黄土塬区小流域深层土壤有机碳变化的影响因素

以黄土高原沟壑区王东沟小流域为对象,研究了地形(塬面、塬坡和沟道)、土地利用(自然草地、人工草地、人工林地、农地和果园)对0～200cm土层内土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)垂直分布特征的影响,以揭示黄土高原小流域深层SOC储量及其影响因素.结果表明,SOC含量除表层(0～20cm)沟道(10.0g·kg-1)大于塬面(7.8g·kg-1)和塬坡(8.2g·kg-1)外,塬面底层SOC均显著高于塬坡和沟道;塬坡和沟道SOC含量随深度增加而降低,而塬面上呈现SOC随深度增加降低-升高-降低的变化趋势.塬面上,SOC含量呈现人工草地(5.4g·kg-1)农田(5.2g·kg-1)和果园(5.1g·kg-1)的趋势,影响深度为表层40cm;塬坡上,呈现自然草地(4.3g·kg-1)人工林地(3.8g·kg-1)人工草地(3.3g·kg-1)和果园(3.3g·kg-1)的趋势,影响深度达到100cm;而沟道内,林草地利用方式对整个垂直剖面分布的差异无显著影响.20～100cm土层SOC储量占0～100cm储量的67.6%;100～200cm土层SOC储量占0～200cm储量的37.3%,相当于0～100cm的63.8%.研究结果表明地形、土地利用显著(p0.05)影响SOC垂直分布特征;黄土高原沟壑区深层SOC储量巨大,不容忽视.     

小流域地下水流微生物空间差异分析

针对目前水文过程中微生物研究基本空白的现状,选择了珠海市近海小流域地下水作采样分析,运用不依赖培养(cultured-independent)的分子生物学分析技术,构建16S rRNA基因文库,研究小流域尺度下微生物的空间分布.实验数据表明,近海小流域地下水上、中、下3组井的微生物优势类群及其丰度既有相似的地方又有差别.相似的是3组井均以变形菌、Candidate divisionOPx、古菌(含泉古菌和广生古菌)、放线菌为优势类群,而且变形菌均占了很大比例,在R、M、D组井中分别为23.21%、36.21%、28.84%;不同的是R组井微生物优势类群还有拟杆菌和硝化螺旋菌;M组井另有真杆菌和酸杆菌,D组井中则以拟杆菌为优势类群.从原核微生物16SrRNA基因系统发育树可以看出,3组井的微生物主要类群大同而小异,各自的微生物多样性比较丰富,3组井的微生物优势类群变化佐证了微生物对地下水环境的生态系统功能有一定的指示作用.     

小流域土壤矿质氮与地形因子的关系及其空间变异性研究

为掌握小流域土壤特性与地形因子的关系及其空间变异规律,采用经典统计学与地统计学相结合的方法,对黄土高原水蚀风蚀交错带小流域土壤矿质氮与地形因子的关系及其空间变异性进行了系统研究,结果表明:①硝态氮的变异程度为强变异性,铵态氮、坡度、坡向则为中等变异性,土壤类型、土地利用对矿质氮的变异程度有极显著影响;②各研究特性在采样尺度内表现出不同程度的空间依赖性,铵态氮、海拔为强烈的空间依赖性,而硝态氮、坡度及坡向则为中等的空间依赖性;③分维数与空问异质比所揭示的结果具有一致性,各变量的分维数从大到小依次为:硝态氮(1.982 6)＞坡向(1.976 7)＞坡度(1.9420)＞铵态氮(1.879 1)＞海拔(1.746 1);④硝态氮在0°与90°,45°与135°方向上具有各向同性结构,而海拔为各向异性结构,其余的研究特性则表现出微弱的各向异性;⑤海拔、铵态氮具有很强的空间自相关性,硝态氮则为空间不相关;硝态氮与铵态氮、坡度与坡向之间具有极显著的正相关性,而铵态氮与海拔、坡度与海拔之间则为显著的负相关,表明在水蚀风蚀交错带铵态氮和坡度的空间分布具有海拔梯度性.     

基于GIS和RUSLE的三峡库区小流域土壤侵蚀量估算研究

本研究以三峡库区菱角塘小流域为研究对象,在GIS技术的支持下,通过遥感技术和野外调查进行信息采集,对修正的通用土壤流失方程(RUSLE)各因子进行量化分析,从而对三峡库区菱角塘小流域土壤侵蚀量进行定量评价,并对土壤侵蚀强度进行分级;在此基础上分析不同坡度和土地利用类型的土壤侵蚀空间分布特征。结果表明,菱角塘小流域年土壤侵蚀量为208.32t/a,土壤侵蚀模数为1 987.75t/(km2·a),属于轻度侵蚀。28.62%的区域为中度、强度或极强度侵蚀,但是其侵蚀量却占总侵蚀量的82.36%,是预防和加强水土流失治理的重点区域。土壤侵蚀主要发生在坡度为15°~35°的区域,其中15°~25°的坡度土壤侵蚀属于中度侵蚀;坡耕地侵蚀最为严重,15°~25°的坡耕地侵蚀量占总侵蚀量的57.15%,表明坡耕地是该小流域水土流失的主要策源地。同时用137 Cs核素示踪技术测定的坡耕地和林地土壤侵蚀模数证实了RUSLE模型具有较高的准确性和可靠性,该模型在库区地块尺度具有一定的推广价值。     

土地利用类型及其社会经济特征对河流水质的影响

流域尺度上土地利用类型与水体水质之间存在相关关系,这种相关关系同时会受到各种社会经济活动的影响.在自然或半自然区域内,土地利用类型与水质的相关关系比较显著.然而,在城市区域内社会经济活动将会影响土地利用类型与水质的相关关系.为证实这一现象的存在,选取京津地区11个小流域为研究对象,分别从小流域综合分析和小流域聚类分析2个角度,分析土地利用类型及其社会经济特征与河流水质的关系,并以温榆河小流域情景分析进一步探讨社会经济因素对土地利用类型与河流水质关系的影响,结果显示,聚类分析中,半自然区域中小流域的TN、TP、NH4+-N均与土地利用类型相关,而城市区域中小流域的TN、TP、NH4+-N均与社会经济因素相关,社会经济因素的差异改变甚至削弱了土地利用类型与河流水质的相关性,验证了假设现象的存在.因此,在跨域城乡梯度的区域尺度研究水体水质及其影响因素的相关性时,需要综合考虑土地利用类型及其社会经济特征.     

黄土丘陵区小流域土壤碳氮比的变化及其影响因素

研究土壤C:N的变化有助于深入理解土壤有机碳氮的积累过程及其土壤质量的变化趋势。以黄土高原丘陵沟壑区砖窑沟小流域为单元,基于地貌类型和土地利用方式两大因素,采集737个土壤样品,研究流域内土壤C:N的变化差异及其影响因素。梁峁坡上,林地和草地0~20 cm土层的土壤C:N分别是农田土壤C:N的1.13和1.03倍;沟坡上,林地、草地和农田土壤的C:N分别为13.88、12.58、9.02。农田条件下,梁峁坡、沟坡和沟谷的土壤C:N分别为10.34、9.02和10.77;林地条件下,沟坡和梁峁坡的土壤C:N分别为13.88、11.67;草地条件下,沟坡土壤C:N是梁峁坡土壤C:N的1.19倍。同一地貌类型或土地利用方式条件下,土壤C:N均呈现表层大于深层的趋势,0~20 cm和20~40 cm土层的土壤C:N分别是40~100 cm土层土壤C:N的1.05~1.17和1.16~1.42倍。     

The effects of drainage basin geomorphometry on minimum low flow discharge: the study of small watershed in Kelang River Valley in Peninsular Malaysia

This study investigate the relationships between genomorphometric properties and the minimum low flow dischare of undisturbed drainage basins in the Taman BukitCahaya Seri Alam Forest Reserve,Peninsular Malaysia.The drainage basins selected were third-order basins so as to facilitate a common base for sampling and performing an unbiased statistical analyses.Three levels of relationships were observed in the study.Significant relationships exised between the genomorphometric properties as shown by the correlation network analysis;secondly,individual geomorphometric properties were observed to influence minimum flow discharge;and finally,the multiple regression model set up showed that minimum flow discharge(Qnub)was dependent of basin area(AU),stream length(LS),maximum relief(Hmax),average relief (HAV) and stream frequency(SF).These findings further enforced other studies of this nature that drainage basins were dynamic and functional entities whose operations were governed by complex interrelationships occurring within the basins.Changes to any of the geomorphometric properties would influence their role as basin regulators thus influencing a change in basin response.In the case of the basin‘s minimum low flow,a change in any of the properties considered in the regression model influenced the “time to peak”of flow.A shorter time period would mean higher discharge,which is generally considered the prerquisite to flooding.This research also conclude that the role of geomorphometric properties to control the water supply within the stream through out the year even though during the drought and less precipitations months .Drainage basins are sensitive entities and any deterioratons involve will generate reciprocals and response to water supply as well as the habitat within the areas.     

小流域管理与规划信息系统研制

以江苏省溧阳市同官片流域为例,通过建立小流域管理与规划信息系统,探求流域治理新模式,以促进流域经济的良性发展。简要介绍了基于小流域的系统设计和建立方法,系统的功能及其应用实例。     

黄土高原丘陵沟壑区小城镇建设的生态经济学意义及其特点

论述了小城镇建设与区域小流域治理之间的相互关系,阐明了小城镇建设在黄土丘陵沟壑区的生态经济学意义,即发展小城镇,不仅能促进和加快区域产业结构调整,缓解人口对土地的压力,有利于小流域生态环境的恢复和保护;而且还将大大提高流域的各种基础设施建设水平,加强流域与外部的经济活动联系,促进区域经济发展。进一步讨论了黄土丘陵沟壑区小城镇建设的特点:以小流域为基础的小城镇建设呈"袖珍型"发展状态;在很长一段时间内以加工业和制造业为主;建设中心城镇,加强区域小城镇之间的联系。     

电子废物不当处置的重金属污染及其环境风险评价 Ⅳ. 电子废物不当回收地区流域水体沉积物的重金属污染

为了解电子废物不当处置活动对小流域内水体沉积物金属污染的影响,采集了位于广东省清远市龙塘镇和石角镇的电子废物焚烧和酸解活动核心区内水塘和水库的0～40cm沉积物以及附近河流大燕河表层(0～5cm)沉积物样本,分析了样本中的金属(水塘、水库:Zn、Cu、Pb、Cd、Cr;大燕河:Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Ni、Mg、Mn)含量.作为对照,对珠江口伶仃洋沉积物中的5种重金属(Zn、Cu、Pb、Cd、Cr)含量也进行了分析.结果表明,1)在核心区内,5种重金属的平均含量在接近酸解作坊的水塘沉积物中呈Cu(766.16mg·kg-1)>Zn(181.12mg·kg-1)>Pb(129.56mg·kg-1)>Cr(1.89mg·kg-1)≈Cd(1.12mg·kg-1),在其下游的水库沉积物中呈现相同的规律,但水塘沉积物的Cu、Zn、Pb含量均高于水库.水塘、水库沉积物重金属含量分布规律明显不同于伶仃洋沉积物,与伶仃洋沉积物相比,核心区水体沉积物Cu含量特别高,是伶仃洋沉积物的7～17倍,Pb和Cd则分别是伶仃洋的2.3～3.0倍和1.9～2.4倍,Zn、Cr含量与伶仃洋沉积物相近.2)Zn含量在核心区水体沉积物中均呈现出在20.0～30.0cm深度最高的趋势,Cu、Pb含量在水库沉积物中也有类似的表现,说明该深度的沉积物可能是电子废物回收处置活动最频繁的时期形成的,近年来随着政府取缔工作的加强,电子废物非法处置活动的减少,Zn、Cu、Pb含量有明显的下降.3)大燕河沉积物中6种重金属(Zn、Cu、Pb、Cr、Cd、Ni)的总含量表现为中游下段(1261.3mg·kg-1)>中游中段(1049.2mg·kg-1)>中游上段(401.8mg·kg-1)>上游(364.6mg·kg-1)>下游(215.4mg·kg-1).Cu、Zn、Pb和Cr含量均在中游下段的沉积物中出现最大值,次大值出现在中游中段,Ni、Cd在中游中段出现最大值,次大值出现在中游下段.中游中、下段沉积物中金属含量最大值和其上游(或中游上段)河段含量最低值的比值呈现Cu(10.1)>Cr(7.8)>Zn(3.8)>Cd(2.0)>Pb(1.9)>Ni(1.8),显示这些重金属主要从中游中、下段进入大燕河沉积物,其中Cu污染最为严重,而Cr污染可能与水土流失或当地其他活动释放的Cr有关.4)比较流域内土壤和各种沉积物以及伶仃洋沉积物中重金属的构成比例发现,核心区土壤和沉积物以及大燕河沉积物中的重金属具有明显的同源性.随着离源区距离的增加,重金属的构成比例中最明显的变化是Cu的比例下降以及Zn的比例上升。