黄河流域城市群资源环境承载力演变特征及驱动因素研究——以关中平原城市群为例

受气候变化和生产生活活动的影响,黄河流域城市群在迈进"中等收入"门槛后资源环境承载力面临严峻挑战.本文以关中平原城市群为例,在分析2005-2017年城市群资源环境承载力演变特征的基础上,对资源环境承载力同人均GDP进行环境库兹涅茨检验,采用对数平均迪氏指数(LMDI)方法探讨足迹强度、经济增长、城市扩张、城市紧凑、人...     

金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素

为研究金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素,采集浅层地下水(201组)和中深层地下水(5组)样品,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值关系和因子分析等方法,分析了该区地下水水化学特征、水文地球化学过程以及影响因素.结果表明,研究区浅层孔隙水整体呈弱碱性,ρ(TDS)变化范围328.4～12 400 mg·L^-1;阴阳离子分别以SO₄^2-和Mg²⁺/Na⁺为主.研究区地下水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Mg型、SO₄·HCO₃-Mg型、SO₄-Mg·Na型和SO₄·Cl-Na·Mg型.中深层孔隙水p H均值为8.47,较浅层孔隙水高,属弱碱性水,ρ(TDS)变化范围339.0～493.8 mg·L^-1,水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Mg型.研究区地下水水化学特...     

丹江流域山区地表水-地下水水化学特征及其影响因素

丹江流域是南水北调中线工程重要水源涵养区,深入研究丹江流域水化学特征及其影响因素,对区域水资源保护及合理利用具有重要意义.通过对丹江流域水样采集与分析,综合运用描述性统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比例系数法及氢氧同位素的方法,分析丹江流域水化学特征及其影响因素.结果表明,丹江流域水体整体呈弱碱性,主要水化学类型为HCO3-Ca型,中游离子质量浓度及水化学类型变化频繁.流域水体均受大气降水补给,地表水受蒸发作用影响明显,水化学组分受岩石风化溶解、离子交换和人类活动共同影响. Ca2+和Mg2+源于方解石、白云石及石膏等碳酸盐和硫酸盐矿物溶解,农业活动是水中硝酸盐的主要来源.地表水与地下水频繁转化和支流汇入影响是丹江干流空间分布特征差异化的主要原因.     

黄河流域农田土壤重金属污染特征及其优先控制源分析

农田土壤环境质量评价与污染溯源解析是保障国家粮食安全和农业可持续发展的基础,也是扎实推进国家净土保卫战的重要前提.基于2000~2023年黄河流域农田土壤重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）含量数据,采用地累积指数法对重金属污染特征进行评价,利用正定矩阵因子分解（PMF）模型定量解析重金属的来源贡献,并通过运用蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟和人体健康风险评价模型相耦合的方法评价重金属污染的潜在健康风险,实现优先污染源和污染元素的确定.结果表明：①研究区农田土壤所有重金属的含量均值均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618-2018）（pH>7.5）的筛选值,但分别有21.69%、5.56%和1.23%的样点Cd、As和Zn含量超出其筛选值,Cd超标率最高.②Hg和Cd为偏中度污染,Cu和Pb为轻度污染,其余元素均为无污染.③农田土壤重金属主要来源为交通-工业源、自然-农业源、工业-自然源和农业-工业源,贡献率分别为37.04%、26.69%、21.72%和14.55%.④农田土壤重金属对成人与儿童存在致癌健康风险,但不具有非致癌风险;As和Cd为人体健康风险优先控制元素,工业-自然源和农业-工业源为研究区优先控制源.     

重要生态功能区干旱时空演变特征及对关键资源的影响:以黄河流域为例

基于温度-植被-降水的综合干旱指数（TVPDI）、地表径流、植被净初级生产力和粮食产量等数据,利用数据空间化方法、Slope趋势分析及Pearson相关分析等方法,探究了黄河流域从2001~2020年这20年间干旱时空变化特征以及对水资源、粮食资源和植被资源的影响,试图探究干旱与关键资源之间的相互影响.结果表明:①黄河流域干旱空间分布由东南向西北呈阶梯状加重,全流域有60.6 %的区域处于干旱状态;从变化看全流域干旱整体上呈逐年下降趋势,有94 %的区域由干旱逐渐向湿润转变,从春季到冬季干旱呈现先减轻后加重的趋势.②从流域重要资源的时空变化看,起关键作用的地表径流量有53 %的区域呈现增加趋势,且主要分布在流域西南地区;表征植被资源的植被净初级生产力（NPP）及表征粮食资源的粮食产量亦呈增长趋势.③干旱与3类资源呈现显著的空间关联度,干旱程度越高对地表径流量、植被生产力和粮食产量产生的影响越显著,但近年来变湿的地区,其重要资源并未显著增加,这说明干旱对3类重要资源的影响具有时间滞后性,且其滞后性在空间分布上具有显著差异性和地域分异规律.研究对于黄河流域农业生产和抗旱减灾、生态保育具有重要理论意义.     

辽河流域氮素时空分布及其对土地利用和降雨的响应

为了制定更有效的氮污染治理措施,基于辽河流域2016～2022年国控断面水质数据,利用Spearman相关性分析和非线性拟合的分析方法并结合2020年水文气象和土地利用遥感数据,对辽河流域的氮素时空分布特征及其对不同尺度下土地利用类型和降雨的响应进行了研究.结果表明：(1)在时间上,7年来总氮浓度整体呈上升趋势,氨氮浓度呈下降趋势.总氮和氨氮浓度呈明显季节规律,其中总氮浓度在秋冬季节高,在春夏季节低;氨氮浓度在春冬季节高,在夏秋季节低.(2)空间上,总氮浓度呈西高东低分布;氨氮浓度呈中间高四周低分布.汇入支流和上游发源地总氮浓度过高,可能分别是辽河流域西部小凌河流域和饶阳河流域总氮浓度高的原因.(3)农田和城市用地是氮素升高的主要影响因素,森林对氮素具有净化作用.土地结构对总氮在小尺度、枯水有更好的解释能力,而氨氮在大尺度、丰水有更好的解释能力.(4)强降雨发生之后,氮素浓度通常在当天或雨后1～5 d内达到峰值.随着降雨强度的增加,氮素浓度呈现先增加后减少的趋势.     

基于流域单元的环巢湖综合景观对河流水质的影响

考虑流域特征差异对河流水质的影响,以巢湖流域为研究对象,根据2019年10月至2020年9月河流监测点水质、气象、地形、土壤与遥感影像等数据,通过数字地形分析划分各监测点的流域单元,综合利用相关性分析、冗余分析以及多元回归分析探究了流域单元的综合景观特征（包括土地利用、气候、地形、土壤等）对环巢湖河流水质的影响.结果表明:①环巢湖河流水质空间差异大,主要污染物为总氮与氨氮,大多数河流总氮浓度超过Ⅴ类水质标准,污染严重的区域集中在合肥市区及周边河流以及丰乐河和杭埠河中下游.②流域单元综合景观特征对河流水质有着显著性影响.其中,建筑用地比例、斑块密度、散布与并列指数、香农多样性指数与水质指标呈正相关,而林草地比例、蔓延度指数与水质指标呈负相关.③在不同季节,流域单元的综合景观特征在湿季对河流水质的影响效应要强于干季,这主要是由干湿季降水的差异引起的.     

安徽涡河流域水化学与同位素特征及水体转化关系

以安徽涡河流域为研究区域,通过采集涡河地表水、浅层地下水和中深层地下水样品,运用Gibbs图、离子比例和MixSIAR模型等方法对各类水体的水化学参数和氢氧同位素进行分析,揭示并量化了各类水体之间的转化关系.结果表明,研究区地表水和地下水主要呈现中性至弱碱性,地表水的水化学类型以Cl·SO₄ ·HCO₃ -Na和Cl·SO₄ -Na型为主,浅层地下水以HCO₃ -Ca·Mg和HCO₃ -Mg·Na型为主,中深层地下水主要为Cl·HCO₃ -Na型.各类水体的水化学特征受到岩石风化、蒸发浓缩及正向阳离子交换等多重因素共同影响.地表水和地下水的δ¹⁸O和δ²H分布特征表明大气降水是该区域水体的主要补给来源,且地下水δ¹⁸O和δ²H值与K⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄ ^2-和NO 3^-浓度存在显著相关性.根据MixSIAR模型分析结果,地表水接受大气降水和浅层地下水的贡献率分别为46.5 %和53.5 %;浅层地下水的补给来源分别为大气降水（57.4 %）和地表水（42.6 %）;中深层地下水的补给主要来自上游地下水的侧向径流补给.     

人工复合生态系统对太湖局部水域水质的净化作用

根据不同生态类型水生高等植物的净化能力及其微生境特点,设计建造了由漂浮、浮叶、沉水植物及其根际微生物等组成的人工复合生态系统（artificialcomplexecosystem;AcE）,并在太湖五里湖中桥湖湾内以动态模拟试验,从群落水平研究了多种水生植物镶嵌组合的人工复合生态系统对富营养化湖水的净化能力。结果表明,富营养化湖水经该系统净化后,藻类生物量（以Chla计）下降58％,氨氮下降66％,总氮下降60％,总磷下降72％,可溶性磷酸盐下降80％,水质得到明显改善。与以该湖湾湖水为水源的水厂出水相比,人工复合生态系统出水的氨氮比水厂出水的氨氮平均低45％,总氮低37％,可见经人工复合生态系统处理的湖水部分指标优于同源的自来水。     

塔里木河流域生态脆弱性评价研究

塔里木河流域受自然及人为因素的影响,局部地区生态退化问题突出,从景观生态学的干扰性质理论和恢复生态学的观点出发,选择水资源系统、土地资源系统及植被资源系统及其10个综合性敏感因子对流域生态的敏感性及恢复力进行分析,并确定敏感因子的定量指标,定性代码及其权重和阈值,通过算术对数插值对敏感因子实际值进行规范化处理,并构建生态胁迫度。结果表明,塔里木河三源流阿克苏河流域、叶尔羌河流域、和田河流域及于流区的上、中、下游区生态胁迫度分别为0．13、0．25、0．30、0．31、0．57及0．84,在评价分级标准的限定下,其对应的生态脆弱性程度依次为轻微脆弱、一般脆弱、一般脆弱、一般脆弱、中等脆弱及严重脆弱。