故乡河流量重建及分析

本文主要对新疆哈密地区故乡河用已获得的树木年轮年表资料与水文实测年径流资料重建其300年历史平均流量,通过谱分析、方差分析着重研究了树木年轮受哈密地区气候的影响以及气候与河流长期丰枯变化相对应的结果,并用周期叠加的方法对故乡河年平均流量进行了后三十年的长期水文预报。在水资源研究方面同最近的水资源研究成果作了进一步比较,对重建序列年径流统计参数进行了估算。     

多情景降雨-径流的巫山县公路洪灾预警研究

暴雨情景下,山区径流水位突涨、流速与流量骤变等易发生公路洪灾,对人民生命财产安全造成巨大威胁。以巫山县为例,在不同强度降雨阈值下对降雨-径流水文参数指标进行量化处理,全面分析了降雨与水位、流速、流量之间的关系,并在多情景降雨下,基于公路洪灾孕灾指标,构建了公路洪灾预警模型。研究结果表明：山区径流水位变化幅度大于流速,而在大暴雨及特大暴雨情景下（降雨临界值185 mm）,流速变化大于水位,在不同降雨阈值下,等级较低的河流更易发生公路洪灾,其水位空间变化更剧烈、效应范围更广;而流量与水位变化则对等级较高的径流影响更大,且河流等级越高变化越明显;巫山县公路洪灾易发程度介于轻度与重度之间,东北与西南部区域公路洪灾易发性强,且较为集中,西南部、东部与中部,公路洪灾易发程度介于重度与中度之间,西北部、中部与南部区,介于轻度与中度之间。该研究结果可为山区公路洪灾防治提供决策依据。     

多情景降雨-径流的巫山县公路洪灾预警研究

暴雨情景下,山区径流水位突涨、流速与流量骤变等易发生公路洪灾,对人民生命财产安全造成巨大威胁。以巫山县为例,在不同强度降雨阈值下对降雨-径流水文参数指标进行量化处理,全面分析了降雨与水位、流速、流量之间的关系,并在多情景降雨下,基于公路洪灾孕灾指标,构建了公路洪灾预警模型。研究结果表明：山区径流水位变化幅度大于流速,而在大暴雨及特大暴雨情景下（降雨临界值185 mm）,流速变化大于水位,在不同降雨阈值下,等级较低的河流更易发生公路洪灾,其水位空间变化更剧烈、效应范围更广;而流量与水位变化则对等级较高的径流影响更大,且河流等级越高变化越明显;巫山县公路洪灾易发程度介于轻度与重度之间,东北与西南部区域公路洪灾易发性强,且较为集中,西南部、东部与中部,公路洪灾易发程度介于重度与中度之间,西北部、中部与南部区,介于轻度与中度之间。该研究结果可为山区公路洪灾防治提供决策依据。     

明代长江流域人口大量死亡事件时空特征及原因分析

通过检索古籍文献,整理了明代（公元1368—1644年）长江流域人口大量死亡事件（mass death events,MDE）10 a尺度的频次与县次序列,利用自然断点分级法、空间分析法等分析了MDE的时空特征及发生原因。结果表明：276 a间,长江流域有158 a发生MDE,明代后期发生频次和影响规模最大;季节上,表现为夏季多发（44.3%）,春、秋季次之;空间上,集中分布于长江中下游、尤其是长江三角洲地区,且呈从各省交界处向各省中心扩散的趋势。“未记录原因的饥荒”和“旱灾+其他灾害-饥荒”是造成明代长江流域MDE的主要原因。气候冷干期发生频次多,影响范围广,暖湿期相反,与温度和湿度呈显著负相关;人口规模和社会脆弱程度是主要的社会影响因素。在人口规模大和社会脆弱的明代后期,MDE发生频次高,波及范围广,是气候变化与社会因素共同作用的结果。     

1995—2015年关中平原城市群生态系统服务价值（ESV）及其时空差异

为探究关中平原城市群土地利用程度对生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）的影响及变化情况,基于1995—2015年研究区5期土地利用数据,利用当量因子评估法、热点分析法和敏感性指数法对关中平原城市群ESV进行了评估,并分析了其时空规律。结果表明,20 a来,关中平原城市群ESV总体下降49.59亿元;在生态系统服务类型中,调节服务作用突出,其中水文调节占主导地位;ESV 冷点和热点分布具有明显的区域特征,主城区主要为ESV 冷点集群区,而秦巴山地、山西省东部林地及黄河、渭河等主要河流周边是ESV 热点集群区; 林地、水域和耕地对区域内ESV变化影响较大。获得的研究区ESV宏观变化规律,可为今后关中平原城市群生态环境保护、补偿和城镇发展规划的编制提供理论支撑。     

长江中下游地区湖泊的演化及生态特性

从大尺度、长时间的视角对长江中下游地区湖泊的演变进行了分析和探讨,指出长江中下游地区湖泊是在特定的地质地貌条件和气候变化背景下形成演变的,它与长江的演变有着密切的渊源关系.长江中下游地区湖泊的演化及环境变迁受诸多因素的影响,在地质历史时期构造运动、气候变化对其影响巨大,而近现代人类活动的影响占主导地位.长江中下游湖泊特有的自然演变模式使得该地区湖泊营养本底普遍较高;密切的江湖关系使洪水成为影响湖泊生态系统稳定的一个重要因素;因此认为目前长江中下游地区湖泊严峻的富营养化情势是长期自然演化和近代人类干扰活动不断加剧的必然结果.     

1995—2015年关中平原城市群生态系统服务价值（ESV）及其时空差异

为探究关中平原城市群土地利用程度对生态系统服务价值（ecosystem service value，ESV）的影响及变化情况，基于1995—2015年研究区5期土地利用数据，利用当量因子评估法、热点分析法和敏感性指数法对关中平原城市群ESV进行了评估，并分析了其时空规律。结果表明，20 a来，关中平原城市群ESV总体下降49.59亿元；在生态系统服务类型中，调节服务作用突出，其中水文调节占主导地位；ESV 冷点和热点分布具有明显的区域特征，主城区主要为ESV 冷点集群区，而秦巴山地、山西省东部林地及黄河、渭河等主要河流周边是ESV 热点集群区； 林地、水域和耕地对区域内ESV变化影响较大。获得的研究区ESV宏观变化规律，可为今后关中平原城市群生态环境保护、补偿和城镇发展规划的编制提供理论支撑。     

片段化森林中檵木幼苗种内叶经济性状变异及其驱动因子

在异质性生境中,种内功能性状变异有助于植物对环境的适应,进而影响种群更新、群落构建和生态系统过程。探讨了种内叶经济性状的变异及受生境异质性的塑造情况。以千岛湖片段化生境中的常见种檵木（Loropetalum chinense）的幼苗为研究对象,测定了200株檵木幼苗个体水平的7个叶经济性状（比叶面积SLA、叶全碳量C、叶全氮量N等）及其对应的生境因子（郁闭度、土壤全碳量、土壤全氮量等）,采用相关性检验、主成分分析和线性混合效应模型等方法探讨片段化森林中檵木幼苗的种内叶经济性状变异及生境异质性对该变异的驱动作用。结果显示：（1） 在7个叶经济性状所构成的21对相关性分析中,有12对显著相关。经主成分分析降维后,主成分1（PC1）占性状总变异的43.02%,主要与比叶面积、叶绿素浓度、叶全氮量呈正相关,与叶干物质质量分数和叶碳氮比呈负相关,体现了檵木的种内叶经济谱,可反映叶片的最大光合效率。（2）片段化对生境条件和叶经济性状均有影响。岛屿森林群落的郁闭度显著低于大陆。相对于大陆,岛屿中的檵木幼苗趋向于更小的PC1值（缓慢投资-收益策略）;大岛边缘较大岛内部偏向于更小的PC1值。（3）生境因子中,郁闭度对PC1具有显著正效应。研究表明,片段化生境中的檵木在幼苗阶段存在叶经济谱,生境片段化可通过影响生境条件进而改变檵木幼苗的叶经济性状。随着生境片段化程度的加剧,檵木幼苗的叶经济性状逐渐向缓慢投资-收益策略靠拢。     

陕甘宁革命老区生态系统服务价值时空分异及影响因素研究

陕甘宁革命老区是黄土高原和黄河中上游的重点生态治理区,作为重要的生态屏障区,其生态治理意义重大。以陕甘宁革命老区为研究区域,基于改进的生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）当量因子法,利用地理探测器及地理加权回归（geographically weighted regression,GWR）模型,分析1995—2018年各县ESV时空变化特征、影响因素及各主导因素作用强度的空间分异特征。结果表明：（1）1995—2018年,陕甘宁革命老区ESV呈先下降后上升的特征,整体呈上升趋势,草地与林地对该区域ESV的贡献较大;（2）ESV空间等级转化呈现较显著的两极变化趋势,其中低级、高级ESV区域面积显著扩张,较高级ESV区域面积明显缩减;（3）地被覆盖度、人口密度、垦殖系数是ESV空间分异的主导因素,平均空间解释力超过0.378 0,自然、社会、经济因素间的交互协同增强了其对陕甘宁革命老区ESV的影响程度;（4）各主导因素对ESV的影响程度表现出空间异质性,其中地被覆盖度及垦殖系数的影响程度由东向西递减,人均GDP和人口密度的影响程度则由西向东递减。     

生境片段化对千岛湖次生马尾松林土壤理化性质的影响

土壤是森林生态系统的重要组成部分,对森林生物多样性和生态功能的维持具有不可替代的作用.据此,本研究以千岛湖地区大陆35个样方和29个不同大小和隔离度的陆桥岛屿次生马尾松林土壤为研究对象,分析了生境片段化对土壤理化性质的影响.研究发现,大陆马尾松林土壤厚度显著高于岛屿,而其土壤最大持水量显著低于岛屿;大陆土壤的全磷（P）显著低于岛屿,而土壤有效磷（AP）和硝态氮（NO₃-N）显著高于岛屿.在片段化的岛屿生境中,土壤C、N、P、NO₃-N、AP随与边缘距离的增大而降低;隔离度和地形对部分土壤理化因子有影响,而岛屿面积对土壤理化性质无影响.土壤理化因子和植物群落多样性存在显著相关性.生境片段化改变了千岛湖地区马尾松林的土壤条件,而边缘效应是影响片段化生境中土壤性质空间分布的主要过程之一.通过分析片段化景观中土壤理化性质的空间分布格局及其影响因素,深化了生境片段化对土壤条件影响的认识,对于片段化森林管理措施的制定具有重要意义.     

东海区海岸带景观格局变化对生态系统服务价值的影响

对大尺度、长时序的海岸带景观格局和生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)的研究,有利于更好地促进区域生态系统保护工作的开展。以1990,1995,2000,2005,2010,2015年6期遥感影像解译结果为基础,对东海区海岸带景观格局变化特征和ESV时空演变进行了分析,并探讨了ESV与景观格局变化二者间的关系。结果表明,1990—2015年的25 a间,受人类活动的影响,东海区海岸带农田和海域面积大量减少,建设用地面积大幅增加;在所研究的5类地貌类型中,除中起伏山地外,其余地貌类型景观面积转移都较为剧烈。25 a间东海区海岸带斑块数量、斑块密度、边界密度、shannon多样性指数等不断增加,景观破碎化、复杂化、多样化增强。农田景观的最大斑块指数、形态指数、边界密度等变化均较大。东海区海岸带ESV呈先增加后减小的趋势,其中森林景观对ESV总量贡献最大;水文调节、生物多样性维持、气候调节、土壤保持、废物处理和气体调节是东海区海岸带主要的生态系统服务功能;在空间上表现出以单位面积中、低ESV为主导的空间分布,高、极高和极低ESV分布较少。研究区ESV总量与农田和海域以及水域和建设用地面积显著相关;与斑块密度、边界密度和形态指数呈显著负相关。同时,食物生产、气体调节、气候调节、土壤保持和生物多样性维持的服务价值与景观指数间均显著相关。     

东海区海岸带景观格局变化对生态系统服务价值的影响

对大尺度、长时序的海岸带景观格局和生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)的研究，有利于更好地促进区域生态系统保护工作的开展。以1990，1995，2000，2005，2010，2015年6期遥感影像解译结果为基础，对东海区海岸带景观格局变化特征和ESV时空演变进行了分析，并探讨了ESV与景观格局变化二者间的关系。结果表明，1990—2015年的25 a间，受人类活动的影响，东海区海岸带农田和海域面积大量减少，建设用地面积大幅增加；在所研究的5类地貌类型中，除中起伏山地外，其余地貌类型景观面积转移都较为剧烈。25 a间东海区海岸带斑块数量、斑块密度、边界密度、shannon多样性指数等不断增加，景观破碎化、复杂化、多样化增强。农田景观的最大斑块指数、形态指数、边界密度等变化均较大。东海区海岸带ESV呈先增加后减小的趋势，其中森林景观对ESV总量贡献最大；水文调节、生物多样性维持、气候调节、土壤保持、废物处理和气体调节是东海区海岸带主要的生态系统服务功能；在空间上表现出以单位面积中、低ESV为主导的空间分布，高、极高和极低ESV分布较少。研究区ESV总量与农田和海域以及水域和建设用地面积显著相关；与斑块密度、边界密度和形态指数呈显著负相关。同时，食物生产、气体调节、气候调节、土壤保持和生物多样性维持的服务价值与景观指数间均显著相关。     

二维动床泥沙数学模型在“单向冲刷”江道中的应用——以曹娥江为例

2008年底曹娥江河口大闸建成并开始试运行,大闸的兴建阻挡了钱塘江潮流的上朔.平时大闸关闸挡潮,阻挡外海泥沙进入上游江道;洪水期开闸放水,逐步带出建闸前淤积在河床上的泥沙.闸上江道的冲淤特性由建闸前的“洪冲枯淤”转变为建闸后的“单向冲刷”,泥沙运动规律的改变将会加剧水流对两岸防洪堤的冲刷,也会对沿江涉水工程（如跨江大桥）的安全造成不同程度的影响.应用二维动床泥沙数学模型,考虑曹娥江大闸调度原则,并按水文年（1962～2005年）重演方式,对建闸后闸上江道冲淤演变情况进行了长系列反演计算,同时对堤防可能的险工险段及河床最大冲深进行了预测,可供相关部门和单位在工程设计、施工过程中参考使用.