Estimating the importance of natural and anthropogenic sources on N and P emission to estuaries along the Ceará State Coast NE Brazil

The Northeastern semi-arid Brazilian region is experiencing rapid social and economic development based on improving water management and even in areas of low human occupation, anthropogenic emissions of N and P surpass natural emissions in at least one order of magnitude and these additional loads can alter the water quality of the receiving estuaries. This study estimates, using an emission factor approach, the annual emissions of N and P from natural processes and anthropogenic sources for estuaries along the Ceará State, NE Brazil. Emission factors from natural sources are one to two orders of magnitude lower than those for anthropogenic sources. Among the anthropogenic activities, the aquaculture is responsible for most N emission (0.52 t km⁻² year⁻¹) followed by waste water and husbandry. For P, the largest average emission factors are from husbandry (0.30 t km⁻² year⁻¹), waste water and agriculture.     

半干旱山区采矿扰动植被指数时空变化规律

选取潞安矿区7个生产矿井中的8个试验工作面,采用概率积分法预测开采沉陷值;对2004—2007年7个时相(分别为2004年7月8日、11月1日,2005年2月1日、8月26日,2006年5月22日,2007年4月9日和6月1日)的SPOT2/4卫星遥感数据进行大气校正及波段运算,提取工作面开采沉陷前后的NDVI(归一化植被指数)平均值,经离散傅立叶变换得到NDVI时间序列曲线,以研究采矿扰动区植被指数的时空变化规律. 结果表明:①试验工作面地表覆被NDVI变化与采矿扰动区具有空间相关性. 非采矿扰动区(伪不变特征区)森林冠层的NDVI最大值由2004年的0.619451增至2007年的0.739987,平均年净增加6.18%. 在采矿扰动区,虽然开采前地表NDVI最大值呈增加趋势,但开采当年却显著下降,年均降幅达11.91%. ②试验工作面地表NDVI变化与采矿扰动具有时间相关性. NDVI在开采前表现相对稳定,受开采扰动虽出现下降但却滞后4～6个月,并且持续1～2a,其后转入上升期. 常村矿的S1-1#、S3-2#、N1-4#,漳村矿的2101#、2102#、2201#,五阳矿的5100#,王庄矿的5210#等8个试验工作面NDVI最大值年均降幅分别为12.24%、27.81%、15.79%、19.19%、7.19%、21.48%、13.25%和1.66%,平均值为14.83%. 在气候、耕作、采矿扰动等诸多因素影响下,采矿扰动是半干旱山区采矿区地表NDVI变化的主要诱因.      

建立开放系统,发展西北半干旱地区农业

我国西北半干旱地区是我国农业中最不发达地区之一,其主要特征是封闭或半封闭式的有机农业传统,低投入、低功能、低产出。本文讨论了有争议的几种模式,提出了建立开放系统的原则与具体生产建议。     

新疆极端降水概率分布特征的时空演变规律

依据新疆地区53个雨量站1957-2009年日降水资料,根据研究需要,定义了8个极端降水指标。运用K-S法确定降水指标最适概率分布函数,确定10年一遇极端降水量值;在此基础上,采用Copula非参数估计方法,通过Akaike information criterion(AIC)法确定两降水指标联合分布函数,系统分析1980年以后极端降水单变量极值及降水极值二维联合概率分布特征变化的时空演变特征,研究结果表明:①新疆有湿润化趋势,北疆湿润化趋势比南疆显著;②从降水天数和极端降水天数角度来看,新疆极端强弱降水同时出现的概率减小,从极端降水雨量和强度来看新疆中部、南疆西部、北疆东部及北部极端强弱降水同时出现的可能性减小,而天山西部与南疆北部的可能性增加;③1980年后新疆地区发生涝的概率增大,发生旱的概率减少。     

半干旱地区环境因子与果园表层土壤水溶性Na~+累积的关系

综合环境因素影响下土壤中钠的迁移和累积是阐明土壤次生盐渍化演替规律的重要内容之一.本研究以甘肃省秦安县兴国镇郑川村的3个有代表性的盐渍化果园为研究对象.通过对苹果(Malus pumila Mill.)树生长危害期(4-8月)的环境因子(果园近地面空气温度、相对湿度、潜在蒸发量、降雨量、土温、土壤水分)进行定点定位监测以及果园土壤表层不同土层水溶性Na+的定期采样分析,利用相关和回归分析的方法,研究了半干旱地区果园表层土壤水溶性Na+与环境因子的关系.结果表明,气温升高有利于表层不同土层水溶性Na+的累积,空气相对湿度增大能抑制表层不同土层土壤水溶性Na+的累积.不同土层水溶性Na+的含量与土温呈正相关关系,与0～2 cm、2～5 cm、10～15 cm、15～20 cm、20～25 cm土层土壤水分含量呈负相关关系,与5～10 cm土层土壤水分含量呈正相关关系.水分亏值分别与0～2 cm、2～5 cm、10～15 cm、15～20 cm、20～25 cm土层水溶性Na+的含量呈正相关关系.与5～10 cm土层水溶性Na+的含量呈负相关关系,并科学的提出表层土壤5～10 cm土层是水溶性Na+对环境因子(蒸发量与降雨量)反应的灵敏层.     

半干旱地区农业资源的复合经营模式及生态经济耦合效应研究

半干旱地区脆弱的生态条件在理论和实践上都不允许进行反复的耕翻种植,从资源特征和生态安全的要求出发调整其产业结构,协调生态、经济和社会效益的关系,获得农业资源耦合效益的最大化和可持续发展,农林牧复合经营的高效生态农业模式是半干旱地区农业和农村经济可持续发展的主导战略。论文以甘肃中部的秦王川地区为例,依据其资源特征,设计该地区的植物和家畜生产的合理时空配置结构和产业复合体系结构,提出了以高效合理利用水土资源、生态经济型林草植被恢复和替代产业培育及产业化经营等3种农业资源复合经营的耦合式发展模式。通过各结构要素在功能特性、产业布局、空间格局和时序过程在系统内相互的耦合作用,分析了农业资源在复合经营条件下而产生的生态、经济和社会效应。     

永定河上游地表水-地下水水化学特征及其成因分析

永定河上游流域是冀西北重要的水源涵养区和生态屏障区,受气候变化和高强度人类活动影响,径流减少和水环境恶化问题日益突出.深入研究自然和人类活动共同影响下的地表水-地下水水化学特征及其成因,可为区域水资源可持续利用提供科学参考.本研究利用（δ²H和δ¹⁸O）氢氧同位素关系明确地表水和地下水来源,并在此基础上结合数理统计和水文地球化学方法,分析水化学特征及其成因.结果表明,地表水和地下水主要来源于降水.受自然因素及人类活动的共同影响,洋河和桑干河流域水化学类型差异显著.整体上,地表水离子浓度表现为：桑干河>洋河.桑干河流域地表水主要阳离子为Na⁺,主要阴离子为Cl^-和SO₄^2-,且水化学类型多样;洋河流域地表水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺,水化学类型分布相对集中.影响地表水水化学的自然因素主要为矿物溶解和蒸发,但人类活动却体现出流域差异,其中桑干河为支流的工业废水排放,而洋河流域为农业生产和城市.然而,由工业废水排放和酸雨输入导致的地表水Cl^-和SO₄^2-浓度持续增加,是地表水资源可持续利用的限制因素.因此,未来桑干河流域地表水资源利用要综合考虑总盐分和水化学组成的影响,而洋河流域主要考虑总盐分的影响.因地制宜地进行地表水资源利用,是永定河上游水资源可持续利用和恢复地下水位行之有效的措施.     

Mason Valley Groundwater Model: Linking Surface Water and Groundwater in the Walker River Basin,Nevada1

Carroll, Rosemary W.H., Greg Pohll, David McGraw, Chris Garner, Anna Knust, Doug Boyle, Tim Minor, Scott Bassett, and Karl Pohlmann, 2010. Mason Valley Groundwater Model: Linking Surface Water and Groundwater in the Walker River Basin, Nevada. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 46(3):554-573. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2010.00434.x Abstract: An integrated surface water and groundwater model of Mason Valley, Nevada is constructed to replicate the movement of water throughout the different components of the demand side of water resources in the Walker River system. The Mason Valley groundwater surface water model (MVGSM) couples the river/drain network with agricultural demand areas and the groundwater system using MODFLOW, MODFLOW’s streamflow routing package, as well as a surface water linking algorithm developed for the project. The MVGSM is capable of simulating complex feedback mechanisms between the groundwater and surface water system that is not dependent on linearity among the related variables. The spatial scale captures important hydrologic components while the monthly stress periods allow for seasonal evaluation. A simulation spanning an 11-year record shows the methodology is robust under diverse climatic conditions. The basin-wide modeling approach predicts a river system generally gaining during the summer irrigation period but losing during winter months and extended periods of drought. River losses to the groundwater system approach 25% of the river’s annual budget. Reducing diversions to hydrologic response units will increase river flows exiting the model domain, but also has the potential to increase losses from the river to groundwater storage.     

西北旱区农田土壤N_2O排放空间变化特征及影响因素探讨

旱地农田土壤被认为是重要的N_2O排放源,但排放通量及影响因素仍存在不确定性。对西北干旱半干旱地区农田土壤N_2O的排放分析表明,全区N_2O排放通量相对较低,20世纪80—90年代呈波动式增长。N_2O排放的空间格局总体呈现从东南向西南逐渐减少的趋势。陕西地区排放量为75.58 t?a-1,贡献了全区50%的N_2O排放。过量的氮肥施用、较高的降水量以及明显的增温效应是陕西南部N_2O排放增强的主要原因。