西南岩溶石山地区岩溶水资源合理开发利用模式——以湖南龙山洛塔为例

针对湘西洛塔岩溶区特殊的地质环境所造成的干旱缺水、水土流失、生态环境恶化等问题的特点,在调查、分析洛塔自然条件与水土资源、生态环境基本条件的基础上,实施了13处岩溶水资源开发利用示范工程.通过系统总结洛塔地区岩溶水资源合理开发利用技术与方法及岩溶水资源开发利用成功经验,提出了以岩溶水小流域为单元对岩溶水资源进行综合开发利用的5种模式:①地下河堵洞引水开发利用模式;②地下河出口及岩溶大泉引水开发利用模式;③凿引水隧洞拦截地下河开发利用模式;④地表地下联合水库开发利用模式;⑤表层岩溶泉开发利用模式.通过对失败工程的案例分析,认为在岩溶水资源开发利用过程中,应查清工程的岩溶发育规律及工程地质条件,分析经济技术支持的可行性,然后采取相适应的开采方式与方法.岩溶水资源进行综合开发利用的5种模式的提出,为在湘西实施"水源·土地·生态"持续发展战略,发展生态经济,实现脱贫致富,促进社会经济、生态环境良性循环,提供了切实可行的实用技术与方法借鉴.     

湘西大龙洞岩溶流域生态环境分析与治理对策

湘西岩溶区是我国西南岩溶区具有一定代表性的岩溶石山地区,其岩溶生态环境对湘西国民经济建设进程有重大影响,岩溶生态环境治理是湘西社会经济可持续发展首先要解决的问题。大龙洞岩溶台地是湘西少数民族聚居地之一,土地贫瘠,水资源开发利用困难。植被覆盖率低、地表水资源贫乏、地下水位埋深大、石漠化与水土流失等严重制约了当地的经济的发展。在研究湘西大龙洞岩溶流域自然地理与地质构造、岩溶水资源、土地与植被环境等特征的基础上,分析大龙洞岩溶流域石漠化等生态环境问题,并根据大龙洞岩溶流域生态环境特点,提出了相应的治理对策,为大龙洞岩溶流域生态环境治理提供科学依据,也为西南岩溶石山石漠化治理提供可借鉴的技术方法。     

池塘养殖生态系统空气调节服务价值的实证研究

生态服务价值的评估对于研究人员、政策制定者和公众都有重大意义，而农业生态系统价值往往集中于食物的供给价值，而生态系统的调控服务价值、支持服务价值和文化服务价值往往被忽略。空气调控服务属于生态系统调控服务中的一种，通过按季度检测池塘养殖水体的叶绿素a含量，计算养殖池塘的初级生产力，再以工业制氧法、碳税法和造林成本法估算了常规鱼类池塘养殖生态系统空气调节服务价值。结果表明：常规鱼类池塘养殖生态系统空气调节服务总价值为63 42248 yuan/a〖DK1〗·hm2。考虑到系统内部耗氧和向系统外释放含碳气体导致的价值损失，常规鱼类池塘养殖生态系统空气调节服务总净价值为28 88674 yuan/a〖DK1〗·hm2，其中固碳净价值为 25 46328 yuan/a〖DK1〗·hm2，释放氧气的净价值为3 42346 yuan/a〖DK1〗·hm2。相较44 0221 yuan/a〖DK1〗·hm2的池塘养殖水产品的市场价值，空气调节服务价值超过养殖水产品市场价值的一半以上，表明池塘养殖的生态服务价值对人类社会的贡献不可忽视。研究认为，由于池塘藻类的高增长率，常规水产池塘养殖系统空气调节服务价值高于一些种植业生态系统的空气调节服务价值。     

亚热带红壤丘陵区湿地松人工林固碳释氧效益研究

用标准样方法对19年生湿地松（〖WTBX〗Pinus elliottii〖WTBZ〗）人工林碳素含量及碳贮量进行了测定。结果表明,湿地松各器官的碳素含量在5092±046%～5438±026%之间波动,按碳含量高低排列为树叶>树枝>树干>树根>树皮,且各器官的碳素含量随年龄的增长而提高。不同林冠层枝、叶碳素含量存在差异,上层叶与下层叶的碳素含量较低,下层枝条碳素含量明显比上、中层枝条高。灌木层、草本层、凋落物层的碳素含量依次为4516±04%、4228±041%、4088±031%,土壤层碳素含量平均为043±004%,且随土壤深度的增加而明显递减。湿地松林生态系统碳贮量为12194 t〖DK〗·hm-2,其中乔木层碳贮量为8618 t〖DK〗·hm-2,占总量的7067%,下木层和凋落物层碳贮量分别为06 t〖DK〗·hm-2(049%) 和886 t〖DK〗·hm-2（727%）。林地土壤（0～60 cm）为263 t〖DK〗·hm-2,占总碳贮量的2157%。乔木层年净固碳量为454 t〖DK〗·hm-2,年净释氧量为1212 t〖DK〗·hm-2。采用造林成本法计算得出试区湿地松林平均每年发挥的净固碳释氧效益达9 034元〖DK〗·hm-2。     

池塘养殖生态系统空气调节服务价值的实证研究

生态服务价值的评估对于研究人员、政策制定者和公众都有重大意义，而农业生态系统价值往往集中于食物的供给价值，而生态系统的调控服务价值、支持服务价值和文化服务价值往往被忽略。空气调控服务属于生态系统调控服务中的一种，通过按季度检测池塘养殖水体的叶绿素a含量，计算养殖池塘的初级生产力，再以工业制氧法、碳税法和造林成本法估算了常规鱼类池塘养殖生态系统空气调节服务价值。结果表明：常规鱼类池塘养殖生态系统空气调节服务总价值为63 42248 yuan/a〖DK1〗·hm2。考虑到系统内部耗氧和向系统外释放含碳气体导致的价值损失，常规鱼类池塘养殖生态系统空气调节服务总净价值为28 88674 yuan/a〖DK1〗·hm2，其中固碳净价值为 25 46328 yuan/a〖DK1〗·hm2，释放氧气的净价值为3 42346 yuan/a〖DK1〗·hm2。相较44 0221 yuan/a〖DK1〗·hm2的池塘养殖水产品的市场价值，空气调节服务价值超过养殖水产品市场价值的一半以上，表明池塘养殖的生态服务价值对人类社会的贡献不可忽视。研究认为，由于池塘藻类的高增长率，常规水产池塘养殖系统空气调节服务价值高于一些种植业生态系统的空气调节服务价值。     

生态系统变化对岩溶水资源的影响--以湘西为例

岩溶水资源是支撑岩溶区社会经济发展最为重要的一个基本方面,明确生态系统变化是如何影响岩溶水资源的质与量这一重大问题,将有助于岩溶水循环机制的深入研究,为揭示岩溶水资源的形成、演化规律及控制机理,建立岩溶水资源评价、开发利用和保护的系统理论,探索岩溶水资源可持续利用模式提供科学的依据。在分析岩溶山区典型生态系统类型及其演化特征和岩溶水资源特点的基础上,通过湘西20年来的生态系统变化的对比,就其对岩溶水资源的影响进行了详细的论述。认为生态的恶化是引起岩溶石山区水资源短缺的一个重要因素,生态系统变化对岩溶水资源的影响主要是通过对岩溶水的补给、径流、排泄等的影响,使岩溶水资源产生水质和水量的变化。     

基于碳足迹的江西省农田生态系统碳源/汇时空差异

利用2001~2010年江西省农业投入和农作物统计数据，采用碳排放系数法计算了江西省农田生态系统碳源/汇及碳足迹，分析了江西省农田生态系统碳源/汇时空特征，并进一步分析了碳足迹变化特征及原因。结果表明：(1)2001~2010年，江西省农业投入引起的碳排放量从2001年的11910 1×106 t，增加至2010年的5872 8×106 t，增加了103倍，农业机械化对碳排放总量贡献率最大。碳排放强度呈现先增加后减少的趋势。2008年赣州市碳排放量最多，景德镇市最少；(2)2001~2010年江西省农田生态系统碳吸收量先减少，后逐年增加，到2010年又减少，整个2001~2010年间增加3209 9×106 t。各类农作物中，水稻碳吸收量最多。2009年碳吸收量最多的是宜春市，最少的是萍乡市;(3)江西省农田生态系统碳足迹从2001年的07518×106 C〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1，增加至2009年的1473 4×106 C〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1,单位面积碳足迹呈现逐年增加的趋势。2008年碳足迹最多的是赣州市，最少的是萍乡市。南昌市、景德镇市、吉安市和宜春市表现为生态盈余，其余表现为生态赤字。江西省应减少农药、化肥等的使用，控制农业机械化，特别是赣州市，从而达到减少碳排放的目的     

鄱阳湖沙山植物叶片与土壤C∶N、C∶P沿沙化梯度分布特征

在鄱阳湖多宝沙山沿沙化梯度测定了17种常见植物叶片及土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量,以阐明沙山常见植物种与土壤C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P分布特征及对沙化的响应,为沙山植被恢复提供基础数据。结果表明：（1）植物叶片C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P分布范围为185～1273、1698～5071,平均值分别为431、3418;土壤0～10、10～30、30～50 cm层C〖DK〗∶N变化范围分别为98～463、24～465和37～450; 相应土层C〖DK〗∶P范围分别为198～759、30～905和47～765。（2）植物C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P对沙化的响应模式一致,均表现出在重度沙化区数值最小;土壤C〖DK〗∶N随沙化程度增加表现出降低趋势,而C〖DK〗∶P则表现出增加趋势,二者对沙化的响应不一致。（3）植物C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P变化主要取决于叶片的N、P含量;土壤C〖DK〗∶N的变化受控于土壤N含量;C〖DK〗∶P变化则决定于土壤有机C含量     

巢湖迎风面直立堤岸生态修复技术研究

针对巢湖直立堤岸生态系统受损的现状，研发了适合于巢湖迎风面的直立堤岸基底改善与生态修复技术。考虑到直立堤岸迎风面风浪较大且淘蚀严重的特点，首先对传统的生态混凝土配方进行改良，从而较大程度地提高了生态混凝土的物化性能，使其具备高透水性、高稳固性、植生性等诸多优点。同时，以巢湖湖滨带现场调查与野外模拟实验结果为依据，确定巢湖湖滨带最适的基底类型为灰壤（植入深度10 cm），并适当添加铁盐和铝盐；确定最适的植被类型为飞蓬草。在此基础上，确定生态混凝土最适配比为江砂〖DK〗∶碎石〖DK〗∶水泥=10〖DK〗∶3〖DK〗∶2，进而集成研发了生态混凝土 原位土壤 植被混合护坡技术。该技术应用到迎风面的直立堤岸后，植被覆盖率超过70%，土壤中有效磷削减67%以上     

不同植茶年龄茶园蒸散速率的日变化——以宜兴市为例

以宜兴市盛道茶场3、9和20 a 3个不同植茶年龄的茶园为研究对象，基于静态箱/红外气体分析仪法，辅以植被生态监测和土壤湿度监测，研究茶园清明采茶前蒸散速率日变化特征。结果发现：（1）3个不同植茶年龄的茶园日蒸散速率变化趋势一致，呈以12〖DK〗∶00~15〖DK〗∶00蒸散速率为峰值的单峰曲线；（2）虽然3 a茶园叶面积指数（LAI）最低，但最大平均日蒸散速率、一日内蒸散速率的极值、6〖DK〗∶00~18〖DK〗∶00最大总蒸散量、一日内不同时段的蒸散速率最大变化幅度均出现在3 a茶园；（3）茶园日蒸散速率与气温的日变化趋势相似，且两者存在极显著相关性（R2=081*〖KG-*2〗*），在湿润条件下与土壤含水率日变化相关性不明显，但两者呈相反的变化趋势     

西南岩溶区地下水资源可持续利用对策

本文分析了西南岩溶区地下水资源特点，提出了4种类型区地下水资源可持续利用对策：峰林平原区挖掘产钻孔，节水灌溉，发展高效农业；溶丘洼地区堵洞引水，梯级发电，发展庭院经济；峰丛山地区兴建水柜，表层调蓄，发展生态经济；断陷盆地区堵洞蓄水，联合调度，发展粮果基地。     

生态足迹动态预测模型构建与分析

生态足迹的动态预测能够为区域可持续发展政策的制定提供科学的理论依据，但其研究仍处于探索阶段。以武汉市为例，选取表征社会经济发展的重要指标建立了社会经济系统指标体系，在对武汉市1978~2004年生态足迹时间序列计量的基础上，应用偏最小二乘算法构建了生态足迹动态预测模型，并根据〖WTBX〗VIP〖WTBZ〗值的大小分析了各指标对生态足迹的影响机制。结果表明，武汉市“十一五”规划期间生态足迹呈上升趋势，其中规划期末2010年的人均生态足迹为2810 5 hm2，高于全球生态阈值（人均生态足迹为2200 0 hm2）；根据〖WTBX〗VIP〖WTBZ〗值得出人口、能源消费量和第三产业所占比重为最重要的影响因子，并就如何实现武汉市“十一五”规划目标提出了政策性建议。将科技进步贡献率、能源消费量等重要因子纳入社会经济系统指标体系，弥补了在生态足迹定量测度中忽略社会、经济、科技因素对其影响的不足；另一方面，引入偏最小二乘算法中的〖WTBX〗VIP〖WTBZ〗值更准确地评价了各指标对生态足迹变化的影响，为生态足迹动态预测研究作了进一步地完善与改进。〖     

成都平原毗河下游生态环境需水量研究

20世纪90年代以来,河流生态环境需水成为生态水文学研究的重要内容。阐述了基于国际上新兴发展的生态水文学理论的生态环境需水量的概念和内涵。并以毗河为例,用能反映时间尺度的河流流量来表达生态环境需水量,而不是传统意义上的水量。为了与水资源配置的时间单元协调起来,对3个代表年〖WTBX〗P〖WTBZ〗=50%（1968年）,〖WTBX〗P〖WTBZ〗=75%（1986年）,〖WTBX〗P〖WTBZ〗=90%（1987年）分别进行生态环境需水量的计算。根据毗河的自然条件,利用Montana法计算了河道维护水生生境最小需水量和最适宜需水量;蒸发需水量由水面宽度、河道两断面间平均长度、河道蒸发深度三者确定;结合河道功能区划和水质目标,计算了污染物稀释需水量。最终确定毗河下游河道的最小生态环境需水量为20.64 m3/s,最适宜生态环境需水量为25.84 m3/s。     

长江口潮间带湿地涨退潮期N2O的排放通量研究

随着河口区接收上游人为氮排放量的增加,为这一区域氧化亚氮（N2O）的排放增加了很大不确定性。选择长江河口潮间带湿地为研究对象,分别采用原位静态箱法和静态顶空法,从2011年1月至12月对长江口沉积物 大气界面以及涨潮水 大气界面的N2O排放通量进行了为期一年的现场观测和研究。研究结果表明,沉积物 大气界面N2O通量有着显著的时空差异。N2O排放通量在日变化以及季节变化上都表现出明显的源汇转变,就年平均排放通量,光滩带沉积物 大气界面达到了599 μgN2O/(m2〖DK〗·h),而海三棱藨草盐沼带与大气间N2O交换则十分微弱,为060 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。对长江口涨退潮期光滩和草滩上覆水体 大气界面N2O排放通量的研究表明,长江口涨退潮期在夏季和秋季,无论是光滩还是草滩均表现为大气N2O的稳定排放源,其中夏季平均253 μgN2O/(m2〖DK〗·h),秋季平均排放通量为207 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。作为河口区上游排放氮素的直接接收者,和沉积物 大气界面N2O排放相比,长江口涨潮水 大气界面N2O排放稳定而又显著,是长江口N2O排放的主要贡献者,应成为这一区域N2O排放的关注热点     

重庆地区1999～2008年雷电参数变化特征

采用重庆地区1999~2008年闪电定位系统监测资料，通过数理统计、回归分析、趋势分析等方法，重点分析重庆地区反映雷电活动规律的闪电频次、雷电流幅值、雷电日等雷电参数时空分布及其变化特征。结果表明：闪电发生在时间分布上存在明显季节性（54％~83%集中在夏季）和日变化特征（主要集中在两个区域：16〖DK〗∶00～18〖DK〗∶00、0〖DK〗∶00～2〖DK〗∶00）；在空间分布上，雷电日和闪电频次都呈现出渝西地区较大（其次是渝中和渝东南部，最小的是渝东北部）。正闪雷电流强度明显大于负闪，且冬季各月正闪所占比例与平均雷电流强度均显著高于其它季节，在此基础上获得雷电流幅值频率的累积概率分布公式，为防雷减灾工作提供理论依据     

基于PCA方法的长江口滩涂围垦区土地利用动态综合评价及驱动力

基于1987、1995、2000和2006年长江口TM、ETM遥感影像，采用“空间代时间”和主成分分析（PCA）综合评价模型的方法，对长江口奉贤不同围垦年限土地利用动态特征进行了综合评价分析。利用南汇围垦区土地利用动态变化对综合评价的结果进行验证。表明：（1）围垦区土地利用程度指数随着围垦年限增加而呈线性升高趋势（〖WTBX〗R2〖WTBZ〗=0457 7），GM（土地利用多样性指数）呈现指数上升趋势并在围垦后35~40 a达到稳定态；（2）PCA土地利用综合评价指数（〖WTBX〗F〖WTBZ〗）与农耕用地正相关（水田>大棚用地>旱地>林地>园地），与反映滨海特征类型（养殖塘>草地>开放水域>光滩）呈负相关；（3）土地利用PCA综合评价指数（〖WTBX〗F〖WTBZ〗）随围垦年限增加呈现对数增长（〖WTBX〗R2=0511 9）〖WTBZ〗并在围垦后40 a左右达到稳定态，回归分析表明〖WTBX〗F〖WTBZ〗值能很好反映土地利用程度指数（〖WTBX〗L〖WTBZ〗）和多样性指数（〖WTBX〗GM〖WTBZ〗）的变化趋势；(4)不同围垦年限土地利用动态变异驱动力：人为因素>自然因素。     

基于SWAT模型的汉江流域水资源对气候变化的响应

汉江流域未来的气候变化趋势和对水资源的影响，将直接关系到南水北调工程和引江济汉工程的使用和效益。因此，分析研究汉江流域水资源对气候变化的响应特点，可为地面调水、空中水资源开发、应对气候变化的不利影响和更好地保护南水北调中线水源区的水资源提供科学依据。以1971～2000年为基准期，应用SWAT模型对汉江流域基准期内的逐月径流进行了模拟；在30 a基准期径流模拟的基础上,以全球变化背景下可能出现的25种不同气候变化模式为假设条件,模拟出各假设气候变化模式下汉江流域水资源状况，获得了各气候变化模式下汉江流域水资源相对于基准期的变化率，研究了汉江流域水资源对气候变化的响应程度。结果表明：模型模拟精度高于评价标准（〖WTBX〗Ens>05，r2>06〖WTBZ〗），SWAT模型适用于汉江流域的径流模拟；不同气候变化情景下,汉江流域径流变化较实际蒸散发的变化明显；降水对地表径流、基流的影响要大于气温；气温对实际蒸散发的影响大于降水;降水增加或气温降低都会导致径流增加,而降水增加或气温增加都会导致实际蒸散发的增加.     

基于ecopath模型对滆湖生态系统结构与功能的定量分析

根据2010年对江苏滆湖渔业资源和生态环境调查数据,采用Ecopath with Ecosim软件构建了滆湖生态系统的物质平衡ecopath模型,以期为在滆湖进行生态修复提供支持和指导。ecopath分析结果表明：2010年滆湖生态系统包含7个营养级,各功能组的有效营养级范围为1~3691,其营养物质流动主要发生在前4个营养级,占总流量的998%。系统总生产量为1 974.82 t/km2〖DK〗·a,总流量为8 562.544 t/km2〖DK〗·a,联结指数、系统杂食系数、Finn’s循环指数以及Finn’s平均路径长度分别为0219、0189、799和2841;生产量/呼吸量、生产量/生物量分别为2189和3509;平均捕捞营养级为256。食物链以开始于藻类的牧食食物链和开始于碎屑的碎屑食物链为主,系统总能量转换效率为64%。与滆湖1986～1989年的ecopath模型相比较,滆湖生态系统的总流量减小,r 对策者在系统中所占比例增加,K 对策者在系统中所占比例减小,根据Odum对成熟生态系统的描述,滆湖目前正处于退化演变过程中     

长江中下游湖区浮游植物初级生产力估算

长江中下游是我国淡水湖泊最集中的区域，也是富营养化较为严重的地区。作为湖泊系统初级生产力的主要影响因子氮、磷等营养元素增加，会显著影响湖泊系统的初级生产力。近几十年来越来越多的学者运用模型来模拟湖泊等水体的初级生产力。而VGPM模型和Talling模型综合考虑了水温、光合有效辐射、湖泊叶绿素浓度和真光层深度等因素，能较准确地模拟水柱初级生产力。1987~1991年、2001～2005年长江中下游湖区湖水中TP浓度分别为0059～0105和0070~0167 mg/L，湖泊TP浓度升高，导致湖泊藻类初级生产力增大。15 a间湖区的初级生产力由0139～0381 gC/(m2〖DK〗·d)上升到0128～0504 gC/(m2〖DK〗·d)。在VGPM模型1987～1991年、2001～2005年湖区固碳量由3 32125 tC/d上升到3 76502 tC/d，增加1336%；在Talling模型中湖区固碳量由2 39964 tC/d上升到3 27242 tC/d，增加3637%     

澎溪河回水区水体叶绿素a含量与流速相关关系研究

以三峡库区支流澎溪河回水区为特征区域，研究三峡水库回水区水动力条件对水体富营养化的影响。根据三峡水库的调蓄过程，在175 m高水位、小流量、低污染负荷和145 m低水位、大流量、高污染负荷两种设计条件下模拟澎溪河水体断面平均高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）浓度和叶绿素a（Chl a）含量。研究表明：澎溪河回水段从上游到下游的CODMn、TN、TP浓度有增加的趋势，在接近河口处有趋同于长江水污染物浓度的趋势。145 m低水位的大流量、高污染负荷设计条件下Chl a含量较高，在弯道下游和河道水面开阔的高阳、双江大桥断面的流速减缓区段，出现Chl a含量峰值。拟合澎溪河水体流速及Chl a含量相关关系，在枯丰两种设计条件下建立水体流速(V)与Chl a含量(S)的相关关系式，分别为S=0186 0〖DK〗·V-0353 6(相关系数r2=0838 0)和S=10844 9〖DK〗·V-0293 9(相关系数r2=0825 4)。模拟结果表明：加大水体流速有利于抑制Chl a含量。通过改变水动力条件控制水体富营养化具有可行性