退耕还林中地区利益分配问题

从科斯定理入手,利用"流域发展权"概念和博弈论基本原理,分析当前退耕还林中的地区利益分配问题.认为退耕还林成本应该更多的由流域的中下游地区(主要指东部地区)承担,而不是如目前,实际上主要由中上游地区(主要指中西部地区)承担.     

西辽河南部植被複合体分类的原则

西辽河南部地区在本文中是指西辽河右岸及其支流西拉木侖河和老哈河下游广泛分布着所谓坨甸土地资源的地区(图1)。“坨”和“甸”(蒙语称芒汗和塔拉)这是西辽河流域自然景观中的两个基本组成部份。“坨”在当地居民的习惯中是指由风蚀、风积过程形成,     

瓯江流域沉积物重金属污染分布特征、污染程度和来源分析

对浙南瓯江流域表层沉积物进行了粒度、分粒级提取和重金属元素含量分析，并结合富集因子和地质累积指数研究该流域重金属污染特征和影响因素。结果显示：(1)根据粒度特征，瓯江流域可分为河流段、感潮河段上游、感潮河段下游三段，每段沉积物的物质组成和重金属含量具有显著差异；(2)瓯江上游河流段大多数地区沉积物中重金属元素含量低于或接近背景值，主要来源于自然风化过程；(3)瓯江下游河段存在轻度-中度水平的Cu、Cr、Ni、Zn污染，与温州地区高强度的经济活动和产业类型有关；(4)瓯江流域重金属含量受到“粒度效应”影响，细颗粒沉积物中元素含量较高，泥沙运移、沉积物来源等对重金属含量具有一定影响。     

海河流域干旱时空变化及驱动因素分析

基于MODIS EVI(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Enhanced Vegetation Index)、PET(Potential Evapotranspiration)和ET(Evapotranspiration)数据构建了改进的干旱严重度指数(Modified Drought Severity Index, MDSI),并借助趋势分析、相关分析等方法对2001～2014年海河流域干旱时空演变规律及其驱动因素进行分析.结果表明:(1)2001～2014年海河流域生长季、夏季和秋季的MDSI与标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)和自适应帕尔默干旱指数(self-calibrating Palmer Drought Severity Index, scPDSI)的相关性优于干旱严重度指数(Drought Severity Index, DSI);(2)时间上,2001～2014年海河流域生长季的MDSI呈显著增加的趋势(P0.05),春季、夏季、秋季的MDSI也呈现增加的趋势,表明近些年来海河流域干旱有缓解的趋势;(3)就典型干旱年2001年来看,干旱在5月最为严重,流域的西部地区在6～8月持续出现严重甚至极端干旱事件;(4)在季节尺度上,春季显著变干的区域主要位于河北省中部和南部地区;夏季和秋季显著变干的区域主要位于河北西部和北部;(5)海河流域西部MDSI主要由ET/PET控制,而东部MDSI主要受EVI影响.与气象因子相关分析表明生长季MDSI、DSI与降水和相对湿度呈显著正相关,与日照时数呈显著负相关.     

浦阳江流域(浦江段)的河流生态系统健康评价

河流作为重要的生态系统,承担着人类生产生活的需要,浦阳江流域(浦江段)河流生态系统的健康状况,对维护流域的可持续发展有重要意义.本研究把河流荧光溶解性有机质(FDOM)不同组分的荧光强度作为新型指标引入河流评价体系中,并基于河流水文、水体理化性质、水体重金属、河流生物5个层面选取23个指标,运用加权平均法和层次分析法(AHP),构建了浦阳江流域(浦江段)河流生态系统健康评价指标体系.评价结果表明,虽然该地区整体处于"亚健康"级别,但也有44.4%的地区处于"轻微病态"状态,河流存在轻度污染.水体理化指标与FDOM组分荧光强度指标间的相关性结果表明,类蛋白荧光峰D荧光强度与总氮和氨氮呈显著正相关(P0.05),相关系数分别为0.533和0.689,说明FDOM荧光强度可以一定程度表征水体的受污染状态.研究结果表明浦阳江流域(浦江段)存在水体重金属污染,主要是由于水生生物的生存环境遭到破坏,城市化和工业化影响严重等一系列问题影响了河流健康.     

我国北方夏季风期间降水的若干气候特征——谱分析和自然正交函数的应用

本文的工作是用谱分析和自然正交函数展开等方法,对我国北方地区(主要指黄河中下游、海河流域和辽河流域的部分地区,约为102°E—120°E、34°N—43°N的范围)301个台站的22年(1958—1979年)的降水资料,主要是7、8月降水量进行了分析,得到该地区夏季风期间降水时空分布的一些气候特征,全部计算工作在TQ-16计算机上完成。     

水文响应指数及其在TOPMODEL参数区域化中的应用

提出一个描述流域单元地表特征的指数,该指数由TOPMODEL的地形指数(TI)和SCS的径流曲线数(CN)组成.以黄河中游的洛河流域为研究区,应用遥感和地理信息系统技术构建了水分响应指数(HRI),在分析其地学意义的基础上,提取了流域的水分响应单元(HRU).应用TOPMODEL率定了模型参数,建立了HRI和单元特征与主要模型参数的统计关系.利用该关系反演的参数验证流域的径流模拟,取得了较好的效果.试验结果表明,该指数可以用于流域的空间离散和水文模型参数的区域化分析,为资料缺乏地区的水文模型参数移用提供了新的方法.     

苍山十八溪流域近60年降水量时空分布特征分析

依据苍山十八溪流域4个气象观测点近60年来(1951—2013年)逐月的降水量观测资料,运用地质统计学中变异函数的相关理论和方法,分析了十八溪流域降水量的时空分布规律.结果表明:在时间上,流域平均降水量呈周期性变化,总趋势在减少,2009年以后进入新的少雨期,流域月平均降水量丰沛的季节主要集中在5—10月,稀少的季节主要集中在11—4月,干湿分明;在空间上,流域降水主要分布在流域中部靠近洱海的地区以及苍山东面的狭长地区,呈现东西地区年降水量差异悬殊的趋势.     

雅鲁藏布江流域杨树人工林优势种对高寒环境的生态适应性研究

雅鲁藏布江流域的造林工作对提升流域水土保持以及改善流域生态环境具有重要意义.北京杨(Populus×beijingensis)和银白杨(P.alba)作为该流域的主要造林树种，但这两树种对高寒环境的生态适应性研究较少.为深入探讨雅鲁藏布江流域主要杨树人工林的生态适应性，本文以青藏高原雅鲁藏布江流域不同海拔分布的北京杨和银白杨为对象，通过采集叶片并进行性状特征的测定，对该流域主要杨树人工林的生态适应性进行了深入研究.结果表明：(i)树种和海拔效应对北京杨和银白杨的可溶性总糖、淀粉、果糖和非结构性碳水化合物都具有显著影响；(ii)在高寒环境中，北京杨的渗透调节能力和抗氧化能力较银白杨更强.综上所述，北京杨在应对高寒胁迫时较银白杨具有更好的耐受性.未来在青藏高原杨树人工林的造林工作中，应主要考虑选择北京杨.     

黑河流域地下水电导率空间分异特征及影响因素研究

黑河流域是我国西北干旱区的第二大内陆河流域,地下水电导率γ的研究对保护流域地下水资源,减少流域生态环境的破坏具有重要的现实意义.通过对黑河流域地下水γ的空间变化及其与主要离子的关系进行分析,结果表明:1)整体上,上游浅层及深层地下水γ均较低,明显低于中下游地区,中游浅层地下水γ明显高于深层地下水,下游浅层与深层地下水γ差异不大;2)从区域上来看,中游干流地区浅层地下水γ沿流程呈增加趋势,中、下游沿河道附近浅层地下水γ高于距河道较远地区,上游及中游山前平原地区深层地下水γ较低,明显低于中游细土平原地区,下游居延海—中蒙边界地区与狼心山—额济纳旗城河道附近地区的深层地下水γ存在明显差异;3)地下水γ与各主要离子的关系表明,上游山区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-浓度的影响,中、下游地区地下水γ主要受到Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)浓度的影响.此外,中游距河道较远地区的深层地下水γ以及下游沿河道附近的浅层及深层地下水γ均受到了农业灌溉活动的影响.     

基于CA-Markov模型的流溪河流域景观格局分析及动态预测

以广州市重要的水源地流溪河流域为研究对象,在Arc GIS和IDRISI平台的支持下,对流溪河流域2000—2010年景观格局进行分析,运用CA-Markov模型对流域景观格局进行了预测.结果表明:(1)在2000—2010年间流溪河流域景观格局随时间变化明显.具体表现在耕地景观类型面积不断减小,建筑用地景观类型面积不断增大;流域中下游地区景观格局变化剧烈,上游地区景观格局变化趋于稳定;(2)通过CA-Markov模型对2020年景观格局进行预测,发现其未来将继续向人为驱动方向发展,人类活动将对该地区景观格局变化产生更为深远的影响.总的来看,流溪河流域景观格局的变化主要表现为耕地、林草地面积的减少,园地以及建筑用地面积的增加.     

太行山淇河流域地形对水源供给的影响

基于2000-2015年土地利用数据以及研究区DEM数据,借助InVEST及ArcGIS等软件,对太行山淇河流域不同地形要素下水源供给量变化特征进行分析.结果表明:(1)淇河流域地形起伏度自中部向东、西部呈阶梯状递减,2000-2015年单位面积水源供给量随起伏度逐渐降低.研究区主要以小起伏(70～200 m)为主,但单位面积水源供给能力较小,水源供给能力较大的是平坦(0～30 m),其次是微起伏(30～70 m).(2)淇河流域水源供给能力随着海拔的升高整体呈逐渐降低的趋势.其中主要受当地降雨及植被影响,高海拔地区主要分布的是林地与草地,降雨量低,加之植被对降雨的截留与蒸散,导致研究区高海拔区水源供给能力较低海拔区低.(3)淇河流域在微坡区单位面积水源供给量最大,随坡度的增加逐级微减而后微增,在较陡坡处达到峰值后突减.(4)淇河流域平地地区单位面积水源供给远高于其他坡向地区,阳坡的单位面积水源供给总量小于阴坡.     

平原河网地区SWAT模型子流域概化方法

针对平原河网地区SWAT模型子流域概化过程中存在的主要问题:1)基于DEM提取的河道和流域与实际不符;2)平原河网地区河道常分汊或呈网状,使SWAT模型无法识别;3)水利工程影响汇流过程,分别提出了相应的解决方案:1)基于高程值对原始DEM进行修正或人工绘制河道和子流域;2)将分汊河道处理成跨流域调水或对网状河流进行合理概化;3)人工划定子流域和增设虚拟水库.该方法在案例研究区的应用结果表明子流域概化结果比较符合平原河网地区实际水文过程,能够满足后续模型构建和应用的要求.     

"淮河流域能量与水分循环试验和研究"取得重要成果

淮河流域是我国重要的粮棉基地，同时也是旱涝频繁地区，该地区气候预测能力的提高，是减少人民生命及经济损失的基础和前提．由北京大学赵柏林院士主持的国家自然科学基金重大项目“淮河流域能量与水分循环试验和研究(HUBEX)”利用外场观测试验所获得的气象、水文、雷达、卫星遥感等加密与特殊观测资料，分析了东亚季风区中尺度降水系统的能量与水循环过程，并建立了区域气候／水文数值模式及资料同化系统，以提高对气候模拟和预测的能力．该项目主要成果包括。     

基于MODIS和SRM的拉萨河流域融雪径流模拟研究

积雪融水是高海拔地区重要的水资源补给,开展高海拔地区的融雪径流模拟研究具有重要的理论价值和现实意义.拉萨河流域是典型的高海拔地区,本文借助遥感和GIS技术,结合MODIS (moderate-resolution imaging spectroradiometer)遥感数据和DEM资料分析拉萨河流域不同高程的雪盖分布状况和雪盖衰退曲线.基于SRM(snowmelt runoff model)构建了拉萨河流域融雪径流模型,对流域2002-2003年融雪径流过程进行了模拟,确定性系数达0.80,模拟结果较好,基本反映了拉萨河流域融雪期的径流过程,初步探讨了缺资料地区融雪径流的模拟方法.     

黑河流域地下水埋深与气候变化对植被覆盖的影响研究

植被是联结土壤、大气、水分的自然纽带,在一定程度上,植被变化能在全球变化研究中充当"指示器"的作用.黑河流域位于我国西北干旱地区,气候变化敏感,以黑河流域为研究区,采用1998—2008年Spot-Vegetation的NDVI数据,以同时期的气象数据和区域地下水埋深数据为基础,通过ENVI、Arcgis等软件对数据进行统计分析,利用多元统计模型分析植被指数NDVI与年均温、年地下水埋深之间的定量关系,得出如下结论:1)黑河流域植被覆盖呈上升趋势,其中春季增加趋势最大;在空间分布上,黑河流域上中游的张掖、金塔等地区植被覆盖增加趋势明显,植被覆盖下降的区域主要在下游地区.2)黑河流域的年均地下水水位整体上呈下降趋势,地下水位埋深由年均3.09m上升到4.67m,其中地下水埋深较深的位置主要集中在上游,处于张掖市张掖农场周围,下游地区埋深普遍较浅.3)植被覆盖指数NDVI与温度成正相关,与地下水位埋深呈现负相关,综合分析NDVI变化趋势与气候变化和地下水之间的关系,建立三者之间的定量关系.本研究为定量评价由植被覆盖为主要表征的区域生态环境状况提出了科学的依据.     

汾河流域生态系统服务供需匹配关系研究

生态系统的供需服务研究是生态系统服务研究的一个重点方向，其供需服务的定量分析、供需匹配程度的识别及其与地形分异的关系，对流域生态系统的健康持续发展具有重要意义。汾河流域是典型的生态脆弱区，以其为研究对象集成多源数据，对汾河流域2015年产水、粮食供给、碳固存和土壤保持服务的供需匹配程度进行量化评估，并探究其与地形位指数之间的相关性。研究表明：1)从整体上看，汾河流域生态系统服务供需总量除碳固存服务外，其余生态系统服务供应量大于需求量，但局部区域仍存在明显赤字；2)不同生态系统服务的空间供需匹配程度差异明显，由高到低分别是产水服务(0.085)、土壤保持服务(0.023)、粮食供给服务(0.009)和碳固存服务(-0.012);3)各生态系统服务供需匹配程度与地形位指数均通过显著性检验，说明地形对研究区4种典型生态系统服务供给与需求的分布、结构和功能具有一定影响，但地形因素并非唯一影响因素，应结合地区具体情况进行分析；4)在不同地形位指数区间内，不同生态系统服务供需匹配程度具有不同的关系，此时可以根据当地社会经济发展水平及对生态保护的要求进行主要生态功能的界定，提出生态功能分区。     

漓江流域森林景观格局时空变化特征及驱动因素

森林景观是自然景观中的主要成分。漓江流域森林景观是典型喀斯特景观资源的重要组成部分,为进一步了解漓江流域森林景观分布及变化规律,本研究通过定性与定量分析相结合的方式,采用1985年、2000年和2020年3期全球30 m精细地表覆盖数据(GLC_FCS30),通过ArcGIS空间分析、数据统计及景观指数计算,探究漓江流域1985-2020年森林景观格局的时空变化特征及森林景观的异质性水平,从自然环境地形因子(海拔、坡度、坡向)和人文活动(人口、经济、政策)等驱动因素探寻森林景观变化的驱动机制,对漓江流域森林景观的保育和可持续利用提供决策建议及科研依据。研究表明,1985-2020年,漓江流域森林景观面积由417 928.86 hm²缩减至382 268.44 hm²,森林景观减少主要受森林砍伐、建设用地扩张和果树种植的侵占影响,前期森林景观缩减的程度和范围大于后期;由于森林保育政策和流域治理措施等保护工作的开展,漓江流域森林景观在缩减的同时也在不同程度地恢复,集中体现在漓江风景名胜区的绿化建设和漓江上游的水源林保育,森林景观不同时期发生彼此消长的地区林木采伐与更新种植较为频繁。35年间,漓江流域森林景观格局呈现先破碎化和异质性水平先明显增大、后缓慢减小的趋势,针叶林、常绿阔叶林面积减少,落叶阔叶林和灌木林面积增加,不同森林景观类型的面积比例趋向均衡。喀斯特地区由于土层相对浅薄,相对非喀斯特地区灌木林占比大,落叶阔叶林占比小,长期以来森林与水体的用地转换相对非喀斯特地区更小。漓江流域森林景观面积变化主要发生在海拔较低(200-600 m)、坡度较缓(10°-30°)和偏东南坡向的地区,随着与居民点距离的增大,森林景观面积变化呈现先增加后减少的趋势,在1 000-1 400 m距离达到最大值,森林景观变化的面积与道路距离呈反比。本研究针对漓江流域森林景观格局的变化特征及驱动因素提出适于当地的森林景观保育策略,为漓江流域及同类地区的生态环境修复和林业可持续发展提供理论支撑。     

大渡河流域土壤侵蚀强度时空变化格局分析

基于大渡河流域的地理国情(地势陡峻,林草地广布),改进了土壤可蚀性因子K、坡度坡长因子LS和植被盖度因子C的提取方法,构建了大渡河流域土壤流失方程,进而分析和探讨了2005—2015年大渡河流域土壤侵蚀时空变化分布格局及其驱动机制。研究结果表明:(1)大渡河流域总体上属于轻度侵蚀,其空间格局表现为小面积的高强度侵蚀,主要分布于中上游地区的高山峡谷地带以及下游的泸定县、九龙县、汉源县、峨边彝族自治县等地区。(2) 2005—2015年,大渡河流域土壤侵蚀变化状况呈现总体稳定,局部加剧的态势。(3)近十年国家退耕还林还草政策的实施有效地改善了流域水土流失状况,然而不合理的人类活动和频繁的地质灾害(特别是地震)极大地加剧了区域土壤侵蚀强度。研究成果可以为西南山区,特别是横断山区的土壤侵蚀量估算提供重要借鉴,对区域水土保持的防治具有重要参考意义。     

黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的遥感估算及其动态研究

利用多源遥感数据,采用基于归一化植被指数的像元二分模型反演出1980、1998、2010、2014年4个时期的植被盖度,在此基础上分析并揭示黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的时空变化规律.结果表明:1)1980—2014年间,十大孔兑流域林草植被覆盖度呈现持续增加趋势,由1980年的9.29%提高至2014年的37.80%.1998年后,全流域林草植被盖度增加速率显著加快,林草植被盖度恢复主要表现为中等覆盖度的面积比例增加.2)近35年来,十大孔兑流域植被变化以稳定和完全恢复类型为主.研究区内完全恢复、恢复和轻微恢复3种植被变化类型占总面积的73.09%,严重退化、退化和轻微退化3种类型占总面积的2.72%.3)1980—2014年间,十大孔兑各个典型地理单元内林草植被盖度均呈增加趋势,除下游地区外均表现为1998年后林草植被盖度增加更为迅速.1980年,十大孔兑流域典型地理单元林草植被盖度由大到小排序为:上游西部、上游东部、下游、中游东部、中游西部.1998—2014年间典型地理单元林草植被盖度由大到小排序变化为:中游东部、上游东部、上游西部、中游西部、下游.1998年后实施的退耕还林(草)等工程是该地区植被覆盖度增加的主要原因.