政策驱动下石羊河流域生态效应变化分析

生态政策对于区域的生态健康与可持续发展具有深刻的影响。以石羊河流域为研究对象，借助遥感信息从地表植被动态变化、土地利用、生态系统服务价值3个角度对《石羊河重点治理规划》实施的生态效应进行分析。遥感数据选用了2000—2018年MODIS-NDVI数据及中国多时期土地利用/土地覆被遥感监测数据集（CNLUCC）。通过分析政策实施前后植被覆盖变化趋势、土地利用类型转换、生态系统服务价值变化等信息，获得了政策驱动下石羊河流域生态效应变化趋势。结果表明：2000—2018年间，石羊河流域植被覆盖情况明显改善。2007年《石羊河流域重点治理规划》实施后，流域NDVI明显增加，区域比例从27.41%增加到41.44%，严重退化区域从37.86%下降为12.14%；流域内水域、耕地和城乡工矿居民用地明显增加，林地、草地面积略有下降；19年间流域生态系统服务价值从232.82亿元增加到236.89亿元，其中2015—2018年间的增长趋势最为显著。研究成果对于衡量生态保护政策对石羊河流域生态系统恢复的促进作用提供了参考依据。     

基于区统计方法的石羊河流域土地生态敏感性评价

以石羊河流域为研究区,以遥感数据为基础数据源,采用ArcGIS区统计方法进行土地生态敏感性评价,通过构建石羊河流域水土流失、土壤盐渍化、土壤沙漠化、生物多样性四个定量评价指标,利用栅格叠置分析方法定量研究了石羊河流域土地敏感性特征,生态敏感性等级及影响因素。研究结果表明,极敏感和高敏感区占到了全流域总面积的74.68%,低度敏感区和不敏感区分别占石羊河流域总面积的10.59%和0.88%。最后,针对石羊河流域土地生态敏感性分区的特点,通过综合研究结果和相关资料提出了环境保护和生态建设的相关对策,为指导石羊河流域生态治理提供科学依据。     

石羊河流域综合治理成效及后续治理建议

在综合分析石羊河流域水资源问题、水资源问题形成因素的基础上,结合石羊河流域综合治理目标总结了石羊河流域综合治理取得的成效。提出了更新水库现有调度模式,实施生态调度;发展集雨节灌日光温室,开辟灌溉新水源;推广节水灌溉集成技术,压缩农业灌溉用水;培育政府调控与市场调节相结合的水资源管理模式等石羊河流域后续治理建议。     

协同调控水-农业-生态的干旱区多水源优化配置

干旱区农业发展往往以挤占生态用水和超采地下水为代价，考虑水-农业-生态互馈关系的水资源优化配置有助于平衡利益冲突。该研究以地下水均衡、经济效益和生态用水满足度为调控目标，构建基于水-农业-生态协同调控的多水源优化配置模型，并推求协调发展度计算式，提出了结合NSGA-Ⅱ算法和协调发展度的协同优化算法，分析石羊河流域水、农业和生态之间的权衡和协同关系，确定水-农业-生态协同提升下的水资源配置方案以及适宜的农业和生态用水比例。结果表明，现状条件下，六河子系统的水资源优化配置方案的经济效益可提升1.9%，实现地下水正均衡0.59亿m³；全流域农业和生态用水比例为90%: 10%，渠井用水比为67%: 33%。平水年保障蔡旗来水为3.48亿m³/a时，能够以牺牲中游1.6%的经济效益实现生态用水满足度和地下水均衡量分别较基准情景提升4.8%和18.6%。研究为协同调控复杂的水-农业-生态关系提供了一种有效方法，可为干旱区流域水资源规划与管理提供参考。     

石羊河流域植被生态系统生态风险评价研究

区域生态风险评价涉及到多风险因子、多风险受体、多评价终点,强调不确定因素以及空间异质性的特点.以石羊河流域植被生态系统为例,以区域生态系统类型为着手点,计算不同生态系统类型的生态指数、脆弱度和生态损失度,根据不同种类和级别生态风险源的综合风险权重,利用ArcGIS 9.3软件进行叠加分析,形成不同的生态风险区.结果表明,石羊河流域植被生态风险空间差异性较为明显,其中1级风险区主要分布在石羊河流域上游,占全区面积的3.87％,以肃南和天祝2个县最为集中,植被类型多为有林地;2级生态风险区分布多与1级风险区相连,占全区面积的4.38％,植被类型多为灌木林;3级和低风险区主要分布在下游和中游地区,植被类型为草地和耕地.对石羊河开发利用时应当避免在1级和2级风险区进行大规模的土地开发利用,在3级和低风险区进行土地利用时应注意对土地进行保护利用.     

基于GIS和PSR模型的石羊河流域生态安全评估

干旱内陆河流域一直是生态环境变迁敏感区和社会各界广泛关注的焦点区。研究以石羊河流域为研究区,依据压力-状态-响应模型建立了格网化的流域生态安全评价模型,进而提出了干旱内陆河流域生态安全评估框架和判断标准,在GIS技术的支持下,对评价体系中各指标进行100 m×100 m尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间主成分分析和层次组合赋权法实现对研究区生态安全进行空间表达。结果表明:石羊河流域生态安全地域空间分布差异很大,生态安全指数最高区分布在凉州区及周边,最大值达到87.14,最低地区分布在民勤北部靠近沙漠边缘,其生态安全指数(SESI)值只有43.96,这种情况造成流域内部生态流交互作用减弱,各景观斑块彼此间的生态修复能力减弱,使该流域生态安全两级分化严重。石羊河流域生态安全目前尚处在第III(生态威胁安全)和IV(生态不安全)区间,流域经济社会发展仍以资源环境破坏为代价,属粗放式发展。流域目前面临的生态安全和可持续发展问题,正在使农业和农村经济发展的成本急剧上升。     

基于PSR模型的艾比湖流域生态安全评价研究

基于压力-状态-响应（PSR）概念模型,结合层次分析法并采用综合评价模型对艾比湖流域生态安全进行综合评价。研究结果表明：（1）在13项评价指标中,影响流域生态安全的主导因素为森林覆盖率、草地面积和水土流失治理面积,其所占权重均在0.1以上;（2）自2000-2010年以来,艾比湖流域生态安全指数由0.2309增加至0.7556,流域生态环境呈现良性发展趋势,生态安全状况有所好转。当地政府通过提高森林覆盖率、增加草地面积以及治理水土流失等措施,不断改善了该流域的自然生态环境。     

石羊河流域植被生态质量时空变化动态监测

基于遥感和GIS技术，以MODIS NDVI为数据源，应用DEM和土地利用分类图，采用转移矩阵、一元线性回归模型等方法，对石羊河流域2000-2020年植被生态质量指数（Q）的时空变化特征进行研究，并对Q值基于不同海拔高度、坡度、坡向和植被类型的分布特征进行分析。结果表明：（1）2000-2020年石羊河流域的平均Q值为9.8，南北差异较大，Q值与海拔高度和坡度呈正相关；（2）分析Q转移矩阵，流域植被生态质量处于改善之中，2000-2010年植被生态质量改善和退化面积占总面积的比例分别为30.0%和2.2%,2010-2020年分别为13.7%和10.9%;(3)2000年以来流域Q值平均每10a增加1.2，呈增加趋势（Slope>0.0）的区域面积占整个研究区面积的90.3%;(4)Q值呈增加趋势的面积随着海拔高度的增大呈波动变化，随着坡度的增大先增加后减小；（5）森林、草地和灌木丛植被类型Q值呈增加趋势所占比例均在60.0%以上；（6）研究区Q值与气温、降水的相关系数分别为0.352和0.281，气温是植被生长的主要影响因素。     

石羊河流域荒漠化评价指标体系研究

石羊河流域作为西北干旱区内陆河流域生态退化的典型,因其特殊的地理位置,成为我国北方沙尘暴的重要源地之一,影响到整个北方地区的天气状况。本研究在建立解译标志的基础上,对1999年和2004年两期卫片进行比较,并到现场进行重点核实,首次建立了石羊河流域荒漠化评价指标体系,结果表明石羊河流域荒漠化面积呈发展趋势,而且从程度上来说,向两极发展,即极重度、轻度面积增加,中度和重度面积减少,这与有关专家的预测和实际情况基本一致。     

干旱区内陆河流域不同规模城镇水资源利用效率评价——以石羊河流域为例

[目的]对石羊河流域不同规模城镇用水效率的时空差异表现进行评价,探讨城镇人口规模与城镇用水效率之间的关系。[方法]采用数据包络分析(DEA)模型和Malmquist全要素生产力指数模型。[结果](1)流域用水综合效率呈"V"型波动增长曲线,其中纯技术效率在逐步提高,规模效率水平呈下降态势;Malmquist指数分析结果也验证流域用水效率水平在不断提升,这是技术进步和技术效率共同提高的结果。(2)流域城镇人口规模与城镇用水效率二者成正相关关系。在保障规模较大城镇水资源有效供给的同时,更要注重以产业结构的优化升级来带动用水效率提高。[结论](1)古浪、永昌县应增加要素投入,而凉州、民勤、金川县应在维持现有投资规模的同时,在用水总量控制的前提下促进经济结构调整和用水结构优化联动机制的形成。(2)先进用水技术和高效水资源管理是未来继续提高石羊河流域水资源利用效率的有效办法。     

东新村农业水资源的开发与节水灌溉现状调查

通过对东新村的水量平衡分析表明:该村农业水资源供需矛盾日趋尖锐,在当前生产水平下,年缺水约50万m³,必须大力推广节水灌溉技术,维持地下水采补平衡,以维持该村农业的持续稳定发展.     

济南市水安全问题成因分析及防治对策

水安全问题是城市安全问题的重要组成部分.以水资源匮乏、水污染严重、水土流失加剧、洪涝灾害加重等为特征的城市水安全问题,成为制约城市社会、经济、生态可持续发展的重要因素之一.为此,以济南市为例,探讨了城市发展过程中存在的主要水安全问题,分析了产生这些问题的原因,提出了解决这些问题的对策.     

水土保持与水资源可持续开发利用的探讨

水循环是自然界水体的自然规律,也是水资源可持续开发利用的基础,任何破坏水循环机理的因素都将阻碍水资源可持续开发利用;相反,有利于水循环机理的因素都将促进水资源可持续开发利用。这里从水循环机理分析水资源可持续开发利用与水土保持的内在联系,分析水土流失和植被破坏对水资源开发利用的影响,探讨水资源可持续开发利用与水土保持的辩证关系,进一步阐述水土保持在水资源可持续开发利用工作中的重要作用。     

土壤水分基础理论及其应用研究进展

 从土壤水分基本理论和应用研究等方面回顾土壤水研究的进展及取得的成就:从最初的形态学观点到现在的能量观点;从简单研究逐步发展为一门学科,再到多学科交叉;研究方法日趋理论化同时注重与实践相结合;研究手段的多样化;研究领域的扩展等。着重从坡面、小流域和区域尺度总结了土壤水分异质性的研究现状,并归纳了环境因子对土壤水分异质性的主要影响途径。用发展的观点重新认识“土壤水库”的概念和实际作用。最后对该领域研究价值和未来发展作出评价与展望。     

塔里木河流域2003年虚拟水计算初探

简要介绍了虚拟水含量的计算方法。根据2003年塔里木河流域的资料,计算了主要农产品单位质量的虚拟水含量、城乡居民消费的虚拟水含量和生产产品的虚拟水含量。(1)与西北其它地区相比较,塔里木河流域生产单位质量的农产品虚拟水含量相对较低。(2)从塔里木河流域虚拟水消费总量看,城镇居民与农村居民的消费相差不大,分别为3.71×109m3和3.30×109m3。而其中一些消费产品,如粮食、猪肉、家禽、鲜蛋、糕点和鱼虾等的消费在城镇居民与农村居民间仍然存在着一定的差异。(3)全社会消费的虚拟水数量和实际生产产品中的虚拟水含量分别为7.01×109m3和2.20×1010m3。可以看出在塔里木河流域实际生产产品的虚拟水含量远远大于各项消费的总虚拟水含量。     

防止水土流失和充分利用降水是黄土高原水土保持综合治理的基础

将水土流失和水分利用两个方面的问题统一解决是搞好黄土高原水土保持综合治理的基础。为此,必须寻求同时减少水土流失、改善生态环境和充分利用降水、提高土地生产力的结合点、可行途径及关键措施。本文就这一问题进行了探讨,并提出了在基本农田建设和提高降水利用率方面存在的问题和潜力。     

赣江中游水源涵养林乔木和蕨类植物凋落物持水和失水特征

选取赣江中游典型水源涵养林中常见的3种常绿针叶树、3种落叶阔叶树、4种常绿阔叶树和5种蕨类植物的凋落叶,通过室内浸泡试验和失水试验研究了植物凋落物的持水和失水特征。结果表明:(1)凋落物的吸水速率均显示出随浸泡时间增加而降低的趋势,到8 h基本趋于平缓,24 h达到饱和状态,而失水速率随着失水时间的增加逐渐减少,到12 h后趋于稳定;(2)蕨类植物凋落物的饱和持水量(202.5%)显著高于落叶阔叶树(173.0%)、常绿阔叶树(124.6%)和常绿针叶树(86.5%),而24 h内蕨类植物的失水量(65.4%)与落叶阔叶树(65.4%)之间没有显著差异,但均高于常绿阔叶树(53.6%)和常绿针叶树(42.8%);(3)凋落物饱和持水量和平均失水速率与其初始密度呈显著负相关(R~2分别为0.428和0.266),而与初始比叶面积呈显著正相关(R~2分别为0.488和0.398),这表明叶密度和比叶面积是决定物种间凋落物持水和失水特征差异的重要因素。研究结果揭示了蕨类植物凋落物在森林水源涵养功能中的重要作用,为赣江中游水源涵养林生态系统服务功能评估和林业管理措施制定提供科技支撑。     

太行山前平原高产农区土壤水分特征及农田节水潜力

根据连续4年对非耕地和田间土壤水分的测定，分析了太行山前平原高产农区土壤水分的变化规律，并根据该区主要作物冬小麦和夏玉米的需水规律，提出了农田节水潜力的两个方面。     

用薄层土蒸发数据计算获得萎蔫含水量和高基模吸力段持水曲线

本研究对薄层土的含水量和薄层土所含水分的蒸发率的关系进行了理论分析 ,并在实验室测定了砂土、壤土、和粘壤土的薄层样品的水分蒸发过程。蒸发率迅速降低时的转折含水量被与压力锅法测定的萎蔫含水量相联系。薄层土蒸发数据还被用于计算高吸力段的持水曲线。vanGenuchten持水曲线模型经修改后可以很好拟合所计算的持水曲线数据     

东北主要类型旱田土壤持水特性研究

土壤持水特性是对土壤水分有效性的一种反映,不同土壤持水特性存在差异。为了解东北地区主要旱田耕地土壤的持水特性,本研究通过定点采样方法,在不同地区选择了典型的黑土、草甸土、白浆土、碱土、褐土5类旱田耕地土壤,通过压力膜法得出不同水柱压力下土壤水分实测值,并通过Van Genuchten和Garden模型进行模型拟合,相关性极显著,通过Van Genuchten绘制土壤水分特征曲线,从曲线看出,不同类型土壤持水特性存在差异,0～10 cm土层各土壤水分特征曲线差异大、曲线分散,草甸土、白浆土、碱土含水量在各压力下均处于较高水平,褐土最低,黑土居中; 10～20 cm土层土壤水分特征曲线在低吸力阶段差异仍较大,高吸力阶段差异小,褐土含水量最低,草甸土、白浆土、碱土趋于一致,黑土居中; 20～30 cm土层差异减小,褐土、碱土、黑土趋于一致;通过Garden模型计算土壤比水容量,不同水吸力下,褐土比水容量最高,其次是黑土,草甸土、白浆土和碱土比水容量较低,说明褐土和黑土释水能力强;土壤饱和含水量与土壤容重显著负相关,土壤有效持水库容与土壤大颗粒、土壤0. 02 mm的颗粒呈极显著负相关,与0. 02～2 mm的颗粒含量呈显著正相关;草甸土、碱土、白浆土饱和持水库容高,但有效库容低,与褐土、黑土相反。因此,提高土壤持水能力要根据土壤的物质特性提出对应措施。