珠江三角洲水位演变分析

全球气候变暖导致的海平面加速上升已是不争的事实,其长期累积的结果将给沿海地区造成巨大威胁。利用层次聚类分析法、灰关联法、相关分析法等重点分析了海平面上升对珠江三角洲水位的影响。结果显示：海平面上升对珠江三角洲代表站的年平均水位和年最低水位的影响大于对年最高水位的影响;海平面上升对马口站和三水站水位的影响小于河床下切和径流的影响;海平面上升对珠江河口区水位的影响由三角洲深处向口门区有增强趋势。掌握海平面上升对水位的影响规律,对于河口地区的防灾减灾和水资源的合理开发利用具有重要的指导意义。     

珠江三角洲水位演变分析

全球气候变暖导致的海平面加速上升已是不争的事实,其长期累积的结果将给沿海地区造成巨大威胁。利用层次聚类分析法、灰关联法、相关分析法等重点分析了海平面上升对珠江三角洲水位的影响。结果显示:海平面上升对珠江三角洲代表站的年平均水位和年最低水位的影响大于对年最高水位的影响;海平面上升对马口站和三水站水位的影响小于河床下切和径流的影响;海平面上升对珠江河口区水位的影响由三角洲深处向口门区有增强趋势。掌握海平面上升对水位的影响规律,对于河口地区的防灾减灾和水资源的合理开发利用具有重要的指导意义。     

青海湖水位变化成因分析及其未来趋势预估研究

青海湖是维系青藏高原东北部生态安全的重要屏障,其水位变化更是青藏高原气候和生态环境变化的指示器和调节器。利用1961—2020年下社水文站水位观测资料分析青海湖水位变化特征,基于青海湖流域气象观测资料揭示其水位变化成因,并结合水位回升期气象影响因素及未来气候变化预估数据,对青海湖2021—2050年水位变化进行了模拟预测,旨在为湖区生态环境保护规划与管理提供科学的依据和参考。主要结论,(1)1961—2020年青海湖年平均水位为3 194.36 m。1961—2004年青海湖年平均水位呈显著下降趋势,下降变化率为0.76 m/10 a。从2005年开始,青海湖年平均水位止跌回升,上升变化率为2.01 m/10 a,2020年平均水位达3 196.34 m。(2)青海湖水位变化主要受气候干湿交替因素控制,降水量是最主要的因素,2005年以来水位持续上升主要取决于全球增暖情形下夏季降水量和降水强度同时增加。地表径流和地下水补给也起着一定作用。此外,人类积极的环境保护活动对青海湖水位上升也十分有利。(3)温室气体中等排放情景下,预测2021—2050年青海湖水位呈持续增加趋势,其中2021—2030年增加1.63 m,2031—2040年增加1.86 m,2041—2050年增加2.02 m。2041年青海湖水位将达到3 200.0 m,2050年将达到3 201.85 m。     

黄土高原吕二沟流域不同植被下的坡面径流特征

为研究不同植被下的坡面径流及其组分特征,选择黄土高原丘陵沟壑区第三副区典型小流域不同植被为研究对象,采用野外定位观测与室内试验相结合的方法,分析坡面上不同植被下的径流特征,以期为该区域的森林植被恢复与经营提供理论依据和技术支撑。结果表明:不同的林分由于其植被情况、土壤状况、根系等其他条件的不同,其对地表径流、壤中流等径流组分的影响有所差异,在相同的降雨条件下,4个不同植被类型的径流小区其产流量表现为灌木混交刺槐油松,地表径流量也表现出相同的规律,表现为灌木刺槐油松混交,而壤中流量则不同于上述两者,表现为混交油松灌木刺槐。刺槐和灌木径流小区的坡面径流主要形式为地表径流,分别占总径流的95.61%和91.62%;混交径流小区的坡面径流主要形式为壤中流,占总径流的90.86%;而油松径流小区的坡面径流各组分所占比例较平均,地表径流和壤中流所占比例分别为61.99%和38.01%。降水是径流产流的最主要的来源,尤其是对于季节性降水明显的黄土高原地区,降雨量达到一定的阈值才会产生径流过程;降雨强度对地表径流和壤中流的影响有所差异;前期土壤含水量是影响坡面产流的一个非常重要的因素。     

基于DNDC模型评估水位变化对滨海湿地净生态系统CO2交换的影响

水位是影响滨海湿地生态系统蓝碳功能的重要因素。气候变化引起的海平面上升以及极端气候事件的频发,可能加快水位的变化,从而改变生态系统碳交换的过程。然而,滨海湿地碳汇功能响应水位变化的机制尚不清楚。为了评估水位对滨海湿地净生态系统CO₂交换(NEE)特征的影响,以及验证DNDC(denitrification-decomposition)模型对模拟预测滨海湿地生态系统碳交换的适用性,该研究设计了野外水位控制试验(自然水位,地下20 cm水位、地表10 cm水位),并利用DNDC模型模拟和预测水位变化对滨海湿地NEE的影响。结果表明:(1)不同水位处理之间NEE差异显著,地表10 cm水位处理促进CO₂吸收,地下20 cm水位则抑制CO₂吸收;(2)经过校准和验证的DNDC模型可以准确模拟水位变化对黄河三角洲湿地NEE的影响,NEE模拟值的日动态与田间观测结果显著相关(R²>0.6);(3)通过改变气候、土壤和田间管理等输入参数对DNDC模型进行灵敏度检验,生态系统碳交换过程对日均温、降雨和水位改变的响应最为显著,其中,水位对NEE的影响主要作用于土壤呼吸(Rs)。未来气候情境下,不同水位变化下的生态系统碳交换过程随年份增长呈现不同的规律,因此未来的模拟研究应关注DNDC中水文模块和植被演替过程的完善。该研究可为预测水文变化情境下滨海湿地碳汇功能的未来发展以及政策制定提供参考。     

白三叶不同部位减沙效应及其对径流水动力学参数的影响

植被是控制土壤侵蚀的关键因子,研究植被不同部位的减沙效益及机理对于水土保持、植物保护和恢复具有指导意义。以白三叶(Trifolium repens L.)和红壤为实验对象,采用人工模拟降雨的方式,在坡度15°和雨强60、120、180 mm·h~(-1)条件下,测定完整植株坡面、根系坡面和裸坡的产流产沙过程和流速,研究草本植物完整植株、冠层、根系在红壤坡面的减沙效应及其对坡面径流水动力学参数的影响。研究结果表明,盖度为85%的白三叶平均减沙效益为97.3%,根系、冠层的平均减沙效益分别为66.3%、31.0%,根系的减沙效益显著高于冠层。植被能够降低径流含沙量,尤其是降雨初期的径流含沙量。植被能够降低38.6%的坡面径流流速,其中冠层的平均减速效益为31.2%,根系的平均减速效益为7.3%,冠层的减速效益远大于根系。植被对坡面径流雷诺数影响较小,能够降低径流的弗劳德数,缓解径流流态,但坡面径流都为层流-缓流形态。植被能够显著增加坡面径流的达西-韦斯巴赫阻力系数,冠层的平均增阻效益为402.4%,根系的增阻效益为33.0%。随着雨强的增大,植被的增阻效益降低。白三叶具有良好的调控坡面侵蚀的能力,其中冠层主要通过对坡面径流的流速和阻力的影响来减少坡面侵蚀,而根系的减沙效益要大于其减速和增阻效益。植被调控坡面侵蚀的机理十分复杂,其中根系的减蚀机理需要进一步深入研究。     

黄土区陡坡侵蚀过程试验研究

通过室内放水冲刷试验,结果表明,陡坡单宽径流能耗与单宽径流产沙率之间存在以下线性关系:Dr=18.672(ΔE - 0.751),说明土壤的可蚀性参数为18.672 g/J,发生坡面细沟侵蚀的临界径流能耗为0.751 J/(ms)。坡面单宽径流能耗随流量增大而增加,随坡度变化呈抛物线趋势,临界坡度出现在21和24之间。坡面上各段面单宽径流能耗均随流量的增大而增加,随着坡度逐渐增加,坡面上部段面能耗渐增,中部段面渐减,下部较稳定。坡面各段面侵蚀产沙也有类似特征。此研究对于深入了解黄土高原陡坡土壤侵蚀过程和机理具有重要意义。     

不同草篱种植模式对土壤侵蚀的控制效应

选取我国南方红壤丘陵区5种等高草篱种植模式,结合径流小区法和稀土元素示踪技术,开展不同草篱控制坡地水土流失、减少地表径流的效应研究,分析等高草篱对坡面侵蚀空间分布的影响.结果发现,径流小区土壤流失量显著受降雨量影响,不同草篱种植模式下,各径流小区的平均土壤流失量和地表径流量较对照组(裸坡)均显著降低(P＜0.05),其中麦冬双行草篱处理平均土壤流失量和地表径流量最小,分别为4 047 g和1 554 L,对照组(裸坡)最大,分别为19 793 g和2 403 L;麦冬双行草篱在控制坡面土壤流失和径流方面效果最佳;通过平均土壤流失量和平均径流量的二次线性拟合模型发现,随着地表径流量的变化,不同处理下土壤流失量的边际值存在差异;坡面中、下部是侵蚀泥沙的主要溯源地,产生了接近总流失量85%的泥沙;草篱改变了降雨过程中坡面内部土壤因沉积作用导致的再分布,但对整个坡面土壤侵蚀的空间分布规律无明显影响.     

时段长取值变化下的径流年内分配特征研究

利用东江流域控制站博罗站1954—2009年日平均流量资料,选取集中度、集中期、不均匀系数和极值比4项指标,研究了河川径流年内分配特征,在不同时段长取值下的变化规律及年际变化特征。结果表明：东江径流年内分配的集中程度及时间,基本上不会受到时段长取值大小变化的影响。集中度多年均值为0.35,集中期多年均值出现在7月上旬。径流年内分配不均匀性和变化幅度,随时段长取值缩短而增大,并与时段长的对数线性负相关。不均匀系数多年均值由基于月平均流量分配的0.62上升到基于1 d平均流量分配的0.89,极值比多年均值由基于月平均流量分配的8.63上升到基于1 d平均流量分配的39.55。径流年内分配特征在不同时段长取值下的逐年变化规律基本相似,但由于流域水资源开发等人类活动的显著影响,1973年之后的集中度、不均匀系数和极值比均明显减小,且径流年内分配的集中程度和不均匀性均要小于珠江流域的另外两大水系西江和北江。     

近40年来城市化对天津地区气温的影响

城市化对气温变化有多大影响是气候变暖研究中最受关注的问题之一.应用天津市区、塘沽、宁河、蓟县4个台站1964-2006年气象观测资料,分析了近40年天津地区年及四季的气温变化特征及其与城市化的关系.天津市年平均气温呈显著增加趋势,四季中以冬、春季增幅最大;市区年平均以及各季平均气温变化幅度明显高于其它各区.应用主成分分析研究了各站四季气温在年平均气温的因子荷载,发现第一主成分占较大权重,各站第一特征向量值从大到小排列顺序为市区、蓟县、宁河、塘沽,与4个地区不同的人口数量和城市化进程有关,而城市化过程直接导致城市热岛效应加强.另外主成分分析发现,第一特征向量最大值出现在冬、春季,也进一步表明天津市气温增加主要由于冬、春两季气温的快速增加所致.     

珠江三角洲区域一体化的水利政策法规体系研究

建立珠江三角洲区域一体化的水利政策法规体系是珠江三角洲国民经济社会发展和水利现代化建设的需要。从珠江三角洲地区现行水利政策法规存在的问题入手,开展珠江三角洲区域一体化的政策法规体系研究。结果表明：珠江三角洲地区现行水利政策法规体系仍很不完善,许多立、改、废工作亟待进行,2008年水政执法有效率总体较高,但很少在珠江三角洲层面开展区域一体化的联合执法,珠江三角洲水利政策法规体系建设应重点加强与水利现代化建设、水资源一体化配置、保护及管理相关的政策法规,进而建立统一协调、快速高效的区域一体化的联合执法体系。     

珠江入海口水体中多溴联苯醚及其来源分析

2005年3月至2006年2月,选取珠江8个入海口,进行每月1次为期1周年的水样采集。检测了96个水样的多溴联苯醚（PBDEs,包括BDE 28、47、66、85、99、100、138、153、154、183、196、197、203、206、207、208和209）的残留状况。水体中PBDEs的质量浓度为0.344～68.0 ng·L-1。PBDEs的组成分析结果表明：珠江水体PBDEs的来源以土壤和沉积物源为主,而目前珠三角陆地环境中PBDEs仍不断蓄积,其通过珠江地表径流迁移转换的PBDEs将逐年增多,给珠三角水生态环境带来的压力逐日增加,所造成的生态环境及公众健康影响将是深远的。     

江苏省流域水生态功能分区

水生态功能区划是科学开展水生态环境保护工作的重要手段,是指导产业布局、水资源开发的重要依据。江苏省流域水生态功能分区在近中远期结合时间尺度原则、集中式生活饮用水水源地优先保护原则等分区原则的指导下对全省水资源进行了一级分区和二级分区的划分,一级分区包括长江流域、淮河流域、太湖流域和近岸海域4个分区,二级分区包括宁镇扬丘陵平原水生态亚区、长江三角洲平原水生态亚区、徐宿淮丘陵平原水生态亚区等10个分区。同时,本文对江苏省流域水生态功能分区的分区体系如等级体系、分区方法体系进行了讨论。     

珠江三角洲森林的生物量和生产力研究

利用森林资源清查资料和经过实地校正的相关森林生物量和生产力估算方程,对珠江三角洲森林植被的生物量和生产力进行了研究。结果表明,珠江三角洲森林的生物量为132 404 963 t,总净生产量为26 273 769 t.a-1。区域森林生物量主要分布在珠江三角洲的外围,其中,马尾松林和常绿阔叶林的生物量占区域森林总生物量的52.18%;生态公益林的生物量只到达用材林的48.68%;中幼龄林生物量所占比例很大,总体质量不高,但如果现有森林得到更好地保护和管理,珠江三角洲地区的森林会有较大的发展潜力,并在维护区域生态环境上起着主导作用。     

资源-环境双重约束下的区域生态效率的时序特征——以广西壮族自治区为例

为了探讨资源—环境双重约束下我国生态赤字地区资源环境绩效水平,利用生态脆弱指数和资源环境绩效指数（REPI）对地处珠江三角洲的广西资源环境绩效进行了系统分析和比较研究。结果表明：尽管资源环境绩效水平从2000年的72.4上升为2007年的116.1,但趋势并不明显,资源环境综合绩效水平在全国的第24—26位徘徊。综合绩效指数、SO2排放绩效指数、工业固体废弃物排放绩效指数和生物资源指数呈现＂N＂型变动,水污染指数下呈＂∧＂变动态势,大气污染指数呈现＂W＂型剧烈变动,生态承载力处于超载状态,生态脆弱性趋势没有明显改变。资源消耗和污染物排放的下降态势并不稳定。1995—2007年,广西区域环境水平呈下降趋势,区域环境水平和资源转化效率呈剧烈变动的下降趋势,抗逆水平和生态保护指数有所提高,土地资源指数呈现下降态势,排放强度指数下降明显,生态脆弱指数保持恒定,气候变异指数呈波浪状变动,环境治理指数呈剧烈变动。广西面临生态环境的整体不稳定性和对外力干预敏感性的双重压力。广西应发挥地处泛珠三角的地缘优势和辐射＂东盟＂的区位优势,加大结构调整和制度创新力度,缩短目前资源密集型的发展阶段,改善生态效率和承载力,提升广西在泛珠江三角洲地区的综合竞争力。     

广州市南沙区海岸防护林群落构建技术研究

森林是稳固和改善生态环境的重要载体,因其能提供巨大的生态服务功能而备受各国政府和学界的关注。珠江三角洲地区城市化进程的步伐逐渐加快,带来一系列环境问题。以广州市南沙区海岸景观防护林（也即河涌水网林、公路隔离林、海岸防风林）建设为例,主要研究了防护林的关键构建模式、林分群落结构等方面内容。结果显示,采用多层次的乔灌草配置,遵循适地适树的原则,以本土树种为主,搭配部分优良的引进树种,采取适合的营林措施,可构建出具有一定防护功能的人工林群落。广州南沙防护林建设是珠三角地区城市森林建设的一个缩影和代表,为我国南方城市森林建设理论的创建提供了一定的参考经验。破解城市化危机,创建宜居城市环境,实现城市可持续发展,应综合考虑城市的人口集中程度,经济发展规模,环境污染模式,针对具体的水分、气候和土壤等要素,运用多学科理论和技术,制定合适的森林构建模式,并需要政府、社会组织、以及公众的协同努力。     

基于水文学方法的珠江流域生态流量研究

珠江流域水资源丰富,但由于水体污染等原因,水质性缺水问题较为突出,区域水环境、水生态以及水安全等成为急需解决的重要科学问题。开展生态流量研究对于评价地表水文过程演变对区域水环境与水生态的影响具有重要理论意义,并为区域水资源优化配置和可持续开发利用提供科学依据。基于此,运用各种＂水文学＂方法（包括最小月平均流量法、改进的7Q10法、NGPRP法、逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法）对珠江流域11个主要水文控制站点的实测月径流量做了全面而系统的研究,分析珠江流域生态径流过程,并通过与Tennant法对比分析,选择逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法分别计算了各水文控制站的最小生态径流量和适宜生态径流量,除个别站点外,其评价结果分别处于Tennant法＂中＂和＂最佳＂的等级。对于逐月频率计算法中保证率的选取方法,研究表明各月径流系列均取50%最适合珠江流域。研究同时为仅利用水文资料中的多年逐月径流数据来确定生态需水提供了一种新的研究思路。     

基于GIS的珠三角区域空气质量时空特征研究

以广东省环境信息GIS综合发布平台发布的2005年至2010年间粤港珠三角区域空气质量日报中空气质量等级数据为基础,利用GIS技术,首次采用网格化分析、均值分析、标准差分析、专题图渲染等分析方法,针对空间网格的空气质量年度均值、标准差等指标,对近5年来珠三角区域空气质量在横向上从珠三角空间区域范围,纵向上5年时间尺度内时空特征进行深入的研究,解决了在大地理区域、5年时间尺度空气质量分等定级过程中的区域边界划分问题。结果表明：珠三角的RAQI区域均值从2006年的2.3下降到2010年的2.02,空气质量整体上逐年改善;区域污染高值中心由东莞西部逐步向佛山中部转移;珠三角的肇庆南部、佛山中部、中山北部以及广州的南沙等区域空气质量变化幅度较大;惠州、深圳、香港等地区的空气质量较好,也较为稳定。     

环境多介质中PCDD/Fs人群健康风险评价——以珠江三角洲为例

基于珠江三角洲不同环境介质（水体、大气和土壤）及食物中PCDD/Fs的研究资料,利用VLIER-HUMAAN模型评估了该区域不同暴露途径下PCDD/Fs对人群潜在健康风险。结果表明：珠江三角洲地区人群平均每日摄入PCDD/Fs的量（TDI）为3.312 pg WHO1998-TEQ/kg·d-1,低于世界卫生组织（WHO）组织推荐的容许标准（4 pg WHO1998-TEQ/kg·d-1）。从暴露途径来看,珠江三角洲地区成年人摄入PCDD/Fs的主要途径食物摄取,约占了98.0%。在食物暴露中,水产品是主要途径,约占总摄入量的70%,蔬菜和肉蛋类分别占了16.6%和10.5%,其它较低。水产品是PCDD/Fs引起人群健康风险的重要风险源,应采取有效措施保障水产品质量,同时,调整饮食结构,降低PCDD/Fs暴露的潜在风险。