大渡河上游干旱河谷区生态需水研究

为了预测南水北调西线一期工程实施对下游干旱河谷演变的影响,开展了对泸定县城以上大渡河流域干旱河谷区生态需水的研究,结果表明:①干旱河谷生态需水量为能够维系干旱河谷生态功能的基本环境目标、恢复干旱河谷生态景观的生态系统所需求的水量;②研究区干旱河谷总面积1185.00km₂,其中干暖河谷250.11km₂,干温河谷934.89km₂;③考虑输沙需水时,维持研究区干旱河谷的最小生态需水量为156.3×108m3,其中干暖河谷最小为58.8×108m3,干温河谷最小为97.4×108m3,不考虑输沙需水时,最小生态需水量仅为58.3×108m3;④河道外需水量占总生态需水量的5.7%;⑤考虑输沙需水时,研究区干旱河谷的最小生态需水量占总地表水量的68.84%,不考虑输沙需水时其只占总地表水量的25.68%,对生态脆弱区生态需水进行计算时需考虑输沙需水。     

黄河上游南水北调西线工程可调水量及风险分析

南水北调西线工程调水区水资源丰富,生态环境脆弱,当地社会经济用水量很少,生态环境用水是决定调水区可调水量的关键。论文综合分析了引水坝址下游河道生态环境用水,并将其作为主要约束条件,提出了南水北调西线工程可调水量。风险分析表明,该调水方案风险小,可靠性高,实施多库联合调度后,可进一步减少风险。     

光照峡谷边坡卸荷特征及工程影响研究

以光照水电站坝址区河谷卸荷特征为例,对位于中等地应力的光照河谷斜坡总体卸荷特征、不同岩性地带的卸荷特征,以及卸荷对工程的影响进行了分析,对类似地区工程勘察及边坡稳定分析、治理具有重要意义。     

南水北调中线工程水源区的环境评价与预测

南水北调中线工程近期规划是把丹江口水库作为其水源区 ,建成后预计年均从丹江口水库调水将达 14 5× 10 8m3 ,为此大坝将增高 14 .5m。工程对该区域环境影响不可避免 ,因此进行该区域的环境评价和预测是必要的。本文用定性和定量结合的方法 ,分别对该区域水环境、气候和水土流失情况进行了评价和短期预测 ,并得出如下结论 :(1)该区域水环境短期内具有局部改善整体恶化的趋势 ;(2 )气候会向冬暖夏凉逐步转变 ,这种转变对降雨和洪水过程、洪水频率的影响 ,还有待进一步研究 ;(3)水土流失程度会在目前的基础上在库区上游有所降低 ,库区下游加剧。     

南水北调中线工程调水前后汉江下游水生态环境特征与响应规律识别

随着我国南水北调中线工程（简称“中线工程”）于2014年底正式通水运行,科学识别调水前后汉江下游水生态环境特征与响应规律,是国家重大水利工程优化调度的迫切管理需求.基于系统收集的2010—2017年汉江下游水文、气象、水质及水生态数据匹配资料,利用多种数据模型方法识别了中线工程调水前后汉江下游主要环境要素特征和响应规律,探索了导致河流生态退化的关键驱动因子及其贡献.结果表明:①中线工程开通后,受丹江口水库下泄流量减少的影响,汉江下游多年平均流量下降了11.5%,流量年内分配趋于不均匀,流量变幅增大,人类活动对汉江下游径流过程的影响更为显著.②调水后汉江下游ρ（TP）、ρ（TN）减小,武汉段ρ（Chla）和藻密度显著上升,汉江下游水华的发生对水文过程改变更加敏感.③基于GAM模型（广义相加模型）的相关分析,调水前后影响汉江下游藻密度变化的关键因子是流量和ρ（TP）,调水前贡献率分别为27.7%和20.5%,调水后贡献率分别为65.4%和20.5%,调水后汉江下游流量对藻密度变化的贡献率显著升高,说明上游调水引起的汉江下游流量减小对水华暴发的影响十分明显,而TP等营养盐的影响相对减弱.      

黄河流域生态系统特征及下游生态修复实践

根据黄河流域地势、地貌和气候、水文、植被等特点,将流域划分为3个生态区和10个生态亚区,在分析各生态分区特点的基础上,初步识别了黄河流域主要生态环境问题。针对黄河下游存在的频繁断流、水环境恶化、河槽淤积萎缩以及河口三角洲湿地面积萎缩等诸多生态问题,分析了黄河水量调度、调水调沙对黄河下游河道生态修复的作用,介绍了河口生态修复工程实践,并提出了黄河河流生态系统修复的方向与目标。     

汶川地震灾区不同气候区土壤微生物群落碳源代谢多样性

为探讨汶川地震灾区不同气候区土壤微生物群落功能代谢的变化,采用Biolog-ECO生态板技术,研究了亚热带湿润季风气候和半干旱干热河谷气候未受损区、受损治理区、受损未治理区土壤微生物碳源代谢的多样性变化特征.结果表明,平均颜色变化率(AWCD)在未受损区和受损治理区表现为亚热带湿润季风气候区半干旱干热河谷气候区,在受损未治理区表现为半干旱干热河谷气候区亚热带湿润季风气候区,不同气候区内受损未治理区AWCD值均处于最低水平;亚热带湿润季风气候区土壤微生物的碳源利用类型明显多于半干旱干热河谷气候区,在不同气候类型区内碳源利用种类均表现为受损治理区未受损区受损未治理区的趋势;不同气候区土壤微生物群落碳源代谢多样性特征差异显著,其中多样性指数和均匀度指数均表现为未受损区受损治理区受损未治理区,而受损治理区均具有最高的丰富度指数;土壤微生物群落的碳源代谢特征与土壤养分、地上植被生物量及植被覆盖度具有一定的相关性,表明地震及其次生灾害主要通过对地表植被和土壤环境的作用间接影响土壤微生物群落的碳源利用能力,在不同气候类型区与不同的受损治理情况下土壤微生物群落的碳源代谢特征具有显著差异.     

水坝建设影响下澜沧江中游沉积物重金属形态分析及污染指数研究

采集了漫湾库区和大朝山库区25个采样断面的沉积物样品.每个库区均从上游到下游分为河流区、过渡区和湖泊区,研究了沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn元素的含量和赋存形态差异,利用次生相与原生相分布比值法(RSP)分析重金属元素的污染水平.结果表明,各库区从上游到下游沉积物中的重金属元素和碳氮元素均呈现出增加的趋势,而沉积物的中值粒径呈现出减小的趋势.漫湾库区的As、Cd、Zn元素平均含量均高于大朝山库区;大朝山库区的Cr、Mn、Ni、Pb元素平均含量均高于漫湾库区.在重金属赋存形态中,Cd和Mn元素以可交换态和残渣态为主;Cu、Pb以有机质态和残渣态为主;其余重金属元素均以残渣态为主.沉积物中的可交换态在有机碳的络合作用下转化成有机质态.在水坝建设的影响下沉积物中细颗粒和有机质含量明显上升,重金属在细颗粒物和有机质的共同作用下蓄积于坝前的沉积物中.PSR分析结果表明,在水坝运行影响下,各库区湖泊区和过渡区的污染水平均高于河流区.其中,Cd元素所有地区处于重度污染水平;Mn和Pb大部分区域处于中度污染水平;Cu元素大部分区域处于轻度污染水平;其余元素基本无污染.     

锡林河流域年均降水量与不同地貌下植被覆盖度的关系

锡林河流域的天然植被作为生态系统中的重要组成部分,是生态系统的主要生产者。水作为干旱草原区最为关键的生态因子,不仅是干旱草原区绿洲生态系统构成、稳定和发展的基础和依据,而且决定着干旱草原区绿洲化过程与荒漠化过程两类极具对立与冲突性的生态环境演化过程。选择锡林河流域草原作为研究区域,研究表明研究区河谷平原区和山丘区域植被覆盖度受降水量影响显著,降水量越大,植被覆盖度越好;山间河谷及阶地区域植被覆盖度在一定程度上受降水量的影响;沙地和高平原区域植被覆盖度受降水量影响较小,植被生长不仅依靠降水,还受其他因素的控制。     

用模糊数学方法分析长江、淮河、黄河、海滦河流域丰枯遭遇

我国北方干旱、南方湿润,地表径流分布又极不均匀,使得跨流域引水成为解决北方干旱的重大措施,已经设计并实施的南水北调东线工程及规划的中线初期引汉调水方案,都将涉及到被调水流域与受水流域及所通过水系流域的水文情势变化,它不仅影响调水线路的选择及调水量的确定,还直接或间接地影响着调水建筑物过水能力的设计。作为南水北调的基础研究,我们除用常规方法外,并用模糊数学方法进一步分析了长江、淮河、黄河及海滦河四大流域年径流量的丰枯遭遇。     

元江干热河谷山地植被类型调查与恢复措施

元江干热河谷海拔1200m以下的山地残存的森林植被寥寥无几,山地严重退化,炎热、干燥的气候,旱涝、风沙灾害已成了元江县及周围山地的严重生态问题。通过对元江干热河谷山地植被类型的调查,提出了植被恢复的措施。     

元江河谷热带坝区自然优势及其开发

元江河谷是我国云南省横断山脉中的干热河谷之一,属于热带半干旱河谷气候类型。具有丰富的热量资源和土地资源,但降雨量特少,生态环境脆弱,限制了多种热带作物的生长,长期以来未引起人们的重视。作者在该地区进行多年试验研究工作的基础上,从自然地理条件、生态环境,通过对比分析,论述了元江河谷热带坝区的自然优势。强调指出:该地区是我国发展优质紫胶--信德紫胶虫最理想的地方。从林业的发展方向与战略来考虑,指出今后元江河谷热带坝区的开发利用,主要是发展林业,走“生态林业”的道路。选择优质紫胶虫最好的寄主树滇刺枣作为造林树种,建立以滇刺枣人工林为主体的人工生态系统。     

城市垃圾填埋场安全稳定性分析

垃圾填埋场是一类特殊工程，其安全稳定性一直是研究的热点和难点。本文借鉴成熟的工程力学思想，将分析山谷型垃圾填埋体的安全稳定性转化为分析垃圾坝稳定性。利用已知的稳定填埋场边坡有关性状，反算出垃圾土可能最小综合内摩擦角，利用这个参数来计算填埋体在三种典型状态下对垃圾坝产生的最大作用力，从而来判断垃圾坝的稳定性。探索了一套分析山谷型填埋场填埋体稳定性的方法并提出了两个公式，对于该类型垃圾填埋场建设具有指导作用。     

元江县干热河谷的特殊植物保护区划

根据区域特征、区划目的和重点,对元江县干热河谷进行了特殊植物保护区划,诊断了各区主要环境问题,提出了各区的环境目标、发展方向和主要环境对策。     

Strategic adaptation of nitrogen management for El Niño Southern Oscillation-induced winter wheat system

The rainfall anomaly (RA) associated with El Niño-Southern Oscillation (ENSO) has various unwanted impacts on agricultural system globally. The loss of inorganic nitrogen (N) depending on extreme wet or dry conditions is a major concern. The main objective of this study was to adapt site-specific N strategies to mitigate the effects of ENSO on yields of winter wheat (Triticum aestivum L.; WW) system. After thorough calibration and evaluation, Decision Support Systems for Agrotechnology Transfer (DSSAT, version 4.5) model suite was adapted. Seasonal analysis was used to compare the variability in simulated leached-N, N uptake, and WW yields under long-term historical real-weather conditions. The site X climate interactions and impacts of weather factors on WW yields were assessed across 60 growing seasons in three phases of ENSO: El Niño (EN), La Niña (LN), and neutral (NT). Based on RA, the simulated yields were lower during LN than EN (11 %) and NT (12 %) on coastal sandy-loam soils and higher during LN than EN (13 %) and NT (8 %) on heavy silt loam soils at valley. N strategy with basal of 22 kg N ha^?1?+?a split of 112 kg N ha^?1 at Feekes (F) 4 stage of WW was adapted for maximum yield and minimum N leaching during LN at valley and NT at coastal sites. However, basal of 22 kg N ha^?1?+?two equal splits of 56 kg N ha^?1 at both F4 and F6 was found as the most adaptable N strategy during both EN and NT phases at valley and EN and LN at coastal sites.     

Cross-habitat variation in the phenology of a colonial spider: insights from a reciprocal transplant study

In species with widespread distribution, populations found in markedly different environments can show differences in developmental traits. This, in time, can have an effect on reproductive success. Sources of variation in developmental traits can be genetic or environmentally induced. I examined the relationship between environmental and genetic influences on juvenile development in populations of the colonial spider, Parawixia bistriata, located at sites with different moisture regimes and associated environmental variables (e.g., prey availability). It was expected that individuals from different populations would show differences in developmental traits and that those differences will be associated with lower reproductive success at dry sites. I recorded the phenology and developmental traits of native and transplanted individuals in the field and estimated reproductive success based on clutch size. Colonies from wet versus dry sites showed different phenologies, with individuals at dry sites maturing later. Transplant results suggest plasticity in instar duration caused by environmental effects. Despite differences in resources and spider phenology, clutch sizes of native dry and wet populations were similar. Transplanted individuals, however, were differentially affected. Transplants from wet to dry sites (WD) showed lower growth rates and smaller clutches, whereas transplants from dry to wet sites had larger clutch sizes than in native habitat. Delayed maturation and failure to reproduce in WD individuals is associated with a lower tendency to capture prey in groups and less aggressive interactions during prey capture. Thus, despite negative environmental effects on development, dry native individuals have evolved non-developmental traits that allow successful reproduction.     

气候变化对我国水稻主产区水资源的影响

以气象站点的观测数据和PRECIS模型发展的B2情景数据为驱动,运用分布式VIC水文模型进行气候变化对水资源影响的情景模拟。通过2001-2030年对照期与1981-2000年基准期水资源量对比表明:水稻主产区整体水资源量呈上升趋势,水资源的空间分布由东南向西北呈下降趋势;在气候变化的影响下,水稻主产区的28个二级流域的水资源变化量幅度在-48.5~269.1 mm之间,相对变化率在-6.1%~29.6%之间。沿海的钱塘江流域、瓯江流域、闽江流域、韩江流域、闽东、粤东及台湾沿海诸河流域、东江流域水资源量增多明显;粤桂琼沿海诸河流域、元江-红河流域、黄河上游干流区间、嘉陵江流域和淮河干流水资源量减少,但减少的绝对量不大。     

Effectiveness of erosion mitigation measures to prevent muddy floods: A case study in the Belgian loam belt

During the previous decade, 68% of the municipalities in the Belgian loam belt have been confronted with muddy floods from agricultural catchments after intense rainfall. A muddy flood means that runoff concentrates in a dry valley causing damage to infrastructure and housing property downstream. A typical problem area is the village of Velm where a permanent river is constrained by a culvert designed to accommodate its peak discharge. However, the design of the culvert does not take the local flooding from seven dry valleys just upstream into account. This study focuses on peak discharge from one of these agricultural catchments (ca. 300 ha). The Meshed Hydrological Model (MHM) is used to evaluate the effectiveness of mitigation measures to reduce flooding. Seasonal variation of soil cover in cropland and difference in land use patterns, i.e. before and after land consolidation is explicitly taken into account. The land cover spatial pattern was mapped at regular intervals during 2003. The largest potential of runoff generation occurs in December, and therefore represents a worst-case scenario. Mitigation measures implemented after the extreme event of August 2002 (i.e. a 12 ha grassed waterway and a retention dam in the thalweg) alleviate the flooding risk in Velm. The model simulates a peak discharge and a runoff volume reduction of more than 40%. The retention pond would buffer the generated runoff volume entirely for the worst-case scenario. Land consolidation carried out in the 1970s has led to an increase in peak discharge by 33% and in runoff volume by 19%. The major role played by a new consolidation road built in the thalweg on runoff concentration is highlighted. Implementation of additional soil conservation measures is therefore needed to limit runoff generation within the catchment.     

全球气候变化下中国农业生产潜力的空间演变

农业生产潜力对区域农业发展和农业产业投资与布局等具有重要影响。然而,当前的研究较少探讨1980年代以来我国区域农业生产潜力空间演变特征,以及就未来气候变化对中国区域农业生产潜力所产生的可能影响也还较少关注。为此,论文对1980年代以来中国区域农业生产潜力的空间演变特征进行了分析,并就未来气候变化对中国区域农业生产潜力的可能影响做出了估计,研究发现：1961—2012年中国农业生产潜力的地理分异特征异常显著,其中东南较高,西北相对较低,同时呈现出较为明显的纬度地带性规律。1980年代以来我国农业生产潜力减少的区域主要是集中在胡焕庸线以东的地区,其中四川盆地和华北平原中部等地区的农业生产潜力减少最为明显,约在4%以上,而水分有效系数的下降是其农业生产潜力减少的主要因素,农业生产潜力增加的地区则主要位于长江中下游和华北平原南部等地。在当前的全球变化趋势下,模拟得到,2041—2060年我国农业生产潜力减少的区域可能主要位于长江以南以及青海中部地区,其中四川盆地和湖北中南部等地的农业生产潜力下降趋势最为明显,因而这也可能会给这些地区的平均粮食产量带来一定程度的下降。