高浑浊河流悬沙质量浓度的地面遥感监测方法

以金沙江中下游一级支流龙川江为例，通过探讨河流地面反射光谱与河流悬沙质量浓度的关系，初步开发了河流悬沙质量浓度的地面遥感预测技术。研究发现，基于R800/R550的经验模型，仅能够预测浓度范围在400g．m^-3以下的悬沙质量浓度值，对于较低悬沙质量浓度的河流或其他水域有较大运用价值。光学拟合技术能够预测龙川江在其整个变化范围的河流悬沙质量浓度，最高预测浓度可以达到13000g.m^-3。通过直接运用两种方法，或者进一步将它们提升成为卫星遥感运用技术后，对于中国西南众多的江河湖库有着重要的理论和现实意义。     

龙川江楚雄站碳侵蚀通量的动态分析

选取龙川江楚雄水文站进行了为期3年的采样,分析了水体中各形式碳的含量,并估算各碳的输送通量.结果表明:楚雄站3年的碳通量(FTC)分别为27.12×106g·km-2·a-1、24.87×106g·km-2·a-1和10.34×106g·km-2·a-1,分析流域在对碳输送过程中,以输送无机碳为主,分别占输送总量的89.7%、90.3%及91.9%;而汛期碳输送量分别占全年总量的90.9%、84.9%和83.8%,表现出流域汛期对碳的搬运量远远高于非汛期;溶解性有机碳通量(FDOC)与颗粒有机碳通量(FPO C)平均比为0.82,不同季节表现情况不一,非汛期溶解性有机碳(DOC)与颗粒有机碳(POC)含量相当,汛期机械侵蚀作用增强,导致FPO C远远大于FDOC,反映汛期对流域侵蚀作用以机械剥蚀为主,化学侵蚀为辅.研究期内恰遇2008年一场洪水,11月碳的侵蚀通量为8.53×106g·km-2·a-1,其中溶解性无机碳(DIC)、溶解性有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)的输送量分别为7.37×106、0.36×106、0.80×106g·km-2·a-1,分别占2008年全年相应形式碳总量的33.3%、34.4%和59.9%,为当年非汛期碳侵蚀总量的2.3倍,反映洪水期的碳输出量对流域碳输出总量及构成存在不可忽略的贡献.     

龙川江流域碳侵蚀特征的初步研究

选取龙川江楚雄站断面,于2007年9月至2009年9月对水体内悬浮颗粒物及各形态碳的含量进行连续采样分析.结果表明,汛期水体内总有机碳(TOC)含量主要取决于颗粒有机碳(POC)含量,非汛期水体内总有机碳主要源于溶解性有机碳(DOC),而溶解性无机碳(DIC)的季节变化不明显.洪水过境过程中,POC随即表现出"峰值现象";DOC峰值出现的时间较晚,反映出DOC化学侵蚀的溶出相对于POC的机械侵蚀作用所需时间较长;DIC在洪水发生过程中呈现出与流量变化相反的趋势,说明其主要受稀释作用的影响.在对碳含量随悬浮颗粒物(TSS)变化的分析中发现,POC与TSS之间呈现出显著的正相关关系,但悬浮泥沙中有机碳的质量分数与TSS之间却存在显著的负相关关系,DOC与TSS间的相关性较弱,表现出吸附作用和释放作用的共同影响.     

黄河源区水库二氧化碳逸出暖季变化规律及影响因素分析——以刘家峡水库为例

河流上修建水库改变了自然状态下的水流运动,而且深刻影响着物质传输和交换过程.本文以黄河源区12级梯级水库群末端的刘家峡水库为例,在2016年4、8月和2017年5月进行了3次野外试验,采用Li-7000静态箱法监测了刘家峡水库入库前、库中和出库河道内的二氧化碳分压(p(CO2))、二氧化碳逸出量(F(CO2)),并测定了相关水化学因素,包括pH、溶解氧(DO)和水温(T),综合分析了水库碳逸出的暖季时空变化规律及其影响因素.结果表明:在河流流向上,刘家峡水库库区内的p(CO2)和F(CO2)(601.6μatm和85 g·m-2·a-1,以C计,下同)均低于入库前水体(670μatm和328 g·m-2·a-1)和出库后水体(680.5μatm和372 g·m-2·a-1),水体的pH变化范围为7.90~8.80,DO变化范围为102%~145%;垂向上,pH为7.81~8.65,DO为82%~140%,从水面至水库库底p(CO2)的变化范围为617~1087μatm,p(CO2)、pH和DO均随水深增加而降低,且8月变化强于4月和5月;水温在垂向上存在明显的分层现象,温度范围为5~25℃.库区内的光合作用降低了水体溶解CO2的含量,出库水体由于水流波动较大,F(CO2)明显增加,8月水体的F(CO2)均低于5月,可能是由于水库中的热分层现象更加显著,进一步促进了浮游植物的生长,对溶解性CO2的利用增加.通过对世界范围内不同纬度和海拔高度的水库F(CO2)的统计发现,刘家峡水库的F(CO2)在温带地区水库的F(CO2)中呈较低水平,其高海拔的地理位置及梯级水库的拦截作用是重要原因.本研究可为高寒高海拔地区水库的F(CO2)评估和全球水库碳排放评价提供依据.     

基于高分遥感的西沙群岛珊瑚礁沙洲稳定性评估

珊瑚礁沙洲是珊瑚岛形成的前一地貌类型,大多无植被生长,易受气候条件和水文动力条件的影响,位置不稳定,形态多变。本研究利用2005－2020年多期高分辨率遥感影像,分析了西沙群岛珊瑚礁沙洲的大小、形状变化以及平面位置移动过程,评估了珊瑚礁沙洲稳定性,并对其影响因素进行了初探。结果表明:（1）北沙洲、中沙洲、盘石屿和筐仔北岛相对稳定,而西新沙洲、三峙仔、全富岛和银屿仔尚不稳定;（2）珊瑚礁沙洲稳定性是沙洲沉积物供应、海洋动力环境条件和珊瑚礁地形地貌综合作用的结果,在相同的季风浪和台风浪作用下,各个沙洲由于在礁坪中所处位置和岸滩沉积物类型等不同,在不同的水动力作用下,形成了8个沙洲不同的演变过程和稳定状态;（3）建议在相对稳定的北沙洲、中沙洲、盘石屿和筐仔北岛上人工种植抗风、抗盐碱的植被（如木麻黄）,促使其更快地由珊瑚礁沙洲发育成为珊瑚岛。西沙群岛珊瑚礁沙洲监测与评估结果可为南海珊瑚礁沙洲发育研究和西沙群岛岛礁建设与保护管理提供数据支撑。     

横断山区干旱河谷大气水资源变化特征与演变趋势研究

利用横断山区干旱河谷内24个气象站逐月降水、气温等观测资料,依托高桥浩一郎陆面蒸发公式,计算了干旱河谷区陆面蒸发、可利用降水等水资源分量,并分析了各分量的未来演变趋势。结果表明:干旱河谷区年均降水量723.7mm,而年均蒸发量高达479.5mm,降水量中有超过84.89%因蒸发而损耗;大气水资源分量P、E及PE季节变化非常明显,夏季各分量最大,多年平均值达404.9mm、239.9mm和164.8mm,各占全年的55.94%、50.04%和67.51%,而冬季各分量最小,占全年的比例也相应最小,仅为2.96%、4.06%和0.79%;大气水资源各分量年代际差异很大,20世纪60年代可利用水资源丰富,70年代相对偏少,80和90年代逐渐增加,进入21世纪后又呈现为偏少特征;未来干旱河谷区的降水量维持减少的概率较转向增加的概率要小,蒸发量将依然维持增加的趋势,而可利用水资源量会继续维持减少的倾向。