汉江流域耕地生产力变化趋势与持续性分析

开展耕地生产力变化趋势研究对耕地占补平衡评估与耕地资源可持续利用具有重要意义。近20年来,退耕还林(草)工程和城镇化对汉江流域耕地的分布与生产力产生了重大影响。基于Google Earth Engine云平台利用时间序列土地覆被与MOD17A3 NPP数据集,采用趋势分析、变异系数、Hurst指数和GIS空间分析等方法对2001～2019年汉江流域耕地净初级生产力(NPP)的时空变化趋势、稳定性及持续性进行了分析,并对汉江流域耕地生产力占补平衡状况及区域差异进行了探讨。结果表明：(1)2001～2019年汉江流域耕地NPP总体呈波动上升趋势,2001～2010年增长态势明显快于2011～2019年。(2)汉江流域耕地NPP呈西高东低的分布格局,79%的耕地NPP值介于400～600 g C·m^-2·a^-1,集中分布在中上游河谷盆地;耕地NPP呈显著增加的区域占全流域耕地的53.20%,主要位于中上游河谷盆地和南阳盆地,呈显著减少的区域仅占1.06%;耕地NPP变化稳定的区域集中在上游河谷盆地以及下游荆门、应城等地,不稳定区域主要位于十堰郧阳区...     

红枫湖水质变化趋势及原因分析

红枫湖是贵阳市重要的饮用水源地,自2007年集中治理以来,水质不断好转,基本达到预期目标。对红枫湖流域7个断面及4条入湖支流水质进行监测,研究2003~2012年10年的水质变化趋势和2013年年内变化趋势,并对引发水质变化的原因进行分析。结果表明,从2003年到2007年红枫湖水质急剧恶化,从Ⅲ类降到劣Ⅴ类;经过6年的集中治理,水质提升至目前的Ⅲ类、局部Ⅱ类,整体处于中营养状态,但受内源污染和外源生活污染等影响,部分断面仍存在TP、NH3-N、COD等超标现象。湖库水质季节性变化明显,受降雨及气温影响,在6月和7月出现轻度富营养化,其余月份均处于中营养状态。红枫湖4条入湖支流水质受到不同程度的污染,2011年后水质状况好转,但支流水体呈现受生活污染源污染的显著特征,主要表现为BOD5、粪大肠菌群超标。因此,对影响水质的污染源还需要增加处理设施,加强管理,以达到水源地水质的要求。     

汉江中下游消落区及水域面积时空变化分析

基于1987～2017年Landsat时序数据,提取汉江中下游河流消落区及水域面积和淹没频率逐年变化信息,分析消落区及水域时空变化过程及阶段性特征。结果表明:汉江消落区呈上游宽下游窄的特征分布,消落区面积最为集中的区域位于中游的宜城-钟山口段,相对较少的区域位于下游的仙桃-汉川段。在过去30年间,汉江中下游消落区平均面积在76到256 km~2之间波动,水域面积在183～550 km~2之间变化,水域及消落区面积均呈波动特征并存在较大时空差异。汉江中下游总体淹没频率在1987～2001年间呈减小特征,2002～2017年存在增加趋势。汉江中下游大型水利枢纽工程库区的水域面积、淹没频率在水库建成后大幅度增加,消落区面积波动幅度减小;而非水库地区的水域及消落区面积无明显增减趋势。     

丹江口水库对汉江中下游影响的生态学分析

基于黄家港水文站1954～2000年的日径流量资料,以1967年为节点,将47年水文序列划分为节点前的“近自然状态河流”和节点后的“人工干扰状态河流”两种水文情势。采用Richter提出的变动范围法,基于包含32个水文参数的水文改变指标体系,定量评估了黄家港水文站1967年前后水文情势的变化。根据分析,把1967年之前的各个水文参数的第1至第3四分位数间的数值范围设为管理目标。进一步分析了丹江口水库的修建对汉江中下游生态水文的影响。结果表明,1967年以后,丹江口水库的修建对汉江中下游水文情势的影响较为显著：极大地改变了径流的年内分配,使流量过程均化,使极值流量出现日期提前、历时缩短等等。在此基础上,结合汉江中下游河道生态系统的特点,以鱼类为指示生物,初步探讨了上述水文情势的变化对汉江中下游鱼类的生长、繁殖和越冬等带来的影响,并对如何降低不利影响提出了相应的改进措施.     

基于Mann-Kendall法的三峡库区长江干流入出库断面水质变化趋势分析

三峡大坝对三峡库区水生态环境的影响广受国际关注,水质问题关乎三峡库区生态环境安全和社会经济发展。基于中华人民共和国生态环保部发布的2004～2017年三峡库区长江干流入库断面(重庆朱沱)和出库断面(湖北宜昌南津关)水质因子(DO、高锰酸钾指数和氨氮)监测数据,采用Mann-Kendall非参数统计检验法分析水库水质变化趋势。结果表明:入库和出库断面DO均保持Ⅰ级水质标准,均呈不显著下降趋势;入库断面高锰酸钾指数呈上升趋势,氨氮呈下降趋势,近年均保持Ⅱ级水质标准;出库断面高锰酸钾指数和氨氮呈显著下降趋势,近年保持Ⅰ级水质标准。相对于入库断面,出库断面水质在逐步改善,近年出库断面水质优于入库断面。突变趋势分析结果表明:入库断面各项水质因子均存在不显著的突变,突变时间主要发生在2005年和2008年;出库断面水质因子无突变,表明出库断面水质维持状况比入库断面平稳。库区水体中DO、高锰酸钾指数和氨氮含量与水情特征和库区生产生活方式密切相关;水库水位抬高,水流速度下降和泥沙沉积,有利于污染物沉入底泥。三峡水库水质维持及改善需要控制和削减农业面源污染、工业污水排放、城镇生活污水排放和船舶污染排放。     

汉江中下游流域土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析

土壤侵蚀高风险期和优先控制区分别指土壤侵蚀发生的主要时段和区域。基于月尺度土壤侵蚀高风险期及优先控制区识别,对水土资源保护具有实践意义。基于USLE模型,定量分析汉江中下游流域不同月份土壤侵蚀时空分布特征,采用土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析方法,先基于侵蚀量-时间曲线定量识别流域土壤侵蚀的高风险期,再基于侵蚀量-面积曲线识别高风险期内的优先控制区。结果表明,汉江中下游流域2010年土壤侵蚀具有集中分布特点,严重侵蚀区域主要集中在流域西北和东南地区,占流域面积的11.70%;轻度及以下侵蚀区域主要集中在流域东部和南部坡度较低的区域,占流域面积的88.30%。流域土壤侵蚀的高风险期为4月和7月,侵蚀量占全年的69.12%,其中,7月土壤侵蚀量最高,占全年的41.83%,4月土壤侵蚀量占全年的27.29%。汉江中下游流域高风险期内优先控制区占流域面积的12.22%,其侵蚀量达82.01%,优先控制区主要分布在流域北部、西部及东南部分县市。通过优先控制高风险期内的优先控制区域可以大大提高土壤侵蚀的控制效率。     

鄱阳湖流域千年旱涝变化特点及R/S分析

为揭示鄱阳湖流域旱涝变化规律,预测未来变化,搜集整理了鄱阳湖流域地方志、奏折等古文献记载的旱涝记录,根据灾害现象、灾害后果、救灾情况等综合研判旱涝等级。对1160~1950s旱涝频次序列进行了变化周期分析。采用了R/S方法分析了年代际旱涝频次的Hurst指数,结合变化周期分析结果,对1950s以后鄱阳湖流域的旱涝频次变化趋势进行预测,采用基于1951~2010年器测降水量的SPI指数进行验证。研究结果表明:1160~1940s鄱阳湖流域及各子流域的干旱、洪涝频次呈波动变化,周期性变化明显,干旱、洪涝的3~6个年代周期段在整个时段内均非常显著,通过了95%的信度检验;鄱阳湖流域及各子流域的年代际干旱频次的Hurst指数普遍在0.7~0.8之间,洪涝在0.8~0.9之间。预测1950s后鄱阳湖流域年代际旱涝频次整体变化将呈阶段性上升趋势,经验证预测结果与实况较为吻合。     

资源型城市能耗增长因素分解及差异分析

本文以95个有代表性的资源型城市2004—2013年的数据为样本,重点关注城市经济发展、人口增长和空间扩张几个方面,考虑能耗强度、经济规模、人口密度、辖区面积四个因素,利用LMDI法对资源型城市的能耗增长进行因素分解,并针对不同区位、不同规模与不同发展阶段三种情况分别进行资源型城市能耗增长影响因素的差异分析。得出了研究结论:总体来看,对资源型城市能耗增长影响较大的因素是能耗强度与经济规模,其中能耗强度下降对能耗增长有明显的抑制作用,经济规模扩大对能耗增长有明显的推动作用,但能耗强度下降的抑制作用不足以抵减经济规模扩大的推动作用,导致能耗总量增加。人口密度增加和辖区面积扩大对城市能耗增长的贡献率较小,都只是微弱的推动作用。单个城市能耗增长的因素分解结果与总体情况较为一致,但不同城市之间存在差异。分区位看,越是落后地区,能耗强度下降对能耗增长的抑制作用以及经济规模扩大对能耗的拉动作用越强;分规模看,小城市的落后产能改进空间还没有得到充分利用;分资源开发阶段看,衰退型城市落后产能改进成效突出但能源利用效率依然较低,成熟型城市对落后产能改进空间的利用不足。最后有针对性地提出了相关政策建议:优化产业结构,转变经济增长方式,实现资源型城市从"粗放型增长"到"集约型发展"的转变;大力发展新能源,提高能源利用效率;对不同类型的资源型城市有针对性地实施节能降耗的分类指导;强化宣传教育,有效提高企业和居民的节能降耗意识。     

盈余业绩与公司环境保护信息披露关系的实证分析

对外披露环境信息,揭示环境资源的利用情况,是现代企业可持续发展的必然选择。本文以248家沪市A股制造业上市公司为样本,以净资产收益率为盈余业绩的衡量指标,采用指数法,实证检验了盈余业绩和公司环境保护性息披露水平的关系。研究结论表明：我国上市公司环境保护信息披露的整体水平较低,行业之间存在差异,披露的信息难以满足信息使用者的需求;无论从行业总一体,还是分行业来看,盈余业绩与环境保护信息披露水平不具有相关性,高盈利公司并不会披露更多的环境保护信息,“信号”理论对环境保护信息披露的解释力较弱。政策启示是：尽快推出《上市公司环境信息披露指引》;加强对“环境敏感型”行业上市公司的监管;制定可操作性的环境审计准则。     

长江中下游水土环境的主要问题及其对策

阐述长江中下游水土环境正面临洪涝灾害、湖泊萎缩、水域污染、土地潜沼化和盐渍化的严重威胁。有关调查表明,洪涝灾害已影响到沿江平原湖区210县,13.9×104km2的土地面积;长江干流沿江城市污染带已达500km;汉江下游出现了"水华"现象,几乎所有淡水湖泊都出现不同程度的富营养化;湖泊萎缩减少1.3×104km2的面积,沼泽化和鱼类资源衰退日益严重;长江中游的潜沼化,下游的盐渍化阻碍着农业生产的安全。所有这些已危及区域的可持续发展和长江经济带的建设,必须引起高度重视。对此,提出了若干相应的对策和建议,包括长江立法,建立流域管理机构,实行全流域水环境一体化管理模式,保护湿地,加强科学研究特别是调水对长江中下游生态环境影响评价等。     

汉江中下游江段藻类现状调查及“水华”成因分析

汉江是长江的最大支流,全长１５３２ｋｍ,年径流总量为５９１亿ｍ＾３,流域面积１５．１万ｋｍ＾２。汉江既是湖北省主要航道之一,又是沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源。早在７０年代,汉江的水质一直符合地面水Ⅱ级标准,但自９０年代以来,汉江的水质逐年下降,并分别于１９９２年和１９９８年的初春先后两次发生硅藻大量繁殖。     

长江中下游湿地保护与流域生态管理

湿地是地球上具有多功能的、独特的生态系统,是人类最重要的生存环境之一。长江中下游湿地保护必须从流域管理角度进行规划和保护,应由过去主要是单块湿地保护向按流域系统保护的转变。具体可采取以下措施：在流域内建立统一协调机制,对流域湿地进行保护与合理利用,合理布局,统一规划;按湖泊流域和物种分布整合现有保护区,建立新的湿地保护区,解决目前管理上的制约问题;大力开展湿地修复重建;推进退耕还林、长江防护林等工程建设,发挥森林治理水土流失、涵养水源的作用;在保护的前提下科学合理地利用长江中下游湿地资源,开拓新的生产力;同时加强湿地科学研究。     

长江中下游地区水土资源可持续利用与管理研究

本文分析了长江中下游地区水土资源概况，指出了耕地减少，质量下降，水土流失，水灾频繁，土壤和水域污染等将是该地区水土资源可持续利用的最大障碍；结合后备资源潜力，现有耕地再发挥潜力，坡耕地改造潜力和种植制度改革，分析了提高复种指数的潜力途径，并提出相应的水土资源可持续利用与管理对策。     

长江中下游湖泊保护和管理的若干建议

长江中下游地区是我国面向21世纪的经济重地,长江是我国唯一具有全国意义的战略水源地,是我国水资源供需平衡的最后防线。然而在自然演化宏观背景下,流域经济的高速发展,大规模开发利用等人类活动的强烈影响,引发了一系列负面环境效应。湖泊湿地生态环境被破坏问题严重,突出表现在生态调节和自我恢复功能大幅度降低,并已造成了严重的生态后果,危及长江水系的生态平衡,影响了区域经济的可持续发展。在大量野外考察和调查基础上,针对长江中下游湖泊湿地当前的生态环境状况及存在的问题,提出了若干对策和建议。     

长江中下游湖区浮游植物初级生产力估算

长江中下游是我国淡水湖泊最集中的区域,也是富营养化较为严重的地区。作为湖泊系统初级生产力的主要影响因子氮、磷等营养元素增加,会显著影响湖泊系统的初级生产力。近几十年来越来越多的学者运用模型来模拟湖泊等水体的初级生产力。而VGPM模型和Talling模型综合考虑了水温、光合有效辐射、湖泊叶绿素浓度和真光层深度等因素,能较准确地模拟水柱初级生产力。1987~1991年、2001～2005年长江中下游湖区湖水中TP浓度分别为0059～0105和0070~0167 mg/L,湖泊TP浓度升高,导致湖泊藻类初级生产力增大。15 a间湖区的初级生产力由0139～0381 gC/(m2〖DK〗·d)上升到0128～0504 gC/(m2〖DK〗·d)。在VGPM模型1987～1991年、2001～2005年湖区固碳量由3 32125 tC/d上升到3 76502 tC/d,增加1336%;在Talling模型中湖区固碳量由2 39964 tC/d上升到3 27242 tC/d,增加3637%     

近52a长江中下游地区极端降水的时空变化特征

长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3mm/10a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。     

三峡水库中下游水体氮磷时空变化与机制分析

2010年每月定期测定了位于三峡水库中下游的云阳、巫山、秭归和三斗坪段的TN、NH4 N、NO3 N和TP浓度。结果表明：4个段面水质中的TN、NH4 N、NO3 N和TP浓度空间差异不显著,但季节变化显著,TN和TP的季节变化呈单峰格局,分别在5月和7月达到最大值;NH4 N的季节变化则呈双峰格局,主要的峰值出现在7、8月,次要的峰值出现在3、4月。4个地点低水位期（3~8月）的TN、NH4 N、NO3 N和TP浓度都高于高水位期（9月~次年2月）。主要因为在低水位期,长江上游和三峡库区的降雨量大,入库流量显著增加,污染物主要来自长江上游入库的非点源污染和水库两岸农田施用农药化肥造成的面源污染。三峡水库三期蓄水后,水库水质与前两期蓄水后的水质变化不大,水质仍然保持良好,高水位期为Ⅲ类水质,低水位期为Ⅳ类水质     

长江中下游地区连阴雨变化特征分析

利用长江中下游地区86站1961~2011年逐日降水量资料,采用线性倾向估计法和M-K突变检验法,分析该地区年连阴雨日数、过程次数、总降水量及降水强度的时空变化特征。结果显示:长江中下游地区大部连阴雨日数有70~130 d/a、连阴雨过程次数有7~12次/a、连阴雨总雨量为500~1 300 mm/a、年均连阴雨强度为8~10 mm/d,连阴雨过程持续时间多在8~11 d/次左右。其中连阴雨日数和频次总体呈现出南多北少、连阴雨总雨量呈东南多西北少、雨强呈东强西弱的分布态势;近50 a来,长江中下游地区平均年连阴雨日数、连阴雨过程频次、连阴雨总雨量均呈减少趋势,减少速率分别为3.8 d/10 a、0.3次/10 a、18.5 mm/10 a,其中连阴雨日数、频次减少趋势显著;降水强度呈显著增加趋势,增加速率为0.2 mm/(d·10 a)。空间上,西部连阴雨日数、过程次数均呈显著减少趋势,东部呈微弱的减少趋势;大部地区连阴雨总量均呈显著减少趋势,其中西部尤为突出。突变分析发现,长江中下游连阴雨存在突变年份,各统计因子突变主要集中在1991~2011年,连阴雨日数减少突变发生在2003年,2006年起减少趋势超过显著性水平;连阴雨频次突变发生在2004年,2010年起减少趋势超过显著性水平;连阴雨总雨量突变发生在2006年,但这种突变不显著;连阴雨降水强度于1992~1994年发生突变,2010年起增加趋势超过显著性水平。