基于分布式水文模型的三峡库区污染负荷对气候变化的响应研究

在建立的耦合了污染负荷模拟模块的三峡水库分布式水文模型的基础上,结合多个全球气候模式的集合平均模拟结果,采用统计降尺度模型SDSM将全球气候模式和分布式水文模型耦合,评估了未来气候变化对三峡库区污染负荷的影响,考虑到研究中存在的不确定性,采用假设情景法,分析了三峡库区污染负荷对不同降水量变化的响应情况.结果表明,库区总氮和总磷负荷均与降水量成正相关,在降水量增加量相同的情况下,总氮负荷变化比总磷更剧烈,而在降水量减少量相同的情况下,总磷负荷变化比总氮更剧烈.另外,降水变化主要对三峡库区4—8月的污染负荷量有较大影响.     

三峡水库蓄泄水过程对香溪河库湾水华影响的对比分析

通过对比分析蓄、泄水期间三峡水库干流及支流香溪河库湾的水流、水温、浊度、营养盐等指标,研究了蓄、泄水过程中控制库湾水华的主要因子.结果表明,泄水过程中香溪河库湾叶绿素a浓度显著大于蓄水过程,水华暴发强度差别显著.蓄、泄水过程中以透明度的差异最大,其次依次为表层流速、表底温差、混合层深度、氮磷比、浊度、总氮、水体稳定系数、真光层/混合层深度比等.泄水期间各因子对叶绿素a浓度不存在单一限制作用,藻类生长受各因子的协同作用影响,在观测时段内泄水过程中各因子的变化对藻类生长的限制并不显著;而蓄水期间强烈的倒灌异重流作用加剧了库湾水体的垂向掺混,增大混合层深度,较小的真光层与混合层深度比对藻类生长起到显著的抑制作用.     

三峡库区消落带不同水位高程土壤重金属含量及污染评价

为揭示三峡水库连续2 a(2008年和2009年)175 m试验性蓄水对库区消落带土壤重金属的影响,选择了库区腹地忠县境内的3个地质地貌特征、土地利用历史等相似消落带.采集了不同高程(160 m和170 m)和土壤层(0～10 cm和10～20 cm)36个土壤样品,用X射线荧光光谱法测定了As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn共7种重金属含量,并对其污染现状和潜在生态风险程度进行了评价.结果表明,尽管160 m和170 m高程淹水时间差异较大(244 d),但土壤重金属含量并没有显著差异;重金属相关分析显示Cd相对独立,而其它重金属大都存在着显著或极显著的正相关关系;地累积指数(geoaccumulation index,Igeo)表明重金属污染程度顺序依次为:As>Cd>Cu>Ni>Zn=Pb>Cr,其中As、Cd和Cu地累积指数(Igeo)分别为0.45、0.39和0.06,属轻度污染,其它重金属为无污染;Hkanson潜在生态风险指数(Ei)表明重金属潜在生态风险顺序为:Cd>As>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn,其中Cd的潜在生态风险指数(Ei)为59.10,危害风险达中度,其余重金属风险均为较轻.因此污染评价方法指出了该区域消落带土壤的主要污染或存在潜在生态危害的重金属元素为As、Cd和Cu.     

三峡库区典型消落带草本植物氮磷养分浸泡释放实验

三峡库区消落带植被淹水后腐烂分解,可能成为影响库区水环境安全的重要营养源.以三峡库区6种消落带优势草本植物茎叶为材料,利用室内浸泡模拟实验,测定上覆水中氮磷浓度的变化,结合初始基质碳、氮、磷含量分析,力图查明消落带草本植物淹水后氮磷养分释放特征.结果表明:①消落带植物初始基质碳、氮含量差异显著,而磷含量彼此相近.②消落带植物淹水分解造成上覆水pH升高,氧化还原电位(Eh)降低,氮磷养分快速释放和上覆水氮磷浓度增加,总氮(TN)和总磷(TP)释放量分别为(3.85±2.53)、(1.33±0.73)mg.g-1.消落带植物淹水TN和氨氮(NH4+-N)的释放过程呈抛物线状,TP呈对数曲线状.TN、TP的释放峰值时间平均15 d,NH4+-N平均33 d.养分释放量和释放速率均呈TN>TP>NH4+-N的特点,消落带植被经过3个月的浸泡,TN、NH4+-N和TP的释放负荷分别为:22.4、8.9、4.5 kg.hm-2.③植物初始基质的C含量越低,N、P含量越高,植物淹水后氮磷养分的释放量和释放速率就越大.     

三峡小江回水区氮素赋存形态与季节变化特点

氮素是浮游植物生长的关键生源要素之一,本研究对2007年3月～2008年3月三峡小江回水区水中氮素的跟踪观测结果进行总结,分析不同形态氮素季节变化过程与相对组成特点.研究期间,回水区TN的平均浓度为(1?553±43) μg·L^-1,季节差异显著但总体呈上升趋势.DIN平均浓度为(1?031±32) μg·L^-1,占TN平均浓度的66.38%,是该水域氮素的主要赋存形态,其中NO^-₃-N含量较高说明小江回水区总体上处于较强氧化环境且自净能力较强.DON、PON平均浓度分别为(273±23) μg·L^-1、(249±23) μg·L^-1,占TN的26.48%和24.15%;DON/PON比值为3.63±0.93,说明该水域氮素代谢强度与周转速率较高.小江回水区DIN在TN中所占比重从2007年3月约占TN的80%逐渐下降到2008年春季约占TN的60%,而TON在TN中的比重则相应上升,说明氮素赋存形态向有机态转变的趋势明显;而对DIN-TN和TON-TN的log-log线性模型斜率比较发现TON对TN的贡献将随TN浓度的升高而增大,表明该水域营养水平有升高的趋势.NH⁺₄-N/NO^-₃-N同TON/TN存在显著正相关关系,说明TON相对丰度的增加有可能使水体向还原性环境转变.同时NH⁺₄-N相对丰度的变化同水中DON含量及其在TN中所占比重关系密切,但该水域DON氨化降解成NH⁺₄-N并再次被利用的内循环过程是否存在或会否成为调控氮素循环的关键过程有待更深入的研究.     

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...     

公路网对湿地生态功能的累积效应研究——以云南纵向岭谷区为例

采用遥感面积反演生态功能法对公路网建设对湿地生态功能的生态累积效应进行研究,试图在多数湿地缺乏多年序列生态资料的现实情况下,为生态累积效应的定量化研究找出一种简捷而又有效的计算方法.首先,通过GIS手段分析得出公路网影响域范围内湿地面积的演变:然后,通过对生态功能与湿地面积和水深的相关关系式进行分析,得出1980~2005年湿地生态功能在公路网作用下的变化情况和规律,并预测出2010.2020年公路网规划年湿地生态功能的演变状态.研究结果显示,纵向岭谷区公路网建设对湿地生态功能有一定的负面驱动效应,随着公路网的逐渐加密湿地生态功能破坏程度加大,2005年区域内湿地生态功能指数为1980年的86%;根据该速率预测规划公路网将进一步对湿地生态功能造成破坏,到2010年研究区域内湿地生态功能指数为1980年的80%,到2020年仅为59%,因此,必须采取相应湿地的保护和恢复措施.     

三峡库区地质灾害防治的经济效益探析——以湖北省秭归县为例

在回顾和评述防灾减灾经济效益评价方面的理论研究基础上,以秭归县为例分析了三峡库区地质灾害防治的经济效益,认为国家对三峡库区投入的地质灾害治理资金发挥巨大的经济效益,保障了库区人民的生命财产安全,并指出了目前灾害防治经济效益评价中的不足。     

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...     

鄱阳湖区农户经济行为变化对农业系统脆弱性的影响——基于农户问卷调查的实证研究

通过对鄱阳湖区7县市17个村子的农业生产活动和耕地流转问卷调查结果分析发现,不同年龄、教育程度、收入来源和谋生能力决定着该区农户从事农业生产的意愿。目前外出打工的农民中年轻人最多,在家从事农业生产的多为年长者;家庭收入的无保障和外出打工的不稳定性,使得大部分农民仍把土地作为重要的生活保障手段;劳动力依然处在低水平状态,而且支撑当地社会经济发展的后续劳动力严重不足,农村社会即将面临老龄化问题,农业生产系统的脆弱性日趋严重。为使当地农业生产可持续发展,确保国家粮食安全,需要在研究区域内实施有效的、具有造血功能的生态补偿机制以增加农户收入,改善恶化的人-地关系,同时还需要采用耕地流转土地管理机制和建立健全农村社会保障体系。