三峡库区“耕—果”转换时空变化特征及其启示——以草堂溪流域为例

三峡库区坡耕地如何实现功能转型,及其转型过程的作用机制对库区未来的粮食安全、生态安全等问题意义重大。本文利用0.51 m高清遥感影像数据,以草堂溪流域为研究区,结合野外实地考察,通过分析坡耕地向经果林的农地用途转换过程来揭示三峡库区坡耕地功能转型的内在机制。研究表明：（1）草堂溪流域的耕—果转换重心在2012年后,以高程800 m为拐点由西南部低海拔平坝地区向东北部高海拔、坡耕地覆盖地区转移,变化发生点均在坡度 15°~30°范围内;（2）研究区耕—果转换的集聚特征一般发生在8.5 km左右的特征尺度上,且空间分布随时间推移愈发均匀;（3）耕—果转换现象与人为活动关系密切,多发生在河流、道路及农村居民点附近;（4）耕—果转换可在微观与宏观尺度上总结为六种变化模式,受社会经济与自然因素驱动,库区耕—果转换的本质为坡耕地功能转型,且转型重点倾向于经济效益与生态效益的共赢。     

Hot Spots and Hot Moments in Riparian Zones: Potential for Improved Water Quality Management1

Vidon, Philippe, Craig Allan, Douglas Burns, Tim P. Duval, Noel Gurwick, Shreeram Inamdar, Richard Lowrance, Judy Okay, Durelle Scott, and Steve Sebestyen, 2010. Hot Spots and Hot Moments in Riparian Zones: Potential for Improved Water Quality Management. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 46(2):278-298. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2010.00420.x Abstract: Biogeochemical and hydrological processes in riparian zones regulate contaminant movement to receiving waters and often mitigate the impact of upland sources of contaminants on water quality. These heterogeneous processes have recently been conceptualized as “hot spots and moments” of retention, degradation, or production. Nevertheless, studies investigating the importance of hot phenomena (spots and moments) in riparian zones have thus far largely focused on nitrogen (N) despite compelling evidence that a variety of elements, chemicals, and particulate contaminant cycles are subject to the influence of both biogeochemical and transport hot spots and moments. In addition to N, this review summarizes current knowledge for phosphorus, organic matter, pesticides, and mercury across riparian zones, identifies variables controlling the occurrence and magnitude of hot phenomena in riparian zones for these contaminants, and discusses the implications for riparian zone management of recognizing the importance of hot phenomena in annual solute budgets at the watershed scale. Examples are presented to show that biogeochemical process-driven hot spots and moments occur along the stream/riparian zone/upland interface for a wide variety of constituents. A basic understanding of the possible co-occurrence of hot spots and moments for a variety of contaminants in riparian systems will increase our understanding of the influence of riparian zones on water quality and guide management strategies to enhance nutrient or pollutant removal at the landscape scale.     

Simulation of Combined Best Management Practices and Low Impact Development for Sustainable Stormwater Management1

Damodaram, Chandana, Marcio H. Giacomoni, C. Prakash Khedun, Hillary Holmes, Andrea Ryan, William Saour, and Emily M. Zechman, 2010. Simulation of Combined Best Management Practices and Low Impact Development for Sustainable Stormwater Management. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 1-12. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2010.00462.x Abstract: Urbanization causes increased stormwater runoff volumes, leading to erosion, flooding, and the degradation of instream ecosystem health. Although Best Management Practices (BMPs) are used widely as a means for controlling flood runoff events, Low Impact Development (LID) options have been proposed as an alternative approach to better mimic the natural flow regime by using decentralized designs to control stormwater runoff at the source, rather than at a centralized location in the watershed. For highly urbanized areas, LID practices such as rainwater harvesting, green roofs, and permeable pavements can be used to retrofit existing infrastructure and reduce runoff volumes and peak flows. This paper describes a modeling approach to incorporate these LID practices in an existing hydrologic model to estimate the effects of LID choices on streamflow. The modeling approach has been applied to a watershed located on the campus of Texas A&M University in College Station, Texas, to predict the stormwater reductions resulting from retrofitting existing infrastructure with LID technologies. Results demonstrate that use of these LID practices yield significant stormwater control for small events and less control for flood events. A combined BMP-LID approach is tested for runoff control for both flood and frequent rainfall events.     

基于WSR方法的喀斯特石漠化小流域治理研究

喀斯特石漠化治理是一项巨大的自然-经济-社会系统工程,WSR方法被证实是进行系统分析、解决复杂问题的有力工具.以WSR方法构建了喀斯特石漠化治理的三维分析模型,提出了石漠化治理中的物理(喀斯特石漠化现状、成因等)、事理(石漠化治理的切入点)、人理(效益评价、政策法规等)的研究内容及工作步骤,为喀斯特石漠化治理研究提供了...     

农业非点源模型——AGNPS计算

由于非点源污染产生机制的特殊性，导致实地调查和试验研究不易实行。而数学模型方法在这一领域尤其能够体现出它的优点，其中AGNPS模型是应用较为广泛者之一。介绍了AGNPS模型的基本结构，主要包括水文、侵蚀和化学污染物的迁移3部分。     

青藏高原典型流域土壤重金属分布特征及其生态风险评价

青藏高原属于环境极端脆弱区和人类活动敏感区,近年来在该区域检测到越来越多的人为干扰.本研究基于甘南"一江三河"和西藏"一江两河"两个流域,分析了Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb这7种重金属的空间分布关系及其生态风险.结果表明,甘南"一江三河"流域7种重金属的空间分布呈东部高西部低的特点,平均含量均超过青藏高原背景值,以Cd （4.50倍）和As （2.83倍）较显著,Cd和Pb的高值主要分布在水域、城镇及农村居民用地和工交建设用地;西藏"一江两河"流域7种重金属的空间分布呈沿江一线重金属含量较低、高海拔地区重金属含量较高的特点,Ni、Zn、As和Cd的平均含量超过青藏高原背景值,以Cd （3.13倍）较显著,Cd的高值主要分布在水域覆盖区.地累积指数法和潜在生态风险指数法表明,在甘南"一江三河"流域以As和Cd的污染程度较高,且在水域覆盖区潜在生态风险最高;西藏"一江两河"流域以Cd的污染程度较高,水域覆盖区潜在生态风险最高.本研究对青藏高原不同土地利用方式下土壤环境保护和可持续开发利用具有指导意义.     

跨界流域污染防治:基于合作博弈的视角

随着经济的高速发展,跨界流域污染问题在我国越发严重起来.从国外解决跨界流域污染的实践经验来看,各个地区采取合作治理污染物的方式防治跨界流域污染,是解决跨界流域污染问题比较经济可行的方式.从国内外众多研究来看,现有研究仅限于利用博弈理论分析完全合作情况下的收益分配问题,并没有对收益分配后,各合作者所形成的合作是否稳定、收益分配是否公平进行讨论与深入分析.论文以此为切入点,利用跨界流域污染合作治理思路,以河南省贾鲁河流域的4 个地区为实证研究对象进行了实证分析.从博弈理论的角度详细地分析了各个地区进行合作防治跨界流域污染的思路、方式,并对各个地区之间进行合作治理污染物时的稳定性进行了讨论.研究结果显示,在进行合作治理污染物时,不同地区的边际污染物减排成本差异是各个地区能否进行合作防治跨界流域污染的关键,并且不同的收益/成本分担机制对不同地区长期、稳定地开展合作治理污染物也有较大的影响.     

基于流域管理的土地利用研究与应用

研究流域中的土地利用,目的是通过分析不同的土地利用方式对流域生态环境的影响,探讨流域中合理的土地利用方式,从而有效地指导流域管理的实施。本文从研究的主要内容、方法与技术手段以及土地利用在流域管理中的具体应用等方面分别加以阐述,探讨了土地利用研究在流域管理中的积极意义。在总结国内外流域内土地利用管理经验的基础上,提出了土地利用规划必须做到经济效益、生态效益与社会效益三者统一,流域土地利用规划可以在遵循基本步骤的原则下,大胆借鉴外国成功经验,结合我国流域的特点,切实地做到流域资源的可持续发展。     

基于数字流域的水质综合管理决策支持系统——以深圳石岩水库流域为例

鉴于城市化地区水环境问题的时空复杂性,单一的水环境管理措施已不能满足实际管理的需要,为改善水环境有必要采取综合管理措施。文章以数字流域为基础,将流域内水系数据、地形数据、土地利用数据、社会经济及人口数据等进行融合,构建了水质综合管理决策支持系统,着重探讨了综合模型集成、动态空间数据与模型及管理之间的耦合关系问题;以深圳市石岩水库流域为例进行实证研究,构建了石岩水库流域管理决策支持系统,评价了旱季截污、产业结构调整、雨季截流等单个及组合措施的水质改善效果。结果表明该系统可以模拟多种措施的综合作用、动态的更新数据与模拟结果、并提供可视化的空间决策信息,是复杂流域水质动态综合管理与空间决策支持的有效工具。     

花江小流域石漠化过程中的土壤有机碳氮的变化

以花江峡谷区1.2 km2小流域为研究对象,通过设置不同喀斯特石漠化强度的样地,研究不同等级石漠化样地的土壤有机碳、全氮含量在石漠化过程中的变化。结果表明,喀斯特生境中土壤具有高度异质性,人为干扰方式对土壤有机碳、全氮含量变异性的影响很大;樵采石漠化样地小生境土壤有机碳、全氮含量维持在较高水平,开垦石漠化样地小生境土壤有机碳、全氮含量较低;随着石漠化程度的加剧,樵采和开垦系列样地土壤有机碳、全氮含量呈现不断降低的趋势,这在一定程度上体现了石漠化过程的土壤退化本质。小流域内石漠化成因类型的划分对揭示石漠化过程中的土壤退化是必须的。