辽河中下游流域水资源时空演变特征分析

选择辽河中下游流域为研究对象,通过调查流域内各月及多年年降水量、蒸散量及水分收支基本情况,应用区域蒸散互补关系模型估算辽河流域实际蒸散量,实现各年实际降水量、蒸散量的空间化。从多个层次分析1956—2000、1970—2000年及1980—2000年3个时间序列降水、蒸散量和水分收支的变化趋势及特点。结果表明：20a系列年平均降水量与45a系列比较分析发现,降水量减少的区域占流域面积的23.08%,降水量增加区域占流域面积的76.92%;辽河中下游流域实际蒸散大部分在600～850mm之间,其分布主要呈现由北向南、由西向东逐渐降低的趋势。辽河中下游流域水分收支不平衡,营口—辽阳—铁岭一线地区水分收支相当,此线以西北地区水分收支是负值,占总流域面积的59.73%,这种变化将会使西部干旱地区的旱情进一步增大。此线以东南地区水分收支是正值,占总流域面积的40.37%,当地的湿润程度会进一步增加。     

新疆精河流域实际蒸散发时空变化特征

精河流域是新疆天山北坡经济带的重要组成部分。利用近60 a气象数据及Landsat 5 TM影像数据,采用Penman-Monteith公式和SEBAL模型、morlet小波分析和M-K突变检验,研究了精河流域实际蒸散量时空格局、变化特征及周期性。结果表明:(1)全流域实际蒸散量的时空分布变化受到气象要素及地表下垫面的影响,近60 a蒸散量整体呈显著波动减小趋势,实际蒸散量变化速率在季节上表现为夏季春季秋季冬季。(2)实际蒸散量于1982年突变后年平均蒸散量减少150.654 mm(17.361%),且蒸散量变化存在以29 a为主的3个振荡周期,未来15 a蒸散量将呈先小幅上升后下降的趋势。(3)蒸散量的空间分布变化与地表土地利用类型具有显著相关关系,相关性表现为水域耕地林地草地未利用地。     

计算森林生态系统蒸散力和蒸散理论公式中参数的确定

森林生态系统蒸散力蒸用是评价森林生态系统水分蒸散与水分平衡的重要指标。分别推导了 森生态系统蒸散力和蒸散的理论计算公式,并重新确定了其中的某些一数,这对研究森林生态有着重要意义。     

黄土丘陵沟壑区蒸散的遥感反演——以静宁县水土保持世行贷款项目区为例

蒸散量是热量平衡和水量平衡的重要分量.利用TM遥感影像和地表热量平衡模型估算静宁县水土保持世行贷款项目区的蒸散量,并结合地面实测资料进行检验,分析蒸散的分布规律,研究蒸散量与土地利用、地表参数、地形参数的关系.结果表明:研究区日蒸散量介于0.70～9.05 mm之间,平均5.31 mm,分布上呈现由西北向东南递增的趋势;不同下垫面的蒸散能力有一定差别,其中水域和林地的日蒸散量最大;日蒸散量与归一化植被指数(INDV)呈线性正相关,而与地表温度呈线性负相关.     

毛乌素沙地SPAC系统中各部分水分状况及其关系的研究

以SPAC理论为指导，用压力室法及烘干法测定了宁夏盐池沙地表征沙生植物油蒿(Artemisia ordosica Krasch．)和中间锦鸡儿(Caragana intermedia KuangetH．C．Fu)水分生理特征的系列指标——植物水势、组织含水量等，比较了两种植物的水分生理特征；同时用TDR水分速测仪结合烘干法测定了土壤水分参数；通风干湿表和气压计测定大气水分状况。分析了两种植物的水分生理特征与环境的相互关系。结果表明油蒿和中间锦鸡儿有着适应干旱生境的水分生理特征，但避旱的具体方式不同。雨季时期土壤含水量较大，除了10cm左右土层处于难效状态外，其它各土层都处于易效状态。表层干土层的形成利于下层土壤水分的保持。水势梯度明显，时空变异规律明显，不论是油蒿还是中间锦鸡儿的叶水势值和大气水势相关性显著。     

蒙古栎林生态系统的辐射能量与水分关系的研究

本文把水分循环与辐射能量转换两个功能过程结合起来,研究蒙古栎林生态系统中的辐射能量与水分的关系。结果表明,森林作用层与林地作用层由于获得不同待征的辐射能量,导致水分交换的数量与方向不同。约74.5％的净辐射用于森林的水分蒸发散,而蒸发散又占降雨量77.45％。可见,辐射能量的大部分用于水分循环。本文还研究了辐射能量对融雪过程的影响,发现针阔混交林在冬季由于具有获得适度辐射能量的特点,使得它是一种较理想的融雪径流产流模式,为合理经营森林提供了依据。     

不同地质背景下黄荆的光合蒸腾及水分利用效率比较

为了掌握岩溶生态环境下典型植物的水分生理生态特征,采用英国产TPS-1便携式光合作用测定系统,研究比较了桂林毛村不同地质背景(石灰岩、白云岩和砂页岩)下黄荆 (Vitex negundo Linn.) 的蒸腾光合和水分利用效率特征,并通过偏相关分析和主成分分析,探讨了影响黄荆水分利用效率的主要因素.结果表明,①砂页岩区黄荆的日平均蒸腾速率明显高于石灰岩区和白云岩区,但日平均光合速率却明显低于石灰岩区,与白云岩区差别不显著.关于水分利用效率(WUE),则是石灰岩区远高于砂页岩区,白云岩区则略高于砂页岩区,说明生长在岩溶区(石灰岩区和白云岩区)的典型植物黄荆在长期的演化中形成了适应岩溶干旱的水分生态特征.②影响黄荆水分利用效率的主要因子是大气温度、大气相对湿度、气孔导度和CO2浓度,但影响程度因地质背景的不同而有较大差异.     

基于MOD16的陕西省蒸散量时空分布特征

基于MOD16 遥感数据集,在ERDAS IMAGINE 2013 遥感图像处理系统的支持下,通过空间建模,计算蒸散多年年平均值和月平均值,并生成图像;结合陕西省矢量边界图、土地利用矢量图,统计不同时间尺度统计行政区域和不同土地利用类型的蒸散值.在ARCGIS 10 系统中,制作陕西省2000-2013 年年、月平均蒸散分布图.利用线性回归进行蒸散时间趋势分析,采用相关系数的统计检验方法进行显著性趋势检验.进而研究了陕西省2000-2013 年蒸散量的空间分布特征和时间变化规律,分析了不同类型下蒸散量的差异性变化特征.结果表明：（1）全省年蒸散量在波动中缓慢上升,波动范围为448.0～533.3 mm·a^-1,年平均值493.3 mm·a^-1.各月蒸散量的年际变化具有季节分异特征,秋末至仲春的月蒸散具有减少的趋势,春末至仲秋的蒸散具有增加的趋势.年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,蒸散主要集中在5-9 月份,最高、最低值分别出现在8 月和11 月.（2）多年平均蒸散空间格局呈现北低南高的分布规律,高植被覆盖区蒸散量较大.蒸散变化趋势不明显的面积占77.2%,蒸散显著、极显著增加的像元主要分布在陕北地区、关中地区西部和陕南丘陵浅山区,蒸散显著和极显著减少的像元主要分布在关中城市群.（3）土地利用特点影响着陕西省蒸散量的分布状况,蒸散强度大小按类型排序依次为森林〉草地〉农田〉荒漠.研究结果对于陕西有限水资源的合理利用以及水资源短缺问题的解决、旱涝监测和预警等研究具有重要意义.     

基于修正遗传算法的夏玉米作物系数及蒸散发估算

农田蒸散量是作物蒸腾量和土壤蒸发量的总和,准确估算农田蒸散量对制定合理的灌溉计划至关重要,进而对农作物的增产保收具有重要的意义.研究作物系数及蒸散量估算模型已成为一个热点科学问题.淮河流域是中国主要的农业生产基地,而夏玉米是淮河流域最主要的粮食作物之一.为研究夏玉米全生育期蒸散估算模型,反映夏玉米逐日作物系数及蒸散量的...     

基于SSiB4T/TRIFFID模拟的森林植被与流域径流量关系研究

为了揭示森林植被与流域径流量关系的空间分异规律,用生物物理/动态植被模式SSiB4/TRIFFID与流域水文模型TOPMODEL的耦合模式SSiB4T/TRIFFID进行青弋江流域和西南亚高山区的梭磨河流域各种气候情景的植被演替和碳水循环模拟。根据模拟结果并结合森林集水区试验结果,分析森林植被对流域径流量的影响。模拟结果表明,不存在水分胁迫时,在草地、灌木和森林3种植被类型中,森林蒸腾、冠层截留蒸发、蒸散和叶面积指数对温度变化最敏感;存在水分胁迫时,森林蒸腾、冠层截留蒸发、蒸散和叶面积指数对降水的变化最敏感。控制试验结果表明,青弋江流域阔叶林在植被向平衡态演替过程中取得支配地位,森林、灌木和草地蒸散分别为742.2、588.6和546.2 mm·a~(-1),森林蒸散明显大于灌木和草地,森林减小了径流量。梭磨河流域针叶林在植被向平衡态演替过程中取得支配地位,森林、苔原灌木和草地蒸散分别为387.8、444.3和387.5 mm·a~(-1),森林蒸散低于苔原灌木,森林增加了径流量。但随着温度增加,由于森林蒸散增加幅度明显大于苔原灌木和C3草地,森林蒸散逐渐大于苔原灌木,森林从增加径流量转变为减小径流量。对于湿润地区,随着温度增加,森林从增加径流量转变为对径流量没有明显影响和减小径流量。对于半湿润和半干旱地区,随着降水的减小,森林蒸散减小幅度明显大于灌木和草地,森林对径流量的影响随着降水量的减小而减小。气候的垂直地带性和水平地带性分布对森林植被与流域径流量关系的空间变化起着重要的控制作用。     

基于MOD16产品的三江平原蒸散量时空分布特征分析

借助Arc GIS 10.2和ENVI 4.5/ID软件平台,利用MOD16遥感数据集,统计分析了三江平原2000─2014年地表蒸散量的年际和年内时空变化状况,探讨了不同地表类型下蒸散量的差异性变化特征。首先将原始的MOD16产品进行投影转换、数据拼接和重采样等操作,在此基础上计算三江平原地区蒸散多年年均值和月均值,并分析了三江平原蒸散的变化趋势。利用三江平原的矢量边界和土地利用分类数据统计了不同时间尺度序列下各种土地利用类型的蒸散平均值,进而分析不同地物类型下蒸散量的年纪变化和季节变化特征。研究表明,(1)三江平原年蒸散量总体上呈缓慢上升趋势,波动范围为447~521mm·a~(-1),年平均值为497 mm·a~(-1)。(2)年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,蒸散主要集中在5─9月份,最高、最低值分别出现在8月和1月。(3)多年平均蒸散空间格局呈现北低南高的分布规律,高植被覆盖区蒸散量较大。2000─2014年蒸散变化趋势不明显的面积占88%,蒸散显著、极显著增加(8.74%)的像元主要分布在集贤市区域和双鸭山山区,蒸散显著、极显著减少的像元主要分布在河道以及城市群附近。(4)土地利用特点影响着三江平原蒸散量的分布状况,蒸散强度大小按类型排序依次为森林(46.6 mm)草地(34.7 mm)农田(38.38 mm)荒漠(27.11 mm)。研究结果对于加强三江平原水资源管理与水分高效利用具有重要意义。     

牧压梯度下高寒草甸实际蒸散量及植物生产水分有效利用率的研究

以青海海北高寒草甸为研究对象,分析了禁牧(对照,CK)、轻度放牧(light grazing,LG)、中度放牧(moderate grazing,MG)、重度放牧(heavy grazing,HG)试验地土壤贮水量和利用水量平衡法计算的植被实际蒸散量动态变化,并对不同牧压梯度下高寒草甸的水分有效利用率进行了比较。结果表明,牧压梯度下土壤贮水量在生长季的变化特征基本一致,表现为5月、6月高,7月低,8月以后缓慢升高。5月8日到9月28日0~50 cm土层平均土壤贮水量为CKHGLGMG,分别为(222.82±7.07),(199.71±4.52),(189.00±4.37)和(187.69±3.93)mm,表明放牧使土壤贮水量减小,统计分析表明,禁牧与放牧地之间贮水量差异达极显著水平(P0.01)。不同牧压梯度上高寒草甸植被实际蒸散量在生长季的变化特征基本一致,表现出5月低,6月开始升高,7月蒸散量达最大,以后逐步下降;整个生长季CK、HG蒸散量较高,LG、MG蒸散量较低,分别为(389.37±3.39)、(355.74±5.54)、(350.17±8.6)3和(346.15±1.31)mm。从土壤水分亏缺来看,重牧不利于水源涵养,但禁牧亦影响水源涵养功能的提高,只有适度放牧有利于水源涵养。植被实际蒸散量与降水量呈极显著正相关关系。高寒草甸植被地上地下净初级生产力在生长季的水分有效利用率表现为LG、MG较高,HG较低,CK的水分有效利用率最低,分别为0.55%、0.56%、0.50%和0.37%,说明适度放牧能够提高植被水分有效利用率,而禁牧显著降低植被水分有效利用率。     

敦煌地区浅层包气带硝态氮的空间分布与富集特征

选取我国西北干旱区敦煌地区6种不同类型的典型土壤为研究对象,通过测定各土壤剖面Cl-和NO-3浓度,探究Cl-和NO-3的空间分布特征以及NO-3的富集程度.结果表明,NO-3与Cl-的分布特征基本一致,并与水分含量具有良好的相关性,随包气带埋深的增加呈现波动递减的变化趋势.强烈的蒸散发作用和微生物的硝化作用使土壤表层的NO-3含量较高,植物根系对NO-3和水分的吸收降低了NO-3浓度,并导致NO-3与Cl-的分布特征存在不同程度的差异性.不同类型土壤中的NO-3含量不同,盐碱地林地农田草地戈壁沙漠.沙土可促进NO-3的淋溶,无植被生长的戈壁沙漠中较高的NO-3/Cl-伴随较低的Cl-含量说明硝态氮的富集主要发生在干旱阶段,蓝藻菌的固氮作用活跃,而农田土壤中硝态氮的富集受人为源影响显著.     

基于SPEI和SPI指数的太原多尺度干旱特征与气候指数的关系

干旱是太原地区发生最频繁的自然灾害之一,出现的次数多、持续的时间长,对国民经济特别是农业生产造成了严重的影响.随着全球气候变暖、极端天气出现得越发频繁,太原干旱发生的频率和危害程度均呈上升趋势.基于1951-2012年月平均降水和气温资料,引入新的干旱指标：标准化降水蒸散指数（SPEI）,应用SPEI和SPI（标准化降水指数,简称：SPI）定量描述太原地区的62年来的干湿状况;基于月尺度SPEI和SPI指数,对太原月季尺度干旱变化做了分析,并利用交叉小波变换（XWT）探讨了干旱与大尺度气候因子之间的关系.结果表明：基于降水和蒸散的SPEI可以更灵活地反映月季干旱变化特征;交叉小波变换分析表明,太原地区的干旱与4个大尺度因子都具有6-12 a年代际主共振周期,在1980s都存在较好的相关性.SPEI和SPI与NAO通过显著性检验的6-12 a共振周期主要表在1985-2000年,序列在此频段上表现出一定的正位相共振关系;SPEI和SPI与WP在1955-1960年和1990-2000年分别表现出2-3 a和4-8 a显著的共振周期,存在明显的滞后相关,在1970-1990年具有10-16 a正位相显著共振关系.SPEI与PDO在1986-2000年之间存在4-6、8-14 a两个显著的共振周期,各自表现出负、正位相共振关系,在1955-1960年存在2-3 a共振周期,在此频段上SPEI显著滞后于PDO.与SPEI相比,SPI与PDO的相关性较弱,仅在1955-1960、1986-2000年出现了弱的共振关系.SPEI和SPI与PNA在1983-1995年表现出4-7 a的显著共振关系,反映了SPEI和SPI显著滞后于PNA.     

林地和湿地大气颗粒物阻滞效果研究

为了研究林地和湿地以及气象因素等对于大气颗粒物浓度的影响,于2016年5—12月在北京市奥林匹克森林公园内林地、湿地内对PM10和PM_(2.5)质量浓度以及气象数据(温度和相对湿度)进行采集。使用定量分析的方法,运用阻滞-吸附效率公式对林地和湿地阻滞率进行了比较;分析了大气不同污染背景下林地和湿地对大气颗粒物阻滞率的差异以及气象因子对大气颗粒物质量浓度的影响。研究结果表明,林地内颗粒物日变化呈现先下降后上升的趋势,13:00左右为一天之中质量浓度最低(34.6μg?m~(-3))之时,而湿地周围颗粒物日变化则在采样期间呈现下降趋势,至18:00左右质量浓度为最低(35.8μg?m~(-3))。不同空气质量等级下,林地和湿地对颗粒物的阻滞率效果不同,林地在空气质量为优时对PM_(10)和PM_(2.5)的阻滞率均最高,分别为522.7%和289.7%;湿地在空气质量等级为良时对PM_(10)的阻滞率最高(56.56%),在空气质量为重度污染时对PM_(2.5)的阻滞率为最高(74.35%)。在相同空气质量等级下,林地与湿地之间的阻滞率也存在差异:除严重污染时没有显著差异外,其余空气质量等级下林地的阻滞率显著高于湿地对大气颗粒物的阻滞率(P0.05)。此外,大气颗粒物质量浓度与气象因子之间存在显著相关性,其质量浓度与温度呈负相关,与相对湿度呈正相关。然而,阻滞率与气象因子之间没有显著相关性。研究林地与湿地的阻滞率有利于更好地配置城市中林地和湿地比率,以更加有效地改善大气环境。     

不同水氮处理对糯小麦品质性状的影响

在盆栽试验条件下,以糯麦12为材料,研究3个水分水平(渍水、对照、干旱)和两个氮肥水平(不追施氮肥、追施氮肥)共6个处理对糯小麦糖类、淀粉、蛋白质含量等品质的性状影响.结果表明:糯小麦的主要品质性状存在显著的水氮效应,且在淀粉、戊聚糖含量、SDS沉降值、PPO活性性状品质上,水氮间存在着显著的互作效应.水分对照处理(水分含量适宜)下,追施氮肥可显著降低糯麦12可溶性糖含量,降低10.7%;干旱处理下糯小麦总糖含量最低,果聚糖含量提高;渍水处理下追施氮肥,糯麦12籽粒中戊聚糖和果聚糖含量分别提高66.8%和69.2%;水氮互作对淀粉含量的影响达显著水平,在水分对照处理+追施氮肥处理下,糯麦12的淀粉含量提高7.84%;水分对照处理下糯麦12的蛋白质含量最高,追施氮肥可进一步提高糯小麦籽粒蛋白质含量;追施氮肥可提高适宜水分和渍水处理条件下糯麦12的SDS-沉降值,并降低其PPO活性.干旱处理下糯麦12的峰值粘度、最终粘度、稀懈值最高,表明干旱条件下有利于提高糯小麦淀粉糊化特性各项指标.本研究结果表明,水氮合理运筹是改善糯小麦品质的重要栽培措施.     

人工森林生态系统物质循环研究中的水文观测系统

介绍了鹤山马占相思人工林生态系统的水分循环观测系统，包括降雨量，林冠截留，林内雨树干茎流，地表径流，蒸散，土壤含水量，渗滤量等因子及其取样方法，还简介了水分循环过程中营养元素分析的取样方法。     

森林生态系统的水文调节功能及生态学机制研究进展

森林水文调节功能是森林所实现的重要服务功能之一,可是由于森林资源被无节制的开采利用,导致人们不断遭受森林破环所带来的洪旱灾害。因此关于森林生态水文功能研究已成为生态学和水文学的研究重点之一。近年来,国内外对森林水文调节过程及其生态学机制进行了广泛深入的研究,所以文章从森林的水文过程出发,对林冠截留、树干流、凋落物层截留、林地水分涵养和蒸发蒸腾及其影响因子的国内外研究现状进行了归纳分析,研究认为林地各冠层均能够截留降雨,降低雨水动能,从而减少地表径流的产生和对地表的冲击;凋落物层能蓄留水分、抑制蒸散、减缓地表径流;而树干流改变降雨水平空间格局,影响水分入渗以及土壤水源涵养。森林结构复杂,明显改变了降雨分配过程,而森林水文过程及调节功能又受到森林结构的制约,因此定量定性探讨森林生态系统的结构、过程与水文调节功能之间关系,是未来森林生态水文功能研究的重点。     

塔克拉玛干绿洲外围胡杨林的水分特征研究

塔克拉玛干沙漠南缘地区年均降水量不足50mm,胡杨在这一地区绿洲外围自然植被中占有重要地位.对塔克拉玛干沙漠绿洲外围胡杨林水分特征的研究表明,在生境地下水含量较稳定的条件下,胡杨林受到的水分胁迫程度不大,干旱胁迫未对胡杨林的持续存在构成主要威胁.胡杨的水分生理特点显示植物更加依靠稳定的水分供应来应对极端干旱的环境条件,并且在蒸腾作用中形成了细胞水平上的生理适应策略.因此,保持地下水的稳定是维持绿洲前沿天然胡杨林持续存在的关键因素.     

几种荒漠植物对干旱过程的生理适应性比较

在甘肃临泽实地取样进行试验,比较了胡杨、花棒和梭梭等荒漠植物离体枝条的光合、蒸腾作用对组织水势降低的响应,以探讨其对干旱过程的适应性.结果显示,梭梭在-2～-5.5MPa、胡杨在-1～-4.5MPa的枝叶水势下具有较高的光合速率和水分利用效率,花棒和二白杨则在水势低于-2 MPa时光合速率和水分利用效率均显著下降;同时,梭梭的最大蒸腾速率不足2 mmol m-2 s-1,而同样条件下胡杨和二白杨的最大蒸腾速率则在4～6 mmol m2 s-1.因此,几种荒漠植物中,梭梭最能够适应干旱荒漠环境;胡杨因蒸腾失水较多而对环境水分有较强的依赖性,适应极端干旱的能力不及梭梭;花棒虽具有蒸腾耗水少的特点,但因在环境严重缺水时光合效率低而影响了其对荒漠的适应能力.