摘要:应用土壤学、水文学研究手段,结合环境同位素示踪技术,从形态学、能量学两个角度,分析了红壤坡地油茶生态系统土壤水分的运移规律以及壤中流的发生机制。结果表明,降雨入渗过程初期0-40cm土层土壤水分受降雨入渗及蒸散发影响最大;40-90cm为过渡层次,水分呈上下交替运移。与浅根系荒草地相比,深根系的油茶林更利于壤中流的发生,同一土壤层次油茶林壤中流产流量较大,但峰值流量较低,产流过程开始早,结束晚;浅根系植被的荒草地降雨多以地表径流形式流失,难以入渗蓄水;同一植被状况,产流量、峰值流量、滞后和拖尾均为上层(0-40cm)小于下层(40-110cm)。稳定性氢氧同位素测定结果表明,壤中流的发生条件之一是存在相对的饱和层,且产流主要来自驱替而出的原有土壤水分。

摘要:土壤入渗与地表径流、土壤侵蚀、土壤养分流失和面源污染等密切相关。通过对紫色土中的黏壤土进行不同积水深度下连续供水和相同积水深度下间歇供水的土柱模拟实验,对紫色土一维垂向入渗特性进行了研究。结果表明,当积水深度为1～10cm时,积水深度对累积入渗量及入渗率基本上没有影响;积水深度一定时,连续供水下土壤容重和初始含水率对紫色土入渗特性有较大影响,累积入渗量和入渗率随土壤容重和初始含水率的增加而减少;积水深度一定时,间歇供水下紫色土入渗曲线为间断的非连续曲线,第1周期与连续供水的入渗过程一致。从第2周期开始,间歇供水的累积入渗量及入渗率均小于同条件下的连续供水,间歇供水的紫色土入渗特性与供水周期及循环率等密切相关。

摘要:以甘肃省庆阳市西峰区为例,利用近50a气象观测资料和近20a的土壤湿度观测资料,分析全球气候变暖背景下陇东主要气象要素及土壤湿度的变化特征,研究了气候变化对土壤湿度的影响。50a来陇东气温呈波动上升趋势,降水量呈波动减少趋势。1991-2010年陇东各层土壤湿度总体上均呈现出下降趋势,春季是土壤湿度减少最明显的季节,夏季土壤湿度变化趋势与春季具有类似规律,但变化率明显低于春季。秋季浅层土壤湿度呈下降趋势,深层呈上升趋势。就表层土壤湿度而言,各季土壤湿度与该季气温均为负相关,与降水量呈正相关。而对较深层土壤而言,土壤湿度与气温、降水的相关关系因季节而异。潜在蒸散量对土壤湿度的影响月份和年际变化均呈现出反位相的特点,基本呈同步变化趋势。通过对农田土壤水分演变特征及其影响因素进行分析,为进一步理解土壤水分的演变,合理利用气候资源,调整农业生态布局,积极应对气候变化提供决策方面的参考。

摘要:选取华北地区河北省北沟林场4种常见乔木油松、白桦、落叶松、蒙古栎进行拉伸试验,分析了直径、根长和拉伸速率对其应力应变曲线的影响。试验结果表明,乔木单根的应力应变曲线整体都为单峰曲线,没有出现明显的径缩现象,4种乔木的应力应变曲线都表现出弹塑性材料特征。相同加载条件,同一直径径级水平下,白桦和蒙古栎的抗拉力学性能比较接近,均具有较大的弹性模量、抗拉强度和较小的极限延伸率;油松和落叶松的力学性能接近,具有较小的弹性模量及抗拉强度和较大的极限延伸率。随着直径的增加,乔木根的弹性模量、极限延伸率和抗拉强度均降低。随着根长的增加,落叶松的弹性模量表现为下降的趋势,而其余3种乔木的弹性模量均表现出上升的趋势。极限延伸率、抗拉强度均与根长成负相关。速率的增加使得根系更容易被拉断破坏,白桦和落叶松的弹性模量、抗拉强度均与拉伸速率成负相关,极限延伸率与拉伸速率成正相关。

摘要:研究了直播稻田在不同耕作方式和秸秆还田下土壤有机碳(SOC)和水稻产量的变化。结果表明,秸秆还田能够显著增加SOC含量,耕作方式可显著影响土壤有机碳的垂直分布。SOC含量与水稻籽粒产量存在显著的正相关关系(R2=0.712 9**,n=6),SOC含量与土壤全氮(TSN)之间有显著的正相关性(R2=0.860 9**,n=43)。秸秆还田能够促进土壤有机碳的增加,稳定直播稻田系统的生产力,实现粮食安全和生态环境安全的双赢。

摘要:应用地统计学方法对于田绿洲典型区域土壤盐分空间分异规律进行了研究。结果表明,于田绿洲土壤盐渍化严重并表现出表聚现象。由于人类活动干扰,表层土壤盐分变幅最大;0-5cm土层土壤盐分表现出强烈的空间相关性,5-30cm土层次之,30-70cm土层土壤盐分的空间相关性很弱。水平方向上,0-30cm土层中土壤盐分从东向西先增大,后减小,再增大,再减小;30-70cm土层中土壤盐分从东向西逐渐减小;研究区南北两侧土壤盐分含量高,中部盐分含量低。垂直方向上,盐碱地和高、中密度草地土壤盐分含量较高,呈现出自上而下逐渐减小的分布趋势。其中盐碱地土壤盐分含量最高,高密度草地土壤盐分的垂直变化幅度大于中密度草地,低密度草地和农田土壤盐分含量较低,且垂直变化不大。不同地形和土地利用带来的土壤水分运动差异,是绿洲土壤盐分空间分异的主导因素。

摘要:以采自宁夏回族自治区云雾山的本氏针茅、大针茅和克氏针茅种子为研究材料,用不同渗透势浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,探讨了干旱胁迫对3种针茅种子萌发特性的影响。结果表明,随着PEG浓度的增加,3种针茅种子的发芽率、活力指数、幼苗的鲜重和抗旱指数均呈下降趋势。其大针茅下降趋势最为明显(p<0.05),而低浓度PEG(5%PEG)对本氏针茅的萌发及生长有一定促进作用。低浓度PEG克氏针茅的发芽率以及幼苗鲜重与对照差异不显著,表明克氏针茅有一定的抗旱性。PEG对幼苗生长的抑制效应比幼根大。3种针茅种子萌发期的抗旱能力依次为:本氏针茅>克氏针茅>大针茅。

摘要:为在小流域尺度上深入认识并定量区分人类活动和降水变化对黄土高原年径流变化的影响,统计了甘肃省平凉市纸坊沟小流域49a间(1955-2003年)的年降水量和径流量实测数据。结果发现,年降水量虽无明显变化,但年径流深却呈显著减少趋势。从20世纪50年代的59.1 mm降到21世纪初的12.2mm,相对降幅高达72.4%。根据年降水量-年径流深双累积曲线,划分出了5个降水-径流关系变化时段(1955-1964,1965-1976,1977-1985,1986-1995,1996-2003年),然后以1955-1964时段为基准期,定量估算了各时段内人类活动和降水变化对年径流变化的贡献。结果表明,除在干旱时段内降水对年径流减少有明显贡献外,其他时段的径流变化主要是由人类活动引起的,并且其绝对贡献量呈逐渐增大趋势。合理规划人类活动是解决黄土高原水问题的重要途径。

摘要:基于森林资源二类调查数据,应用InVEST模型对北京山区生物多样性和碳储量进行了评估和估算,并讨论了二者之间的相互关系。结果表明,在所有森林生态类型中,单位面积生物多样性得分最高的是天然桦树林,为0.76;得分最小是人工油松林,为0.49。北京山区总碳储量为49 193 742t,总碳储量最大的是人工经济林,为10 402 900t;得分最小的是天然针叶林,为423 132t。各森林类型的单位面积平均碳储量均较高。一般来说,生物多样性较大的森林生态类型碳储量也较大,生物多样性与碳储量有一定的相关性,但并不十分明显。

摘要:研究煤矿矸石地的土壤污染及植物对有毒元素的吸收可为污染治理和植被恢复提供科学依据。对铜川市三里洞煤矸石堆积地土壤污染和草本植物中重金属含量进行了研究。运用地质累积指数法和综合富集系数分别对土壤污染和草本植物富集重金属元素的能力进行了分析评价。结果表明,该区土壤中和草本植物中Cu,Cd,Zn,Mn,Ni,Pb,Cr元素均明显高于背景值;草本植物中Cu,Cd,Ni元素超出正常范围。土壤中重金属元素Cd为强度污染,Ni,Cu,Zn,Pb,Cr元素为轻度污染。不同植物中小飞蓬、铁杆蒿和野艾蒿对重金属元素的富集能力最强,其次为猪毛蒿和曼陀罗,狗牙根最差。

摘要:为了探讨不同水分处理对北方城市常见绿篱树木小叶女贞蒸散量及生长的影响,在呼和浩特市和林格尔县盛乐经济园区进行了小区和盆栽试验。盆栽设9种水分处理,小区设4种,滴灌灌溉。研究结果表明,小叶女贞蒸散量随灌水量增加而增加,在75%～100%田间持水量(FC)时最大,35%～45%FC时最小;株高、冠幅与蒸散量呈开口向下的二次抛物线关系,在65%～100%FC时株高、冠幅最大,地上生物量与蒸散量呈正相关;小叶女贞水分利用效率(WUE)随蒸散量的增加呈减小的趋势,在35%～45%FC时小叶女贞的WUE最大,但此区间的生物量最小,生长发育受到干旱胁迫最明显;小区滴灌的较佳灌水模式是滴头流量选4L/h或5L/h,灌水量控制在415～470mm范围内。

摘要:对山西省孝义露天煤矿覆土,种植百脉根、苜蓿、柳树-圆柏混交林和油松林土壤的容重、pH值、有机碳、总氮以及土壤呼吸、温度、和水分的季节变化进行了测定,并对土壤呼吸与土壤温度、水分之间的关系进行了模拟分析。结果表明,不同的植被恢复方式对土壤容重、有机碳、碳氮比和土壤呼吸年均值影响较大,而对土壤pH值和总氮未产生显著影响。土壤温度季节变化曲线为单峰,高斯拟合结果为极显著水平相关;土壤水分随季节波动较大;土壤呼吸季节变化近似于单峰曲线,但高斯拟合的相关性并不显著。苜蓿地土壤呼吸与土壤温度单因子的高斯拟合,以及与土壤温度和水分的双因子拟合系数较高,而百脉根和油松林土壤呼吸与土壤水分相关性强。

摘要:对北京山区4种典型森林生态系统的土壤水文特征进行了研究。结果表明,除侧柏外,研究区各林分土壤容重都随土层深度增加而增加,土壤总孔隙度和毛管空隙度都随土层深度增加而减小,而非毛管空隙度变化没有普遍规律性。不同林分各层次土壤水势都随土壤含水率的增加而降低,100kPa为土壤水分特征曲线的临界值。土壤入渗的瞬变阶段发生在0～5min,渐变阶段发生在5～60min,稳定阶段发生在60min以后,针叶林的土壤渗透能力要明显高于阔叶林。用双环入渗法得出的土壤入渗过程用蒋定生公式拟合的效果最佳。

摘要:为探讨毛乌素沙地固沙树种选择和植被水分管理,2009和2010年5-9月在宁夏回族自治区盐池县利用热包裹式树干液流仪测定沙木蓼(Atraphaxis bracteata)茎干液流,并同步观测环境影响因子。研究表明:(1)沙木蓼茎干液流日变化呈显著规律性,液流速率呈多峰曲线,且昼夜变化明显。(2)沙木蓼生长季液流变化具有节律性。5-6月植物处于生长初期,液流量较小;7-8月雨季到来,植物生长旺盛,液流速率也达到生长季的最大值;9月植物生理过程减慢,沙木蓼液流量逐减降低。(3)采用偏相关分析法分析各环境因子对于沙木蓼茎干液流的影响,结果表明,太阳辐射是影响沙木蓼茎干液流的最主要环境因子,其次是大气温度、大气相对湿度和风速。

摘要:通过实地调查与对比试验,对红松人工纯林、人工混交林和天然林3种林分不同土层的土壤养分状况进行了分析和研究。结果表明,不同林分的土壤养分含量差异较大,随着土层深度的增加,3种林分的土壤养分含量均出现逐渐下降的趋势。土壤有机质含量、全量养分含量和速效养分含量均在0-15cm土层中达到最高值。其中红松天然林最高,依次为红松人工混交林和红松人工纯林。3种林分中钾素含量比较丰富,全磷含量维持在较低水平,土壤pH值下降缓慢。红松人工纯林土壤有酸化趋势,pH值在5.08～5.37。因此,红松人工纯林应及时进行更新,以防止土壤环境的恶化。

摘要:采用盆栽称重法分别对3种城市常见绿化灌木单株的耗水规律进行了研究,并对其在4种不同土壤含水量条件下的耗水特性及与环境因子的关系进行了分析。研究结果表明,4种不同土壤含水量条件下,3种灌木的耗水量日动态呈单峰型变化。在相同环境条件下,各灌木的单株耗水量大小为:金叶女贞>冬青>紫叶小檗。随着土壤含水量的降低,3种灌木的耗水量依次减少,35%～15%田间持水量的土壤含水量对3种灌木耗水量具有显著的影响(p<0.01),这说明了该土壤含水量对3种灌木的水分消耗产生了胁迫。通过相关分析,认为影响3种灌木耗水量的主导环境因子是大气温度和光照强度。以环境因子作自变量,以灌木耗水量为因变量,经过逐步回归,建立了多元线性模型。所选回归方程拟合效果良好。利用逐步回归分析建立的优化模型可利用气象参数预测植物的耗水量。

摘要:在宁南旱区10年生苜蓿草地上进行了为期3a的27种不同草田轮作模式试验,研究了土壤有机质、氮、磷的动态变化特征。结果表明,与保持生长的对照苜蓿草地相比,苜蓿草地实行草田轮作后,有机质持续下降,轮作第1,3a的马铃薯,第2a的春小麦对土壤有机质有明显影响,马铃薯连作模式使土壤有机质降幅最大;不同轮作模式的土壤全氮变化有较大差异,谷子和春小麦等禾本科作物单一连作模式对土壤氮素造成偏耗;不同轮作模式碱解氮总体上呈下降趋势,轮作作物产量水平直接影响土壤碱解氮含量的高低。全磷呈先降后升又降趋势。作物轮作能够提高苜蓿草地土壤氮、磷有效性。为了高效、协调和可持续地利用水肥,应选择合理的草田轮作模式。

摘要:对太原市西山3种不同开采梯度下油松人工林树木个体生长进行了研究。从树高、胸径、材积3方面初步揭示了煤炭开采对油松人工林树木个体生长的影响,旨在为研究地区植被恢复和生态重建提供理论依据。结果表明,煤炭开采对油松林木的树高、胸径、材积的生长都有明显的影响。在3个不同的开采强度下,油松树高、胸径、材积的总生长量差异显著,随着开采强度的增加,油松树高、胸径、材积的总生长量降低。3个开采强度下近30a树高、胸径的连年生长量与同时期的煤炭开采量具有显著的拟合效果(p<0.05),且后者至少可解释前者年际间生长变化50%的原因。

摘要:以宁夏回族自治区沙坡头地区的沙漠微生物群落为研究对象,采用Biolog方法研究了已固定沙丘结皮(J1)及结皮下层(J2),半流动沙丘上层(L1)和下层(L2)中微生物群落的功能多样性。结果表明,J1的微生物群落活性最高,J2的微生物群落次之,再次为L2的微生物群落,最后为L1的微生物群落;J1,J2,L1和L2的微生物群落对羧酸类、聚合物类和氨基酸类碳源的利用表现一致,对糖类、胺/氨类和双亲化合物类碳源的利用表现不同;利用ECO板上31种碳源进行主成分分析得出,PC1,PC2和PC3特征值的贡献率为分别为70.16%,19.23%,10.61%。研究结果表明:(1)经过固沙后的微生物群落活性明显高于半流动沙漠微生物群落的活性;(2)微生物群落结构上的差异致使其对6类碳源的利用方式不同;(3)主成分分析表明沙漠微生物群落对羧酸类、糖类和氨基酸类碳源的利用最高,主要利用碳源有22种。

摘要:利用2008年黑河流域典型森林生态系统土壤和空气温湿度观测资料,分析了不同层次土壤和大气温度和湿度的变化特征。结果表明:(1)各层土壤温度在2-3月达到一年中的最小值,在7-9月达到一年中最高值,土壤温度周年变化幅度以及年最低温度随土壤深度的增加而递减。(2)表层土壤含水量受春季融雪和降雨影响较大,在8月中、上旬达到最高值;20-40cm土壤含水量对春季融雪响应较弱,80-120cm土壤含水量较为稳定,不受冻融交替影响。(3)从当年7月中旬至次年1月下旬,林地各层气温呈下降趋势,2月上旬至7月上旬呈上升趋势;距离地表近2m高度全年各月份气温略高于10m和24m高度,气温最高值和最低值分别出现在14:30和6:30左右。(4)4-6月林内湿度相对较低,7-10月相对较高,空气相对湿度最高值和最低值分别出现在22:00和11:30左右;10m和24m处空气相对湿度变化规律与2m处基本一致。

摘要:利用土地利用变化及能源消耗资料,采用直接碳排放系数法,对四川省广元市近20a的不同土地利用类型的碳排放效应进行了估算。结果表明,在土地利用变化的影响下,该区域碳排放量明显增加,从1990年的2.11×107 t增长到2010年的3.98×107 t,增长幅度为88.9%;建设用地是主要的碳源,碳排放量从1990年的2.73×107 t迅速增长到2010年的4.91×107 t,其碳排放量占总碳排放量的99%以上,平均年增长速度为1.09×106 t;林地作为最大的碳汇,20a间有所增长,但水域、草地、未利用地碳汇效益不明显;从碳排放的空间格局来看,市中心区利州区的碳排放量最大,年平均碳排放量1.60×107 t。依据相关研究结果,提出了减少广元市碳排放量的相关建议。

摘要:按不同坡向和不同坡位,对乌兰布和沙漠铺设3.5a的聚乳酸(PLA)方格沙障的降解性能进行了研究。通过单根纱线拉伸试验研究了沙障的力学性能变化,利用天平称重测定了失重率变化,并利用环境扫描电镜观察了障体表面形态变化。结果表明,与未使用的PLA沙障相比,随坡位的上升,障体4个部位的单纱断裂强度呈现出不同程度的降低,各部位的单纱断裂强度由小到大排序依次为:迎风面、顶部、背风面、贴地面。从坡底到坡顶,障体的失重率整体呈现出逐渐增大的变化特点。沙障暴露部分的降解现象较贴地部分的明显。风沙流吹蚀磨蚀是影响PLA沙障材料性能的最主要因素,光照的影响其次,沙区土壤微生物的作用最小。

摘要:联合应用流域非点源AnnAGNPS模型和水库水质CE-QUAL-W2模型,研究了非点源污染对陕西省金盆水库水质影响。利用AnnAGNPS模型输出黑河流域非点源污染负荷,将其转化为金盆水库入库浓度作为CE-QUAL-W2模型的输入,对黑河金盆水质进行预测。结果表明:(1)非点源污染在洪水期时对金盆水库水质有较大影响,而在非洪水期时非点源污染对水库水质影响不显著;(2)非点源污染对水库纵向和垂向水质的影响存在差异性;(3)林地对流域非点源污染的削减起到很大作用;(4)在对水库水质进行预测时,应对洪水期和非洪水期的非点源污染区别对待。

摘要:集沙仪作为专门用于收集风蚀颗粒的采样仪器对土壤风蚀研究具有重要意义。从通风屏的位置和面积,形成通风屏的筛网目数和进沙口位置等方面设计了16种集沙仪。通过在风洞内进行的等动力性实验和采集率实验最终筛选出面积为9 884mm2的通风屏位于集沙仪顶部,进沙口凸出集沙仪迎风面的集沙仪是16种集沙仪中采集性能最好的集沙仪。其修正后的进沙口风速与实验风速比为0.870;对0.10～0.25,0.075～0.10和<0.075mm粒径范围的土样,各风速的平均采集率分别为83.58%,81.16%和60.93%,适合采集跃移及部分悬移运动颗粒;该集沙仪结构简单,操作方便,可采集同一位置不同高度的风蚀尘,也可添加旋转装置用于野外观测,符合室内外风蚀研究需要。

摘要:植物混凝土格栅技术是一种新型的生态护坡技术。选择北京地区延庆县水土保持科技示范园内一处陡峭裸露边坡为研究对象,研究了植物混凝土格栅技术在北京地区的适用性以及在岸坡生态修复中的作用。针对该段坡面存在的溅蚀、面蚀以及沟蚀等土壤侵蚀现象,采用植物扦插与混凝土格栅相结合的方法对裸露边坡进行近自然修复。分别对施工后3个月、15个月和47个月时旱柳的成活率、覆盖度以及47个月后旱柳的生长状况、土壤养分和生物多样性进行了调查监测。结果表明,利用该技术使旱柳的生长情况达到了较高的水平。47个月后旱柳的平均基径和平均株高分别为2.02cm和317.2cm,而且岸坡植被迅速恢复,生物多样性明显增加,土壤性质有所改良。

摘要:针对江苏省滨海盐渍土的特点,采用4种土壤改良剂,通过改良剂单施和改良剂与石膏配施试验,分析测定了施用这些改良剂后的土壤含盐量和pH值,并测定了作物产量,筛选出适宜于滨海盐渍土的最佳改良剂及组合。试验结果表明,腐殖酸改良滨海盐渍土效果最好,经腐殖酸(300kg/hm2)处理后,0-5,5-20和20-40cm土层盐分含量相对降低量分别为38.2%,24.5%和13.9%。石膏能显著降低土壤盐分含量和提高作物产量,经石膏(300kg/hm2)处理后,0-5,5-20和20-40cm土层盐分含量相对降低量分别为18.8%,13.0%和4.9%,油菜较对照增产6.1%。腐殖酸与石膏配施是滨海盐渍土适宜的改良剂组合,腐殖酸(300kg/hm2)与石膏(300kg/hm2)配施,可使0-5,5-20和20-40cm土层盐分含量相对降低量分别达45.1%,38.9%和25.7%,使油菜较对照增产18.6%。

摘要:采集了长沙市东郊第四纪红土和花岗岩风化物两种母质发育的耕型红壤样品,通过室内分析获得了土壤的颗粒组成和土壤有机质含量。利用诺谟图法、修正诺谟图法、EPIC模型、几何平均粒径模型和Torri模型分别估算了两种母质发育红壤的可蚀性因子K值,并将估算结果与江西省鹰潭市中国科学院红壤生态试验站通过自然降雨实测方法获得的K值进行了比较。结果显示,Torri模型和几何平均粒径模型比较适合估算长沙市东郊第四纪红土发育红壤的可蚀性K值,Torri模型、几何平均粒径模型和EPIC模型比较适合估算长沙市东郊花岗岩风化物发育红壤的可蚀性K值。

摘要:区域滑坡危险性评价是进行区域滑坡风险性研究的基础。提出了一种基于反距离加权的"黑箱"式评价方法,该方法将滑坡作为一个系统进行分析,各影响因素作为滑坡系统中的子系统。根据相似相近的原理,假设已有滑坡点对周围区域的滑坡危险性存在局部性影响,利用反距离加权法对所有滑坡点进行分析评价,以获取研究区的滑坡危险性评价结果。同时对该方法运用于区域滑坡危险性评价的理论基础、适用范围进行分析,并以四川省苍溪县为例,验证了运用该方法进行区域滑坡危险性评价的可行性。

摘要:SWAT是基于物理机制的分布式水文模型,能够准确地模拟及预测不同下垫面的径流量。应用SWAT模型对黄土丘陵区燕沟流域2002-2008年逐月径流量进行了模拟。结果表明,模拟率定期和验证期的Nash-Sutticliffe效率系数分别为0.76和0.81,相关系数r2分别为0.79和0.80。模型模拟精度高于评价标准(模拟效率Ens>0.5,r2>0.6),说明SWAT模型适用于黄土丘陵区小流域,模拟效果很好,可以用来监测预报黄土丘陵区的汛情,具有很强的实用性。

摘要:针对目前河流生态基流量尚无统一的计算平台,各种方法的计算和对比研究较为繁琐等问题,使用Visual Basic 6.0作为开发工具,开发出界面友好,操作简单,交互性强,包含12种水文学、水力学计算方法的河流生态基流量计算软件。该软件不仅简化了生态基流量计算步骤,而且便于不同方法之间的相互比较。使用该软件对渭河关中段进行了实例研究,结果发现不同方法的计算结果差别较大。选择8种单流量计算方法的平均值13.7m3/s作为渭河关中段的生态基流量,选择与研究区流量实际变化情况较为吻合的Texas法计算结果作为渭河关中段月生态基流量序列。该软件的开发与应用为今后河流生态基流量动态计算奠定了基础。

摘要:使用重庆市沙坪坝气象站1951-2010年日降雨数据构建降雨侵蚀力年雨量简易算法,分析年雨量简易算法预测精度,确定了年雨量算法预测精度最高时对应的日雨量,并进一步探讨了年降雨侵蚀力和降雨参数的时间变化特征。结果表明:(1)年雨量与年降雨侵蚀力呈指数关系。日雨量≥25mm的年雨量与年降雨侵蚀力的关系最为密切;采用日雨量≥25mm的年雨量算法预测年降雨侵蚀力的精度均优于其他日雨量对应算法。(2)1951-2010年年降雨侵蚀力与年降雨参数随时间变化趋势不显著。对于某一变化趋势时段,日雨量≥25mm的年雨量与时间的相关系数和年降雨侵蚀力与时间的相关系数数值相近。可使用日雨量≥25mm的年雨量作为替代指标分析水土流失对气候变化的响应。该文研究结果可为提高降雨侵蚀力简易算法预测精度,深入理解降雨侵蚀力对气候变化的响应以及区域水土流失防治提供参考。

摘要:在分析土壤侵蚀影响因子的基础上,采用植被覆盖率、地面坡度、沟谷面积占坡面面积比、沟谷密度、崩塌面积占坡面面积比5个因素作为评价特征指标,建立了基于逼近于理想解的排序法(TOPSIS法)的土壤侵蚀等级划分的综合评判模型,并根据评判结果确定了土壤侵蚀等级。以某输变电工程建设开发项目为案例对该模型进行了实证研究。结果表明,该方法原理简单,计算简便,评价结果合理,可为相关部门制定水土保持规划和治理措施提供依据。

摘要:提高城市土地集约利用水平对缓解人地矛盾、提高土地利用效率等具有重要意义。以河南省17个省辖市的城市土地利用为研究对象,根据城市土地集约利用的内涵,构建一套衡量城市土地利用集约度的指标体系,并采用主成分分析法和物元模型2种方法对各城市土地利用的集约度进行了对比分析。研究结果表明,2种方法测评的城市土地利用集约度,在测评结果排序、集约利用等级划分和空间分布等方面虽有差异,但存在较大的相似性。豫北、豫西南和豫西的城市土地集约利用程度较高,而位于豫东和豫东南的城市土地集约利用程度则相对较低。2种方法在分析影响城市土地集约利用程度的内部因素时差异较大。研究结论认为,未来河南省各城市要加大土地投入力度,改善土地生态环境质量,以促进城市土地集约利用程度的提高。

摘要:以长江三角洲地区(简称"长三角"地区)的无锡市2005年土地利用数据为基础,采用GIS技术和最小累积阻力面模型,分析了岛屿型和网络型源对应形态特征产生的空间运动潜在趋势,识别出位置型关键地段。结果表明:(1)无锡市有源间连接型关键地段3片23处。入侵用地面积上,宜兴片入侵面积最大,江阴片次之,滨湖片最小;入侵破坏程度上,江阴片最严重,滨湖片次之,宜兴片最少;(2)网络控制型关键地段2片40处。入侵面积和受破坏程度上,滨宜片均大(强)于江阴片;(3)位置型关键地段56处,可划分为2类8种,其中重要地段13处,一般地段43处。位置型关键地段空间分布上均与研究区地貌特征紧密相关。

摘要:通过对豫北太行山低山丘陵区植被现状进行调研,根据生境及植被特征,应用生态学原理与方法,提出了该区6大植被恢复模式,即水土保持林模式,生态经济模式,封山育林模式,公路两旁植被恢复模式,自然保护区模式,防火林带模式。从地带性植物群落、防火减灾、景观生态、最优分布位置等角度,研究了豫北太行山低山丘陵区的植被恢复模式,研究结果对豫北太行山乃至整个太行山区的植被恢复具有一定的指导意义。

摘要:降雨径流是引起土壤侵蚀的主要动力,因此预测不同降雨及下垫面条件下的径流量是土壤侵蚀预报和水土流失治理的关键。应用美国原水土保持局开发的流域水文模型SCS-CN模型对巢湖流域降雨-径流过程进行模拟。在ArcGIS 9.2软件支持下,估算2002-2006年巢湖流域地表年径流量并分析了不同土地覆被类型的产流状况。结果表明,巢湖流域地表降雨径流年际变化较大,径流量变化范围为591.323～1 557.136mm。不同土地覆被类型产流能力依次为:城镇用地>水田>未利用地>旱地>农村居民点>草地>林地>灌木林。

摘要:以三峡库区的张家冲小流域为例,对降雨-径流过程进行模拟,以期为库区小流域水土流失和非点源污染过程研究提供借鉴,并为控制三峡库区的水土流失和非点源污染,保障库区的水资源安全,缓解日趋严重的环境压力提供科学支撑。首先以研究区的水文、气温观测资料以及数字高程模型为基础,利用半分布式水文模型TOPMODEL模型对日径流进行模拟,选用Nash-Sutcliffe效率系数、均方根误差RMSE以及相关系数r作为目标函数。模拟结果表明,研究区径流的模拟值与实测值变化趋势较为一致;丰水期的模拟精度和拟合效果都优于枯水期,且差异较大;依据《水文情报预报规范》SL250-2000,确定该区丰水期的模拟精度为丙级,枯水期在丙级以下。研究发现,TOPMODEL比较适用研究区丰水期的日径流模拟,不适用于枯水期的日径流模拟。

摘要:介绍了Bagnold模型、Takahashi模型、费祥俊模型、Iverson模型4个代表性黏性泥石流运动的模型,并利用云南省东川市蒋家沟的23阵泥石流测量资料对其进行对比检验。结果表明,Bagnold模型模拟的流速值总体上与测量值接近,但是弥散应力无法支撑固相有效重力;Takahashi模型模拟的流速值总体偏小;费祥俊模型模拟的水力坡降和断面平均流速均偏小;对Iverson模型的初步分析表明,蒋家沟泥石流具备维持受力平衡所需液化度的条件。参数敏感性分析表明,极限浓度对Bagnold模型和Takahashi模型影响较大,内摩擦角对费祥俊模型和Iverson模型影响较大。

摘要:在自然与人类活动共同影响下,黄河中下游流域水循环多过程发生变化,影响了洪涝灾害的成灾模式和发展趋势。采用Morlet小波分析和趋势分析方法,对黄河中下游流域洪涝灾害现状、降水丰枯周期变化、降水强度和频率等进行了分析。结合社会经济发展、水沙关系和凌汛形成机制,剖析了黄河流域洪涝灾害的孕灾环境、致灾因子强度和承灾体脆弱性变化特征。结果发现,黄河流域洪涝灾害发展有如下新形势:黄河流域洪涝灾害整体呈现加重态势;支流和小流域洪涝灾害态势严峻;"小水大灾"频繁发生,损失惨重;凌汛灾情趋于缓和。

摘要:地貌是自然地理环境的重要要素之一,对土地利用景观格局具有深刻的影响。以陕西省安塞县为例,依据景观生态学原理,运用ArcGIS软件,对不同地貌类型下的土地利用景观格局进行了分析研究。结果表明,不同地貌区景观类型组合不相同,不同景观类型在同一地貌区内的格局特征大不一样,同一景观类型在不同地貌区的空间格局也有明显差异。河谷阶地区景观的空间异质化程度高,多样性和均匀度指数大,黄土梁涧区次之;黄土峁状丘陵区以草地作为本底,其他景观要素镶嵌于这一本底,优势度高;黄土梁峁丘陵区形状最复杂,斑块凸起多,形状不规整,斑块间大小差异十分明显。

摘要:通过从流域水体、资源、生物、社会和经济结构等方面分析梯级开发项目群累积环境影响,建立了水电梯级开发项目群环境管理成熟度二维模型。参照我国现行的建设项目管理程序,建立第1维度(梯级开发项目群环境管理指标体系):项目建议书或预可行性研究阶段、可行性研究阶段、设计阶段、施工阶段、试生产和竣工验收阶段、协调管理。同时,构建了第2维度(5级环境管理成熟度的发展等级),从低到高分别为"无序级"、"简单级"、"规范级"、"改善级"和"精益级",并对其特征重新定义。然后采用群体决策的方法对水电梯级开发项目群环境管理成熟度进行评价,利用四象限分析法对成熟度等级进行提升。分析结果表明,提升梯级开发项目群环境管理成熟度水平应对第Ⅱ象限指标重点改进,同时注意保持第Ⅰ象限水平。最后通过算例对该模型进行了验证。

摘要:沟谷的地貌特征是泥石流灾变过程中的一个重要的缓变因子。它决定泥石流形成的动力条件,制约水源条件中的地表径流汇流过程,影响固体物质补给的方式。因此,可以通过研究流域地貌特征来分析泥石流灾害发育特征。以杂谷脑河中游的暴雨型泥石流沟为研究对象,分析了定量描述沟谷发育阶段的流域地貌信息熵,流域面积以及沟床纵比降与泥石流灾害特征之间的关系。结果发现,泥石流沟流域地貌信息熵值处于为0.12～0.20之间时,沟谷属于中高频的泥石流沟,熵值位于区间之外的沟谷则属于低频泥石流沟;沟谷流域面积大于15km2,沟床纵比降小于300‰时,发育稀性泥石流,反之则发育黏性泥石流。

摘要:以汶川地震活动断裂龙门山断裂带穿过的12个县(市)为研究区,分析了研究区汶川地震前后崩塌和滑坡空间分布特征,并使用统计学方法Logistic回归模型分别对震前震后的崩塌和滑坡敏感性进行评价,结合崩塌和滑坡敏感性变化矩阵,分析了汶川地震后崩塌和滑坡敏感性的空间变化特征。震前崩塌和滑坡高敏感区主要沿河谷分布,而震后崩塌和滑坡高敏感区主要沿龙门山断裂带分布。震前的极高敏感区震后仍表现为极高敏感区,而靠近断裂带的区域,震前的低敏感区转换为高敏感和极高敏感区。

摘要:以黄土高原上黄小流域土地利用变化图谱为数据基础,采用RS/GIS技术与数理统计法,研究了其土地利用动态变化状况及其驱动因素,以期为黄土高原小流域水土流失综合治理提供数据基础和理论依据。研究结果表明:(1)根据景观基质的不同,可将该流域土地利用变化划分为3个阶段:1982-1990年以草地为主,1990-2002年以耕地为主和2002-2008年以林地为主;(2)近30a来上黄小流域土地利用发生了明显的变化,主要表现为林地面积大幅度增长,坡耕地面积减少和果园面积逐年增加。研究表明,土地利用变化是影响区域水土流失的重要因素,可以通过土地利用结构的合理布局来减少水土流失。

摘要:大渡河右岸一级支流利子依达沟是一条多期次,中高频率的泥石流沟。根据该沟泥石流的灾害历史和发育特征,对整个沟域进行了详细的地质工程调查,典型剖面保留泥痕的地质工程测绘,现场的颗分实验及容重实验,分析了利子依达沟泥石流的形成条件和泥石流的演化历史。结合大渡河阶地发育特征和冰川消融期次,分析了利子依达沟各期老泥石流的发育时期,并对该沟泥石流进行了预测。通过研究发现,利子依达沟古泥石流的形成和冰川的演化有着密切的联系,通过历史分析法可以预测其发展趋势。利子依达沟是一条衰亡期泥石流沟,其泥石流暴发规模会逐次减小。

摘要:为了解硒元素在大庆市龙凤湿地环境-植物系统中的分配特征,于2011年春季采集了龙凤湿地土壤、水、芦苇3种样品,采用原子吸收光谱法测定其中硒含量,应用统计学方法分析了3者之间的关系。结果显示,龙凤湿地土壤硒含量均值介于129.63～142.18μg/kg,水硒含量在3.87～7.02μg/kg,芦苇根、茎、叶硒含量分别为50.17,18.29,和15.68μg/kg。经分析表明,土壤硒含量与芦苇硒含量之间存在显著正相关关系,并且芦苇对环境硒的富集能力较弱,属非富硒植物。

摘要:植被变化对全球气候变化的响应是近年来生态学研究的热点问题。鄂尔多斯高原地处中国西部生态敏感地带,研究该区域植被变化及其对气候变化的响应具有重要意义。利用1982-2006年的NO-AA/AVHRR NDVI数据和当地同期气象资料,研究了鄂尔多斯高原地区植被覆盖变化及其与气象因子的关系。结果表明:(1)1982-2006年鄂尔多斯高原全年平均NDVI显著增加(p=0.001 7),增加率为每年0.04%,平均温度也在显著增加(p<0.001),平均降水波动大但没有显著趋势(p>0.05);(2)鄂尔多斯高原植被NDVI增加的主要区域是典型草原,其春、夏、秋3季的季节平均NDVI都显著增加(p<0.001);(3)鄂尔多斯高原植被NDVI在生长阶段增加的主要驱动因子是降水,非生长阶段的变化主要是由温度引起的。

摘要:基于压力-状态-响应(PSR)概念模型,对21个指标进行了数据标准化处理,指标权重确定和生态安全评价模型的构建。以陕西省宝鸡市为例,分析了宝鸡市1991-2009年来的生态安全问题。利用生态安全动态度模型对研究区的生态安全变化状况进行深入研究,并利用灰色系统理论中的灰色系统预测模型GM(1,1),对研究区未来10a的生态安全状况进行预测。研究结果:(1)19a间宝鸡市的生态安全值呈现逐年减小的趋势,从1991年的0.650减小为2009年的0.434,平均每年减少0.01749%。(2)以现在的生态环境的"压力-状态-响应"指数预测未来10a的生态安全值的变化情况,结果显示从2012-2021年生态安全值将持续减小,2021年生态安全值将减小至0.317。

摘要:为评价黄土高原小流域重力侵蚀稳定性,采用有限差分FLAC3D软件对黄土高原王茂沟小流域概化模型进行了研究。对小流域平衡状态时位移场和应力场和塑性屈服区进行数值模拟,并结合Rosen-blueth矩估计方法对流域重力侵蚀破坏概率可靠度进行了分析。结果表明,剪切塑性区域主要分布于坡面和沟坡大部分区域,张拉塑性区域主要分布于梁峁顶和梁峁坡上部;该流域重力侵蚀处于不可接受的风险水平,需采取有效的工程措施以提高其稳定性。Rosenblueth法可有效地将传统安全系数与概率分布相互结合补充,为建立流域稳定性与重力侵蚀可靠度的指标评价体系提供了一种好的方法。

摘要:兰州段黄河湿地在其城市生态系统中占有重要地位。采用样带和典型样方相结合的方法对黄河湿地3种生境系统进行实地调查,研究了兰州城市湿地的植物多样性。结果表明:(1)不同生境系统湿地植物群落以草本为主,乔木多以杨柳科的垂柳为主,灌木只调查到1科1种。过渡带湿地植物种类几乎涵盖了其他生境系统的所有物种。(2)近裸露湿地赖草、稗草、虎尾草的重要值分别达到16.336,14.112,11.723;过渡带湿地中芦苇的地位得到加强,近自然湿地中芦苇的重要值已达13.153,其常见伴生种如水芹、香蒲、罔草也具有一定的地位。(3)3种生境湿地丰富度指数,Simpson指数及Shannon-Wiener多样性指数大小依次为:过渡带>近裸露湿地>近自然湿地,均匀度指数与之变化趋势不一致。近裸露湿地与过渡带β多样性小于近自然湿地与过渡带,不同生境间的相异性也表现为近裸露湿地与过渡带小于近自然湿地与过渡带。

摘要:为解决豫西南丘陵坡地的水土流失问题,开展了种植龙须草、紫穗槐与次生植被的对比试验。结果表明,人工种植龙须草、紫穗槐改善了土壤的物理性状效果显著(p<0.05),使土壤容重分别降低了9.15%和10.56%,土壤总孔隙度分别增加了10.56%和12.28%;土壤非毛管孔隙度分别增加了38.64%和42.93%;土壤毛管孔隙度分别增加了4.78%和5.98%。种植龙须草、紫穗槐土壤蓄水保水能力提高显著(p<0.05),其中土壤毛管最大持水量分别增加了15.35%和18.49%,土壤饱和含水量分别增加了18.14%和19.57%,土壤饱和贮水量分别增加了4.10%和4.42%。人工种植龙须草、紫穗槐土壤的渗透率提高显著(p<0.05),其分别是次生植被的2.09倍和2.17倍。茎叶吸水率:龙须草>紫穗槐>次生植被。试验还表明,种植龙须草和紫穗槐3a后,地面径流深、土壤侵蚀量和土壤养分流失量低于次生植被。

摘要:水土资源是相互作用相互制约的有机整体,贯穿地区社会、经济、环境协调可持续发展的主线。石羊河为西北干旱区典型缺水流域,依托该流域发展的绿洲是人类生产生活的集聚地,存在着特殊而敏感的人与环境关系。以武威市为例,通过构建LUCC生态风险模型,借助GIS技术与相关统计方法揭示其土地利用生态风险动态及空间变化;参照石羊河水资源公报与武威市统计年鉴(2003-2009年),建立水资源利用生态风险识别评估体系,对比研究了不同时段的水资源利用动态风险。结果表明,研究期内武威市土地覆被景观生态风险主要集中在耕地、牧草地和未利用地,且分布面积较广;各区县土地利用综合风险指数均有所增加,土地利用格局的变化产生了一定生态风险;2003-2009年武威市水资源利用生态风险等级显著提高,各地区需结合自身实际情况,采取措施应对水资源生态风险变化。

摘要:以统计年鉴数据和农户调查问卷数据为基础,运用已建立的评价指标体系和所确定的权重对陕西省安塞县及其南、中、北不同区位的商品型生态农业实施效果进行了评估。结果表明,10a余来,安塞县商品型生态农业建设经历了3个阶段:经济系统衰退生态系统平稳过渡阶段,经济系统复苏生态系统高速发展阶段和经济系统快速增长生态系统良性波动阶段。其发展状况由1998-2001年的"中等"等级演变到2002-2009年的"良好"等级,预计到2015年将达到"优异"等级,系统总体趋于协调发展状态。但该区局部也存在如草畜业资源不足与林草资源闲置等问题,制约了安塞县商品型生态农业系统整体水平的提高。

摘要:川滇黔接壤地区是中国滑坡灾害的多发区,区内共有崩塌、滑坡等地质灾害隐患点1.2万余处,对100余万人的生命与财产安全构成威胁,严重影响当地人民生产、生活安全与可持续发展。选择坡度、相对高差、到活动断裂带距离、年均降雨量和年均大雨日数5个因子作为滑坡危险性的评价因子,在GIS支持下获取各因子的贡献权重,根据贡献率模型在空间叠加下生成研究区滑坡危险性评价图。结果表明:(1)研究区1.92×105 km2面积中,极高危险区3.92×104 km2,高危险区4.34×104 km2,中危险区4.58×104 km2,低危险区3.92×104 km2,稳定区2.42×104 km2,中度以上危险区面积占研究区总面积的67.00%;(2)极高危险区主要分布在小江-安宁河深大断裂两侧以及金沙江、雅砻江等深切河谷中,显示出活动断裂带和地貌对滑坡危险性的宏观控制作用;(3)中度以上危险区内人口总量约1 152.31万人,占总人口的32.17%;GDP约419.88亿元,占研究区总量的28.75%,因此加强川滇黔接壤地区地质灾害防灾减灾能力建设已刻不容缓。

摘要:2010年8月8日,舟曲县城北侧三眼峪沟和罗家峪沟暴发的特大山洪泥石流,给舟曲县城人民生命财产造成了巨大损失。基于现场调查、勘测,从流域地质环境条件,该次泥石流形成及活动特征,固体松散物质储存及补给方式,沟道冲淤变化及县城防灾等分析入手,阐述了拦挡工程在三眼峪沟泥石流治理中的作用,提出了以拦为主,拦排结合的治理观点;对拦挡坝工程类型进行分析选择,提出了采用抗冲击力强的中、高拦挡坝治理该沟泥石流,以确保足够的拦砂库容和工程的安全可靠性;依据各沟段泥砂补给及泥石流活动特征,分析拦挡坝构筑物形式及其功能和作用,系统部署了沟道拦挡坝工程。

摘要:根据贵阳市1996-2009年的统计资料,选取总人口、国内生产总值、农业机械化水平、城镇化率等12个社会经济因子,运用SPSS数据处理软件进行相关分析和主成分分析,对近14a来贵阳市耕地面积变化趋势以及变化因子进行了综合分析研究,并揭示了引起耕地数量变化的驱动机制。结果表明,近14a来贵阳市耕地面积总体呈下降趋势,人均耕地面积变化态势与总耕地数量变化保持一致。通过主成分分析得出导致贵阳市耕地面积变化的驱动因素为人口的增长,经济的发展和农业科技水平的进步。在此基础上提出了保护耕地的措施,以确保该市耕地资源得到安全和可持续利用。

摘要:耕地动态变化特征的研究对耕地保护、整理和开发利用具有极其重要的意义。以巴彦县1991,2006和2009年3期遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,提取3个时点耕地动态变化数据,分析了该区耕地变化幅度与速度特征、耕地转入转出特征、耕地变化空间分布特征及耕地景观格局分布特征。结果表明,巴彦县3个时点耕地面积持续增加,但年均净增速度却呈现下降趋势。未利用地、林地和建设用地始终是向耕地转变的主要土地利用类型;耕地主要向林地、未利用地、草地和建设用地转变。巴彦县耕地变化空间差异显著,新增耕地主要来自于研究区南部松花江沿岸河漫滩开垦、东北部低山丘陵地区毁林开荒及西北部建设用地转变。耕地斑块数量和斑块密度呈上升趋势,人类干扰程度加大,破碎化程度不断加剧;耕地景观形状指数和分形维数呈下降趋势,耕地景观的斑块形状更趋简单并越来越有规律;较高的耕地景观连通性,表明耕地景观在空间分布上具有较高的聚集度。

摘要:泥石流是金沙江下游主要山地灾害之一,它对重大水电工程施工和运行期间的工程安全可能构成一定程度的威胁和危害。通过评估该区泥石流对重大水电工程的影响,指出泥石流对水电工程的影响主要表现在对施工道路、水电工程附属设施及移民安置、库区泥沙、坝区工程设施等4个方面。以金沙江下游白鹤滩电站库区黑水河泥石流为例,具体分析了泥石流对水电工程的影响。结果表明,黑水河泥石流可能堵塞主河,其堵塞回水和溃决洪水对白鹤滩电站建设的施工道路、临时设施有一定危害。此外,泥石流会将大量的泥砂带入库区,从而减少电站的有效库容。

摘要:利用能值分析理论和方法对长株潭城市群农业生态系统的投入产出状况、运行效率和环境负载率进行了系统分析。分析结果表明,该城市群农业生态系统能值投入主要以不可更新工业辅助能源为主,农业生产成本过高;在能值产出中林业和畜牧业能值产出较大,而种植业和渔业所占比例较小;环境负载率低于发达国家和地区水平,具有较大的发展空间。为了获得更高的能值产出,促进该城市群农业生态系统的健康、可持续发展,长株潭城市群应当优化能值投入与产出结构,大力发展该区域的特色农业与生态农业,建立多层次、高功效、低能耗的农业生态系统。

摘要:鄱阳湖区农村面源污染问题日益严峻,已威胁到湖泊的水环境安全。结合该区域农村面源污染自身的变化特征,在星子县示范区内构建结构性最佳管理措施BMPs(best management practices)系统对区域内农村面源污染进行控制。结果表明,在监测期间该BMPs系统对COD,TP和TN的削减量分别为568.25,3.06和26.90kg。其中人工湿地对COD,TP和TN的单位面积削减量约达40,0.4和3.0g/m2,有较稳定的污染物去除能力;生态沟渠对各污染物单位面积削减量变化较大,与人工湿地相比虽有更强的污染物削减能力,但稳定性较弱。结合生态沟渠和三级表面流人工湿地的特点,建议通过引入适宜的植物至生态沟渠提高其处理污染物的稳定性。