陕西省渭河流域生态环境需水量探讨

陕西省渭河流域地处我国西北干旱半干旱区,水资源开发利用与生态环境矛盾十分突出,生态环境需水量往往被国民经济需水量挤占,由此引发了一系列生态环境问题。因此,开展生态环境需水量研究,不仅已成为流域生态环境建设的紧迫要求,而且是实现流域水资源可持续利用的重要一环。论文立足于流域社会经济可持续发展,以实现生态环境良性发展为目标,探讨了生态环境需水量的定义,提出了生态环境需水量的“外部优先级”和“内部优先级”思想,首次系统地分析了陕西省渭河流域生态环境需水量的界定范围。在此基础上,从流域生态环境现状及未来需求出发,建立了流域生态环境需水量计算模型,分别计算了流域2000年、2010年、2020年的生态环境需水量。研究成果,丰富了生态环境需水量的理论研究,可为流域生态环境建设和水资源合理利用提供科学的决策依据。     

西南涡对四川盆地PM2.5污染的影响研究

利用2015—2016年西南涡个例数据与同期的细颗粒物（PM_2.5）浓度数据进行时空匹配,对比分析西南涡过境前后四川盆地PM_2.5浓度变化,并结合温度、湿度、风等气象要素及逆温特征,深入研究西南涡对PM_2.5污染的影响机理.结果表明：①2015—2016年四川盆地共182个西南涡,其中,干涡72个（多集中在春季）,弱降水涡75个（多集中在春季和冬季）,强降水涡35个（多集中在夏季）.②总体而言,干涡过境使四川盆地PM_2.5浓度增加,降水涡使PM_2.5浓度减小,强降水涡的削减作用强于弱降水涡.全年来看,干涡过境使四川盆地PM_2.5浓度增加10.52%,强、弱降水涡过境分别使PM_2.5浓度减小29.72%、9.71%.③除降水外,3类西南涡对PM_2.5影响的主导气象要素和逆温条件为相对湿度、风速和逆温层底高.而主导季节差异的气象要素和逆温条件各异：干涡的主导因素是温度垂直变化和逆温强度,在温度随高度递减和逆温强度较小的春季和夏季,对PM_2.5浓度的增幅减小（甚至有削减作用）;弱降水涡的主导因素是湿度和风速、逆温强度和逆温层厚度,春季其过境时湿度和风速最小,逆温强度和逆温厚度仅次于冬季,甚至使PM_2.5浓度增加;强降水涡的主导因素是风速、湿度和逆温层底高,夏季其过境时风速和低层湿度最小,逆温层底高最低,对PM_2.5的削减作用远弱于其他季节.     

西笤溪流域重金属污染磁学研究及多元分析

对西苕溪流域的土壤样品及部分太湖近岸表层底泥样品,进行了环境磁学测试与化学分析.采用指标聚类分析,抽取磁化率、S比值和Cr、Fe、Pb、Sr、Ti、Zn含量等8个典型指标.再应用模糊C均值聚类分析,分辨出了4种不同的样品类型和两种不同的人类活动响应.取自丘陵山地的第一类样品,以强的磁化率、高的S比值和低的Sr、Ni和Zn含量为特征,代表了流域的自然背景.分布在河谷平原农耕区的第二类样品,磁化率、S比值以及重金属含量都很低,反映了农业活动对环境的影响.而分布在滨湖平原和东苕溪流域的第三类样品,Sr、Ni和Zn含量最高,反映了工业活动对环境的影响.代表丘陵与平原过渡带的第四类样品,其磁参数和重金属含量介于丘陵山地与平原之间.由于流域的磁背景场很高,且人类活动多元化,磁与重金属的相关性差,因此单一的磁化率不能直接指示污染状况.     

生态环境承载力的一种量化方法研究——以海河流域为例

在可持续发展原则的指导下,基于多因素关联分析理论,提出一种生态环境承载力的定量分析方法。内容包括:①建立指标体系和多级关联评价模型,量化社会、经济、生态环境的发展质量;②提出可持续发展的综合测度函数,量化研究区可持续发展质量;③建立生态环境承载力量化分析模型。通过模型调整人口数量和GDP,在保持一定生态环境质量前提下,在满足水资源量供需平衡和可持续发展的要求下,得到适宜研究区生态环境的人口数量和GDP。将模型应用到海河流域,以1998年为现状年,考虑到南水北调工程、生态环境的修复和用水效率的提高,设计出6种情景方案。结果表明,提高海河流域的可供水能力(如南水北调工程等)和用水效率,是解决海河流域水生态环境危机的一个重要途径。     

1982—2021年黄河流域植被覆盖时空演变及影响因素研究

通过科学认识黄河植被覆盖的空间格局、时间规律,揭示气候变化与人类活动对植被覆盖率空间演化的影响与机理,对于提出科学的生态防护方法、进行生态安全评价,以及推进黄河战略有着重大的理论意义与应用意义。本文以1982—2015年GIMMS NDVI和2000—2021年MODIS NDVI为主要数据源,通过最大值合成法、平均值法、Theil-Sen Median和Mann-Kendall等方法分析了黄河流域1982—2021年植被覆盖空间格局、月际和年际变化规律。结合同时段的年平均气温和年降水量,采用二元线性回归分析和残差分析等方法,探讨了黄河流域植被覆盖的主要影响因素。根据时空变化分析,1982—2021年黄河流域多年NDVI均值变化趋势由西北向东南依次增加,年际变化呈现波动增长趋势,增长速率为0.019 ? (10a)^?1,月际变化呈现先增后减的单峰曲线状分布,8月(0.50)为峰值。根据变化趋势分析,1982—2021年黄河流域77.35%的区域植被覆盖呈增加趋势。根据影响因素分析,黄河流域植被覆盖以气候变化和人类活动共同作用为主要影响因素,其中受人类活动促进作用较...     

柴达木盆地东部降水氢氧同位素特征与水汽来源

稳定性氢氧同位素可以作为示踪剂来判断大气降水的水汽来源.本研究选择柴达木盆地南部的格尔木和东北部的德令哈两个区域,在分析这两个地区2010年6~9月降水同位素组成特征、时间变化以及降水中δD与δ18O关系的基础上,探讨柴达木盆地降水的水汽来源.结果表明:1格尔木和德令哈地区6~9月大气降水线分别为,格尔木:δD=7.840δ18O-4.566(R2=0.918,P0.001),德令哈:δD=7.833δ18O+8.606(R2=0.986,P0.001).两地区6~9月大气降水线的斜率和截距均低于全球大气降水线,而格尔木地区的截距仅为-4.566,反映出格尔木极其干旱的气候特点.2格尔木降水的δ18O在7月初较高,表现出一定的重同位素富集;在7月中下旬至9月初,δ18O较低;9月中下旬更低.德令哈降水的δ18O在6~8月相对较高,9月中下旬较低.3格尔木和德令哈地区水汽来源有一定的差异,格尔木地区可能是西南季风能够到达青藏高原的北部边界,德令哈地区水汽来源主要为局地蒸发.     

太湖大型水生植物的管理探讨

太湖是我国的第三大浅水湖泊,其东、西太湖两部分的水体状况、水生植被差异甚大。西太湖大部分水域出现严重的藻型富营养化,许多水生植被消失,水质恶化;东太湖水生植物群落结构发生变化,沼生植物比例增大,湖泊沼泽化严重。针对东、西太湖的具体情况,参考国内外湖泊治理的经验,本文提出了对东、西太湖水生植被采取相应管理措施的建议。     

基于结构方程的流域水环境承载力评价——以湟水流域小峡桥断面上游为例

针对流域水环境承载力评价中指标体系构建及权重确定缺乏客观依据的问题,以湟水流域小峡桥断面上游为例,通过兼顾压力与水环境承载力的控制断面水质影响路径分析,建立了面向水环境承载力评价的结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM);在此基础上,构建了湟水流域的水环境承载力综合评价体系,并获得各指标权重,进而利用向量模法对流域水环境承载状态进行了综合评价.结果表明:SEM模型能够定量反映土地利用/景观格局及污染物排放因素与水环境承载状态的相关关系;SEM模型的路径分析可为水环境承载力综合评价指标体系的建立提供科学依据;由SEM模型得到的路径影响相关系数,可为权重的确定提供新的科学方法;研究区16个控制子单元呈上、中、下游水环境承载状态逐渐变差的梯度特征;最后,针对湟水流域不同区域的社会、经济、环境和资源差异,从流域水环境承载力双向调控的角度,提出改善水环境承载状态的相关建议,进而为流域水系统持续协调发展提供精细化管理支撑.     

黄河流域城市群生态保护与经济发展耦合的时空格局与机制分析

通过研究黄河流域战略背景和城市群发展规划,本文构建评价生态保护和经济发展的指标体系并运用于城市群比较研究中,再依据耦合协调度模型、空间自相关和地理探测器,分析黄河流域七大城市群2007—2019年生态保护与经济发展耦合协调时空特征与驱动机制。结果表明：（1）研究期内黄河流域城市群的经济发展水平有较大提升,生态保护建设进展较为缓慢,二者耦合度波动上升。（2）上游城市群的协调度低于中下游,整体协调度提升至良好协调。（3）存在从经济发展滞后型向生态保护滞后型的转变。（4）各城市群的协调度存在关联效应。（5）影响耦合的机制和民生发展与对外开放、科技创新与产业发展、绿色发展与农业建设、基本公共服务体系等密切相关。     

基于韦伯-费希纳定律的海河流域水库水环境预警评价

水库作为水源地在流域水环境安全中具有重要作用.根据韦伯-费希纳定律(Weber-FechnerLaw,W-F),选取与水库水环境关系密切的水质评价指标,通过确定水环境综合影响指数Ki值与水环境状态之间的关系,建立基于人类感觉强度与外界水环境质量变化关系定量化的水环境预警模型.并以海河流域4座水库为实例进行应用与验证.结果表明:水库Ki值与水环境状态是线性函数关系,水库Ki值与营养指数间是指数函数关系.此模型可以用于流域内不同时空条件下水库水环境状态和富营养化的预警与水环境综合评价.官厅水库水环境综合影响指数Ki值为0.0494,水环境综合预警等级为轻警,主要的污染指标为COMMn、TN和TP.4座水库的Ki值变化范围在0.0107～0.0564之间,密云水库富营养化预警级别为轻警,官厅水库、潘家口水库和岳城水库均为中警;4座水库水环境预警等级空间上差异明显,从高到低顺序为潘家口水库、官厅水库、岳城水库、密云水库.潘家口水库水环境时间上恶化趋势明显,建议加强流域水库水环境的监控和采取更严格的管理措施.