丹江口库区坡耕地柑桔园不同覆盖方式下地表径流氮磷流失特征

以坡耕地柑桔园为研究对象,地表覆盖方式采用对照、秸秆覆盖和地膜覆盖3个处理,实验采用完全方案。结果表明,在本实验条件下,坡地地膜覆盖处理一定程度增加了径流量,而秸秆覆盖处理与对照每次降雨径流量基本相当;各处理土壤氮磷养分均有一定程度的流失,以氮素流失量较高,磷素流失量相对较低;在地膜覆盖条件下,柑桔园地表径流中N、P流失量较高,其总氮和总磷流失系数分别达0054%和0064%,而秸秆覆盖总氮和总磷流失系数最低;对不同地表覆盖方式柑桔园地表径流水体氮素形态特征分析表明,可溶性氮素占总氮的比例较高,可溶性氮素中又以NO-3 N为主,而NH+4 N所占的比重较低。以上结果说明,在丹江口库区,氮素污染风险要高于磷,防控的主要矛盾是氮,而秸秆覆盖是减少坡耕地养分流失较好的管理措施     

丹江口库区农户对面源污染的认知度及生产行为分析

通过丹江口库区246户农户的实地调查数据,从农业生产中大量使用的农膜、化肥、农药等生产资料和农户生活习惯入手,分析研究农户的生产行为、生活方式以及农户对面源污染认知程度,并对农户个人特征和家庭特征中可能影响农户认知度的因素进行了计量分析。结果显示,农户对面源污染的认知程度还不是很高,即使在某些方面有一定的认知,但农业生产方式与意识是脱节的、是不相符的;同时,农户多年养成的生活习惯,也在一定程度上增加环境污染的风险。逻辑回归分析表明,农户个人特征中的受教育年限和政治面貌对农户认知程度影响呈正相关,即提高农户的受教育水平,发展农村党员,有利于提高农户对面源污染的认知度。     

丹江口库区可持续发展能力分析

从区域可持续发展的角度出发,以湖北省丹江口库区为例,首先定性分析库区可持续发展的优势与问题,认为库区移民安置工作困难,库区可持续发展受到限制;经济增长缓慢,基础设施建设滞后;城镇化水平较低,库区社会矛盾突出;自然资源丰富与开发不足并存,库区淹没加剧土地资源稀缺;环境质量较好,生态基础脆弱。然后采用多因素综合评价模型定量分析了1999～2005年库区可持续发展的变化趋势。结果表明：库区可持续发展能力从1999年到2003年呈现明显的上升趋势,却从2004年开始缓慢下降;而人口、经济、社会、资源和环境各子系统也呈现出不同的特征。最后针对定性和定量评价结果提出相应的对策建议：做好库区移民安置,实现移民稳定就业;减少和消除移民贫困,增加基础设施建设;加快小城镇建设步伐,解决库区社会矛盾;发挥水资源优势,改善库区生态环境。     

南水北调中线丹江口库区土地生产潜力估算

以土地生产潜力与承载力理论为基础,以南水北调中线工程主要淹没区和水源地——丹江口库区耕地为研究对象,在遥感影像、DEM、气象、土壤等数据支持下建立模型,利用潜力递减法估算丹江口库区的土地生产潜力,同时对土地资源人口承载力进行研究。估算结果表明:研究区不同作物、不同耕作制度下的最大生产潜力与现实生产力有很大差距,在现有粮食生产水平下,库区未淹没耕地的情况下,库区的人口承载力现状已经很差,当水位达到170 m后,库区人口承载力将进一步恶化。但是,研究区作物的现实生产力还有很大的提高余地,若在移民的前提下,深入挖掘土地生产潜力,因地制宜的选择合适的耕作制度,库区的土地承载力还可以有所提高。     

丹江口库区农户氮肥施用强度的影响因素分析

本文在对丹江口库区6县(市)223户农民的问卷调查基础上,以小麦和玉米的种植为例,运用一般线性模型对影响农户氮肥施用强度的因素进行分析,旨在寻找降低农户氮肥施用强度的有效途径。回归结果表明,在小麦和玉米种植上,农户的氮肥施用强度随种植规模的扩大而降低;地域因素对两种作物的氮肥施用都有显著影响,位于河南省的农户氮肥施用强度相对较高;有机肥对氮肥的替代效应不明显,在小麦种植上施有机肥对农户的氮肥施用强度有显著的正效应;农户家庭总收入、劳动力务农机会成本和测土配方施肥对氮肥施用强度没有明显影响;玉米的家庭需求比对氮肥施用强度有显著正效应。     

巢湖流域不同土地利用类型地表径流污染特征研究

巢湖是我国五大淡水湖之一,目前正面临着严重的环境污染与水体富营养化问题。通过对巢湖流域塘西地区大豆地,水稻田,菜地,山芋地,小麦地,集镇街道,山坡地,饲养场地,农村道路,湖滩芦苇地,荒地等１１种土地利用类型地表径流污染现状的详细调查与分析,建立了巢湖流域不同土地利用类型地表径流污染研究的一般程序与方法。     

丹江口库区及上游COD和氨氮工业污染源解析

利用2010年工业污染源普查更新数据,以COD和氨氮为分析对象,从排放总量、排放经济强度以及石化、冶金等13类工业行业分类来综合解析丹江口库区及上游工业污染源排放特征和行业贡献。结果表明:丹江口库区及上游工业点源COD、氨氮排放量分别为17 919.7t、2 841.3t;十堰、汉中、商洛工业源COD和氨氮贡献率分别为39.7%、22.6%、19.4%和18.8%、35.9%、38.1%,是COD、氨氮排放贡献率最大的3个地级市。制药、食品和石化为丹江口库区及上游COD排放贡献较高的行业,贡献率分别为40%、19%和16%;而石化、采掘和冶金分别为氨氮排放贡献了45%、20%和17%,为丹江口库区及上游高氨氮排放行业。皮革、造纸2个行业的万元工业产值COD及氨氮排放量均位于前列,分别为33.5kgCOD/万元、25.1kgCOD/万元和4.70kg氨氮/万元、2.27kg氨氮/万元。丹江口库区及上游区域污染防治与管理应从流域层面综合考虑,实施"分区管理、重点控制,分期执行,长久监管"措施。     

南水北调中线丹江口库区生态环境质量评价

以南水北调中线工程的主要淹没区和水源地--丹江口库区为研究区域,以区域生态环境质量评价理论为基础,以遥感影像为主要数据源,选取水热条件、地形地貌、土地利用和土壤侵蚀等环境评价因子,建立生态环境质量综合评价模型,对丹江口库区的生态环境现状进行定量评价。结果表明：库区的自然生态环境现状整体一般偏好,达到良好标准的占43.24%,较差及以下的面积达到区域总面积的1006%。较好地段主要集中于河谷平坝,500～1 000 m的中海拔地区生态环境质量差异较大,生态脆弱度高。库区中东部地区相对较好,北部和西部相对较差。需要采取积极的生态环境保护措施,以保障南水北调中线工程的安全运营和效益的充分发挥。     

丹江口库区土地利用/覆被与景观格局变化

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,其库区的土地利用/覆被变化可能带来的生态环境效应备受关注。以2000和2004年的多源遥感影像为主要数据源,解译生成土地分类数据,对研究区内土地利用变化总体特征、速度、景观优势度变化以及景观生态效应进行了分析。结果显示：库区在这4年间土地利用整体结构上没有显著改变,但是耕地、建设用地增加,林地、未利用地减少。景观多样性指数及景观均匀性指数呈下降趋势,说明景观异质程度下降,景观类型有向单一化及非均衡化方向发展的趋势。林地减少加剧库区的水土流失,导致库区的生态环境质量下降,应采取措施促使库区经济与生态环境良性地协调发展。     

丹江口库区化肥施用控制与农田生态补偿标准

为保护丹江口水库水质,减少氮、磷流入水体,可考虑以生态补偿方式鼓励农民将部分土地休耕或退耕。利用样本调查的农户微观数据,估计了丹江口库区主要农作物小麦、玉米、水稻产量与化肥施用量的经验函数,计算了库区农田平均生态补偿标准。结果是:基于2008年的生产条件、技术水平和市场价格,种植小麦须补偿259.69元/亩,玉米须补偿331.64元/亩,水稻须补偿567.31元/亩。为减少补偿过程中的政府强制行为和信息租金,可考虑将农户土地按历年产量进行评估后分成多个等级,每一等级支付该等级土地最高净收益。本文将每亩作物净收益即每亩劳动收入和地租作为农田生态补偿标准,这一计算标准是基于农民遭受的损失,属于保留效用,是农民谈判的起点。如果南水北调中线工程是有利可图的,可进一步将工程的部分净收益分配给维护生态系统、保护水质的库区农民,具体分配的份额则取决于当地农民的谈判力。     

丹江口库区及上游生态系统土壤保持效益价值评估

以RUSLE为模型的基本框架,以GIS、RS软件为技术平台,利用GIS强大的空间数据组织分析运算能力,将项目规划区各土壤侵蚀影响因子的遥感数据与非遥感数据网格化,通过网格数据的空间分析和模型运算,实现生态系统土壤保持量的区域性宏观定位定量评价。估算结果表明:研究区土壤保持总量林地最高,草地次之,水域等其它类型土壤保持量都非常少,这与植被覆盖度和植被净第一性生产力的分布是一致的,说明高植被覆盖类型分布区的植被能有效防止和控制土壤流失。1987、2000和2008年不同土地利用/覆被类型土壤保持价值分别为355.21亿元3、41.37亿元和367.41亿元。其中林地和灌木林地生态系统的土壤保持价值占到近60%,草地生态系统占到近30%,林、灌、草共占到服务总价值的近90%,林、灌、草在土壤保持生态系统服务中具有决定性的作用。     

气候变化和人类活动对丹江口入库径流的影响及评估

科学估算气候变化和人类活动对河川径流的影响,可以更为合理地规划利用地球水资源。针对丹江口水库入库径流的减少问题,分别采用Mann-Kendall方法和Pettitt检验,对1960~2012年间丹江口水库入库径流的年际和年内变化趋势进行了分析,并与同时期汉江上游20个地面观测站的降水、气温的年际和年内演化趋势进行了比较,从气候变化和人类活动影响的两个方面分析了入库径流减少的原因。在此基础上,利用气候弹性模型分别估算了气候变化和人类活动对径流的影响度。结果表明:近年来丹江口入库径流的减少主要受春季和秋季径流减少的影响,在春季径流的减少总量中,气候变化的贡献度为67%,人类活动为33%;秋季径流的减少总量中,气候变化的贡献度为88%,人类活动为12%。气候变化是导致丹江口入库径流减少的主要原因。     

丹江口库区生态系统服务价值与人类活动时空关联分析

良好的生态系统和协调的人地关系对丹江口库区水质的保证以及南水北调中线的顺利运行具有重要意义.以中国南水北调中线工程水源地丹江口库区为研究对象,以1991、2000、2010、2018年四期遥感影像为数据源,利用基于样本的面向对象分类方法解译获得四期土地利用数据,基于土地利用数据构建生态系统服务价值评估模型、生态系统服务价值流向损益模型、人类活动强度指数评估模型,并利用双变量空间自相关方法分析生态系统服务价值和人类活动强度的时空关联特征.研究结果表明:1991～2018年间,丹江口库区建设用地、水库河流和林地总体呈增长趋势,耕地、灌草地、内陆坑塘、湿地和未利用地总体呈减少趋势.生态系统服务价值呈现波动变化趋势,总体增加了43.93×108元,价值量的亏损主要来自于林地转化为耕地和建设用地,灌草地转化为耕地,价值量的增益主要来自于耕地转化为林地和水库河流.人类活动以低影响强度为主,中高影响强度在库区东部成片式分布,高影响强度区域呈零星块状分布且一直呈增加趋势.丹江口库区生态系统服务价值与人类活动强度存在显著的负相关关系,且呈现先增强后减弱的变化趋势.     

丹江口库区2001～2020年植被生态系统质量遥感监测与时空演变分析

丹江口库区是我国南水北调中线工程的核心水源地,良好的生态系统质量是保证水库安全运行和“一泓清水”永续北送的前提。以丹江口库区为研究区,在获取高精度精细生态系统类型数据基础上,基于植被覆盖度FVC(Fractional Vegetation Cover)、叶面积指数LAI(Leaf Area Index)和总初级生产力GPP(Gross Primary Productivity)等生态系统遥感参量构建生态系统质量评估模型,对库区2001～2020年植被生态系统质量进行遥感监测,分析其时空格局演变。研究结果表明：(1)丹江口库区2001和2020年植被生态系统质量指数分别为56.16和78.32。2001～2020年,库区植被生态系统质量逐渐变好,质量指数增加15以上的区域占总面积的81.32%;(2)各县(市、区)生态系统质量有所差异,淅川县和丹江口市生态系统质量指数在2001和2020年均低于库区平均水平,但增量较高,分别增加25.55和23.99;(3)不同生态系统类型中,森林生态系统质量指数最高,但增量较低;(4)2001～2020年,生态系统质量指数随坡度增加而增加,其中0°～3...     

贵州红枫湖大冲小流域农业面源污染负荷特征研究

为揭示红枫湖汇水区农业面源污染物氮、磷、有机物输出的一般规律,以典型农业小流域为研究对象,自2010年1~12月,对流域降雨、流域出口的径流、TN、TP、CODcr浓度进行同步监测,并对流域内各个不同土地利用类型的产污负荷进行监测分析。结果表明,流域除TP外,其他指标严重超标;监测期间小流域径流量为414×105 m3,TN、TP、CODcr入湖总量分别为2 5467、856、10 8832 kg,其日均单位排放负荷分别为577、019 、1451 kg/(km2·d);在降雨丰富、农业生产活动频繁的6~10月,TN、TP、CODcr的含量都明显高于其他月份,分别占各自总量的94.8%、73.3%、94.3%;坡耕地、天然林、疏林地产生的TN、TP、CODcr污染负荷量分别为流域入湖污染总负荷的13.38%、13.29%、13.54%,稻田、蔬菜地径流中TN、TP、CODcr含量分别为0.84~10.32、0.07~0.18、20.50~68.00;2.16~7.54、0.01~0.04、4.50~22.40 mg/L。居民生活污水中TN、TP、CODcr含量分别为13.84~50.11、3.20~5.10、35.7~207.0 mg/L,蔬菜、水稻种植、居民生活污水及禽畜养殖对流域面源污染贡献大;大冲小流域面源污染负荷与径流间存在极强的相关性     

城市地表污染物累积和降雨径流冲刷过程研究进展

城市地表污染物是城市降雨径流污染的主要来源,其累积和降雨冲刷过程分别是沉降-悬浮-再沉降以及悬浮-沉淀-再悬浮的动态过程。描述累积过程的模型主要有线性、指数、对数等形式,其中以指数及一些变形形式发展相对成熟并得到了广泛的应用。这些模型都将雨前干期天数（ADWP）作为主要的影响因子。而描述冲刷过程的模型主要基于一级反应动力学假设,这类模型已被人们广泛接受。为使冲刷模型更接近实际,人们进一步在其中引入了雨天排污因素,并取得较好的成效。虽然城市地表径流的研究取得了较大的进步,但是目前的模型基本属于经验型或基于大量监测数据的统计学模型,尚缺对污染物输移过程的机理性描述。因此,从城市地表污染物输移过程的机理出发,建立城市地表污染物累积和降雨冲刷过程的物理模型是今后城市降雨径流污染研究工作中一个亟待解决的问题.     

降雨径流面源污染年负荷预测方法的开发——以镇江古运河为例

在对镇江古运河2009~2013年的降雨量、降雨径流污染物量监测的基础上,运用回归分析建立降雨量-径流污染方程,并采用灰色理论对未来降雨量进行预测,进而得出降雨径流面源污染年负荷值。结果表明:2014~2020年间,镇江古运河降雨径流中污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷与降雨量同向变化,2020年降雨量达到1 381.2 mm时,污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷可分别达到217.15 t、421.4 t、5 811.87 t,数值较大;灰色理论与回归分析结合所提出的降雨径流面源污染年负荷预测方法,能够在小样本、贫信息和波动数据序列情况下,简捷有效的对降雨径流面源污染负荷进行高精度的预测,实用与推广价值较大。     

农田降雨径流污染模型探讨——以上海郊区农田氮素污染模型为例

农田降雨径流污染是非点源污染研究中的一个重要问题 ,估算其发生负荷的难度很大。通过对农田降雨径流污染模型结构的理解和适当简化不可直接建模的部分 ,对农田非点源污染物输出的重要环节———降雨径流和污染物迁移进行了模拟。根据实测资料对SCS法的部分参数作了修正 ,使小块农田的降雨径流关系适合上海的区域自然地理条件 ;采用比较完善的径流试验资料建立了相应的径流单位线 ;并利用水流流速与固体颗粒被冲刷强度的关系 ,选择合适的试验资料 ,分析得到了径流过程与氮素流失浓度的相关关系 ,从而建立了以修正的SCS法、径流单位线和径流过程与氮素流失浓度的关系为基础的农田降雨径流污染模型。在具备较长系列降雨量资料的条件下 ,该模型确定了不同降雨量频率代表年份上海郊区农田氮素的年流失量     

2000～2015年丹江口库区植被覆盖时空变化趋势及其成因分析

基于MODIS NDVI、Landsat遥感影像及气象观测数据,应用趋势分析、偏相关分析和土地利用转移矩阵等方法,阐明了2000~2015年丹江口库区植被覆盖时空变化趋势,并探讨了气候变化和人类活动对库区植被覆盖的影响。结果表明：（1）近16 a来丹江口库区植被覆盖度呈增加的趋势,增速为4.73%/10 a（p < 0.001）;（2）40.94%的区域植被覆盖度增加显著,主要分布在库周丘陵和平原地带;10.04%的区域植被覆盖度减少显著,主要位于西北部伏牛山区及库区建成区周边;49.02%的区域变化不显著;（3）丹江口库区植被覆盖度受气候变化影响不显著,但受人类活动影响较大,其中灌草地和农业用地转变为林地是库区植被覆盖度升高的主要原因,农业用地转变为水体和建设用地是部分区域植被覆盖度降低的重要因素,这些土地利用/覆被变化主要受造林、退耕还林、水库蓄水以及建设活动的驱动;（4）生态建设工程和项目的实施对库区植被覆盖度的稳步增加起到了积极作用。 关键词： 植被覆盖度;变化趋势;土地利用;丹江口库区     

太湖地区典型小流域非点源污染物流失规律 --以宜兴梅林小流域为例

由农业产生的非点源污染是湖泊的主要污染源。为了研究太湖流域非点源污染负荷流失规律,选择了宜兴梅林小流域为研究对象,对降雨过程中径流流量及其污染物浓度随降雨—径流变化过程进行监测研究。采用统计和系统分析方法,建立径流量和非点源污染负荷输出量之间的数学统计模型,得出该流域非点源污染物流失规律,此方法可以推广到与该流域相似的其它地区的非点源污染研究中,应用于太湖流域水污染综合治理。