荔波板寨小流域水化学和溶解无机碳的稳定同位素特征

通过采集贵州荔波自然保护区内的板寨地上河小流域的地表和地下水样品,测试了阴阳离子含量及其HCO_3~-中的δ~(13)C同位素值,分析不同季节该流域水体的水化学特征,并结合δ~(13)C同位素值探讨水体溶质的来源和水化学过程。结果表明:小流域水体的主要阴离子为HCO_3~-和SO_4~(2-),二者分别占了水体总阴离子当量的86.2%和10.4%,主要阳离子Ca~(2+)和Mg~(2+)则分别占总阳离子当量的76.9%和20.5%。河水较多的Mg~(2+)表明其可能受白云岩风化的影响。小流域水体DIC的δ~(13)C值在-16.87‰至-10.80‰之间,夏季相对于冬季偏负,并且HCO_3~-含量与其δ~(13)C值之间存在负相关关系,这可能是不同季节温度和降水强度共同作用的结果。水体的SO_4~(2-)含量与DIC的δ~(13)C同位素值之间存在明显正相关性,这说明H_2SO_4可能参与了小流域内碳酸盐岩的风化过程。     

Effects of changing land use on dissolved organic matter in a subtropical river watershed, southeast China

The composition of dissolved organic matter (DOM) is an important determinant for its biogeochemical role in the aquatic environments. Therefore, it is crucial to determine the effects of changing land use on the DOM composition in the river watershed. Water samples were collected from the outlets of 15 sub-watersheds in the subtropical Jiulong River (southeast China) for fluorescence measurements and parallel factor analysis. Two humic-like (C1 and C2) and one protein-like (C3) fluorescent components were identified. Overall, DOM in the Jiulong River watershed was dominated by humic-like materials, probably due to the fact that 69% of the watershed is covered with forest. The 15 sub-watersheds were grouped into four clusters based on the proportion of each fluorescent component in the total fluorescence, suggesting that the DOM composition could be very different among sub-watersheds. There was a strong negative correlation between C2 and C3%. C1% correlated with the water body fraction, likely associated with the aquatic production of C1. C3% correlated positively with the residential area fraction, likely indicating the influence of anthropogenic activities. These results are useful for assessing the effects of land use/land cover changes on the composition and hence biogeochemical roles of DOM in aquatic environments.     

Plutonium isotopes in the lower reaches of the River Rhône over the period 1945-2000: fluxes towards the Mediterranean Sea and sedimentary inventories

Plutonium isotopes in the Rh?ne River originate from both the weathering of the catchment basin contaminated by global atmospheric fallout, and the liquid effluents released from the Marcoule reprocessing plant since 1961. Due to a new treatment process applied to the liquid effluents, a decrease of two orders of magnitude in the industrial plutonium discharged into the River Rh?ne has been registered from 1991. Today, 238Pu industrial inputs to the River Rh?ne are still about 10 times higher than those derived from global fallout, while 239+240Pu inputs from industrial and global fallout sources are of similar importance, i.e. 1 GBq y(-1). Our results indicate that the river sedimentary compartment act either as a sink or a delayed-source term of plutonium for the freshwaters depending on the hydraulic regime and flood events. This compartment may then represent an important industrial delayed-source term for the River Rh?ne freshwaters in the coming years as the Marcoule reprocessing plant is being dismantled. These results were obtained from samples collected from the lower course of the River Rh?ne over the 1987-1998 period and analysed for 238Pu and 239+240Pu activities. Both river sedimentary inventories of plutonium isotopes and effective outputs from the River Rh?ne towards the Gulf of Lions have been estimated for each year over the 1945-2000 period. Regarding 239+240Pu, the sedimentary inventory accumulated since 1945 is estimated to be 172+/-35 GBq. If mobile, this amount represents a significant delayed-source term of plutonium on the scale of the Rh?ne watershed.     

LUCC及气候变化对李仙江流域径流的影响

为揭示李仙江流域LUCC和气候变化对径流变化的影响,基于SWAT模型,通过设置不同情景,定量分析了不同土地利用类型和气候要素对流域内径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种气候情景对流域未来径流的变化进行了预估。结果显示：(1) SWAT模型在李仙江流域径流模拟中具有很好的适用性,可以用SWAT模型进行流域的径流模拟,率定期的模型参数R2、Ens分别达到0.74、0.73,验证期的模型参数R2、Ens分别达到0.63、0.63;(2) 单一土地利用情景显示,将农业用地转化为林地或草地,均会导致流域径流量的减少,而将林地转化为草地则会引起流域径流量的增加,农业用地、林地、草地三者对径流增加贡献顺序为农业用地＞草地＞林地。(3) 2006~2015年间李仙江流域的LUCC引起的月均径流增加幅度小于气候变化引起的月均径流减少幅度,李仙江径流的变化由气候变化主导。(4) 在RCP4.5和RCP8.5两种气候情景下,2021~2050年间李仙江流域径流均呈减少趋势,减少的速率分别为3.6和2.15亿m³/10 a,这与1971~2015年间,流域实测径流减速为6.7亿m³/10 a的变化趋势一致,但这两种情景下,径流的减少趋势有所降低,分别为1971~2015年减速的53.7%、32.1%。     

金沙江流域水土流失现状与河道泥沙分析

对金沙江流域水土流失、河道泥沙及主要影响因素系统作了分析,认为地质、地貌及气候因子是影响水土流失的主要因素,人为活动加剧水土流失的发生发展。河道泥沙主要来自金沙江下游,特别是下游干流河谷区间,流域的地面侵蚀与河道泥沙的空间关系不密切,影响输沙量的主要因素为年径流量和清水区年径流量,以及滑坡、泥石流等重力侵蚀,尽管水土流失治理对于流域的河道泥沙减沙效应显著,但短期内对流域干支流输沙量影响甚微。今后一段时间内金沙江流域河道泥沙不会有显著的变化     

土地利用变化情景下牧羊河水文响应研究

土地利用方式变化影响水量平衡各要素的分配,进而导致流域水源涵养能力发生变化。选用长江流域金沙江水系下段牧羊河小流域内及周边气象站气象资料,植被、土壤以及地形数据,构建了研究区SWAT水文模型,分析其在牧羊河适用性后,结合1986~2009年的土地利用以及设置的人类活动增强和生态环境改善的4种土地利用变化情景,用率定好的SWAT模型分析了土地利用变化下牧羊河水文响应。结果表明：径流依次按1986、2000、2009、1995年土地利用方式减小,而蒸散依次按2009、1986、2000、1995年土地利用方式减小,土地利用对径流和蒸散的影响在汛期大于非汛期,随着林地面积的增加径流将减小;将现有耕地变为林地或变为草地都有助于减少径流,从流域水源水量涵养角度出发,构建适宜的生态系统将有助于减少径流和蒸散,而增加入渗。这一结果为牧羊河水源涵养林建设提供科学依据     

长江流域可持续发展管理模式探讨

流域管理在国家区域开发和环境保护中具有重要的地位 ,国外在流域管理方面有较为成功的经验和发展趋势。本文分析了国外流域管理的经验和发展趋势以及长江流域的自然特征 ,结合长江流域管理的现状以及带来的问题 ,探讨了长江流域可持续发展的管理模式     

基于COD通量的钱塘江流域水污染生态补偿量化研究

水污染生态补偿是解决流域跨界水污染纠纷的重要措施。以行政单元为补偿主体，通过交界断面水质目标确立上下游政府间的水污染生态补偿责任，建立基于污染物通量的生态补偿量化计算方法，并提出了生态补偿运作模式。以钱塘江流域为例，根据2004年钱塘江流域水质状况，在75%保证率的水文条件下，基于COD通量估算了流域内各县（市）间水污染生态补偿量。结果表明，生态补偿量反映区域污染特点，上游地区基本上都是接受补偿者，而呈结构性污染的地区是生态补偿支付者，部分区域补偿强度超过当地经济发展水平，表明其发展不具有可持续性。钱塘江流域水污染生态补偿模式可以是政府层面上的财政支助，也可以通过项目支持、技术支持等形式实现区域间的补偿。通过生态补偿机制的实施，将对流域水环境保护起到积极的激励作用。     

贵州阿哈湖喀斯特小流域DOC输出特征

河流不仅是陆地碳循环的通道,也是碳交换的重要场所,而小流域更被认为是陆地碳循环的热点。为探究人类活动影响下喀斯特小流域溶解性有机碳(DOC)输出特征,于2017年6月～2018年5月对阿哈湖3条主要入湖小流域游鱼河、白岩河、金钟河河水主要理化特征和DOC含量进行分析,并计算流域DOC输出通量。研究期间游鱼河、白岩河、金钟河DOC含量分别为4.78±2.11、5.61±2.27、7.40±2.51 mg/L,输出通量分别为2.71、2.91、3.82 t/(km~2. a)。结果表明:(1)阿哈湖小流域河水DOC含量时空变化特征明显,与降雨、流域土地利用类型密切相关,人类外源输入对DOC有显著影响;(2)对比不同河流DOC输出特征发现,小流域通常具有更高的DOC输出通量,特别是受城市输出影响的中小流域,其河流碳过程在碳循环中的贡献可能被低估。     

The inflow of (238)Pu and (239+240)Pu from the Vistula River catchment area to the Baltic Sea

The aim of the work was to estimate plutonium inflow from the Vistula River’s catchments area to the Baltic Sea. There were differences in plutonium activities depending on season and sampling site. The highest activities of ²³⁸Pu and ^239+240Pu were transported from the Vistula River watershed to the Baltic Sea in spring and the lowest in summer. Annually, the southern Baltic Sea is enriched via the Vistula River with 10.3 MBq of ²³⁸Pu and 89.0 MBq of ^239+240Pu. The enhanced concentration of plutonium in water from the Vistula River is the result of its runoff from the Vistula drainage area, mostly from snowmelt, enhanced rainfalls and leached materials from river bed.     

基于GIS的金沙江流域（云南段）生态潜力空间分布特征

生态潜力是衡量多种生态因子综合配合效果的指标。金沙江流域（云南段）从上游到下游地貌类型多样,地形、土壤物化特性差异明显,导致流域内各地貌单元的生态潜力值空间分布特征不一样。GIS的强大空间分析功能,为流域内复杂的生态潜力空间分布规律研究提供了快捷的分析工具。利用ArcGIS空间分析软件,在植被分类图的基础上,对金沙江流域（云南段）生态潜力进行三维透视、空间变异规律等研究。并在此基础上,选取土壤因子,分别对流域内不同地貌单元的生态潜力与土壤空间分布相关性进行了对比研究。结果表明,流域的生态潜力总体上往西北方向递增;变异函数分析得出流域内的生态潜力具有各向异性特点,且生态潜力沿流域走向具有很好的空间自相关性;土壤类型在生态潜力的空间分布特征上具有一定的控制作用。研究中所使用的GIS技术与方法,特别是三维透视与变异函数的应用,为其它地区的类似研究提供了参考;另外,计算得出的金沙江流域生态潜力的分布规律,为该区域的生态保护提供了一定的理论依据.     

金沙江流域（云南段）典型露天矿区开采条件生态适宜性评价

露天采矿产生的水土流失、次生地质灾害等生态负效应强度受矿山所处的地理环境控制。金沙江流域露天矿区众多,地形复杂,采矿后产生的生态负效应易受脆弱的地理环境放大,因此对流域内露天矿区进行开采条件的生态适宜性评价,对保护环境具有重要意义。采用RS、GIS等空间技术,在ArcGIS环境下建立了金沙江流域（云南段）露天矿区的空间数据库,以其中的10个典型露天矿区为研究对象,在对比分析了这些露天矿区的地理环境后,选取了地貌、海拔、坡度、植被覆盖度、植被类型及流域位置等作为评价指标,对典型露天矿区进行开采条件的生态适宜性评价。评价方法涉及专家打分、灰色关联法等。研究得出流域内10个典型露天矿的空间分布特征及开采条件的生态适宜性。研究成果为流域内露天矿区资源的合理开发利用及生态保护提供一定的科学依据     

赣北鄱阳湖地区黄土元素地球化学特征研究

对长江中下游彭泽定山-太平地区黄土进行元素分析,并将结果与黄土高原黄土、长江下游等地典型风成堆积进行对比。结果表明：（1）赣北鄱阳湖地区黄土元素P、Na、Ca亏损明显,Ti、Fe等为残留富集;断面上黄土脱Ca、Na过程明显,正朝着脱K去Si富Al趋势发展;元素变化率特征,赣北鄱阳湖地区黄土主要元素的迁移顺序如下：Ca>P>Na>Mg>Mn>K>Si>Al>Fe3+>Ti。（2）赣北鄱阳湖地区黄土风化强度属于中等风化强度,与其他地区风成沉积在风化强度由弱到强上构成如下序列：〖JP2〗洛川黄土<镇江黄土<赣北鄱阳湖地区黄土<宣城风成红土。研究区黄土风化强度略强于镇江黄土,主要是由二者地形条件决定的排水条件造成。（3）研究区稳定元素组成明显区别于其他地区风成沉积,指示定山-太平地区沙山砂、黄土可能来自统一的物源区即其上风向的长江河漫滩平原     

基于遥感信息的流域生态系统健康评价——以大宁河流域为例

以三峡库区大宁河流域为研究对象,以生态系统健康理论为基础,以联合国经济合作开发署提出的P S R(压力－状态－响应)模型为基础,建立了大宁河流域生态系统健康评价指标体系,并以遥感数据为主结合少量辅助数据,提取了流域的生态系统信息。以小流域为评价单元,对每个小流域进行单因子及综合评价,结果表明大宁河流域生态系统健康状况具有垂直地带性分布规律。     

长江水问题基本态势及其形成原因与防控策略

不断增强的人类活动与气候变化等自然因素叠加,导致长江水环境、水灾害和水生态问题日益突出。从宏观层面系统剖析了长江面临的干流局部水质下降、湖泊富营养化、三峡库湾和支流水质恶化等水环境问题,小水大灾和平原湖区季节性缺水等水灾害问题以及长江与湖泊生物资源衰退等水生态问题的基本态势,揭示了流域工业化城市化进程加快、土地利用/覆被快速变化、重大水利工程建设和湖泊资源过度利用等人为因素和气候变化等自然因素对长江水问题形成发展的影响,提出了规范空间开发秩序、推进流域综合管理、优化重大水利工程调度等长江水问题防控策略     

Hydrologic response to climate change and human activities in a subtropical coastal watershed of southeast China

It is essential to investigate hydrologic responses to climate change and human activities across different physiographic regions so as to formulate sound strategies for water resource management. Mann–Kendall, wavelet and geospatial analyses were coupled in this study, associated with ENSO indicators, flashiness index and baseflow index, in order to explore the hydrologic sensitivity to climate change and human activities in the Jiulong River Basin (JRB), a subtropical coastal watershed of southeast China. The results showed that the average annual precipitation presented an increasing trend (Z = 2.263, p = 0.024) and that this tendency has become weaker from estuary to inland in the JRB over the past 50 years. The annual frequency of rainstorm events increased from 3.4 to 5.2 days in the estuary and from 5.1 to 5.6 days in the West River, whereas it decreased from 6.0 to 5.5 days in the North River from 1954 to 2010. The 10-year average streamflow during 2001–2010 in the North River and West River decreased by 9.2 and 6.7 %, respectively, compared to the average annual streamflow during 1967–2000. Annual fluctuations were the most representative signals in streamflow variability for the North River and West River over the period 1967–2010. Human activities including dam construction, land change and socioeconomic development posed increasing influences on hydrologic conditions in the JRB. Seasonal variability of streamflow and sediment discharge changed significantly between the two periods divided by the jumping point (1992), identified when dams were constructed extensively in the North River and West River. This research provided important insights into the hydrologic consequences of climate change and human activities in a subtropical coastal watershed of southeast China.     

不同退耕年限下菜子湖湿地土壤活性铝形态特征

选取菜子湖区不同退耕年限(3、5、7、9、11和21 a)湿地、以仍耕油菜地和原始湿地土壤为研究对照,分析了土壤全铝和活性铝形态组分特征,探讨退耕还湖后湿地土壤铝元素组分特征变化及其生态效应。结果表明,研究区土壤全铝含量和活性铝含量分别在16.78~57.05 g/kg和1 699.94~3 823.49 mg/kg之间,其中活性铝总量占全铝含量的6.70%~11.84%。退耕还湖3~11a期间,土壤全铝、活性铝总量及5种形态活性铝总体均随退耕年限延长而增加;退耕11~21 a期间均下降。不同形态活性铝中,可溶性铝Al S含量最低,而酸溶无机铝和腐殖酸铝Al-HA含量较高,分别占活性铝总量的42%~53%和39%~50%,左右着活性铝总量的变化。分析讨论表明退耕后湿地植被和水文条件的改变导致土壤粘粒,有效磷和有机质的变化,进而影响退耕后土壤活性铝组分特征。其中0~5 cm土壤毒性较强的交换性铝Al3+和羟基铝Al(OH)2+、含量均在退耕3~9 a期间逐渐增加,占活性铝总量的比例也有所增加,该退耕期湿地土壤存在一定的铝毒生态风险。     

长江上游中小洪水天气学机理分析及致洪特征

基于1981~2012年长江上游128个中小洪水历史个例及NCEP/NCAR再分析资料,采用普查及天气学分型方法,建立了纬向型、经向型、偏东气流型以及两高之间型4种致洪降水天气学概念模型,研究了各天气型致洪降水发生机理及相应中小洪水特征。得到以下结论:纬向型中高纬环流相对平直多波动,伴有明显冷平流南下,地面锋面位置略偏北。该类型强降水过程多,强度大,持续时间长,对应中小洪水多为双峰或多峰型,平均洪峰流量、过程增幅最强,洪水过程时间也最长。经向型环流中高纬贝加尔湖和东北地区为深厚低槽,中低层常伴有暖式切变线或低涡发展,中上层急流出口处的辐散以及冷平流四类型中最强。该类型雨带多呈东北-西南走向,中小洪水一般以单峰为主,其洪峰流量及过程增幅均较大,造成的洪水涨水较快,过程时间最短。纬向和经向型均为全流域降水型,但在金沙江北部、岷沱江、嘉陵江以及宜宾-宜昌常出现较高频次的60 mm以上较强面雨量。偏东气流型副高与热带气旋外围环流汇合北进,其强降水前后冷暖平流变化不明显,受地形强迫抬升影响,最易产生准静止型、团状、突发性强降水。该类型中小洪水以单峰为主,涨水快,洪峰流量及过程增幅均最小,强降水主要分布在嘉陵江和岷沱江两大流域。两高之间型多为"鞍"型场的环流配置,青藏高压与副高在流域上空形成南北向切变线,其动力和水汽条件均较弱。该类型降水强度较弱,稳定少动,累积降水量较大,洪水以单峰为主,双峰偶有发生,其洪峰流量、过程增幅均较大,洪水过程时间较长,强降水多位于岷沱江、嘉陵江和宜宾-重庆中部流域。     

鄱阳湖乐安江流域非点源氮污染时空变化特征分析

乐安江是影响鄱阳湖水质的一条重要河流,近年来非点源污染迅速增加,水质呈下降趋势。运用GIS手段建立了研究区非点源污染的基本空间信息库,在野外水样监测和土地利用调查的基础上,分析了乐安江流域非点源氮的时空变化特征。氮的流失主要以可溶态形式,TN和DTN全年变化剧烈,在12月份普遍较高,4月份次之,9月份最低。在监测各月份乐安江流域TN浓度的范围为0.09~1.359 mg/L,水质属中营养水平。NO3-N浓度平均值为DTN的65%,是DTN流失的主要形态,其时空分布与TN具有明显的相似性;在丰水期4月份,NH3-N的平均浓度为全年最低水平,平水期9月份NH3-N平均浓度为三氮之首;NO2-N全年含量最低。各种形态的氮浓度在空间上从上游向下游基本呈增加趋势;西南部地区各种形态的氮浓度普遍高于东北部地区,说明上游水质普遍好于下游水质。     

基于GIS与RUSLE的武陵山区小流域土壤侵蚀评价研究

以长江中下游武陵山区女儿寨小流域为研究区,基于数据观测积累及实地调查采样等方法,计算了研究区降雨侵蚀力、土壤可蚀性等因子,运用GIS与RUSLE评价了流域土壤侵蚀强度并分析了其与土地利用方式、海拔高度的关系。结果表明,流域平均土壤侵蚀强度为78844 t/（km2·a）,属微度侵蚀,流域面积9518%的范围发生轻度以下的侵蚀,强烈以上侵蚀仅占1.19%。从土地利用类型来看,耕地、果园侵蚀强度较大,均达到中度侵蚀,有林地除竹林地为轻度侵蚀外均属微度侵蚀,耕地、果园、竹林地是今后水土流失防治的主要地类。不同海拔高度中,低海拔（200～400 m）区域侵蚀量占到流域侵蚀总量的6442%,是水土流失防治的重点地带。研究为应用修正通用土壤流失方程在武陵山区进行土壤侵蚀评价提供范例,为研究区防治土壤侵蚀和流域管理规划决策提供相应参考