川西高原气候变化特征及泥石流动态危险性响应研究

泥石流危险性评估是风险分析和评估的基础步骤,气候变化增加了泥石流灾害发生的风险,研究未来气候变化下泥石流动态危险性对制定防灾减灾战略具有重要意义。本文利用CMIP5数据重建川西高原2021-2095年的年均温和日降水情景,并定量分析了气候变化下川西高原21世纪近期（2021-2045年）、中期（2046-2070年）、末期（2071-2095年）的泥石流的动态危险性响应。研究表明：（1）相对于基准期（1981-2005年）,未来75年川西高原年均气温呈上升趋势,末期增温速度减缓,高海拔地区的增温幅度较大;年平均降水量呈增加趋势,末期增加速度减缓,空间上整体呈现“东增西减”的分布趋势;日最大降水量和暴雨日数呈现由东南部向西北方向增大的趋势。（2）在基准期,高度、较高泥石流危险性面积占26.77%,聚集在川西高原东部山地和金沙江等主要河流沿岸高山峡谷区;气候变化情景下,与基准期相比川西泥石流危险性普遍增加,西部、北部泥石流危险性增加更为明显;川西主要河流两岸泥石流危险等级均增加,如金沙江、大渡河、雅砻江等,高危险区不断向海拔高的区域扩散;泥石流中度及以下危险区难以转变为较高、高度危险区,表...     

长江上游重点生态功能区生态系统服务福祉效应与层级差异研究

长江上游重点生态功能区作为国家“两屏三带”生态安全战略重要空间载体，生态脆弱敏感与经济社会滞后交织，理清生态系统服务与多要素多层级福祉的关系对人地系统协调发展、推进我国生态文明建设具有重要的理论与实践意义。以四川省重点生态功能区为例，基于人类福祉框架识别2000年以来居民福祉水平变化，通过相关分析和面板分位数回归模型探讨不同类型生态系统服务的福祉效应与层级差异。结果表明：(1)重点生态功能区居民福祉显著提升，2000～2018年福祉指数增幅达79.99%,但仍以中低福祉层级为主，东西部差异明显，收入福祉偏低是限制福祉水平整体提升的关键；(2)人均生态系统服务价值(PESV)与居民福祉呈负相关性，其中与教育福祉负向关联最强；(3)生态系统服务福祉效应具有层级异质性，随福祉层级递增PESV负效应趋于弱化，耕地和林地是影响居民福祉的关键生态系统，边际效应方向相反，高福祉层敏感性更强；(4)二三产业比重、城镇化率、人均固定资产投资是重要非生态驱动因子，在不同福祉层级均施加显著正向影响，对低福祉层正向边际贡献更大。     

茂县“6·24”特大高位远程崩滑灾害遥感回溯与应急调查

崩滑灾害在中国广大山区易发且危害严重,针对高位远程崩滑隐患难发现、易忽视的问题,结合其常见发育机理与滑塌后岩土体运动特征,发展了基于高分辨率遥感影像的判识与评估方法,并应用国产高分系列(GF)卫星影像,在茂县"6·24"特大崩滑灾害应急中进行实证。以遥感回溯的方式,查明灾前隐患上部裂缝发育特征及前缘地表形变迹象,并综合推断隐患岩体中部"锁固段"性状与应力方向;解译得到灾害滑塌、流动、刮铲、堆积和冲击的运动分段,发现1处新成的崩滑隐患,经体积估算与灾损评估,得出此次灾害总方量约1.41×107m3,受灾建筑面积约2.1×104m2,损毁耕地近30 hm2。遥感回溯与应急调查结果表明,高分辨率影像判识与评估方法可以有效解析高位崩滑隐患及灾害运动特征,可为大范围内同类隐患排查和灾害调查提供方法参考与范例,并促进GF等高分辨率光学卫星的地质灾害应用。     

川中丘陵区农田源头沟渠玉米季中氧化亚氮排放及其影响因素

农田周边的排水沟渠不仅是农田养分迁移的重要通道,也是氮转化非常活跃的场所和潜在的氧化亚氮(N_2O)排放源.本研究以川中丘陵区农田源头沟渠为对象,在6~9月的玉米季(雨季),采用静态箱-气相色谱法对其N_2O排放开展原位观测.结果表明,在整个观测期有自然植被覆盖的沟渠生态系统(V)N_2O累积排放量(以N计)为0.43 kg·hm~(-2),而无自然植被覆盖的对照处理(NV,代表沟渠中的沉积物-水界面系统)则为0.07 kg·hm~(-2).该沟渠生态系统的N_2O平均排放通量[14.7μg·(m~2·h)-1]已达到本地区玉米农田直接排放的水平,表明玉米季中农田源头沟渠是不容忽视的N_2O源.川中丘陵区雨季丰富的降雨径流携带大量农田硝态氮进入沟渠,促进N_2O产生和排放,此外,植物的存在可大幅度提高农田沟渠的N_2O间接排放系数(V:0.05%vs.NV:0.01%).由于本研究的N_2O间接排放系数远低于2006年IPCC建议的缺省值(0.25%),如果仅采用IPCC缺省值来估算本地区沟渠生态系统的N_2O排放,可能导致较大误差.未来研究中应对原位观测多予以重视,为进一步修正其缺省值提供理论依据.     

雅江河谷防沙治沙工程近地表特性——林下植被特性、生物结皮及土壤养分变化特征

采用对比分析和时空互代法,从植被配置模式（杨树+砂生槐、砂生槐、花棒、藏沙蒿）、工程年限（6,10,30a）2个方面,研究了雅鲁藏布江（简称雅江）河谷防沙治沙生态工程实施过程中林下植被特性、地表生物结皮及土壤养分等变化特征.结果表明,工程年限为10a的乔灌（杨树+砂生槐）、灌木（砂生槐、花棒）型样地较草本（藏沙蒿）更有利于提高林下植物多样性,且杨树+砂生槐样地的林下植被地上生物量、枯落物量、地下生物量、土壤有机质、全氮与全磷含量均显著高于其他3种样地.藏沙蒿样地的生物结皮最为发育,花棒样地次之,杨树+砂生槐样地无结皮.随年限延长,杨树+砂生槐样地林下植物多样性、枯落物量、地下生物量、土壤有机质、全氮及全磷含量呈增加趋势,生物结皮仅在6a样地中有发育;砂生槐样地地上生物量、地下生物量、生物结皮逐渐增加,但植物多样性、全氮含量呈下降趋势,枯落物量、有机碳及全氮含量呈先增加后减小规律.不同配置模式中,杨树+砂生槐乔灌型样地各项指标综合表现最佳,并随工程年限延长,对促进河谷沙地植被演替、提高植被生产力、提升沙地肥力等作用愈强.建议该区防沙治沙工程中应推广杨树+砂生槐乔灌型模式为主.     

不同植物对沟渠沉积物反硝化速率及功能基因的影响研究

植物是影响沉积物反硝化作用的重要因素之一,国内外已有不少研究探讨了植物对河口或湖泊沉积物反硝化速率的影响,但关于植物类型对自然沟渠沉积物反硝化速率及其相应功能基因的影响研究不多.因此,本文以7种常见沟渠植物为研究对象,通过室内盆栽试验,利用改进的乙炔抑制法和实时荧光定量PCR技术研究了不同植物对自然沟渠沉积物反硝化速率和相应功能基因(nirS和nirK)拷贝数的影响.结果表明,培养至第180 d时,不同植物生长条件下沉积物反硝化速率在2.85～13.20μg·m~(-2)·h~(-1)之间,不同植物间反硝化速率差异显著,且大型挺水植物浮水植物小型挺水植物.不同植物之间沉积物中nirS基因拷贝数在2.70×10~8～5.02×10~8 copies·g~(-1)之间,nirK基因拷贝数在3.97×10~5～6.91×10~5 copies·g~(-1)之间,与培养初期相比,培养180 d后沉积物中nirK、nirS基因拷贝数明显增多.7种植物中,美人蕉沉积物中的反硝化功能基因拷贝数较高,狐尾藻较低,整体来看,基因拷贝数大小顺序为:挺水植物浮水植物.nirS基因拷贝数与NO~-_3-N含量、TN含量及反硝化速率之间均呈显著性的正相关关系(p0.05),但nirK基因拷贝数与沉积物碳氮含量及反硝化速率之间相关性不显著.     

海拔梯度上川西高山土壤溶解性有机质(DOM)光谱特征

采用三维激发发射矩阵荧光光谱、平行因子分析（EEM-PARAFAC）和荧光区域积分方法（FRI）,研究川西高原3200~4000m高寒土壤DOM特征及其在海拔梯度上变化规律.结果表明,高寒土壤DOC含量为0.47~0.81g/kg,随着海拔梯度的升高而呈增加趋势,表层土中含量多高于亚表层土;土壤中DOM组分均呈5个组分,即芳香蛋白类物质I（酪氨酸类,Peak I）、芳香蛋白类物质II（BOD₅,Peak II）、富里酸类（Peak III）、微生物代谢产物（色氨酸类,Peak IV）和腐殖酸类（大分子腐殖酸,Peak V）;高山土壤DOM中以富里酸类有机质和腐殖酸类有机质组分为主,FRI值均随着海拔的升高而降低..川西高山土壤DOM荧光特征参数（荧光指数FI、自生源指数BIX、腐殖化指数HIX、新鲜度指数β：α）表明,土壤DOM的稳定性随着海拔升高而降低,生物有效性随着海拔升高而升高.因此,气候变暖可能将导致高海拔土壤DOM分解加剧而含量降低,但稳定性升高.     

强降雨在滑坡发育中的关键控制机理及典型实例分析

通过构建水动力作用模型,对降雨的激发控制作用进行分析,得出水动力控制机理的结论:强降雨控制滑坡发育,集中表现在改变土体的静水压力、动水压力与浮托力的作用三方面.选取重庆市黔江流水湾滑坡为典型实例,对强降雨的激发控制作用进行验证,强降雨的水动力作用过程分为坡体剪切、滑动开始、剧烈滑动三个不同阶段.最后,提出久旱过后强降雨...     

固定香菇(Lentinus edodes)菌柄废弃物吸附Cd和Pb后的解吸试验研究

利用6种不同的解吸剂对吸附了pb2+和Cd2+的固定香菇小球进行解吸.结果表明,HCl溶液做解吸剂最佳,可以分别在90 min和60 min内将大量的pb2+和Cd2+从聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)固定香菇小球上解吸出来.利用模拟二级动力学方程描述HCl溶液对PVA- SA固定香菇小球上Pb2+和Cd2+的解吸过程,决定系数R2分别为0.9969和0.998 9.Cd2+的解吸率在HCl浓度为0.1 mol·L-1时达到平衡,解吸率为80％;pb2+的解吸率在HCl浓度为1.0 mol·L-1时达到最大,为99.01％.微观形态研究表明,未吸附重金属的PVA -SA固定香菇小球表面粗糙多孔,小球通过物理性吸附或形成无机沉淀将重金属沉积在细胞壁上后,表面变得密实.经HCl解吸后的PVA-SA固定香菇小球表面粗糙度和孔隙度都恢复到吸附前的状态.PVA - SA固定香菇小球对pb2+和Cd2+进行吸附后,利用HCl进行解吸,再吸附,如此3次循环使用后,其吸附率略有降低,但仍可达到85.24％和69.07％.     

高原湖泊周边浅层地下水:磷素时空分布及驱动因素

高原湖泊周边农田磷肥的大量施用和城镇村落的聚集造成了土壤剖面磷素不断累积和含磷污染物的大量排放,加剧了湖泊周边浅层地下水的磷污染,磷随湖泊周边区域浅层地下径流入湖也影响着高原湖泊的水质安全. 2019～2021年雨季和旱季,通过对云南8个湖泊周边农田和居民区水井进行监测,分析了452个浅层地下水样中磷浓度的时空差异及驱动因素.结果表明,季节变化和土地利用影响了浅层地下水中磷浓度及其组成,表现为雨季浅层地下水中磷浓度大于旱季,农田大于居民区;溶解性总磷(DTP)是总磷(TP)的主要形态,占75%～81%,溶解性无机磷(DIP)是DTP的主要形态,占74%～80%.8个湖泊周边近30%的样本TP浓度已超过地表水Ⅲ水标准(GB 3838),其中,洱海(52%)、杞麓湖(45%)、星云湖(42%)和滇池(29%)湖泊周边地下水磷的超标率远高于阳宗海(16%)、抚仙湖(13%)、程海(6%)和异龙湖(5%).影响浅层地下水磷浓度的关键因子是土壤剖面中水溶性磷(WEP)、含水率(MWC)、土壤有机质(SOM)、总氮(TN)、 pH和浅层地下水中pH、水位(P<0.05).土壤WEP、 SOM...