土壤有机质更容易发生分解,C的累积速度远小于N.土壤C/N垂直分布大致呈先增大后减小趋势,在30cm处达到最大值,而后随着土壤深度的增加逐渐减小.4)消落带土壤有机质分布的影响因素分析中,土壤有机质与全磷呈极显著正相关,相关系数为0.62(P＜0.01);与土壤全氮和C/N呈显著正相关(R=0.57,0.60;P＜0.05).这说明研究区土壤全磷、全氮、C/N和有机质明显具有相同的变化趋势,和有机质存在相互影响.其次,土壤有机质和湿度在呈显著负相关(R=-0.51;P＜0.05),表明研究区土壤湿度对有机质含量具有显著的影响.气候因子中,温度对研究区土壤有机质的分布具有显著的影响,相关系数为-0.51 (P＜0.05).植被因子中,植被覆盖度和土壤有机质含量呈显著正相关,相关系数为0.64,表明植被因子也是影响土壤有机质分布的重要因素之一.

光谱特征变量的筛选作为水生植物识别的重要手段之一,在水生植物种类识别研究中应用广泛.该研究将实测光谱特征提取与多时相Landsat 8OLI影像数据分析相结合,找到一种有效识别不同种类水生植物的特征变量.在水生植物反射光谱特征分析中引入矿质分析中普遍使用的连续统去除法,对光谱重采样结果作连续统去除处理后提取光谱吸收深度特征.采用单因素方差分析法对比7个光谱重采样波段和3个连续统去除吸收深度敏感波段,发现经连续统去除处理的短波红外1波段(SWIR1CR)对于不同类型的水生植物区分效果最佳.将连续统去除法应用到遥感影像处理上,发现SWIR1CR波段能较好区分沉水植物和挺水植物;结合影像归一化植被指数和SWIR1CR波段可较好区分三类水生植物.结合特征波段筛选结果采用支持向量机分类方法,得到水生植物的分类结果精度为86.33％,对比全生长期12期影像提取的水生植物分布图,发现水生植物主要分布于官厅水库库区南北岸浅水区,水生植物面积最大时约占库区总面积的35.13％;其中沉水植物年内生长分布变化幅度较大,6月上旬开始迅速生长;10月份水生植物开始衰减;11月份水生植物占库区面积的20％,沉水、浮水植物大幅衰减消失.

为研究永定河流域官厅水库南岸生态水源保护林土壤饱和导水率(Kfs)的特征,科学评价水源保护林功能,选取水源保护林典型林分与当地成林和非林地作对比,采用方差分析、相关分析和因子分析的方法研究土壤理化性质对饱和导水率的影响并根据因子得分排名探究土壤通透性最好的林分.结果 表明:(1)土壤饱和导水率随土层深度增加而减小,水源保护林中混交林的饱和导水率大于纯林接近于成林,侧柏×山杏混交林的饱和导水率最高;(2)因子分析结果表明,影响饱和导水率最主要的因素为饱和含水量、容重和有机质含量;次重要因子为土壤砂粒、粉粒和粘粒含量,土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度对本区域饱和导水率影响不大;(3)综合因子得分排名分析,以侧柏×山杏混交林的土壤通透性最好,油松×山杏混交林次之.目前生态水源保护林对土壤通透性的改善优势明显,造林颇具成效.

生态系统服务与人类福祉的和谐关系是区域规划的基石.现有的区域规划较少同时考虑生态系统服务的供需和流域居民的福祉差异.以城市化流域——官厅水库流域为例,应用改进后的CASA模型、IPCC清单法、SoIVES模型和问卷调查量化食物供给、碳固持和文化服务以及人类福祉,再结合服务的供需关系及人类福祉水平开展聚类分区,并针对各区情况提出规划建议.结果显示,官厅水库流域内食物供给和文化服务供大于求,而碳固持服务供不应求.流域福祉位于中等水平,分值为3.44(满分5分).其中,居民的基本物质需求分值最高(3.64),收入分值(3.00)明显低于流域整体水平.除此之外,居民认为供水、医疗条件和收入这些福祉要素仍有待改善.流域可分为城市发展区、城郊休闲区、生态涵养区和文化建设区.在各区需采用因地制宜的方式,通过增大植被覆盖面、开展文旅产业和推动冰雪项目等形式,提高居民生活质量和维持区域可持续性.

2022年8月23日下午,在北京市延庆区官厅水库的妫水河湿地(115.880°E,40.450°N)由AI智能观测站拍摄到1只体羽为白色、腿和喙为黑色、喙的端部膨大且无黄色斑块、眼周为黑色并与喙基部的黑色融为一体的鸟类(图1)在浅水区活动,该鸟上述特征可与白琵鹭Platalea leucorodia相区分,鉴定为黑脸琵鹭P.minor.有2只白鹭Egretta garzetta也在附近觅食,该鸟体型稍大于白鹭,亦符合黑脸琵鹭的特征.