黄河三角洲不同类型湿地土壤盐分的剖面分异特征

为探究高强度人为干扰是否改变滨海湿地土壤盐分的剖面特征,采集黄河三角洲典型自然湿地和人为干扰湿地不同植物群落下的土壤剖面样品,进行实验室测定。运用单因素方差分析、非参数检验、聚类分析等方法,对土壤剖面含盐量及理化性状进行统计分析。结果显示：由陆向海湿地土壤从轻度盐渍化向盐土过渡,盐分剖面特征受人为活动影响显著,同时人为影响因植被类型而异。总体而言,人为干扰湿地土壤盐渍化程度高于自然湿地。土壤盐分剖面类型可划分为表聚型、震荡型和均匀型三种,空间上由海向陆土壤盐分剖面类型由表聚型、震荡型向均匀型转变。人为干扰湿地中的柽柳（Tamarix chinensis）群落和裸地土壤盐分表聚特征明显,属于表聚型剖面,表聚系数为63%,均匀型剖面占比最高,达到2/3。当地人为筑坝修路等建设活动,通过直接阻断或改变地形等方式削弱了湿地潮汐的水文连通过程,进而改变土壤含水率、容重等生境要素,可能成为影响盐分剖面特征的重要因素。通过闸阀调控、生态补水工程等水文连通恢复措施,改善湿地土壤盐碱化问题,有助于推动黄河三角洲滨海湿地的可持续发展与管理。     

基于近地多光谱和OLI影像的黄河三角洲冬小麦种植区盐分估算及遥感反演——以山东省垦利县和无棣县为例

黄河三角洲是我国重要的后备土地资源区,而土壤盐渍化对该区的农业生产影响巨大,因此,及时获取该区农作物种植区土壤盐分含量及其分布具有重要意义。论文利用ADC便携式多光谱相机和EC110便携式盐分计,采集该区近地多光谱相片和土壤表层含盐量数据,结合两期遥感影像提取黄河三角洲冬小麦种植区面积分布,构建基于近地多光谱植被指数的土壤含盐量估算模型,进而将模型拟合反演到黄河三角洲OLI影像,得到黄河三角洲冬小麦种植区土壤盐分含量空间分布图,对麦区土壤盐分状况进行了分析。结果显示,土壤含盐量最佳估算模型为以SAVI为因变量的线性模型（Y=-0.754x+0.870,n=80）,估测R²为0.747,精度达到81.44%;研究区冬小麦分布由西南部内陆至东北部沿海呈明显递减的空间趋势;麦田土壤盐分含量主要集中在1.5~3.0 g/kg之间,占种植总面积的76.90%,而含盐大于3.0 g/kg的麦田占14.09%,宜采取针对性栽培管理措施。该研究探索了基于近地多光谱数据和OLI影像的土壤含盐量估算方法,为黄河三角洲麦田管理和土壤盐分含量估算提供了快速有效的技术手段。     

平原水库对周边地下水及土壤的影响——以黄河三角洲耿井水库为例

在黄河三角洲耿井水库周围布设不同边界条件的地下水监测井和土壤监测点,进行为期1年的定点采样和化验,对地下水矿化度和土壤含盐量的监测分析表明,减轻平原水库对环境不利影响的关键是修建防渗与截渗辅助工程,以避免周边土地的盐渍化.     

黄河三角洲水土盐形成演化与分布特征

在研究黄河三角洲形成与演化规律基础上,研究了浅层地下水赋存分布与水质特征以及土壤含盐量分布特征,重点探讨了地下淡水、微咸水形成与演化规律。主要认识和结论如下:(1)黄河三角洲是由黄河携带泥沙填海造陆而成,据三角洲形成年代,将黄河三角洲划分为古黄河三角洲、近代黄河三角洲和现代黄河三角洲;(2)近年来,人类活动成为影响河口三角洲发育不可忽视的因素;(3)黄河三角洲咸水含水层广布,浅层地下淡水和微咸水主要赋存在黄河现代河床、古河道带和决口扇高地;(4)黄河三角洲地下淡水、微咸水的分布与形成演化及土壤含盐量分布状况与三角洲形成的早晚、黄河河道的变迁、所处微地貌部位及现代河道与渠系分布等因素密切相关;(5)三角洲形成时间越晚,浅层淡水和微咸水分布面积越小,水量越贫乏。     

地下水矿化度对黄河三角洲柽柳光合及耗水特征的影响

为了解黄河三角洲地下水浅埋区柽柳（Tamarix chinensis Lour.）对地下水矿化度的适应特征,运用叶片气体交换和树干液流技术,测定了地下水埋深为0.9 m时淡水、微咸水（3 g·L^-1）、咸水（8 g·L^-1）和盐水（20 g·L^-1）四种矿化度下柽柳的光合作用和水分利用等参数。结果表明：随地下水矿化度升高：（1）土壤水、盐含量和土壤溶液绝对浓度均逐渐升高。（2）叶片最大净光合速率和光饱和点在咸水下最高;表观量子效率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、树干液流速率等在微咸水下最高;以上指标均在盐水矿化度下最低。水分利用效率和气孔限制值在微咸水下最低,盐水下最高。在地下水埋深0.9 m时,咸水矿化度下柽柳光合效率高,光照生态幅宽,水分利用效率高,适于柽柳幼苗的生长。     

黑龙江省土壤盐渍化敏感性分析

土地盐渍化敏感性是指旱地灌溉土壤发生盐渍化的可能性。可根据地下水位来划分敏感区域,再采用蒸发量、降雨量、地下水矿化度与地形等因素划分敏感性级。从盐渍化单因子分析可知,在影响土地盐渍化敏感性的三个单因子中,有两个因子(蒸发量/降雨量、地下水矿化度)在全省平原区都为轻度敏感,只有地形因子略有差别,因此黑龙江省平原区土地盐渍化皆为轻度敏感。     

天山西部伊犁河流域土壤盐分特征

采用相关分析法与主成分分析法研究了伊犁河流域土壤盐分特征.结果表明:研究区域耕层(3～20 cm)土壤53.68%样地为非盐渍化土壤,18.38%为轻度盐渍化,13.97%为中度盐渍化,8.82%为重度盐渍化,5.15%为盐土;土壤盐渍化类型以硫酸盐渍土为主,占68.41%.盐分组成中,阴离子以SO₄2-和Cl-为主,阳离子以Na+和Ca2+为主;土壤盐分与Cl-和SO₄2-分别呈极显著、显著正相关关系,揭示了土壤盐分大小与w(Cl-)和w(SO₄2-)有关;表层(0～3 cm)土壤盐分平均值占0～60 cm土层盐分平均值的60.19 %,即土壤盐分垂直分布呈现强烈表聚性.主成分分析结果表明,盐分,w(Cl-),w(SO₄2-),w(Mg2+)与w(Ca2+)可作为研究区域土壤盐渍化状况的特征因子.不同土地利用类型条件下,耕层土壤盐分平均值从高到低依次为草地、旱田、稻田、林地.不同灌溉条件下,井灌农田耕层土壤盐分平均值为1.12 g/kg,渠灌农田耕层土壤盐分平均值为0.73 g/kg,渠灌农田耕层土壤盐分平均值比井灌农田小0.39 g/kg.不同时期耕层土壤盐分平均值从高到低依次为非灌溉期、夏灌期、秋灌期.      

天津市不同后备水资源对比评价研究

为了缓解天津水资源严重短缺的困境,利用层次分析法,从水资源保证程度、调水协调难度、可供水量、工程成本、供水管网改造成本、水质、水处理成本、污水处理难度、生态环境风险等角度对天津市主要后备水源进行了综合对比评价。评价结果认为海水淡化、南水北调中线调水、地下咸水开发、海水直接利用可以作为天津市理想的后备水资源开发方案;上游水库调水、南水北调东线调水、引黄调水可以作为应急后备水源方案;污水处理后主要用作灌溉、生态、景观用水。     

应用海洋水库技术改善区域自然及供水环境研究——以澳大利亚莫瑞-达令盆地为例

澳大利亚的莫瑞-达令盆地具有极其重要的经济、资源、环境和生态价值,两条最重要的河流——莫瑞河（River Murray）和达令河（River Darling ）横贯其中。近年来,由于“千年干旱”引发了流域内盐度上升、鱼类大量死亡及土壤酸化等一系列生态环境问题,使得下游阿德莱德地区的淡水资源供应更加紧缺。本文吸取下游亚历山大湖水库设计失败的教训,试图通过多用途海洋水库技术改善区域自然环境及供水环境,增加阿德莱德地区高质量淡水供应量,缓解区域河流干涸现象,力求实现区域可持续发展的同时恢复区域环境流量。此外,通过海洋水库技术研究,为改善我国沿海地区的自然环境及供水环境提供相关建议,从而实现我国入海淡水资源的有效管理。     

引黄调水对汾河受水区水环境的影响

引黄入晋工程缓解了太原市水短缺问题。然而,近年来上游黄河水出现较严重污染。引黄调水对汾河受水区的影响尚不明确。论文基于连续观测和采样,分析了受水区河水、地下水水文过程、理化性质、主要离子、典型污染物邻苯二甲酸二丁酯以及大肠杆菌的含量和变化。结果表明：受水河流和河岸带地下水受引黄影响十分明显,含盐量和有机物含量显著增加,水环境整体退化;引黄导致汾河雨季高水位而旱季低水位的水文过程反转,且整个水文年内河水以饱和输水的方式补给浅层含水层,水位埋深变浅;汛期河谷发生洪水的风险大大增加;引黄导致汾河水电导率增大两倍左右,且河水由Ca-HCO₃型变为Na-Cl·SO₄型,而溶解有机碳含量增高约26%,UV₂₅₄含量增大约24%;引水暂停期汾河水水化学特征趋于恢复,而河岸带地下水水化学特征未能恢复。长期来看,若引黄调水持续向河谷地下水输入大量Na⁺和Cl^-等,且地下水埋深持续保持在较浅的范围,可能造成土壤盐碱化、植被退化和生态环境恶化等更加严重的后果。     

基于遥感和GIS的黄河三角洲盐化土地动态及其驱动力分析

基于黄河三角洲3期遥感影像,以垦利县为研究区,综合运用RS与GIS技术,通过构建土地盐化指数、土地盐化综合指数、土地变化驱动力重心与向量模型等,对研究区1987-2007年的盐化土地动态及其驱动力进行定量分析。研究结果显示:垦利县的土地盐化程度呈现了重-轻-重的变化趋势,区域内盐化程度由沿海向内陆依次递减;且以黄河为轴线对称分布,黄河沿岸以及地势较高的西南部盐化程度较低。重度盐化土地先减后增;中度持续减少,轻度则是先增后减。海洋和黄河相互作用影响着垦利县的水盐运动,是该区土地盐化动态的内在驱动,而人类活动的影响以土地利用类型转化的形式表现,是土地盐化动态的外在驱动力。研究为区域盐化地治理和农业可持续发展提供了科学依据,对黄河三角洲土地资源的可持续利用有积极的理论和现实意义。     

黄河对滨海湿地地表水可溶性盐的影响研究

对滨海湿地黄河周边地表水的可溶性盐分差异进行研究,结果表明:距离黄河越远,地表水pH越小,电导率越大;垂直河道地表水全盐含量为,黄河水<距河道5 Km农田附近地表水<距河道7 Km柽柳附近地表水<距河道8 Km碱蓬附近地表水,反映出黄河对周边的淡水补给.在雨季,地表水中HCO3-含量被稀释,使得pH高于旱季,而电导率、全盐含量小于旱季;阴离子中的氯离子以及阳离子中的钠离子含量较大、尤其是碱蓬群落附近的地表水,反映出植被对环境的适应与改善.     

黄河断流的态势、成因与科学对策

从70年代以来，黄河持续断流，且断流情势日趋严重，它不仅发生在下游而且也已在源头出现。滔滔黄河缘何断流?70年代以来流域引黄水量剧增、到达下游水量锐减是主因；输沙需水量巨大和中游工程调节能力不足居次。归根结底，断流是人类活动所致，是人类对黄河水土资源过度利用的结果。流域降水量的丰枯波动对断流影响不大。为了缓解黄河断流，必须调整产业结构，切实提高水资源有效利用率；加强水土保持，增加生态用水量，改善生态环境，减少人黄泥沙；流域外调水是缓解北方省区缺水的重要措施之一，但应从长计议。     

调水和季节变化对河流沉积物古菌群落的影响

采用高通量测序方法分析了汾河引黄河段沉积物中古菌群落的组成、相对丰度、多样性,及其与环境因子之间的相关性,揭示引黄调水和季节变化对古菌群落结构的影响.结果表明：冬季时水体SO₄^2-、Cl^-、Na⁺、K⁺等离子浓度、EC、TDS （总溶解固体含量）、沉积物碱解氮和速效磷含量是影响古菌群落结构的主要环境因子,夏季时沉积物pH值、有机质和速效磷含量是主要环境因子.黄河水汇入后河流沉积物中出现了上游未检测到的古菌类群,如TMEG （norank_f_Terrestrial_Miscellaneous_Group）、洛基古菌等.引黄还可以使甲烷杆菌和海洋古菌等在不适宜其生存的时期活跃起来,丰度明显增加.冬季引黄河段古菌数量增加,多样性提高,夏季则相反.季节变化改变了古菌群落的空间相似关系,然而引黄的贡献较季节变化大.研究河段沉积物中古菌群落组成丰富,包含多种至今未被分类定义的古菌.     

包头市黄河灌区盐渍化土壤生态监测探讨

生态监测是一种综合技术,用生物的方法进行环境监测即节省资金又能说明问题。通过对包头市土默特右旗黄河灌区盐渍化土壤及其上植物群落、样方的分析,确定每个植物群落的重要值和指示生态植物来进行生态监测,为开展盐渍化地区的生态监测开辟了新的思路。     

基于水量平衡的流域生态耗水量计算——以海河为例

论文提出一个基于水量平衡的流域生态耗水量的计算方法。以海河流域为例,利用流域多年年降雨、入海水量、引黄水量、地下水超采水量、工业用水量、农业用水量、生活用水量、工业废污水排放量和生活污水排放量等资料,得出1956～1998年流域生态耗水量的多年变化。计算结果显示,虽然流域在1956～1998年的43年间环境发生明显变化,然而流域生态耗水总量没有呈明显的上升或下降趋势。最后通过对比研究,给出了论文提出的算法与基于当地水资源的算法结果的物理解释。     

黄河流域近40年蒸发皿蒸发量的气候变化特征

利用黄河流域及其周边123个气象站1961～2000年20cm口径蒸发皿资料,分析了黄河流域蒸发皿蒸发量的气候变化趋势。结果表明,就整个流域平均而言,尽管在1960～2000年期间,黄河流域年平均温度升高了0.6℃,但蒸发皿蒸发量却呈明显下降趋势,黄河流域年蒸发皿蒸发量在20世纪80～90年代较60～70年代下降了136mm,下降幅度为7.5%;蒸发皿蒸发量的下降主要表现在夏季和春季,秋季和冬季不明显。对蒸发皿蒸发量气候变化的空间分析表明,局部区域与整个流域的气候变化趋势并不完全同步,黄河流域上游和下游蒸发皿蒸发量呈下降趋势,中游呈持平并略有上升趋势。     

模型模拟再生水灌溉对土壤水盐运动的影响

随着水资源供需矛盾日益尖锐,污水再生利用成为了缓解北京水资源紧缺的重要举措.为推动北京再生水安全灌溉,本研究运用ENVIRO-GRO模型模拟缺水城市北京再生水灌溉土壤水盐运动规律,并对土壤盐分累积进行预测,探讨了不同灌溉措施对土壤水盐运动规律和盐分累积的影响.结果表明,高水量、常规、低水量灌溉,平衡时土壤含盐量（ECe）年均值分别增加了29.5%、97.2%、197.8%;灌溉频率对土壤水盐运动规律影响不大,但低频灌溉下土壤中盐分的累积有减少的趋势;灌溉水含盐量（ECw）为0.6、1.2、2.4 dS.m-1灌溉条件下,平衡时ECe的年均值分别增加了23.7%、97.2%、208.5%,自来水灌溉下土壤盐分虽有增加,但土壤未出现盐渍化.总的来说,目前北京常规再生水灌溉,平衡时土壤盐分累积不会影响早熟禾的生长,但土壤会出现轻度盐渍化.     

黄河流域土壤侵蚀潜在风险及其转化分析

作者在前期研究中,基于流域最小图斑的划分,提出了土壤侵蚀快速评估方法,并在黄河流域的应用中取得了较满意的效果。论文以黄河流域土壤侵蚀强度的评估结果为基础,评估了流域土壤侵蚀的脆弱性。以抗侵蚀年限表征流域土壤侵蚀潜在危险度,结合土壤侵蚀脆弱性分析了流域土壤侵蚀潜在风险。通过与土壤侵蚀强度的对比,指出在流域水土保持和生态保护中,同时考虑土壤侵蚀强度和水土流失潜在风险才能作出更合理的决策。最后,分析了黄河流域中游土壤侵蚀风险向下游洪水风险的转化关系,指出黄河中游高产沙区土壤侵蚀风险转化为下游更高的洪水风险,在泥沙灾害研究中应关注灾害的链式反应。     

黄河河川基流量演化规律及其驱动因子探讨

河川基流量是指地下水补给河川径流的水量。论文首次对黄河河川基流量50年来的时空演化规律和驱动因子做了较为全面的分析。研究表明:黄河河川基流量约占黄河河川径流量的44%,黄河河川基流量对维持健康黄河具有重要意义。受自然变化和人类活动影响,黄河干支流河川基流量50年来总体呈下降趋势;支流基流量变化可划分为双峰型、单峰型、直线下降型3种类型,干流区间基流量主要减少在黄河中游地区。黄河河川基流量具有维持河川径流、维护河流生态、湖泊以及表生生态植被良性发展等多种功能,河川基流量衰减导致湖泊萎缩、表生植被退化、加剧黄河断流等一系列生态环境负效应。通过对驱动因子进一步分析表明,降水量是维持河川基流量的主要来源,其变化影响黄河河川基流量变化趋势。人类活动是黄河河川基流量驱动因子中最活跃的因子,基流量衰减最明显的地区也是人类活动频繁的地区。因此维持健康的黄河必须要对黄河基流量进行科学保护和合理开发利用。