洞庭湖湿地土壤持水能力及其影响因素研究

土壤持水能力是反映土壤调节水文和供给植物耗水的重要指标,受土壤有机质、容重、机械组成和植物地下生物量的直接或间接影响。与森林和农田生态系统相比,湿地土壤持水能力关注较少。于2010年12月,对洞庭湖湿地3种主要植被（苔草、芦苇和杨树）土壤持水能力、土壤理化性质和地下生物量进行了调查,并采用主成分分析对影响土壤持水能力的主要环境因子进行了分析。结果表明：除非毛管孔隙度外,3种植被上层土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量和含水量差异显著,均为苔草＞芦苇=杨树,而中、下层无显著差异。沙粒为苔草≥杨树≥芦苇,而粗粉粒、细粉粒和粘粒均为杨树≥芦苇≥苔草;容重为杨树≥芦苇＞苔草,有机质为苔草=芦苇＞杨树。各级别生物量在植被类型大小顺序不一：总地下生物量、0～1 mm和＞5 mm径级地下生物量均以芦苇最大,而1～5 mm径级地下生物量则以苔草最大。主成分分析表明,上层土壤,容重、有机质和1～5 mm径级地下生物量是影响其持水能力的主要因素,而中层土壤和下层土壤,环境因子对土壤持水能力的影响很小。此研究对于洞庭湖生物多样性保护和湿地管理政策的制定具有重要意义     

武汉市典型绿地植被类型对表层土壤入渗和持水性能的影响

合理的绿地植被建设和管理是提高城市蓄水能力和减少城市内涝的重要途径。该文以武汉市城区8种代表性绿地植被的表层土壤为研究对象,通过测定土壤理化性质和水力学特征参数,量化了不同类型绿地植被对表层土壤水分入渗和保持性能的影响,并揭示了土壤理化性质对其影响的机制。结果表明：不同植被类型表层土壤水分入渗性能和持水能力差异显著,天然香樟林、玉兰园、桂花园和牡丹园具有较好的入渗性能,表现为较高的饱和导水率（179.70~441.69 cm/d）,其次是人工草坪（31.53~126.60 cm/d）,而樱花园、梅花园和桃李园的入渗性能最差（22.40~57.99 cm/d）。天然香樟林土壤持水能力最强,表现为最高的田间持水量（0.315~0.336 cm³/cm³）和最大有效含水量（0.170~0.177 cm³/cm³）,其次是玉兰园、桂花园、牡丹园、梅花园和桃李园,持水量、有效含水量分别为:0.241~0.289 cm³/cm³,0.144~0.182 cm³/cm³,而樱花园和草坪的持水能力最弱（0.209~0.254 cm³/cm³,0.139~0.165cm³/cm³）。土壤饱和导水率与总孔隙度、非毛管孔隙度呈显著正相关关系,与容重呈显著负相关关系。而容重、总孔隙度、砂粒和粘粒含量是影响土壤水分特征的主要因素。可以通过乔灌木林下种植草本植物、减少人为践踏,以及适时翻耕等方式提高绿地土壤的入渗与保水能力,进而提高其降雨存蓄功能,减少城市内涝。     

喀斯特地区土壤水中溶解有机碳浓度对植被退化的响应

按退化程度在茂兰喀斯特地区选取的4种不同植被类型依次为原生性乔木森林、次生性乔灌混合林、灌木林、灌丛草坡,并对各植被退化系统中1a内的土壤水中溶解有机碳（DOC）浓度变化特征进行测试分析,并探讨其对不同退化程度的植被的响应特征。结果显示：（1）各种植被类型下土壤水DOC含量按月份均呈现出由低到高、再由高到低的变化趋势,在6月底出现峰值;（2）土壤水DOC含量对降雨量具有很好的响应关系;（3）土壤水DOC含量随植被退化程度的加剧而呈现出递增的趋势,即退化的植被系统中土壤水的DOC含量大于未退化的植被系统,说明未退化的土壤 植被系统比较稳定,不易受到外界因素的干扰,贮存能力大,流失少。研究结果表明对植被退化响应灵敏的土壤水DOC含量可以作为评价土壤和植被关联退化的一个有效指标。     

干旱冲击下草地租赁对草场退化及牧户生计的影响

近年来草地租赁市场在牧区出现并逐渐发展。然而,作为调节牧户资源的市场制度,其对草原社会生态的影响莫衷一是。Agent-based model(ABM)是社会科学领域先进的定量分析模型,可用来模拟复杂环境中主体间的交互关系及作用结果。本文首先在理论上分析了内蒙古牧区“人-草-畜”关系,揭示了牧区社会生态的复杂性,之后在此基础上,运用ABM模拟草地租赁中“人-草-畜”关系,通过调节干旱发生概率及牧户草地出租意愿,分析干旱冲击下草地租赁对草场退化及牧户生计的影响。为了更合理地展示和模拟牧区实际,本文结合2015—2016年内蒙古锡林郭勒盟、呼伦贝尔市的调研数据和部分文献、年报数据,对ABM中相关的参数进行设定,构建了用于模拟干旱冲击下牧区草地租赁的模型:①控制干旱概率,调节出租意愿的模型结果表明,在一定的干旱冲击下,草地租赁是一个有效的制度安排,可以缓解干旱导致的草地退化,提高牧区草场的总体生产力,并提高参与租赁户的生计水平。②控制出租意愿,调节干旱发生概率的模型结果则表明,当干旱加剧时,仅有单一的草地租赁制度无法阻止草场退化和牧户收入下降,草地生态及牧户收入仍然会受到干旱冲击的较大影响。因此,完善草地租赁市场,可在一定程度上缓解干旱冲击对草地退化的影响,提高牧户收入。但为了保障牧区社会生态的可持续性,还需发展牧业合作社和草地合作小组等其他制度。ABM可以通过对现实变量的参数化来模拟现实状况,对指导类似草原牧区等存在多个主体交互关系的社区实践具有重要作用。     

中亚热带红壤区不同土地利用土壤田间持水量估测

田间持水量是衡量土壤保水性的重要指标,也是进行农田灌溉、作物水管理和水文模型的重要参数,但其测定繁琐而耗时,迫切需要一种简捷精确的估测方法。采集了50个来自稻田和旱地的1 m深原状土壤剖面样,然后基于土壤基本理化性质,利用多元逐步回归方法对土壤田间持水量进行模型预测。结果显示:(1)对于稻田土壤,田间持水量主要受容重和有机碳影响,而对于旱地则主要受土壤质地影响;(2)构建的田间持水量传递函数,对于稻田土壤预测精确度较高,调整的确定系数达到0.79,对于旱地则相对较弱。研究表明土地利用方式对田间持水量精确估测影响较大,利用土壤传递函数法对田间持水量的快速获取有一定参考价值。     

长三角地区植被退化的空间格局及影响因素分析

植被退化是陆地生态系统功能下降的重要表征。利用2000~2010年SPOT-VEGETATION NDVI遥感数据、土地利用数据,采用趋势分析、叠加分析和格网计算方法,对长三角植被退化的空间格局及其影响因素进行分析。结果表明:10a间长三角地区最大化NDVI均值空间分布南北高、中间低,区域14%的植被覆盖面积显著退化。植被退化呈现一定的空间分异,而人类活动是导致植被退化的主要原因。在长江以南、太湖的北部与东部,环杭州湾地区及南京、南通和台州等城市快速无序的城镇化,造成了建设用地面积增加和耕地的破碎化,使植被退化区域集中连片分布。经济利益驱动农民将水田转化为向水产养殖,引起植被退化。部分区域植被面积未减少而呈退化态势的原因有待研究。     

气候变化对长江源地区高寒草甸生态系统的影响

近十几年来,长江源区气候暖干化趋势明显,冰川退缩、湖泊萎缩、草场退化、土地沙漠化、水土流失等环境问题日益严重。高寒草甸是长江源地区主要的植被类型之一,在全球变化影响下,以耐低温寒冷的嵩草属（Kobresia）植物为建群种的高寒草甸将面临更严重的生态胁迫。以长江源地区高寒草甸生态系统为研究对象,采用国际通用的生物地球化学模型模拟高寒草甸生物量、生产力和土壤有机质等的动态变化,并综合考虑人类活动对生态系统生产力和营养元素生物地球化学循环的影响,探讨了全球气候变化对高寒草甸生态系统可能造成的影响。     

川西亚高山人工针叶林枯落物持水与土壤渗透性能

为川西亚高山人工林水源涵养效益评价与林分结构合理配置提供科学依据,对该区不同恢复阶段的人工针叶林类型林地枯落物蓄积量及其最大持水量、土壤贮水与渗透性能进行了试验研究。研究结果表明：（1）林地枯落物蓄积量随林龄增大而增加,排序为：70 a云杉林(F)>40 a云杉林(C)>40 a云杉 落叶松林(E)>55 a云杉林(B)>40 a落叶松林(D)>桦木林(BF)>25 a云杉 落叶松林(A)>灌木林(SF)>裸露地(BL),林地枯落物最大持水量也呈相同的趋势。（2）随土壤深度增加,土壤容重逐渐增大,有机质与非毛管孔隙度逐渐减小,土壤pH、毛管孔隙度和总孔隙度变化趋势不明显。（3）在0~30 cm土层,滞留贮水量在3632~7037 t/hm2,排序为：E>C>F>SF>D>BF>B>A>BL;最大贮水量在12294~23154 t/hm2,排序为：SF>D>F>E>A>B>BF>C>BL。（4）在0~20 cm土层,初渗率在080~2595 mm/min,排序为：C>D>E>BF>B>SF>F>A>BL;稳渗率在055~425 mm/min,排序为：BF>E>SF>A>B>F>D>C>BL。（5）各渗透率指标与土壤容重极显著负相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001),与有机质含量、非毛管孔隙度极显著正相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001);稳渗率与枯落物蓄积量显著正相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<005     

横断山区干热河谷气候及其对植被恢复的影响

干热河谷是我国西南横断山区一种特有的生态系统类型。由于气候条件和高山峡谷地形的影响以及人为干扰,植被及土壤严重退化,水热平衡失调,环境干热,植被恢复和生态治理难度极大。通过对多年来干热河谷区域植被恢复经验的总结,认为干热河谷属于我国北热带气候下的一种干热类型,具有季节性干旱的本质气候特征。在植被恢复的适宜树种选择方面,除选择乡土树种外,树种引种的相似区域应该是季节性干旱明显的热带地区。同时,该地区植被恢复应以稀树灌草为主体,通过人工促进植被恢复,充分利用雨季丰富的天然降水资源,可以在干热河谷的局部地区恢复以乔木为主的森林植被,在一定区域恢复相当面积的稀树灌木草丛植被。〖     

长江中游平原湖区人工林枯落物和表层土壤持水特性

研究长江流域平原湖区人工林的水源涵养功能,对长江两岸造林绿化和生态修复具有重要指导意义.通过野外调查,采用室内浸泡法,分析比较了7种不同林分类型枯落物层和土壤表层的水源涵养能力.结果表明:(1)枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,未分解层蓄积量以池杉林(Taxodium ascendens)最大,半分解层蓄积量以苏柳林(Salix jiangsuensis)最大.池杉林的总蓄积量最大,为3.90 t/hm2;(2)未分解层最大持水率大于半分解层,其值分别为263.63％～530.86％和209.17％～277.91％.未分解层和半分解层的最大持水量为0.95～4.48和4.15～6.02t/hm2,分别以池杉林和苏柳林最大;(3)未分解层有效拦蓄量为0.44～3.11 t/hm2,半分解层为0.75～3.82 t/hm2,分别以池杉林和二球悬铃木林(Platanus acerifolia)最高.总最大持水量和总有效拦蓄量均以池杉林最大,分别为9.61和5.64t/hm2;(4)枯落物持水量随浸水时间的延长表现为先显著增加后减缓,最后达到饱和,两者之间呈对数函数关系.枯落物吸水速率随浸水时间的延长表现为前期吸水速率较大,后急剧变小,最后趋近于0,两者之间呈幂函数关系;(5)表层土壤最大持水量和有效持水量最大的均为苏柳林,分别为1 116.27和213.27t/hm2.枯落物层以池杉林水源涵养能力较好,土壤表层以苏柳林水源涵养能力较好.总体来看,以苏柳林的综合水源涵养能力较好.     

Water Environmental Degradation of the Source Area of the Yellow River on Northeast Qinghai-Tibet Plateau

1 INTRODUCTION Environmental changes caused by mankind's exploitation and regional climate changes have long been a severe problem in the world, especially in the arid and semiarid areas because of their ecosystems' vulnerability (Chen & Qu, 1992; Wang & Cheng, 1999; Liu et al., 1999). During the last half-century, especially the last 30 years, drastic environmental changes have occurred owing to exploitation and development, which have invoked society's concerns. In the Qinghai-Tibet …     

Water Environmental Degradation of the Source Area of the Yellow River on Northeast Qinghai-Tibet Plateau

Abstract

The issue on water environmental degradation in the source area of the Yellow River has been one of very serious ecological and socially economic problems. The temporal-spatial changes of water environment led to the decreasing of land capacity and river disconnecting. The status of water environmental degradation in this paper was analyzed based on the data and field investigation. The results indicated that the surface water area in the region has obviously decreased owing to the climate changes and human irrational use of water resources and the continuous lowering of the regional groundwater table and the steadily decreasing tendency of the flow rate in the source areas of the Yellow River.     

岷江上游不同植被恢复模式枯落物层水源涵养能力

为了阐明不同植被恢复模式水源涵养功能，采用野外调查与室内分析相结合的方法，以岷江上游山地森林-干旱河谷交错带为研究对象，开展不同植被恢复模式枯落物层现存量、持水过程、吸水过程等方面研究。结果表明：不同植被恢复模式中，枯落物现存量大小依次是天然次生林>刺槐林>岷江柏-油松幼林>岷江柏幼林>沙棘+金花小檗灌丛>荒草地。不同植被恢复模式枯落物半分解层占现存总量比例均在60%以上，且均大于未分解层占现存总量比例，其中岷江柏幼林最高（79.89%），天然次生林最低（60.66%）。刺槐林和天然次生林模式枯落物最大持水量较大，分别为53.25和53.22 t·hm-2，岷江柏-油松幼林模式次之，荒草地最小。不同植被恢复模式枯落物半分解层持水量均大于未分解层，且持水量与浸水时间间呈对数、幂函数、线性和指数函数等关系；而枯落物未分解层、半分解层的吸水速率与浸泡时间均呈幂函数关系。研究成果可为区域合理选择植被恢复模式提供科学参考。     

长江上游不平衡水沙输运对三峡库区泥沙淤积影响

2003～2017年以三峡水库为核心的长江上游水库群运行和联合调度从宏观上改变上游河流泥沙时空分布规律,金沙江已不是三峡入库泥沙最大供沙区;长江上游水沙输运集中在汛期5～10月,1956～2002年水沙峰值基本同步,而三峡水库蓄水后2003～2017年水沙峰值不同步,流量特性曲线由顺时针转为逆时针,出现滞后现象。入库泥沙锐减后并未降低三峡库区细颗粒泥沙淤积率,2014～2017年汛期5～10月淤积率增加至85.2%,其中d0.031 mm的极易发生絮凝的泥沙所占比例最高(63.5%,2009～2013年),典型河段现场观测到大量泥沙絮团,所以三峡库区极可能存在细颗粒泥沙絮凝。入库水沙不平衡也使得朱沱-清溪场河段出现泥沙冲刷。     

“长江经济带”战略背景下武汉城市水环境承载力综合评价

为揭示长江经济带战略背景下武汉城市水环境承载力的演化特征,理解长江经济带建设过程中武汉城市水环境的承载基础,从水资源环境、水污染控制和社会经济承载3个子系统来构建城市水环境承载力指标体系,采用结构熵权法和均方差决策法进行主客观联合赋权,对长江经济带战略下的武汉城市水环境承载背景进行研究。研究结果表明：（1）2004~2013年武汉城市水资源、环境与社会经济的发展协调性较好,城市水环境承载力综合值呈上升态势,具有较好的水环境承载基础;（2）水资源环境和水污染控制两个子系统在武汉城市水环境承载力中贡献较大;（3）长江经济带建设背景下水污染控制是提升武汉水环境承载力的关键,未来控制城市生活污水、加强城市环保基础设施的建设和管理是武汉城市水环境管理的重中之重     

长江经济带农业用水全局技术效率的空间效应研究

基于全局DEA方法测算了1997~2015年长江经济带11省市的农业用水全局技术效率,并运用 Moran’s I 指数和空间计量模型分析了农业用水效率的空间关联度和空间效应。研究表明：(1）长江经济带农业用水全局技术效率表现出整体稳定上升但地区间不平衡的特征,且地区之间存在显著的正空间自相关;(2）空间计量模型的估计结果表明地区之间农业用水全局技术效率存在显著的空间溢出效应,本地农业用水效率不仅受到邻接地区的影响,还会受到非邻接地区的影响;除了地理因素之外,经济发展和生产力水平相近也有利于地区间农业用水主体相互学习高效率的用水模式,从而引发农业用水效率的空间溢出效应,促进整体农业用水效率的提升;（3)总用水量中农业用水量所占的比例高,会使得农业用水效率显著降低;水利设施建设以及农业机械化程度都会对农业用水效率产生显著的正向促进效应。     

长江源多年冻土区典型坡面土壤水稳定同位素特征

识别多年冻土区坡面土壤水分迁移过程是认识寒区产汇流过程的关键。同位素技术可在不破坏土壤原始结构情况下,最大限度获取水文过程信息。基于长江源多年冻土流域活动层融化期(融化深度100 cm左右)采集的典型坡面土壤水、地下水、降水和河水样品,分析不同水体的稳定同位素特征,探索土壤水分迁移规律。结果表明：研究区土壤水δ¹⁸O为-14.58‰～-1.58‰,均值为-8.25‰;δD为-103.88‰～-14.99‰,均值为-59.94‰;土壤水、河水和地下水同位素点均分布于局地大气降水线附近,表明降水为上述水体的主要来源;蒸发线的斜率和截距均小于局地大气降水线,其中地下水线(GWLE)的斜率最低,且地下水呈重稳定同位素富集现象,说明地下水受蒸发和混合效应的影响,在迁移转换过程中经历了一定程度的蒸发;根系层结构的复杂性使其土壤水的同位素值变幅最大,也存在重稳定同位素富集现象,其较低的氘盈余(d-excess)表明根系层经历了强烈的蒸发分馏过程;研究期除河水外其他水体随时间变幅较大;降水对于土壤水同位素的影响较小,而地下水和20～50 cm土壤水对河水的贡献占主导地位。本研究对...     

长江中游城市群生态承载力差异的比较研究

基于生态足迹模型方法，对2008～2017年长江中游城市群生态承载力的差异性进行了比较研究，研究发现：（1）长江中游城市群整体及湖北、湖南、江西省域人均生态足迹呈现“倒U型”特征，在3个省份中，湖北省域人均生态足迹最高，湖南、江西较接近；（2）长江中游城市群整体及湖北省域人均生态承载力呈现逐年上升态势，湖南省域、江西省域总体人均生态承载力呈现微弱下降态势，且江西省域最高、湖北省域次之、湖南省域最低，社会经济发展水平越高的城市，人均生态承载力就越小，生物资源项目比重较高；（3）各省域生态赤字水平均呈现逐渐扩大的趋势，湖北省域最高、湖南省域次之，江西省域最低，且第一梯队的城市主要分布在湖北省域，第四梯队的城市主要分布在湖南省域和江西省域；（4）各省域生态压力指数发展趋势呈现明显的“倒U型”特征，湖北省域最大，湖南省域次之，江西省域最小；（5）各省域生态压力指数发展趋势呈现明显的“U型”特征，江西省域最大，湖南省域次之，湖北省域最小。鉴于此，本文从优化能源消费结构、集约化土地使用结构、差别化使用土地等方面提出相关的对策建议。     

长三角极化区形成过程中的经济梯度演变特征及政策启示

经济梯度演变是极化区形成过程中的重要表征,也是区域空间极化研究的核心主题。根据佩鲁等人的增长极理论和赫希曼的极化-涓滴效应学说,从理论上分析了极化区形成过程中的经济梯度演变规律,然后以长三角极化区为实证研究区,在采用主成分分析法计算出2000、2005、2010、2015年4个年份42个城市经济梯度值的基础上,运用区域差异系数、空间自相关分析、梯度-距离曲线模拟、聚类分析与地理分区等方法对研究区的经济梯度值分布及其演变特征进行了分析。结果证实:极化区在形成过程中,将发生区域内部差异先增大再减小、空间格局先集聚再分散、梯度曲线斜率先变陡再变缓等特征。这种极化反转特征不仅是对增长极理论和极化-涓滴效应学说的进一步验证,而且也可以作为判断一个极化区是否真正成熟的重要标志。