为阐明东洞庭湖沉水植物生长的关键生境因子和适宜生境分布特征,以东洞庭湖典型沉水植物苦草属为指示物种,结合苦草属地理分布、气候和水文环境变量,基于最大熵模型建立东洞庭湖苦草属生境适宜性模型并对苦草属的生境进行评价.结果表明:训练数据的受试者工作特征曲线下面积值为0.893,最大熵模型预测效果好;年均温变化范围、最湿月降水量、水深、最暖季度降水量、温度季节性变化标准差和平均日较差是影响东洞庭湖苦草属生境的关键因子,以最大训练敏感性及特异性阈值0.503和平衡训练遗漏率、预测面积及阈值0.063作为适宜生境和次适宜生境的划分阈值,将东洞庭湖苦草属生境划分成适宜、次适宜和不适宜3类,其中适宜生境面积为227.62 km2,占湖区湿地总面积的17.14％.研究成果揭示了影响东洞庭湖典型沉水植物苦草属生长的生境因子和适生区特征,以期为湖区生态修复提供参考依据.

为合理开展富硒(Se)土壤资源利用与富硒农产品开发,进行了湖南省耕地土壤硒含量的空间分布特征及其影响因素等研究.结果表明:湖南省耕地土壤硒平均含量为0.56 mg·kg-1,是全国土壤硒元素背景值(0.29 mg·kg-1)的1.93倍;湘西南区土壤硒平均含量最高、湘北洞庭湖区平均含量最低;湘西南区变异系数最大,离散程度高,分布不均匀;湘南区变异系数最小,离散程度低,分布相对均匀;全省富硒耕地面积224.96万hm2,占耕地面积的60.7％;水田富硒面积为185.63万hm2,占全省耕地面积的50.1％;旱地富硒面积为39.33万hm2,占全省耕地面积的10.6％.成土母质发育的土壤硒含量大小顺序为:板页岩风化物＞石灰岩风化物＞第四纪红色黏土＞砂岩风化物＞花岗岩风化物＞河湖冲(沉)积物＞紫色砂页岩风化物;不同类型土壤硒含量大小顺序为:黄棕壤＞黄壤＞红壤＞石灰(岩)土＞水稻土＞潮土＞紫色土;当pH＜5.0时,土壤硒含量与pH呈负相关;当5.0＜pH＜7.8时,土壤硒含量与pH呈正相关;当pH＞7.8时,土壤硒含量与pH呈负相关;有机质是影响土壤硒含量的重要因素之一,土壤硒含量与有机质含量呈正相关;土壤硒与锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)以及阳离子交换量(CEC)呈极显著正相关(P＜0.01).地形因子也是影响土壤硒含量的因素之一,当海拔低于230 m,土壤硒含量随着海拔的升高而升高;当海拔高于230 m,土壤硒含量随着海拔的升高而降低.湖南省耕地富硒土壤面积较大,具有明显的空间差异,需根据区域差异合理保护和开发富硒土壤资源.

以1996年、2001年、2007年、2012、2016年洞庭湖区的遥感影像数据为基础,利用转移矩阵模型及景观格局指数等方法分析了洞庭湖区20年间的土地利用及景观格局变化特征.结果表明:洞庭湖区土地利用景观格局变化主要表现为耕地、林地和建设用地的增加,水域、草地和其它用地有不同程度的减少;总体景观呈破碎化趋势,形状更加复杂,多样性指数呈增加趋势;各类型土地的斑块数目总体呈上升趋势,其中水域与其他用地基本保持不变,耕地的最大斑块指数变化最大,平均分维数基本呈上升趋势.

目的 研究秋冬季节钉螺种群的动态变化及水位和气象因素与钉螺消长的关系.方法 选择2007-2014年10-12月,以东洞庭湖区的草滩为现场,系统抽样查螺,同时测量调查点的高程以及收集水位和气象资料,计算各年水淹天数和开始水淹时间.描述钉螺及可能影响因素的分布情况,用多元回归模型研究水位和气象因素与钉螺密度的关系.结果 钉螺密度呈波动变化,最高值在2012年10月,为41.88只/0.1 m2;最低值在2008年11月,为1.23只/0.1 m2.死亡率最高出现在2008年11月,为73.72 %;最低出现在2012年10月,为1.09%.多元回归模型拟合发现1月平均最低温度和开始水淹时间与ln(钉螺密度)之间存在线性关系.利用该模型计算得到的ln(钉螺密度)的预测值与实际值的相关系数为0.927(P=0.001).结论 在东洞庭湖,1月份平均最低温度和开始水淹时间对当年秋冬季的钉螺密度有一定的影响.

本文首次记述了湖南省洞庭湖DT01剖面介形类现生种,包含3属4种,它们为比利时舍氏玻璃介(相似种) Schellencandonacf.belgica (Klie,1937)、布氏土星介Ilyocypris bradyi (Sars,1890)、土星介属(未定种)Ilyocypris sp.和豆形豆形玻璃介Fabaeformiscandona fabaeformis (Fischer,1851).上述属种在洞庭湖区为首次报道,在湖南省亦是首次.此外,S.cf.belgica在我国还很少报道.本研究可丰富我国介形类现生种数据,同时为利用该类生物定量重建本区域全新世古气候奠定基础.

为明确洞庭湖区东方田鼠Microtus fortis肥满度的时空特征及其与东方田鼠常用预警生态因子的关系,采用夹日法对洞庭湖7个调查区域不同生境的东方田鼠进行调查分析;收集洞庭湖区降水、温度、归一化植被指数(NDVI)等环境因子数据,分析不同性别东方田鼠肥满度与降水、温度、NDVI的关系.结果表明:1)不同性别东方田鼠肥满度时空特征较一致,春季和冬季不同生境雌雄东方田鼠的差异有高度统计学意义;在洲滩芦苇生境,雄雌东方田鼠在各季节间的差异有高度统计学意义;在洲滩苔草+芦苇+杨树生境,雄性肥满度各季节间的差异有统计学意义.2)雌性肥满度与季平均降水量呈显著正相关,雄性肥满度与季平均降水量无显著的相关关系.3)雌性和雄性的肥满度与季平均温度均无显著的相关关系.4)雌性肥满度与农田生境的NDVI呈显著正相关,雄性肥满度与农田生境的NDVI无显著的相关关系;雌性和雄性的肥满度与洲滩生境的NDVI均无显著的相关关系.研究认为,洞庭湖东方田鼠肥满度可以在一定程度上反映其对环境压力的反应,雌性对不利环境较雄性更加敏感,但在特定情况下,栖息地、食物可获得性等通过影响雌性东方田鼠肥满度,进一步影响东方田鼠种群增长.

有机氮矿化是土壤氮循环的关键过程,预测土壤有机氮矿化对于评价土壤供氮能力具有重要意义.本研究利用有效积温、双曲线、一阶(One-pool)和二阶(Two-pool)指数模型拟合洞庭湖区典型水稻土有机氮矿化过程,并分析模型参数与土壤有机氮组分间的关系.结果 表明,洞庭湖区不同发育类型水稻土有机氮矿化表现出明显差异,各培养时期累积矿化氮量总体上表现为潴育性水稻土＞潜育性水稻土＞淹育性水稻土.各矿化模型均可对各试验土壤有机氮矿化过程进行有效拟合,但综合比较模型拟合决定系数(R2)、均方根误差值及参数取值显示,One-pool指数模型拟合效果最差,有效积温模型和双曲线模型次之,Two-pool指数模型拟合效果最优.各模型拟合的不同土壤间有机氮矿化速率常数变异较小,与各有机氮组分均无显著相关性(P＞0.05);不同有机氮组分中,氨基酸氮和氨态氮与矿化模型中表征土壤有机氮矿化强度或矿化势的各参数始终具显著正相关关系(r=0.755～0.950,P＜0.05).通径分析结果进一步显示,氨基酸氮是土壤有机氮矿化强度或矿化势变化的最主要决策组分并起直接影响作用.Two-pool指数模型将土壤可矿化有机氮分为易矿化氮和难矿化氮两类,相对于其他模型可更为准确地描述研究区水稻土有机氮素的矿化;固定该模型中两类可矿化有机氮库的矿化速率常数取值,有助于提升模型实时定量预测土壤矿化供氮的实用性.

目的 识别和监测洞庭湖地区血吸虫病潜在风险区.方法 借助遥感技术(remotesensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术,利用光谱特征和环境因子特征,提取洞庭湖地区血吸虫病潜在风险区.基于流行病学数据和土地利用数据测算地区疫情指数和环境易感指数,与潜在疫情风险区在洞庭湖区格网系统中融合,形成2006-2016年洞庭湖区血吸虫病流行风险监测图.结果 2006-2016年洞庭湖地区血吸虫疫情高风险区集中在常德市辖区中、北部临湖地区(年平均疫情指数R =0.330 5,区域平均易感指数Y=2.4582),敏感地类为湖泊地区(敏感度系数β=1.2366),南县及沅江市北部大通湖周边地区(R=0.426 0,Y=0.836 8),敏感地类为水田地区(β=0.202 1)和其他建设用地(β=0.308 0).极高风险区集中在津市境内部分临湖地区(R =0.449 1,Y=3.917 0),敏感地类为有林地(β=1.2345).流域风险从高到低依次为澧水、沅水、资水、湘江.结论 洞庭湖地区要将高风险、极高风险地区作为未来疫情控制的重点,并做好疏林地、高覆盖度草地、水库坑塘等疫情敏感地类的查灭螺和环境整治工作.

目的 比较东洞庭湖区钉螺自然消亡洲滩和有螺洲滩水体化学性质差异,探究钉螺自然消亡的原因.方法 选取东洞庭湖区钱粮湖钉螺自然消亡洲滩、君山公园有钉螺孳生洲滩,以及两者交界地带建兴农场洲滩作为研究现场.在涨水期、丰水期以及退水期,分别采用系统随机抽样法(200 m×200 m网格法)采集距水底0.5 m处的底层水样,其中在丰水期还同时采集水面以下0.5 m处的表层水样,检测水体中的一般理化指标.结果 以《地表水环境质量标准》(GB 3838–2002)为参考,3次采样水样检测含量都小于检出限的指标有铬(Cr)、铅(Cd)、锌(Zn)、汞(Hg)、铜(Cu)、硫化物(S-)及氰化物(CN-);含量略高于Ⅲ类标准但低于Ⅳ类水质标准的污染物有Hg和总磷(TP);低于Ⅲ类水质标准限值的污染物有砷(As)和氟化物(F-);常规指标中,水温和pH值都在Ⅲ类水质标准范围.耗氧量指标溶解氧(DO)、化学耗氧量(COD)和生化耗氧量(BOD)在涨水期和丰水位期都处于Ⅲ类水质标准范围,但退水期BOD值超出了Ⅲ类标准范围,处于Ⅳ类(≤6 mg/L)与Ⅴ类水质标准(≤10 mg/L)之间.有螺洲滩与无螺洲滩涨水期F-含量、As含量、pH值差异均有统计学意义(P均<0.05),丰水期表层水pH值、BOD值、F-含量差异均有统计学意义(P均<0.05),丰水期底层水F-含量差异有统计学意义(P<0.05),退水期TP和F-含量差异均有统计学意义(P均<0.05).其中每次采集的水样检测差异均有统计学意义的指标仅有F-含量;在涨水期无螺洲滩pH值超出了适合钉螺生长的pH值范围(6.8～7.8).结论 在东洞庭湖,水体酸碱度以及水体中F-含量偏高可能与钉螺自然消亡有关,但仍待进一步研究.

南洞庭湖沅江段为我国重要通江湖泊洞庭湖的重要组成部分,为了解其鱼类资源现状,于2013年8月-2015年12月期间对南洞庭湖沅江段鱼类资源进行调查.共采集鱼类标本12 962尾,经鉴定共计66种,隶属于7目13科44属,鲤形目占调查区域鱼类种类的69.70％,鲇形目和鲈形目次之.区系分布主体以地理位置所处的华东区为主,兼有华南区、华西区、北方区和宁蒙区的区系组成部分,华东区特有种占总种数的24.24％.栖息习性以湖泊定居型为主,占总种数的80.30％;食性以杂食性为主;栖息水层以底层为主;鱼类多样性指数(H')为2.32,均匀度指数(J)为0.55,相较洞庭湖其他湖区处中等水平.调查结果相较历史调查记录出现种类数大幅减少、经济鱼类小型化、洄游型鱼类减少的现象,呈现衰退趋势.