Soil erosion and non-point source pollution impacts assessment with the aid of multi-temporal remote sensing images

Soil erosion associated with non-point source pollution is viewed as a process of land degradation in many terrestrial environments. Careful monitoring and assessment of land use variations with different temporal and spatial scales would reveal a fluctuating interface, punctuated by changes in rainfall and runoff, movement of people, perturbation from environmental disasters, and shifts in agricultural activities and cropping patterns. The use of multi-temporal remote sensing images in support of environmental modeling analysis in a geographic information system (GIS) environment leading to identification of a variety of long-term interactions between land, resources, and the built environment has been a highly promising approach in recent years. This paper started with a series of supervised land use classifications, using SPOT satellite imagery as a means, in the Kao-Ping River Basin, South Taiwan. Then, it was designed to differentiate the variations of eight land use patterns in the past decade, including orchard, farmland, sugarcane field, forest, grassland, barren, community, and water body. Final accuracy was confirmed based on interpretation of available aerial photographs and global positioning system (GPS) measurements. Finally, a numerical simulation model (General Watershed Loading Function, GWLF) was used to relate soil erosion to non-point source pollution impacts in the coupled land and river water systems. Research findings indicate that while the decadal increase in orchards poses a significant threat to water quality, the continual decrease in forested land exhibits a potential impact on water quality management. Non-point source pollution, contributing to part of the downstream water quality deterioration of the Kao-Ping River system in the last decade, has resulted in an irreversible impact on land integrity from a long-term perspective.     

西洋河流域污染的特征研究

随着卢龙县工业及畜牧业的发展及人口的增加,西洋河水域污染日益严重,水质功能已达到Ⅳ类,生态环境遭到严重的破坏。西洋河流域地表污染源主要有工业企业废水、畜禽养殖污水、甘薯淀粉加工废水和农业生产废水等。本文分析了西洋河流域地表水质污染的现状,在严格排查污染源的基础上对其水质特征进行了科学分析。     

大渡河流域电站建设对保护鱼类的影响及对策措施研究

为弄清大渡河流域电站建设对虎嘉鱼等5种保护鱼类的影响情况,探索适宜的保护措施,在流域枯水和丰水期分别选择了电站建设上下游6个有代表性的断面采集水样,采用电感耦合等离子发射光谱法等方法测定了重金属元素等16个指标,用单因子和综合指数评价法对电站上下游水质进行了对比评价;采用实地调查的方法调查了5种保护鱼类在近10年间种群数量的变化趋势。结果表明：电站建设对水质综合影响指数在1．64—1．82之间,影响严重;5种保护鱼类种群数量近10年间急剧下降,目前已为未见或罕见。     

岷江上游生态脆弱性驱动力分析

作为长江上游重要的生态屏障,岷江上游是典型的生态环境脆弱区。选取了测度岷江上游生态脆弱性的20个指标、25个样本年的2500个数据,采用逆向测度法构建了岷江上游生态脆弱性的测度指标体系,运用因子分析法得到了影响岷江上游的六大驱动因子:生态环境背景状况、人口承载与结构水平状况、水土流失状况、土地垦殖与利用状况、产业结构水平状况、投资水平与结构状况,为岷江上游生态脆弱区恢复重建及经济社会发展提供了科学依据。     

中国城市空气污染对人口流动的推拉效应研究

传统城市发展理论认为,空气污染会导致人口流出。然而,本文以城市雾霾数据为例,分类别构建固定效应模型后发现,空气污染会促进百强城市的人口净流入(形成拉力效应),非百强城市的人口净流出(形成推力效应)。拉力效应与传统的城市发展理论不符。本文认为,当城市间收入差距过大时,流入居民会形成高水平的收入预期,促使其愿意承受更严重的空气污染,该预期可量化为空气污染的拉力效应。据此进一步研究收入水平对推拉效应的调节作用发现,随着收入水平上升,其能放大百强城市的拉力效应和非百强城市的推力效应,即进一步促进百强城市的人口净流入和非百强城市的人口净流出。在此基础上,本文对百强城市和非百强城市分别提出政策建议,以期能为我国区域协调发展、城镇化科学转型提供理论支持。     

气候变化及人类活动影响下的潮白河月水量平衡模拟

尽管分布式水文模型已有30多年的发展历史,但是迄今的应用还只是其潜力的很少一部分。Freeze-Harlan蓝图中由于理论上的深化带来了应用上的困难,同时也指出模型并不是越复杂越好。按照科学的建模原则,建立了一个简单的分布式月水量平衡模型(DTVGM);其中通过引入土壤湿度因子,改进后的Bagrov模型同时考虑了前期土壤湿度与降水对蒸散(发)的贡献;通过设置人类活动影响背景参数集,表述人类活动对水文过程的影响。将DTVGM月模型应用于华北地区密云水库以上潮白河流域,识别出白河流域气候变化对径流减少的贡献为44%,人类活动导致下垫面变化对径流减少的影响达54%;潮河流域气候变化的贡献率为24%,而人类活动的贡献率高达74%,是导致径流减少的主要原因。     

西江溶解有机碳的输送对典型洪水过程的响应

对2005年6月西江干流出现特大洪水期间及其前后的溶解有机碳(DOC)进行连续采样分析.结果表明,DOC浓度对流量变化的响应不敏感(n=43,R2=0.23,p＞0.05),尽管流量有6～7倍的变化,但DOC浓度的变化不到30%.洪水前夕、洪水期间及洪水过后DOC平均浓度逐渐降低,且洪水过后西江下游各个采样点的DOC浓度明显低于洪水前夕.DOC的输出量主要受地表径流深度的影响,二者之间存在着显著的线性相关关系.DOC荷载通量与流量密切相关,通过建立二者之间的线性回归方程可以计算出DOC的输出量,洪水期间DOC的输出量为4.5×1010g.     

淮河沉积物中重金属的测定和污染评价

采用X-射线荧光法分析了淮河沉积物中重金属的污染状况,并根据沉积学原理和环境化学行为特点,应用地积累指数法对淮河沉积物中重金属污染水平进行了评价研究.结果表明,淮河沉积物中有一定的重金属污染,其中Cu,Pb,Cr,Ni的污染水平较高.      

长江上游径流量变化及其与影响因子关系分析

利用长江上游直门达水文站1963～2001年径流量及同期该流域气象资料,分析了长江上游径流量变化规律及其影响因子。研究表明:近40年来长江上游径流量呈减少趋势,其中以秋季径流量减少最为明显;长江上游流域夏季降水量减少、年平均气温升高和蒸发增大引起的气候干旱化趋势是造成径流量减少的主要原因,其中降水量是影响径流量的最主要因子;夏季降水量的减少与秋季径流量的减少关系密切,而秋季径流量的减少最终影响到了年径流量的减少。     

基于主成分分析法的黄河口及其邻近水域水质评价

于2013年6、7、10月在黄河口及邻近水域进行了3个航次的环境调查,获取了盐度、营养盐、COD及重金属等指标数据,利用主成分分析法(PCA)研究该海域的水质状况,并分析影响该海域水质的主要驱动因子.结果表明:应用主成分分析将14项调查指标转换提取为4种主成分,共解释了67.31%的结果.相关分析表明,影响该水域水质的主要驱动因子为氮营养盐、盐度、SiO32--Si和砷.主成分综合得分分析表明,黄河口及邻近水域2013年10月、7月、6月水质污染状况依次降低;空间上总体呈现出以黄河入海口为中心,向邻近海域递减,河口附近及南部水域污染较严重的格局.黄河径流污染物是主要污染源,应加强黄河口及其上游的水环境保护,从而改善黄河口及邻近水域水质状况.