艾比湖流域主要河流径流量的多年变化

1 主要河流的选择历史上与艾比湖有联系的河流约有23条,较大的有塔城地区的奎屯河及其主要支流四棵树河和古尔图河,博尔塔拉蒙古自治州的托托河、精河、阿卡尔河、博河和大河沿子河.上述河流大部源于天山北坡,部分源自阿拉套山南坡:根据上述河流产流特性,本文选择博河、精河、奎屯河及其支流四棵树河为代表(以下概称四河),探讨径流变化趋势,四河均在河流出     

流域化学风化与河流水化学研究综述与展望

工业革命以来大气CO2浓度不断上升,其源汇机制和时空变化成为学界关注的焦点。岩石特别是硅酸盐类岩石的化学风化是全球生物地球化学循环的重要碳汇。控制化学风化速率的因素较为复杂,各因素作用的机理和重要性还不完全明确。源于人类排放的H2SO4普遍参与到化学风化过程中,这加快了流域化学风化的速率,但这一过程对碳汇效应的影响机理尚缺乏足够的研究。当前河流水化学研究中用来判断河水化学类型及离子来源的方法可分为定性和定量两类,前者有Gibbs图法、三角图法和端元图法等;后者包括质量平衡法和同位素示踪法等。目前对影响流域化学风化速率因素的研究多侧重于对单一环境要素与风化速率之间响应关系的分析,在今后的研究中有必要介入更为严谨的数理统计方法;有关硫酸参与流域化学风化过程的研究成果还较少,随着酸雨现象日趋严重,这一课题的重要性日渐突出;在短时间尺度上碳酸盐岩化学风化的碳汇效应不可忽视,今后应加强对其研究。     

近数十年湘江流域河流水文变化规律

湘江是长江中游主要支流之一，作者从制约河川水文要素变化的自然环境因素着手，依据湘江流域有代表性水文测站多年实测水文气象资料，较全面地分析了河川径流，水位，暴雨洪水，泥沙。水化学等水文要素的组成，发展与变化规律。     

三岔河流域水文特征与化学风化碳汇效应

在喀斯特地区的流域产汇流过程中,由于富含碳酸的水体对可溶岩的溶蚀作用,导致河流断面输出大量溶解无机碳(DIC),反映了流域化学风化消耗大气CO2的强度,与流域水文过程密切相关。为了正确估算流域水文过程中化学径流及其碳汇效应,解析水文特征对流域地表过程中碳的生物地球化学行为的影响规律,以喀斯特地貌广布的三岔河流域三个水文站断面为例,研究了河源区河流水文特征与碳汇效应。结果表明:处于亚热带湿热环境下的喀斯特流域在观测水文年内,碳汇强度远大于非喀斯特的花岗岩流域且具有显著的季节变化,绝大部分的碳汇发生在高温多雨的6-11月。相关分析表明,流域碳汇强度与流域气温、降水和径流量呈显著的正相关关系;流域碳汇强度与河流总溶解固体物(TDS)浓度、DIC浓度呈显著的负相关关系。丰水期径流对河流TDS和DIC有明显的稀释效应。流域碳汇强度主要决定于河流TDS和DIC输出载荷而非河流TDS和DIC的浓度,与流域水文特征密切相关。     

三江平原沼泽性河流流域降水、径流变化及影响因素研究

以三江平原的挠力河流域为研究区，选用研究区内7个雨量站、3个水文站和3个气象站的降水量资料，2个水文站的水位和径流量资料，应用倾向率法、累积距平法、Mann-Kendall法和灰色关联分析方法等，诊断分析了研究区20世纪下半叶降雨、径流的变化事实、趋势和可能驱动机制。结果表明：从20世纪50年代至今，研究区沼泽性河流的年降水量和年径流量都有减少的总趋势；年降水量和年径流量分别在50年代和60年代发生一次突变减少现象；近50年来，随着宝清水文站和菜嘴子水文站之间的沼泽湿地不断减少，沼泽性河流流域的滞洪调节作用也发生明显变化，50年代后期至70年代末，研究区出现年最大出流量小于人流量年份的频次是50％，而80年代至90年代，其频次只有35％，表明研究区的滞洪调节作用在逐渐减小。     

国际河流流域组织研究述评与展望

作为国际河流长期合作开发的重要保障,国际河流流域组织这一联合制度安排备受关注,但参差不齐的绩效表现致使其可行性与有效性引发学者质疑。我国拥有众多国际河流,与之相关的合作开发是中国周边外交的重要抓手,但针对上述问题的研究未能得到国内学者的足够重视。在此背景下,文章首先回顾、梳理了国际河流流域组织的定义与类型,然后重点研判其制度设计特征和有效性,并指明已有研究所面临的方法困境,最后为解开“流域组织如何促进国际河流有效合作”这一难题提出以下研究建议：1）整合国际河流流域组织有效性评价指标并进行全球范围的评价;2）探明国际河流流域组织制度类型所适用的范围与条件;3）厘清不同国际河流流域组织制度设计特征与治理有效性的关系;4）基于过程视角探求国际河流流域组织有效性达成路径;5）采用超越定性与定量研究的新方法;6）立足地缘文明激发国际河流流域组织成员国的文化认同。     

青藏高原北部典型冰川流域化学风化研究

青藏高原生态环境对气候变化的响应是全球变化研究关注的重点问题。地表风化与气候变化之间具有紧密的联系,因此对冰川流域硅酸盐岩风化以及黄铁矿氧化进行定量研究可为理解高原气候变化提供关键性认识。本文以青藏高原北部祁连山典型冰川流域—老虎沟流域为研究对象,通过分析流域河水及降水的水化学和氢氧同位素,研究了冰川径流来源,河流溶质来源以及水文条件对溶质的影响,流域化学风化速率以及黄铁矿氧化对化学风化碳汇效应的影响。利用同位素径流分割得到地下水、冰川融水以及大气降水对冰川径流的贡献分别为18.2%、58.3%和23.5%,并进一步通过溶质产生模型讨论了冰川河流量对溶质的影响。通过反演模型计算得到碳酸盐岩、硅酸盐岩、蒸发岩和降水对河水阳离子的贡献分别为59.1%、20.1%、8.3%和12.5%,蒸发岩、降水和融雪、黄铁矿对SO₄^2-的贡献分别为14.4%、8.0%、77.6%。最终估算得到碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化通量分别为50.8 g/s和7.8 g/s,相应的CO₂吸收速率分别为24.4 t/(km²a)和5....     

中国喀斯特关键带岩石风化碳汇评估及其生态服务功能

喀斯特地区的岩石风化固碳被认为是全球遗漏碳汇之一,中国喀斯特地区的分布面积达344万km²,目前对其岩溶碳汇缺乏精确、系统的评估,对碳汇产生的机制仍存在争议。本文通过对喀斯特地区碳汇研究的回顾,详细介绍了适用于喀斯特地区固碳速率的估算方法,并对喀斯特地区的岩石风化碳汇进行再评估,然后将地球关键带科学概念引入喀斯特生态系统,阐述喀斯特关键带碳汇研究对生态系统服务和功能的意义。研究结果表明,中国喀斯特地区每年因岩溶作用产生的碳汇为4.74 Tg C yr^-1,未来中国需要加强岩石—土壤—水体—生物—大气复杂交互系统的基础数据收集,以明确各界面碳通量,对喀斯特关键带碳汇进行多尺度、多方法、全方位联合评估,在改善喀斯特生态系统功能、科学管理区域和国家碳收支及全球变化研究等方面为政府和学者提供参考。     

格尔木河流域河流地貌演化的研究进展

位于柴达木盆地南缘的格尔木河发源于东昆仑山脉,末端注入盆地中东部的察尔汗盐湖,是该盐湖最主要的补给河流,极大地影响着该盐湖的成盐演化过程。格尔木河的主要支流——昆仑河和雪水河都是由冰川融水形成,因此,该流域内的冰川进退对河流径流量变化和谷地填充地层物源有着重要影响。该河流域内主要的填充地层为昆仑河砾岩(河流相)、纳赤台沟组(冲洪积相)和三岔河组(河湖相)。在三岔河组之上,发育了四/五级阶地,除最高的T₅之外,其他均为以三岔河组为基底的内叠基座阶地。根据前人的研究,昆仑河砾岩沉积的年代为1269至1042 ka(ESR年龄);纳赤台沟组堆积于482至642 ka之间(ESR和TL年龄);三岔河组形成于355-95 ka(ESR和U系年龄)、90-16 ka(OSL年龄),T₅-T₁阶地基本形成于16- 4.6 ka之间。由于采用的测年方法不同,不同学者对三岔河组的形成时代存在争议,对阶地的划分也有所不同(四级或五级阶地)。但是对T₅-T₁阶地形成时代有较一致的观点,即末次冰消期和全新世早中期。对于格尔木河河流地貌过程的驱动因素,目前尚存在争论,大部分学者认为是气候变化驱动了该区域河流地貌的形成,但也有学者认为构造活动是主导因素。     

格尔木河流域河流地貌演化研究进展

位于柴达木盆地南缘的格尔木河发源于东昆仑山脉,末端注入盆地中东部的察尔汗盐湖,是该盐湖最主要的补给河流,极大地影响着该盐湖的成盐演化过程。格尔木河的主要支流—昆仑河和雪水河都是由冰川融水形成,因此该流域内的冰川进退对河流径流量变化和谷地填充地层的物源有着重要影响。该流域内主要的填充地层为昆仑河砾岩(河流相)、纳赤台沟组(冲洪积相)和三岔河组(河湖相)。在三岔河组之上,发育了4~5级阶地,除最高的T5之外,其它均为以三岔河组为基座的内叠阶地(少部分河段以昆仑河砾岩为基座)。根据前人的研究,昆仑河砾岩沉积的年代为1 269~1 042 ka(ESR年龄);纳赤台沟组堆积于482~642 ka之间(ESR和TL年龄);三岔河组形成于355~95 ka(ESR和U系年龄)、90~16 ka(OSL年龄),T5~T1阶地基本形成于16~4.6 ka之间。由于采用的测年方法不同,不同学者对三岔河组的形成时代存在争议,对阶地的划分也有所不同(4级或5级阶地)。但是,对T5~T1阶地形成时代有较一致的观点,即末次冰消期和全新世早中期。对于格尔木河河流地貌过程的驱动因素,目前尚存在争论,大部分学者认为是气候变化驱动了该区域河流地貌的形成,但也有学者认为构造活动是主导因素。     

1961-2010年中国十大流域水分盈亏量时空变化特征

采用线性回归方法和Mann-Kendall方法对1961-2010年中国和十大流域水分盈亏量的气候及变化趋势特征进行分析,并对各流域年水分盈亏量变化成因进行探讨。结果表明:1中国多年平均年水分盈亏量(1961-2010年平均)为负值,水分条件表现为亏缺。空间分布总体呈现南方盈余,向北向西水分亏缺态势。2中国水分盈亏量月变化特征表现为夏季6-8月有盈余,7月盈余量最大;其余各月为亏缺,4月亏缺量最大,十大流域月变化特征各有不同。31961-2010年,中国年水分亏缺量呈现多—少—多变化态势,1990s亏缺量为近50年来最少。2000s中国水分亏缺量较常年偏多,主要是由于大多数流域水分亏缺量偏多或盈余量偏少造成的。4近50年来,全国平均年和春夏冬三季水分盈亏量呈现增加趋势,秋季减少趋势显著。5松花江、辽河、海河、黄河流域及西南诸河年水分盈亏量呈现减少趋势,除西南诸河是由于年降水量增加速率小于蒸散量增加速率导致其减少趋势外,其它四个流域则是由于年降水量减少速率大于潜在蒸散量减少速率,年降水量减少变化趋势起主要作用;其余流域年水分盈亏量呈现增加趋势,淮河和长江流域主要是因为潜在蒸散量减少速率大于降水的减少速率,潜在蒸散量的减少变化趋势起主要作用,东南诸河、西北诸河、珠江流域由于年降水量增加、潜在蒸散量减少,二者均对水分盈亏量增加有利。     

基于Meta回归方法的中国内陆河流域生态系统服务价值再评估

将流域生态系统服务的经济价值纳入成本效益分析,是解决生态环境问题和实现流域生态资源可持续配置的关键。近年来随着价值评估文献量增加,评估的价值及其影响因素等研究结论由于存在诸多争议而难以应用于管理实践。首次应用Meta回归分析对中国内陆河流域生态系统服务的价值进行综合再评估,结果发现:在价值评估研究中研究对象、受访者、测度方法、撰写发表等4个环节的特征对评估价值均具有显著影响,其中,石羊河和塔里木河的评估价值显著高于黑河,上游的评估价值显著高于中游和下游,二分式条件价值评估法所评估的价值与选择实验法没有显著差异,但显著高于其他条件价值评估法;此外,时间对评估价值呈现显著"衰减效应",每年下降2%～3%,且期刊文献的评估价值显著高于其他文献的评估价值;通过运用n-1数据分割技术,本文将Meta回归方程结果运用到样本外效益转移并对其进行评估,得到的中位数转移误差为27.12%。相较于现有研究,该结果处于可接受范围。因此,本文运用的Meta回归分析适用于中国内陆河流域效益转移政策地的生态系统服务价值评估。     

Estimation of soil organic carbon reservoir in China

The paper respectively adopted physio-chemical properties of every soil stratum from 2473 soil profiles of the second national soil survey. The corresponding carbon content of soils is estimated by utilizing conversion coefficient 0.58. In the second soil survey, the total amount of soil organic carbon is about 924.18×108t and carbon density is about 10.53 kgC/m2 in China according to the area of 877.63×106 hm2 surveyed throughout the country. The spatial distribution characteristics of soil organic carbon in China is that the carbon storage increases when latitude increases in eastern China and the carbon storage decreases when longitude reduces in northern China. A transitional zone with great variation in carbon storage exists. Moreover, there is an increasing tendency of carbon density with decrease of latitude in western China. Soil circle is of great significance to global change, but with substantial difference in soil spatial distribution throughout the country. Because the structure of soil is inhomogeneous, it could bring some mistakes in estimating soil carbon reservoirs. It is necessary to farther resolve soil respiration and organic matter conversion and other questions by developing uniform and normal methods of measurement and sampling.     

Estimation of soil organic carbon reservoir in China

1 IntroductionResearch on global change has aroused many scientists' attention to the balance, storage and spatial distribution of carbon in the terrestrial ecosystem. The carbon stored in soil is 2.5-3 times as much as that stored in plants[1,2], so the distribution and conversion of carbon in humus has become one of the global research foci on organic carbon at present[3]. Organic carbon and nitrogen contents in soils are not only important components of soils but also the most important eco…     

内陆河流域用水结构与产业结构双向优化仿真模型

1 Introduction The great development of western China greatly increases the demand for water. However, in arid inland river basins of Northwest China, water resources are very limited. Shortage of water has been one of the key restricting factors of eco-e…     

Mutual optimization of water utilization structure and industrial structure in arid inland river basins of Northwest China

Water is a key restricting factor of the economic development and eco-environmental protection in arid inland river basins of Northwest China. Although water supplies are short, the water utilization structure and the corresponding industrial structure are unbalanced. We constructed a System Dynamic Model for mutual optimization based on the mechanism of their interaction. This model is applied to the Heihe River Basin where the share of limited water resources among ecosystem, production and human living is optimized. Results show that, by mutual optimization, the water utilization structure and the industrial structures fit in with each other. And the relationships between the upper, middle and lower reaches of the Heihe River Basin can be harmonized. Mutual benefits of ecology, society and economy can be reached, and a sustainable ecology-production-living system can be obtained. This study gives a new insight and method for the sustainable utilization of water resources in arid inland river basins.     

Analysis of spatio-temporal features of a carbon source/sink and its relationship to climatic factors in the Inner Mongolia grassland ecosystem

Global climate change has become a major concern worldwide. The spatio-temporal characteristics of net ecosystem productivity (NEP), which represents carbon sequestration capacity and directly describes the qualitative and quantitative characteristics of carbon sources/sinks (C sources/sinks), are crucial for increasing C sinks and reducing C sources. In this study, field sampling data, remote sensing data, and ground meteorological observation data were used to estimate the net primary productivity (NPP) in the Inner Mongolia grassland ecosystem (IMGE) from 2001 to 2012 using a light use efficiency model. The spatio-temporal distribution of the NEP in the IMGE was then determined by estimating the NPP and soil respiration from 2001 to 2012. This research also investigated the response of the NPP and NEP to the main climatic variables at the spatial and temporal scales from 2001 to 2012. The results showed that most of the grassland area in Inner Mongolia has functioned as a C sink since 2001 and that the annual carbon sequestration rate amounts to 0.046 Pg C/a. The total net C sink of the IMGE over the 12-year research period reached 0.557 Pg C. The carbon sink area accounted for 60.28% of the total grassland area and the sequestered 0.692 Pg C, whereas the C source area accounted for 39.72% of the total grassland area and released 0.135 Pg C. The NPP and NEP of the IMGE were more significantly correlated with precipitation than with temperature, showing great potential for C sequestration.     

中国海水养殖碳汇经济价值时空演化及影响因素分析

中国是全球海水养殖第一强国,养殖产量占世界总产量的70%以上。根据碳税法和人工造林法测算海水养殖碳汇经济价值,并探讨时空分异特征;采用LMDI指数分解法,分析海水养殖业碳汇能力影响因素。研究结果表明：① 2008—2017年碳汇量和经济价值均呈上升趋势,2017年经济价值达到91.8亿元;各省碳汇效率排名波动较大,效率和经济价值相对差异和绝对差异逐渐缩小,经济价值处于持续增长趋势。② 时空演化上,经济价值呈现出泛环渤海、泛长三角、泛珠三角三足鼎立分布态势,时空演化揭示了中国碳汇渔业在科学引导,合理布局,陆海统筹,试点先行,全国推广的演化机理,表明中国碳汇渔业发展态势趋好。③ 碳汇能力影响因素中,价值效应大于规模效应和结构效应,渔业相关的法律、法规对规模效应和结构效应的影响显著。研究海水养殖碳汇有利于促进海洋渔业高质量发展,以期为开发利用海洋渔业碳汇提供理论依据。     

Examining spatio-temporal variations in carbon budget and carbon compensation zoning in Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration based on major functional zones

Research on the carbon budget and zoning for carbon compensation in major functional zones(MFZs) is important for formulating strategies for low-carbon development for each functional zone, promoting the collaborative governance of the regional ecological environment, and achieving high-quality development. Such work can also contribute to achieving peak emissions and carbon neutrality. This paper constructs a theoretical framework for the carbon budget and carbon compensation from the perspecti...