基于模型研究质量评价的SWAT模型参数取值特征分析

SWAT模型是目前我国应用最为广泛的流域水环境模型之一.由于该模型拥有分布式参数并且基于美国环境特征建立,确定合理的和符合我国流域环境特征的参数取值是模型应用中的关键工作.有研究通过总结现有报告的参数取值,为模型本地化应用提供参数取值参考,但这些研究忽略了其中SWAT模型研究质量之间的差异,也未考虑参数取值的非均匀性以及极端值的影响,因而研究结果的实用性不佳.建立了综合考虑模型建立、参数率定和验证、模拟效果的SWAT模型研究质量评价指标体系,对中国知网收录的2015~2017年发表的428篇SWAT模型研究文献开展定量评价并筛选高可信度文献.基于高可信度文献报告的SWAT模型参数取值,分析了15个涉及水文、泥沙和水质过程模拟的参数取值特征,包括参数取值分布特征及其在不同地理区域间的差异,以及参数率定值与默认值的偏差等.研究表明,在筛选得到的129篇高可信度文献中,SWAT模型应用整体上更加规范,且具有较好的区域代表性;15个模型参数在我国流域的取值分布具有正偏态、负偏态等不同特征,其中4个参数在我国不同地理区域的取值分布存在显著差异,12个参数在我国流域的取值明显偏离默认值.基于模型参数取值特征,以置信区间的形式给出了SWAT模型在我国本地化应用的参数取值建议,并针对不同数据条件下的模型应用提出了参数取值建议.     

Seasonal and interannual variation of soil respiration in four vegetation types in the loess hilly region北大核心CSCD

Soit carbon (C) stock is the largest C pool in terrestrial ecosystems, and the emission of CO2 through soil respiration contributes to the majority of soil C expenditure and atmospheric C. Soil respiration is also one of the major processes controlling the C budget of terrestrial ecosystems. A slight change in soil CO2 emission might cause drastic variations in global C balance. Therefore, it is of great significance to investigate the characteristics of soil respiration of soils growing different types of vegetation over a long period, and determine its relationship with variables such as soil temperature and moisture. The rate of soil respiration was measured each month in the growing seasons (from April to October) of 2011, 2013, and 2014 using the Li-8100 CO2 flux measurement system in the central Loess Plateau. Four types of vegetation (Quercus liaotungensis, Platycladus orientalis, Robinia pseudoacacia, and a natural shrub) were chosen for the periodical measurements. A permanent sample plot was established for each type of vegetation, and five polyvinyl chloride (PVC) collars were placed in each plot for the measurements. The temperature and water content of the soil in the upper 12 cm near the collar were measured using a digital soil temperature probe and a TDR 200 soil moisture meter at the same time when the soil respiration was measured. The soil respiration rates were fitted to the soil temperature and moisture with an exponential function, power function, linear function, and an equation combining the two variables. The results showed that: (1) the seasonal variation in the rates of soil respiration in the soils growing the four types of vegetation were almost the same, and were lower in the earlier period and then increased to high levels in the middle and later periods; (2) the rates of soil respiration in the same month varied with the type of vegetation grown, and were in the descending order: Q. liaotungensis > P. orientalis > shrub > R. pseudoacacia; (3) the average values of the rates of soil respiration in 2011, 2013, and 2014 were 2.77, 3.48, and 5.08 μmol m-2 s-1, respectively. The variation in soil respiration was higher across the three years than the variation for the types of vegetation grown; and (4) the rate of soil respiration was positively correlated to soil temperature and moisture for all the types of vegetation. A better fit was obtained by using the equation that included both the variables, soil temperature and moisture, than by an equation that included a single factor. Our results suggested that both seasonal and inter-annual variations of soil respiration occurred in the soils growing the four types of vegetation in the region. The temperature and water content of soils are the major regulating factors, and soil respiration in the Loess Plateau is more greatly affected by environment factors than by the type of vegetation. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

准东煤矿区土壤镉污染风险评价及敏感性分析

镉是一种毒性很强的重金属元素,易通过食物链进入人体,对人体健康产生影响。新疆地区的煤炭资源开发已引起重金属污染问题,但目前有关镉污染风险评价的研究相对不足。本研究采用地质累积指数法、潜在生态危害指数法、美国环保局(US EPA)健康风险评估方法和缓冲区分析方法,对准东红沙泉和北山煤矿土壤中镉的污染现状、生态风险水平和健康风险水平做了分析与评价。结果显示:1)研究区土壤镉含量普遍超过国家土壤环境质量Ⅱ级标准,处于重污染水平;2)研究区的镉污染具有极高生态风险;3)镉污染水平和生态风险系数具有明显空间性,它们在研究区的强度排序为堆煤场矿区生活区芨芨湖雀仁乡;4)手-口途径是最主要的健康风险暴露途径,所有人群中儿童暴露风险最高;5)准东煤矿区镉污染水平较高,但其非致癌水平和致癌水平均未超过风险限值;6)矿区周边0~30 km区域内属于健康风险高敏感区域。综上可知:准东地区煤矿开采引起了周边环境镉污染。镉污染对人类健康,特别是儿童的健康具有较高的暴露风险。当地镉污染虽未达到致病水平,但也应引起足够重视。     

热重实验条件下不同氧气浓度对煤自燃反应能级的实验研究

为研究不同氧气浓度对煤自燃反应能级的影响,基于热重实验分别得到6个不同氧气浓度下的煤自燃特征温度点,通过计算不同阶段内煤自燃的反应动力学参数分析氧气浓度与煤自燃反应能级关系。实验结果表明:n≠1时,氧气浓度对煤自燃反应能级(n)的影响在不同温度段内的影响不同;氧气浓度与T1,T2,T3特征温度点的关系曲线变化趋势不明显,T4~T8温度点与氧浓度的关系呈现先增大后减小的趋势。     

延龙图地区城市土地生态适宜性评价

土地是人类生存、发展的物质基础,但是快速的城市化和城镇化每年使得很多生态用地转化为建设用地,结果导致一系列严峻的生态环境问题。在生态文明建设背景下,城市发展需合理规划以减少城市发展对生态环境造成的影响,而城市合理规划的前提是认清土地生态适宜性及其等级。鉴于此,论文从自然地理、社会经济、生态限制三方面选取了12个评价因子构建阻力评价体系,运用“阻力模型”和“最小累积阻力模型”相结合的方法,并借助GIS空间分析技术对延龙图地区城市土地生态适宜性及其等级进行了评价。结果表明：延龙图地区城市土地生态适宜性可分为重点建设区（538.55 km²）、优化建设区（743.53 km²）、限制建设区（1 887.46 km²）和禁止建设区（1 919.16 km²）。论文明确各区空间分布并提出相对应的发展建议,以期为延龙图地区城市土地规划布局提供理论、技术、决策支撑与参考。     

脆弱生态区类型划分及其脆弱特征分析

本文应用聚类分析方法,根据全国各县市耕地面积等26项指标的有关数据,对我国生态区进行了类型划分,还分别以环境资源因子、经济发展水平因子、经济技术替代能力因子、域外支持能力因子以及社会发展水平因子等5类因子为聚类变量,对我国脆弱生态区进行了类型划分,并对脆弱特征进行了分析。     

四湖地区涝渍地油菜田杂草发生特点及防治对策

通过对湖北省涝渍地开发工程技术研究中心高场示范围场油菜田的田间杂草进行调查，发现涝渍地油菜田杂草的发生特点与非涝渍地存在明显的区别：在涝渍地区域，棒头草等禾本科杂草生长旺盛，为最优势种群；在非涝渍地田块中，禾本科杂草则几乎没有生长，田问杂草单位面积鲜重也大大降低。通过筛选几种化学除草剂，建立了以乙草胺乳油土壤处理或精禾草克与高特克桶混茎叶喷雾为较优方案的杂草防治措施。     

生态系统评价的回顾与展望--从北美生态区域评价到新千年全球生态系统评估

生态系统评价对于生态系统的可持续经营以及社会可持续发展具有重要意义。本文简要介绍了在生态区域评价的发展过程中具有重要意义的一系列事件，阐述了生态系统评价在北美和全球的发展过程、生态系统评价的有关概念、内容及其对于生态系统可持续经营的重要意义，同时还介绍了我国参与新千年生态系统评估的一些行动，并对中国的生态系统评价提出看法。     

红壤区土壤有机碳的循环和平衡及有机资源利用

根据野外采样分析,调查及田间试验结果,讨论了红壤区土壤有机质含量的变异规律及影响因素,分析了红壤有机碳的循环和平衡状况,初步探讨了红壤有机质含量变化及其与土壤肥力退化的关系,并根据红壤有机物质资源特点提出合理利用的途径和措施。红壤区农田土壤有机质的平均含量低于东北黑土平原区,长江中下游平原区和珠江三角洲平原区,而高于黄淮海平原区以及黄土高原区,包括自然因素和人为因素所造成输入土壤的有机物质量的差异     

我国区域R&D强度与产业结构的灰色关联分析

在对我国各省份研究与发展强度现状进行分析的基础上,指出我国各省份之间的研究与发展强度具有很大的差异,然后利用灰色系统理论中的灰色关联模型分析了2000-2007年间我国31个省、市、自治区研究与发展强度与其第一产业、第二产业、第三产业和高科技产业之间的关联度.根据其关联度的大小,本文得到这样的结论,即我国各省份研究与发展强度的差异与其产业结构之间存在着密切的联系,其中高科技产业对研究与发展强度影响最大,第一产业对研究与发展强度的影响最小,各省的研究与发展强度受到其产业结构的限制.在此基础上,本文提出各省份在提高研究与发展强度的同时,我国各省份在制定科技研发政策的时候,必须立足于本省的产业结构,要具体情况具体分析,要将提高研究与发展强度与调整产业结构相结合,只有这样研究与发展资源才能够得到更好地利用,才能够真正提高各省份的科技创新能力.