气候变化对高寒山区流域径流量的模拟及预测

柴达木盆地气候干旱、水资源缺乏、生态脆弱,盆地周围的高寒山区是其重要的水资源形成区。关注柴达木盆地高寒山区流域未来气候变化及相应径流变化具有重要意义,然而相关研究较少。本研究选取柴达木盆地东北部典型高寒山区流域—巴音河上游祁连山区,采用局部缩放法和方差缩放法,基于实测降水、温度数据对CMIP6下BCC-CSM2-MR模式SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5 3种气候情景未来气候变化数据进行校准,将校准后的气候数据与SWAT模型耦合,模拟及预测历史及未来时期气候变化对巴音河出山径流的影响。结果表明,SWAT模型对巴音河出山径流的模拟效果满足评价标准,其适用性较好;巴音河上游祁连山区在3种气候情景下,2015—2100年降水量、最高温度、最低温度、出山径流量均增加,暖湿化趋势较为明显;3种情景下,2015—2100年巴音河流域地表径流将呈现先增加后减少的趋势。侧向流、地下径流、总产水量、融雪量将呈现增加趋势。研究结果可为柴达木盆地水资源管理和可持续发展提供科学依据和理论支撑。     

基于PSR模型的乌梁素海生态系统健康分区评价

在压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)模型的基础上,诊断了内蒙古乌梁素海不同湖区的生态系统健康状态.从湖泊生态环境特征、生态功能和社会环境3个方面筛选出25项诊断指标,在专家打分法的基础上,采用层次分析法确定每项指标的权重.根据湖区生态环境特征差异,将湖泊划分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个不同的区域,分别诊断各个区域的健康状态.结果显示,乌梁素海生态系统综合健康指数在0.3~0.5之间,属于警戒或者较差的状态.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区域的综合健康指数分别为0.3395、0.3866和0.4494.基于湖泊的生态系统健康存在区位上差异,为恢复湖泊健康提出有针对性的措施.本研究的开展,可为湖泊生态系统恢复和管理政策的制定提供科学依据.     

基于SWAT-MODFLOW耦合模型的巴音河中游泽令沟盆地地表水−地下水转换关系研究

为准确刻画资料缺乏、地表水–地下水转换频繁的泽令沟盆地地表水?地下水不同时空尺度上的转换关系,利用河道径流数据、遥感蒸散发数据、地下水位观测数据等对SWAT-MODFLOW耦合模型进行率定和验证,在此基础上对泽令沟盆地水循环过程进行模拟分析。结果显示：① SWAT-MODFLOW耦合模型模拟效果较好,率定期和验证期月径流量的R²≥0.73,NSE≥0.67,PBIAS在?20%~20%。其各子流域实际蒸散发的R²均大于0.91,NSE均大于0.85,PBIAS在?10%~10%。此外,模拟地下水位与实测值误差在0.6 m以内,R²为0.94。② 地表水补给地下水的河道占整个河道长度90.31%,年平均补给量占年总交换水量的50.20%;季节尺度上,补给的最大值出现在7月,为331043.31 m³/d,最小值出现在12月份,为41208.33 m³/d。地下水对地表水的补给量较为稳定,季节性变幅在?2.5%~2.5%,年际变幅处于?6.5%~0.6%之间。     

基于ECPS模型的青海湟水国家湿地公园湿地恢复评估

恢复效果评估是湿地恢复工程评价以及湿地后续高效管理和利用的基础。以西宁湟水国家湿地公园为案例区,构建基于生态系统特征-生态系统过程-生态系统服务（E_CPS）的评估体系,筛选与区域自然环境相适应的的评价因子,采用样方调查、野外监测、问卷调查等方法获取评估数据,从时空尺度评价湿地恢复区植被特征、水文过程到生态系统服务变化情况,并对影响湿地恢复的主要过程和因素展开分析和讨论。结果显示,湿地恢复的综合评价指数为41分,湿地恢复效果较好：① 湿地恢复区植物增加了11种,而湿地植被的平均盖度也增加了35.5%,重点监测的三种优势湿地植物（芦苇、小香蒲和篦齿眼子菜）在单位面积上的平均生物量较参照区平均增加30.9%。② 从生态过程指标来看,湿地恢复区TSIp （Total System Interflow of P）指数和FCIp （Finn Cycle Index of P）指数较参照区分别提升了37.2%和26.3%,说明湿地物质交换和循环过程有一定的改善。③ 从生态系统服务指标的变化来看,栖息地、土壤肥力、水质净化、大气调节、休闲娱乐服务分别增加了92.3%,50.9%,98.3%,73.8%和82.6%。④ 从湿地恢复的影响因素来看,湿地水深、水域面积、水温和底泥颗粒粒径大小与湿地植被恢复相关,并进一步影响湿地生态过程恢复和生态系统服务的空间分布。     

基于网络分析的湿地水文关系研究——以美国奥克弗诺基流域为例

湿地与周边水文系统通过复杂的水文过程相互联系和影响,具有整体性和复杂性.研究湿地与周边水文系统相互作用过程和机理,对湿地保护和恢复起着重要的作用.以美国奥克弗诺基(Okefenokee)流域为案例,构建包含沼泽地表水、沼泽地下水、高地地表水和高地地下水4个水文子系统的流域水文网络模型,采用生态网络分析方法中的效用、控制和单位元分析研究水文单元间作用关系.控制分析的结果显示,高地地表水和地下水两个子系统对沼泽地表水和地下水子系统的支持程度达到100％.无论是沼泽还是松林高地,其地表水和地下水之间存在高度的相互依赖和互补性.效用分析结果表明,沼泽地表水和高地地下水之间存在着互利的水文关系.而单位元分析结果显示,沼泽地下水深层渗漏和高地松树生态系统的蒸散过程是袭夺流域湿地系统水资源的重要一环.上述结果表明,生态网络分析方法可以有效地分析水文单元之间的作用过程、描述水文单元之间直接和间接的水文关系,可以用于流域湿地水资源管理.     

西宁市居民就职差异性及其空间演变——基于4种类型单位居住区的比较

为掌握单位居住区职住关系,采用问卷调查法和GIS空间分析方法对西宁市的4个单位居住区的510户居民进行基本通勤特征的问卷调查,分析就职单位空间密度分布,揭示西宁市不同单位类型居民的就职空间演变。结果表明:传统的、重组的、破产的和易地搬迁等多种类型的单位居住区共存,西宁市单位居住区就职空间发生了显著的空间分化,单位居住区就业空间演变受到居住区聚集度增加、居住区功能独立化、居民来源多样化、离城市商服中心的距离和单位运营结构稳定性等因素的影响,居住空间趋向于规模化和聚集化,就业空间由高聚集的单中心向多中心演变,职住分离显著。     

非均匀颗粒流应力关系实验研究

颗粒流问题在自然界和许多工程领域都可能遇到。采用特殊的内外筒均可单独旋转的同心圆筒颗粒剪切实验装置,测量了非均匀离散颗粒在旋转剪切流动下的切应力变化,分析了颗粒浓度、粒径与边界条件等因素对颗粒流动应力的影响。结果表明,颗粒浓度和颗粒粒径均对剪切应力产生影响,Savage实验（内筒旋转）和Bagnold实验（外筒旋转）的结果产生差异的主要原因是边界滑移和旋转离心力。同时,基于已有成果,深入研究了颗粒应力关系变化的特点和规律。     

基于生物–环境–服务功能模型的三江源高寒草甸湿地不同恢复措施效果评价

研究以青海省三江源区退化草甸湿地为研究区，对湿地环境和功能进行评估，构建了基于生物（Biology）-环境（Environment）-服务功能（Service）的BES模型（涉及3个生物指标，4个环境指标，8种生态系统服务功能指标）评估3种湿地恢复技术（I-补播草种+生长期封育；II-围栏封育和III-防鼠样地）对湿地恢复的效果。基于2017年和2018年的监测数据，计算湿地综合健康指数（Comprehensive healthy index，CHI）和净变动指数（Net variation index，NVI），分析不同恢复措施下湿地健康的恢复过程及其恢复程度。结果表明：① 3种修复技术在湿地恢复中均取得较好的效果。湿地的综合健康指数从2016年未实施任何措施时的0.499分别上升至0.712、0.716和0.650，湿地健康水平由警戒状态恢复至良好状态；② 评价期内恢复技术I和II对湿地恢复效果均好于恢复技术III，但未发现恢复技术I和II之间存在显著差别；③ 高寒湿地生物指标与供给指标恢复速度较快、恢复程度较好，而土壤支持等指标恢复速度较慢、幅度较小。补播草种有助于短时、高效地恢复湿地植被，而实现土壤和功能的全面恢复还需要结合封育等更多的措施和更长的周期。     

1450—1949年川渝地区干旱时空变化

以县级行政单元 (县、县级市或区) 为研究单元,定量化川渝地区1450—1949年干旱等级,统计干旱发生年数,利用Matlab 8.3小波分析工具和ArcGIS 10.2 空间分析工具,探索干旱时间和空间变化特征。结果表明：① 500 a中有312 a为干旱年,每1.6 a发生1次,占比62.4%;早期（1450—1650年）干旱发生频率较高,中期（1650—1870年）降低,后期（1870—1949年）明显增高,存在200 a、100 a、65 a、30 a、10 a的周期;② 212个区县干旱等级以大旱为主,一般干旱次之,特大旱最少,其比例分别为50.1%、44.2%和5.7%;③ 空间上以局部干旱为主,范围为1~20个县的年份占了80.4%,其中低于5个县的年份约占56.0%;干旱频次自西向东显著增高,存在明显集聚效应,川西高原和川西南山地旱情较轻,沱江中游、嘉陵江中下游和长江沿岸等地较为严重;85%以上干旱集中于四川盆地;④ 干旱受太阳活动、地理位置、地形地貌、气候变化和土壤性质等自然因素控制,也受到历史时期人口分布和人类生产活动等人为条件影响。     

高寒生态功能区生活垃圾收转运体系的时空路径优化与弹性调适——基于改进蚁群算法的仿真应用

居民生活垃圾排放是高寒生态功能区内自然生态系统面临的主要威胁，但现行生活垃圾治理模式的收转运体系薄弱且难以适应城乡聚落分散性及当地居民产污特性，亟待基于时空路径优化与弹性调适形成高寒生态功能区零胁迫、均等化、低成本收转运体系。论文以藏东南高原边缘森林生态功能区内米林县为例，在居民逐日生活垃圾的产生量调查及收转运规模估算基础上，采用改进蚁群算法仿真模拟收转运体系的最优时空路径与弹性管理模式。结果表明：(1)米林县城镇居民、农民和牧民的生活垃圾日产量依次为1.60、0.48、0.25 kg/(人·d)，现行“村收集、镇转运、县处理”体系在高寒生态功能区呈现低治理效率、高经济成本与高环境风险特点；(2)改进蚁群算法可有效优化生活垃圾收转运路径，结合居民生活垃圾产生量进行收转运周期的动态调整，将显著提升高寒生态功能区收转运体系的运输效率并降低综合成本，时空优化后米林县生活垃圾收转运体系的总运输里程较优化前进一步减少28.53%、经济成本降低10.45%；(3)在最优时空路径下以就地分类、峰值响应、周期调节、风险管控为重点，强化高寒生态功能区生活垃圾收转运体系的弹性调适及风险应对。研究结果明晰了...