白洋淀浮游生物群落结构的季节变化及其与环境因子的关系

浮游生物是水生态系统的重要组成部分,由于其对水环境状况的敏感性常被用来作为水环境优劣的指示生物.为研究白洋淀浮游生物群落特征及其与环境因子的关系,于2018年春季(5月)、夏季(8月)和秋季(10月)分别对白洋淀淀区5个采样点的浮游生物及环境因子进行调查分析,并采用Pearson相关性分析法分析白洋淀浮游生物群落结构变...     

黄河流域干旱时空演变的空间格局研究

干旱因子是突变性和连续性并存的复杂地理要素(即空间异质性和相似性并存),理清其空间分布格局,对于深入认识流域水资源演变规律具有重要意义。本文以黄河流域为例,采用标准化降水指数(SPI)分析流域干旱时空演变规律,基于此,运用游程理论方法从标准化降水指数中识别出干旱发生次数、历时和烈度三种属性变量,并分析季尺度干旱因子的空间分布规律;最后,利用全局和局部Moran’s I指数探究了不同特征变量的全局和局部空间自相关性,确立了流域季尺度干旱因子的空间聚集(离散)位置及其空间分布格局。结果表明:(1)黄河流域四季干旱化程度加剧,下游干旱化程度高于上游,随着季节的变化,同一响应单元存在由湿转干再转湿的变化规律;(2)不同季节,流域旱情空间分布格局差异明显,春季西安及周边区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);夏季黄河源区旱情严重(历时长、烈度大);秋季黄河下游三门峡、孟津和运城区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);冬季宁蒙河段旱情严重,而兰州断面干旱历时和干旱烈度呈现"低高异常"的空间分布格局,旱情可能会加剧。掌握旱情空间分布类型,重点布控"高高聚集"格局区域,可以有效提高旱灾决策的准确度。     

青海湖流域生长季土壤水分空间分布特征研究

【目的】土壤水分作为水文循环过程的重要环节,是影响青藏高原生态环境演变的关键因素之一。青海湖是维系青藏高原东北部生态安全的重要水体,了解青海湖流域土壤水分空间分布特征对于维护区域生态系统稳定具有重要意义。【方法】本研究基于2019—2021年7～8月青海湖流域75个采样点的土壤水分实测数据,分析了不同植被类型和海拔高度的土壤水分空间分异,辨识了不同深度土壤水分变化的主要影响因素。【结果】结果表明：(1)青海湖流域土壤水分平均值及其变异系数在垂直方向上均随深度增加而减小,深层(60～100 cm)土壤水分空间分布更均匀。(2)不同植被类型和海拔高度下的土壤水分垂直分布表现出不同的特征。四种典型植被类型土壤水分平均值由高到低依次为高寒草甸、灌丛、高寒草原、温性草原;除高寒草甸土壤水分平均值随深度增加逐渐减小外,其余三种植被类型均呈先增大后减小趋势。土壤水分随海拔升高而增大,3 600 m以上地区土壤水分变异系数呈“W”型变化。(3)不同环境条件下土壤水分变化的主要驱动因素各不相同。高寒草原和温性草原土壤水分受气温影响较大,两者在60～80 cm深度同气温相关系数分别为-0.509和-0.7...     

于桥水库流域水源供给服务的空间分布格局

空间定量评估流域生态系统水源供给服务功能对水源区可持续发展及生态补偿机制的建立具有重要意义。基于研究区土地利用数据、气象数据和土壤数据,应用In VEST模型评估了于桥水库流域生态系统的水源供给量,并定量分析了流域水源供给能力的空间分布格局特征。结果表明:当Zhang系数为3.2时,流域的年径流深为161 mm,流域内年总产水量为3.14亿m~3。从空间分布格局来看,流域水源供给量存在显著的空间异质性;南部和中东部平原区单位面积水源供给量较高,水库南岸水源供给能力高于北岸;遵化市和蓟县对水源供给总量的贡献率达到85%;流域内不同景观类型的水源供给能力由大到小的排序为:耕地林地人工表面裸地灌草地,耕地、林地和人造表面对水源供给总量的贡献率达到82%。流域南部和中东部平原区是水源供给功能保护的重点区域,但同时也是防控城镇面源污染的关键地区。     

基于地形修正的降水空间插值方法及其应用

获取精准的降水空间分布信息对于水资源管理和洪涝灾害预报预警具有重要意义。地形变化对降水空间分布有显著影响,然而传统的降水空间插值方法难以考虑这种影响。基于黄土高原气象站1988～2017年长序列降水观测数据和高精度地形数据,建立了综合考虑站点与插值目标网格的位置、高程及坡向关系的降水空间插值方法(Angular Distance Aspect Gradient Weighting method, ADAGW),并在黄土高原地区进行应用。结果表明：相较于传统空间插值方法,ADAGW方法能够更有效地捕捉复杂地形下的降水空间分布。该方法在日尺度、月尺度、年尺度上的空间插值结果的决定性系数(R²)和均方根误差(RMSE)均优于传统降水空间插值方法;地形对于降水分布的影响与时间尺度有关,当时间尺度较长时,地形因素对降水分布的影响更为明显。该方法考虑了高程及坡向对降水空间分布的影响,有助于获取更精准的面雨量分布。     

基于高程分段的黄河源区NDVI和水热条件空间分布格局

以黄河源区植被为研究对象,应用MODIS13Q1遥感数据、DEM数据、气象数据以及土地利用类型图,采用基于高程分段的研究方法对研究区NDVI(归一化植被指数)与水热条件空间分布特征进行深入探究。根据NDVI随高程分布特征,将研究区划分为高程段Ⅰ(3 400m),高程段Ⅱ(3 400～4 200m)和高程段Ⅲ(4 200m)。在各高程段内分析植被分布格局、NDVI与水热条件分布特征、NDVI与水热因子响应关系。结果表明:黄河源区内主要植被类型为草地,其面积占源区总面积75%,林地面积占比为7%,农田面积仅占1%。高程段Ⅰ内主要植被类型为农田和草地,高程段Ⅱ内主要植被类型为林地和草地,高程段Ⅲ内基本只有草地。3种不同类型植被NDVI平均值大小为林地草地农田。气温表现为梯度递减的空间分布格局,降水量呈现从东南向西北递减的趋势。高程段Ⅰ属干旱区域,高程段Ⅱ属湿热区域,高程段Ⅲ属干冷区域。3个高程段内水热组合条件最好的是高程段Ⅱ,高程段Ⅲ水热条件较差。植被NDVI在不同高程段内受水热因子的驱动作用不同。高程段Ⅰ和高程段Ⅲ内降水量较低,NDVI主要驱动因子是降水量,高程段Ⅱ的降水量丰沛,影响NDVI的主要因子是气温。     

青藏高原东南部径流特征的空间规律及控制因子研究

采用青藏高原东南部的水文气象资料,对比分析了该地区23个(区间)流域的年径流深、集中度与集中期、基流系数、退水系数等径流特征及其空间分布规律,并进一步研究了这些径流特征的控制因子。结果表明:该地区径流特征的空间分布规律为年径流深从东南(700~1 300 mm)向西北(<400 mm)递减,而集中度则呈相反的空间格局(从<0.44增加到>0.59);退水系数及基流系数,在低海拔地区随高程增大而增大(分别为0.55~0.69、0.51~0.73),但在高海拔地区则随高程增大而减小(0.74~0.42、0.79~0.63)。本研究发现,青藏东南径流特征空间规律的控制因子,具有显著的区域分异:在低海拔流域(平均高程<3 000 m),降水是径流特征的主要影响因子;而在高海拔流域(平均高程>3 000 m),仅径流深和集中度受降水控制,其他特征则主要受温度、冻土、地形等条件的共同影响。可见,由于青藏高原东南部降水和冻土对气候变化敏感,该地区水资源时空分布格局将面临很大的不确定性,对此应予以充分重视。     

彭阳县饮用地下水氟离子含量空间变异性及其与地质环境的关系

通过对彭阳县74个饮用地下水进行取样分析,应用地质统计学的理论和方法,通过计算变异函数和克里金插值,分析研究了彭阳县饮用地下水中氟离子含量空间变异特征和空间分布特征,讨论了氟离子含量空间分布特征与地质环境的关系.结果表明:彭阳县存在引用地下水氟离子含量超标的现象,属于典型的高氟地下水区;地下水氟离子含量呈现明显的各向同性特征,在一定范围内具有很强的空间自相关性,且空间变异性是由大尺度的区域性因素引起的,而随机因素的影响不显著;空间分布上呈现出由南北向中间和由西向东减小的趋势;地下水中氟离子含量的差异是在各种地质环境因素共同作用下形成的,是地下水径流过程中各种因素综合影响的结果.     

奎屯河流域高砷地下水砷含量空间分布异常的影响因素

新疆奎屯河流域是我国地下水受砷影响较为严重的一个区域,为了查明该区地下水中砷的空间分布特征及砷含量异常的原因,于2017年在研究区采集地表水、潜水和承压水样品51组,2019年在典型高砷区采集承压水样品16组,2个钻孔沉积物样品45组。通过地下水及沉积物的测试分析、数理统计等方法对研究区高砷地下水的空间分布特征及砷含量异常的影响因素进行分析,结果表明:水平方向上,砷浓度从南向北逐渐升高,与海拔呈负相关;垂直方向上,高砷地下水主要分布在>80 m深层含水层中。地下水中砷含量空间分布与古地理环境、地形地貌、封闭的地质、干旱的气候等自然地理条件有关;地下水砷含量分布异常主要有3个原因,即高pH值、高HCO₃^-、低Eh的地下水环境,沉积物的粒径、色度、局部沉积环境,施用含砷农药、化肥的人为活动。研究成果可为奎屯河流域地下水砷富集机制的研究奠定基础。     

澜沧江流域水电开发前景探析

文章在介绍澜沧江流域丰富的水能优势的基础上,分析了加快澜沧江流域水电开发的有利条件,结合云南电力工业现状及发展趋势,阐述了澜沧江流域水电开发的前景。从实现可持续发展的角度,文章提出了理顺流域水电滚动开发机制,切实加强环境保护等措施建议。     

澜沧江流域水资源开发利用影响分析

根据1956~2000年45年系列的资料,评价了澜沧江流域的水资源总量,分析了2000年澜沧江流域的水资源开发状况和水质现状,得出了澜沧江流域具有巨大的水能和水量开发潜力。分析了流域开发后将会产生巨大的生态正效益、经济效益和社会效益。同时,也分析了水利工程对移民、施工、运行等也会产生的不利影响,特别对水生、陆生和两栖生物的生态产生负面影响。最后提出了必须利用工程措施和非工程措施,最大限度地减少工程开发对生态环境造成的负面影响,实现流域的可持续发展。     

澜沧江流域水电开发模式选择初探

云南澜沧江流域水电开发实行“业主负责、建管结合、产权明晰、流域开发、滚动发展”的机制。水电滚动开发的实质是资本的滚动，目标是根据市场需要，以母体电站为基础，不断扩大流域开发规模，壮大开发实力，实现连续开发。运用系统观点和方法指导梯级水电的建设和经营管理，提出了抓好“母体”电站经营、在建项目管理、加强环境保护，以及争取金融、投资和税收等方面国家优惠政策的对策措施及政策建议。     

澜沧江流域旱涝特征变化及其与季风之间的关联性研究

探讨澜沧江流域旱涝特征变化与季风之间的关联性,对于区域旱涝灾害的成因、机理和预测等重大科学问题的理解具有重要的意义。区域研究多侧重于揭示流域旱涝时空演变规律,而关于澜沧江流域的旱涝与季风的相互关系研究还较少。基于标准化降水指数(SPI12)、季风指数和水汽通量对澜沧江流域1957—2015年旱涝时空变化特征进行分析,探究澜沧江流域旱涝变化与季风指数的相互关系,并从水汽通量输送角度出发,进一步揭示季风对澜沧江流域旱涝变化影响的潜在驱动机制。研究结果表明:①流域旱涝特征具有明显的区域差异,下游区域是旱涝多发区;②流域干旱多于雨涝,且干旱频次在年和季节时间尺度上都呈现增加变化趋势;③澜沧江流域干旱和雨涝的频次主要存在3~5,8~15,20~25 a的3种周期性变化特征;④干旱和雨涝发生时段,南亚季风和高原季风指数与流域的SPI12指数相关性较强,受南亚季风和高原季风的输送距离影响,2种季风指数与SPI12指数的相互关系呈现区域差异性。研究结果有助于了解澜沧江流域旱涝时空变化特征,能够为防御旱涝灾害提供科学决策依据。     

澜沧江流域水文气象要素变化特征分析

以澜沧江流域为对象,采用气候倾向率、MK检验、Pearson相关性分析等方法,分析1958-2015年气温和降水的空间分布、年内分配及演变趋势,揭示径流演变的驱动要素。结果表明:澜沧江流域气温空间分布不均,上游温度低降水少,下游温度高降水多;降水和径流年内分配不均,主要集中于夏秋两季,径流峰值比降水峰值滞后一个月;1958-2015年气温呈上升的趋势,降水和径流呈下降趋势;2005年为径流出现突变的年份,年径流减少21.5%;气温升高、降水量减少对径流减少有一定贡献;气温与径流的相关性较差,降水径流相关性于2005年之后变差,尤其是夏秋两季。     

长江源与澜沧江源区浮游植物组成与分布特性研究

2012年夏季,长江科学院组织了江源科学考察团,对长江源和澜沧江源区的水体浮游植物进行了系统的采样调查,本次调查共鉴定出浮游植物29种,其中硅藻门17种,占种类数的54.83％,其次是绿藻门,共检测出7种,占种类数的24.14%;蓝藻门3种,隐藻门1种,甲藻门1种。各个采样位点的浮游植物密度均相对较低(密度范围为(9.14~13.60)×10⁴ 个/L)。本次调查的长江源和澜沧江源区水体浮游植物的种类和密度没有明显差别,研究结果与2010年长江水利委员会组织的江源科学考察结果相接近。研究结果显示,目前江源地区水生态环境整体状况良好,继续深入开展江源地区生态环境状况研究对于江源区的生态环境保护与修复具有十分重要的意义。     

漓江大型底栖动物空间分布及水力驱动因子

大型底栖动物群落结构及其分布是评价河流生态健康的重要指标。基于典型水文年丰、枯两季调查,分析了漓江流域中、下游典型河段底栖动物群落结构空间分布格局、摄食类群及其与水力要素的响应关系。结果表明:①典型河段群落结构中腹足纲个体占优,优势物种为中华圆田螺和短沟蜷;丰水期底栖动物密度为829 ind/m²,枯水期为264 ind/m²;②摄食类群中刮食者占优势,且滤食者、收集者和捕食者枯水期的相对丰度高于丰水期,刮食者枯水期的相对丰度低于丰水期,摄食类群中游的相对丰度大于下游;③典型河段生物多样性呈现空间异质性,且中游明显低于下游;④流速、底部剪切力及底质粒径是影响漓江底栖生物枯水期分布的主要因素,水深和层流层厚度则是影响丰水期分布的主要因素,分选系数、层流层厚度是底栖生物多样性最主要的影响因素。研究成果可为变化水力条件下漓江水生态修复提供支持。     

澜沧江-湄公河流域温度和降水变化趋势分析

利用澜沧江-湄公河流域7个代表气象站1980－2009年的温度和降水观测资料,采用线性倾向估计、滑动平均和Mann-Kendall检验方法对流域年、季温度和降水变化趋势进行分析。结果表明：流域年平均温度呈明显上升趋势,线性倾向率为0.02℃/a;流域北部高海拔地区温度增加趋势比南部明显,而温度季节增加趋势不明显。流域年平均降水呈增加趋势,线性倾向率为10.49mm/a,不同地区降水增减趋势不同;雨季降水增加趋势明显,而旱季降水增加趋势不明显,导致流域局部地区季节性洪水和干旱的发生。     

澜沧江漫湾电站拦沙能力评估

澜沧江干流水文控制站旧州站和戛旧站分别是漫湾水库入库和出库水文站,在水库蓄水前已有28年(1965-1992)同步泥沙观测资料,并且两站年输沙序列具有很好的相关关系,建立此相关关系模型,根据水库蓄水后旧州站逐年输沙量,利用出、入库站在蓄水前建立的相关模型,推求出戛旧站1993-2003年假定未受水库蓄水影响的年输沙量,并与年实测输沙量相减,在不考虑其他环境因素影响情况下,其差值可视为漫湾库区的年淤积量;同时,利用戛旧水文站在漫湾电站建设前后的多年平均输沙量的差值,估算漫湾大坝的拦沙量。分析表明:漫湾大坝的年总拦沙量约为(26.9~28.5)×106t;运行11年共拦截泥沙(295.9~313.5)×106t,年拦沙造成的库容损失约为(20.7~21.9)×106m3,至2003年,共损失库容约(227.6~241.2)×106m3,占漫湾总库容的21.5%~22.8%。研究结果可为评估大坝的拦沙能力和环境变化对大坝的生态影响提供初步依据,对漫湾电站运行调度具有一定的参考价值。更可靠的结论,有待于对库区水下地形测量和对比变化分析。