Development and preliminary application of a method to assess river ecological status in the Hai River Basin, north China

The river ecosystem in the Hai River Basin(HRB), an important economic region in China, is seriously degraded. With the aim of river restoration in the HRB, we developed a method to assess the river's ecological status and conducted a preliminary application of the method.The established method was a predictive model, which used macroinvertebrates as indicator organisms. The river's ecological status was determined by calculating the ratio of observed to expected values(O/E). The method included ecoregionalization according to natural factors, and the selection of reference sites based on combinations of habitat quality and macroinvertebrate community. Macroinvertebrate taxa included Insecta,Crustacea, Gastropoda, and Oligochaeta, with 39 families and 95 genera identified in the HRB. The HRB communities were dominated by pollution tolerant taxa, such as Lymnaeidae, Chironomus, Limnodrilus, Glyptotendipes, and Tubifex. The average Shannon–Wiener index was 1.40 ± 0.5, indicating a low biodiversity. In the river length of 3.31 × 10~4 km, 55% of the sites were designated poor, with a bad ecological status. Among nine secondary river systems, Luan and Zi-ya had the best and worst river conditions,respectively. Only 17 reference site groups were selected for river management in the 41 ecoregions examined. This study lays the foundation for river restoration and related research in the HRB, and we anticipate further developments of this novel method.     

太湖流域土地利用与河流水质污染状况的相关性研究

以太湖流域为例,基于GIS空间技术分析了不同缓冲半径下土地利用类型的特征,运用Pearson相关分析及典型相关分析对6种不同土地利用类型与10种水质指标进行相关性研究。结果表明:建设用地和耕地为流域内主要土地利用类型;近岸范围内(1 km以内)建设用地为主要污染输出源,与水体水质指标呈明显的正相关,而耕地与水质指标具有较为明显的负相关性,说明耕地对污染物质具有吸附过滤作用;远岸范围内(1 km以外)耕地与TP呈显著正相关,而与DO呈显著负相关,说明耕地造成了面源污染;水域分布与NO-3-N、TP呈负相关性,而与CODMn呈正相关说明其兼具污染物质的稀释净化与汇集输送作用;林地和草地与CODMn呈明显的负相关性,说明其对污染物具有截留吸收作用。     

近50 a塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化关系研究

塔里木河源流区农业用水量直接影响下放至干流的水量,从而间接影响干流区生态系统结构的稳定性。为此,研究基于农业水足迹反映农业用水变化情况,进而分析塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化的关系,为后续维护干流生态系统结构稳定性决策提供科学参考依据。结果表明：1960年代—1990年塔里木河“四源”农用地总量变化不大,阿克苏河流域新开垦量与叶尔羌河流域减少量相当,农业水足迹同时呈缓慢小幅增长,干流生态系统结构变化以自然绿洲生态系统缩小和荒漠生态系统扩张为主;以2000年为分界点,2000年之前“四源”农用地和农业水足迹显著增加,导致干流生态系统中自然水域生态系统、自然绿洲生态系统和荒漠生态系统皆有不同程度的萎缩,“四源”农业用水消耗是干流生态系统恶化的直接原因;2000年之后在生态治理工程的影响下,虽然“四源”农用地和总农业水足迹在持续增加,但是节水工程年均节约近27.22×10⁸ m³,保证了下游生态系统的需水量,使其得到一定恢复。     

Projecting Canadian Prairie Runoff for 2041–2070 with North American Regional Climate Change Assessment Program (NARCCAP) Data

The South Saskatchewan River Basin (SSRB) of Alberta, Canada, is semiarid and under severe water stress due to increasing human demands. We present the first examination of projected changes in SSRB runoff from a large set of North American Regional Climate Change Assessment Program regional climate models (RCMs) plus one Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment RCM. We used six different runoff estimation methods: total surface and subsurface runoff (total runoff), surface runoff, and four estimations based on Budyko functions. Most RCM estimations showed substantial biases and distribution differences when compared to observed data; thus bias correction was necessary. Total runoff was the best of the six variables in modeling observed runoff for each of the four SSRB subbasins. Projected total runoff for 2041–2070 shows a geographic gradient in the SSRB, with possible drying in the southern Oldman River subbasin and possible increased runoff in the northernmost Red Deer River subbasin. A shift to an earlier spring peak in runoff and drier late summer, with a need for increased irrigation, should be expected. In a first examination of the important question of projected changes in interannual variability, we show increasing magnitude. This result further adds to adaptation challenges over the course of this century in this basin, which is already largely closed to further allocation.     

1958—2009年松花江流域降水时空演变特征

利用松花江流域降水资料,采用克里格(Kriging)法进行插值,用Mann-Kendall秩次相关法分析降水系列的变化趋势,用集中度和集中期分析降水量年内分配特征等,分析了流域降水特征时空变化。结果表明:①1958—2009年52 a来流域年降水呈不显著减少趋势,降水由东部向西部递减,绝大部分地区年降水呈不显著减少趋势;②年内降水不均匀,大多集中在5—9月,6—8月最为集中,汛期(6—9月)降水占全年77.65%,呈不显著减少趋势;③流域年降水集中度很大,多年均值为0.682,呈东南小西北大的特点。年降水集中期为181.90°~187.68°,最大降水一般出现在7月20—26日,集中期地域差异不大,总体呈北高南低的特点,年降水集中度减少趋势不显著,集中期呈显著减少趋势。     

基于GIS的工业水污染调查研究——以滇池流域为例

污染源调查是在进行流域水污染控制与富营养化治理技术研究和《全国第一次污染源普查》基础上,根据调查年环境统计数据、环保局排污企业的申报登记、排污许可证发放以及重点企业抽样调查、监测数据等多源资料,对企业数量及污染排放情况进行校核,基于GIS空间分析技术,建立滇池流域工业企业污染源数据库。根据滇池流域工业产业结构、分布和污染现状调查,结合昆明市社会经济发展及工业布局相关规划,预测工业发展可能带来的环境污染,提出相应的产业结构布局和相关治理政策的建议意见,为滇池的水污染防治和昆明市的发展战略规划提供参考。     

利用控制单元识别松花江流域水污染防治重点

将松花江流域划分为27个控制单元,分析各控制单元水环境与水污染现状,筛选水域敏感性强、水质超标严重、排污强度大的控制单元作为优先控制单元,形成松花江流域水污染防治重点区域;结合全流域水污染防治重点问题及领域,确定各优先控制单元重点治污方向,形成松花江流域"十二五"水污染防治重点。结果表明,松花江大庆市段、松花江哈尔滨市段、伊通河长春市段、嫩江齐齐哈尔市段、嫩江松原市—白城市段、饮马河长春市—吉林市段6个控制单元为松花江流域重点治污区域,涉及大庆市、哈尔滨市、长春市等重点城市点源治理、齐齐哈尔市农业种植结构调整、环境风险防控等重点治污方向。     

基于基尼系数法的九龙江流域水污染物排放总量分配研究

借鉴经济领域评价收入公平性的方法——基尼系数法,对九龙江流域水污染物排放总量进行分配。选取土地、人口和GDP为控制指标,绘制各控制指标与水污染物排放量的络伦曲线,计算相应的基尼系数并分析其合理性;建立以各控制指标环境基尼系数之和最小为目标的优化模型,设定合理的约束条件,获得基尼系数优化值。根据优化后总量分配结果,结合流域水环境容量测算结果,确定流域各县市区排污量的最终削减分配方案。结果表明,削减后的排污总量既能满足国家"十二五"总量削减目标,又可以确保流域水环境功能达标。     

坡度分析在昆明盆地断层分段中的应用

地面坡度是反映地形地貌变化的关键因子,应用坡度分析一定程度上可以反映断层的展布特征。本文收集整理昆明市区附近千余份钻孔数据,筛选其中238个钻孔进行钻孔层序分层和数据库的建设,使用ArcScene软件生成研究区地表、海埂组(QhH)底部以及官渡组(Qp3G)底部地层面的三维地质模型。应用ArcGIS软件中坡度分析模块,获得各个界面的坡度图,从坡度变化特征方面对研究区5条主要断层的活动性与分段特征进行了初步探讨。     

伊犁盆地黄土分布、年代及粉尘来源分析

本文根据最新的研究资料,结合野外考察对处于西风区的伊犁黄土的分布、年代和粉尘来源进行了分析总结,并探讨了伊犁盆地黄土堆积的空间差异性。研究结果表明,伊犁黄土主要分布在山前丘陵和高阶地上,这些地貌部位堆积厚度最大,黄土沉积受地形和气候影响明显;已有的剖面年代学研究表明伊犁黄土主要形成于末次冰期,与新疆其它地区黄土开始大范围堆积的时间大体一致,但还可能有比中更新世更老的黄土存在;粒度分布和矿物表面形态特征表明伊犁黄土可能是近源物质与远源粉尘沉积作用叠加的结果,不同地区黄土在堆积过程所受到动力条件可能存在明显的差异;伊犁黄土中粘土组分可能主要来自中亚荒漠和伊犁河中、下游地区,西风带来的粉尘对伊犁盆地不同地区黄土的贡献率不同。