Effects of Forest Composition and Spatial Patterns on Storm Flows of a Small Watershed1

Abstract: The PRMS_Storm model was built as a storm event, distributed hydrological model for studying the hydrological effects of forest composition and spatial distribution on storm‐flow volume and peakflow rates in the Xiangshuixi Watershed in the Three Gorges Reservoir Area, in the Yangtze River Basin in southwestern China. We developed three simulation scenarios based on forest composition and their spatial arrangements across the watershed, including all mixed conifer‐evergreen broadleaf forests (Scenario 1), all mixed evergreen broadleaf forests (Scenario 2), and mixed conifer + evergreen broadleaf + shrub forests (Scenario 3). We examined 11 storm events observed during 2002‐2005. Compared with the existing forest covers, modeling results suggested that the amount of overland flow was reduced by 21, 23, and 22%, and the interflow increased by 16, 88, and 30%, for Scenarios 1, 2, and 3, respectively. During the same time, peakflow rates were reduced by 20.8, 9.6, and 18.9%, respectively. The reduction of peakflow rates was most significant when rainfall intensity exceeded 0.8 mm/min and events with a short duration and effect was minor when rainfall intensity was below 0.5 mm/min. In general, we found that Scenarios 1 and 3 were preferred for reducing storm‐flow volume and peakflow rates due to their higher interception rates, large soil water holding capacity, and higher soil infiltration capacity. The modeled results suggested soil properties are important in affecting the flow processes and thus forest composition and forest spatial distributions will affect storm‐flow volume and peakflow rates at the watershed scale. To maximize flood reduction functions of a watershed, high priority should be given to those forest types (Scenarios 1 and 3) in reforestation practices in the study region. This study suggests both forest composition and spatial pattern are important reforestation designs for flood reduction in the Three Gorges Reservoir Area.     

三峡库区不同类型地区高效生态农业发展模式与效益分析

三峡库区地形地貌复杂多样,自然生态环境十分脆弱,为了把库区建成全方位开放、综合性开发、高水平发展、高起点安置移民的新型产业密集经济区和高效生态农业区,必须把高效特色生态农业产业化作为未来经济发展的主攻方向,因地制宜地采取最有效的高效生态农业建设模式。为此,论文提出了5种不同类型的高效生态农业发展模式,即沿江河谷区果→粮→菜→猪→沼→渔水陆循环型高效生态农业模式、浅山丘陵区桔→粮→经→畜→桑→沼共生互惠型高效生态农业模式、低山区林→粮→油→薯→草→畜水土保持型高效生态农业模式、中高山区干果→药→茶→烟→菜→草名优土特型高效生态农业模式和庭院果→菜→花→禽→沼→渔小循环型高效生态农业模式。这些模式推广和应用的综合效果总体良好。     

粤港澳大湾区土壤污染问题计量及可视化分析

土壤污染问题已经成为粤港澳大湾区迈向国际一流湾区的桎梏,对标纽约、旧金山和东京三大世界一流湾区可以为应对大湾区土壤环境压力提供方向指引.以Web of Science核心数据库中相关文献为研究对象,运用文献共被引分析、关键词共现分析和关键词突现检测的文献计量定量分析方法,对世界三大湾区土壤污染领域的研究现状进行了分析.结果表明,目前世界湾区土壤污染的研究主题主要集中在土壤污染物来源、空间分布、修复处理研究,以及土壤污染的生物可利用度、对海洋生物的不利影响、海洋生物指标在土壤污染评估的作用;土壤污染物研究的热点集中在重金属污染和有机污染上,海洋生物关联研究则对土壤污染的毒性、引发的生物性畸变和生物标志物讨论较多.通过对比国内外湾区土壤污染研究状况,发现我国湾区土壤污染研究相比世界三大湾区起步较晚,且现有国内文献成果的研究区域和主题分布不均衡,特别是在湾区土壤污染的海洋生物关联研究方面热度较低.因此,开展粤港澳大湾区海陆一体化研究、扩展考察领域至土壤污染的相关海洋生物研究,对完善我国粤港澳大湾区土壤污染研究、应对大湾区土壤环境问题至关重要.     

农业面源污染视角下的三峡库区重庆段水资源的安全性评价——基于DPSIR框架的分析

农业面源污染已成为我国流域污染的主要来源,并已威胁到城乡居民的饮水安全,影响社会经济的可持续发展.三峡库区是生态脆弱区,水资源安全对促进库区生态环境保护与区域经济社会和谐发展尤为重要.为探明三峡库区重庆段农业面源污染与流域水资源安全演进变化的过程与内在机制,根据DPSIR框架原理,运用结构方程模型进行分析,并评价了2000-2011年流域水资源安全程度.结果表明:流域水资源安全程度分为两个阶段,2000-2005年水资源安全等级从一般安全下降到很不安全,2005-2011年水资源安全等级从很不安全上升到安全,出现阶段变化的主要原因在于从2006年开始,政府认识到流域生态环境的重要性并加大了对农业面源污染的控制力度,加强了对水土流失的治理.因此,为有效地减缓农业面源污染、改善流域水体质量,需要调整农业经济发展方式和农业产业结构,依靠科学技术提高农业生产效率,降低农用化学药品的投入,推广有机农业、改善耕地质量;加强水资源监督管理,实施农业生产节水措施;进一步加强面源污染控制投入,有效控制水土流失程度以减缓面源污染,实现流域水资源安全可持续利用.     

三峡库区(重庆段)种植业污染负荷空间分布特征

以土地利用、农户访谈等数据为基础,运用化肥施用强度、单位面积污染负荷和农作物类型指数等指标,在ARCGIS和逐步回归方法的支持下,对库区(重庆段)种植业污染负荷的空间分布特征进行分析.结果表明:1库区(重庆段)种植业单位面积施肥折纯量为TN 23.25 t·km-2、TP 20.34 t·km-2,由其产生的污染负荷总量较高,达3.54 t·km-2;2种植业污染负荷总体展现出较大的空间差异,且这一分布与作物种植结构、种植业的集聚关系密切;3种植业距离区域中心点越近由施肥产生的污染负荷越高,具有"类点源"特征,且乡(镇)中心点较近区与较远区施肥产生污染负荷的空间分布差异比区(县)中心点的更显著;4(农作物类型指数、单位耕地面积产值和务农人员比例)、(农作物类型指数)和(单位耕地面积产值)分别对库区(重庆段)种植业污染负荷总量、TN和TP的影响较为显著;5除耕地流转外,其他因素对污染负荷总量、TN和TP均产生正向作用.     

Reductions in non-point source pollution through di erent management practices for an agricultural watershed in the Three Gorges Reservoir Area

Non-point source water pollution generated by agricultural production is considered a major environmental issue in the Three Gorges Reservoir Area(TGRA) of China.The Annualised Agricultural Non-Point Source Pollution(AnnAGNPS) model was selected to assess the impact of the application of various management treats,including seven crops,five fertilizer levels and three-group management practice scenarios,on water quality from Heigou River Watershed in TGRA.The scenario subsets include conservation tillage pra...     

农业面源污染防治对策研究

保护农业生态环境是实现农村经济与环境协调发展的基本保障。改善日益恶化的农业生态环境，必须处理好农业面源污染问题。以连云港市农业面源污染现状为例，分析影响农业面源污染的主要因素，提出防治农业面源污染的基本对策。     

粉煤灰吸附含镍废水的研究

采用EDTA滴定法以热电厂废弃物粉煤灰为吸附剂,对含镍废水进行了吸附研究,模拟测定了影响粉煤灰吸附工业废水中重金属离子的几种因素。结果表明:低温,高的镍离子浓度,粉煤灰颗粒细、数量多能提高粉煤灰的吸附效能。同时这种方法简便,成本低廉,能达到以废治废的目的。     

沿江开发中生态建设问题的探讨

沿江经济迅速发展的同时也将导致一些环境问题的出现。文中分析沿江经济发展过程中占用岸线和河流湿地等对生态环境造成的破坏情况，进而从生态建设的要求出发，提出如何通过建设生态廊道和生态斑块等措施来减缓沿江的生态环境恶化问题。     

三峡库区消落带土壤不同含水量条件下芦苇的氮素与生物量动态变化

通过设置T1(淹水超过土壤表面2cm)、T2(土壤含水量为田间持水量的70%～100%)和T3(土壤含水量为田间持水量的40%～60%)3个不同处理组,模拟了三峡库区消落带土壤含水量变化特征,并以嘉陵江江边芦苇(Phragmitescommunis(reed))为实验材料,研究了三峡库区不同消落带带位土壤不同含水量条件下芦苇地上部分氮含量和生物量的动态变化,同时,探讨了芦苇地上部氮的积累和合适的收割时期.结果表明,三峡库区消落带土壤不同含水量条件下芦苇地上部氮含量随季节变化而变化,在一个生育周期内,芦苇的叶片、叶鞘和茎的氮含量呈典型的单峰曲线.其中,T1、T2和T3的叶片和叶鞘中氮含量的峰值出现在9月底(抽穗期),叶片氮含量的峰值分别为23.1、26.5和26.2mg·g-1,叶鞘氮含量的峰值分别为14.4、12.4和13.2mg·g-1;;而茎氮含量的峰值出现在10月底(穗期),其峰值为9.5、9.1和9.0mg·g-1.与其他地区芦苇的氮吸收相比,在三峡库区消落带3种水分条件下的芦苇对氮都具有很强的吸收能力.不同处理芦苇的生长曲线呈典型的单峰曲线,其中,T1和T2处理地上生物量的最大值均出现在9月底(抽穗...