Dynamic Variation of Land-use Types of the Constructed Wetland before and after OH-field Water Irrigation Based on 3S Technology

[目的]研究基于3S技术的人工湿地污灌前后土地利用类型动态变化规律.[方法]考察了2001～2010年吉林省西部干旱与半干旱交错地带人工湿地经含油废水灌溉后,含油废水补给量与人工湿地区域生态需水量的供需平衡,并结合3S技术,分析了2001、2006、2008和2010年含油废水灌溉人工湿地区域前后,人工湿地区域及周边地区的土地利用类型划分和动态变化.[结果]2003～2010年人工湿地区域的生态需水量为1.62 × 106～2.24× 106m3,而区域内含油废水补给量为2.12 × 106 ～2.84×106m3,含油废水排放总量能够满足人工湿地区域生态需水量的需求,同时发现2010年人工湿地区域及周边地区水域面积和水田面积较2001年分别增加了2.3倍和10倍,林地、沼泽面积增加了40.15％和29.50％.[结论]含油废水灌溉人工湿地措施有效缓解了干旱与半干旱交错地带的缺水及生态环境问题.     

吉林省西部人工湿地生态系统健康与综合生态效益研究

[目的]对吉林省西部人工湿地的生态系统健康状况和综合生态效益进行评价。[方法]以吉林西部人工湿地为研究对象,考察了英台采油厂中水灌溉对湿地生态系统的影响,从生态环境、经济和社会发展角度构建了人工湿地综合生态效益评价指标体系,并采用均方差法对2003～2010年吉林西部人工湿地生态系统健康和综合生态效益进行定量评价。[结果]经中水灌溉的人工湿地运行8年后,生态系统健康等级由Ⅳ级（退化区）转变为II级（近自然区）;人工湿地的综合生态效益等级由IV级改善为II级,经济、生态环境和社会发展已趋于完善。[结论]在干旱、半干旱的湿地地区,采用中水灌溉恢复生态系统是一种＂以废治旱＂的适宜途径。     

基于生态水位约束的下辽河平原地下水生态需水量估算

以我国北方典型的大型地下水盆地——下辽河平原为研究对象,在考虑地下水蒸发特点基础上,统筹考虑对地下水依赖程度较高的天然草地、天然湿地和河流生态系统对于地下水位的要求,综合水文和生态两方面因素确定地下水生态水位;利用Golden surfer软件的体积计算功能,计算出研究区内全年各月的地下水生态需水量;采用正态信息扩散模型,运用月保证率法得到不同保证率、不同恢复等级下的年地下水生态需水量.结果表明:下辽河平原不同月份的地下水缺水量41.83×108-60.07×108 m3、缺水区面积2.05× 104-2.34×104 km2、盈余水量2.73×108-6.68×108 m3、盈余区面积0.30×104-0.59×104 km2、地下水生态需水量35.15×108-57.33×108 m3;经月保证率法整合后的年地下水生态需水量变化规律为,随着保证率的降低,地下水生态需水量不断增加,而需水量等级越高,需水量增加幅度越大.     

山西冬小麦作物需水量近45年变化特征

[目的]研究冬小麦生态需水量随气候变化的响应机制。[方法]利用1961~2005年山西冬小麦产区各县的气象资料和区域各农业气象观测站观测资料,根据区域冬小麦物候规律将山西冬小麦区分为5个区域,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式结合作物系数,分别计算5个区的冬小麦作物需水量,并结合同期降水量,分析各发育期冬小麦作物的需水、缺水变化规律,需水、缺水年际变化特征。[结果]结果表明,山西冬小麦各区域作物需水量在436.1~446.0 mm之间,表现出由轻旱-干旱-重旱区域作物需水量逐渐增加的趋势 以抽穗~灌浆期需水强度最大,冬前分蘖期和春季的拔节~灌浆期需水最为关键 生态缺水量平均为260 mm,缺水率在60%以上 各生育期返青~拔节期缺水率最大 气候变暖背景下,区域冬小麦生态需水量基本表现出下降趋势,而生态缺水率呈增加趋势,20世纪80年代需水量下降比较明显,缺水率则较小,从90年代开始随着暖干化趋势明显,作物缺水率也日益严重。[结论]抓好关键期水分利用、优化灌溉制度对提高冬小麦产量非常重要。     

奎屯河流域土地利用/覆被及生态系统服务功能变化

[目的]分析25年来奎屯河流域土地利用/覆被与生态系统服务功能的变化,以期为该区域资源管理和生态经济协调发展提供理论基础.[方法]在3S技术的支持下,以1975年和2000年的TM 图像解译数据为基础,采用谢高地的评价方法分析了25年来奎屯河流域土地利用/覆被与生态系统服务功能的变化特征.[结果]1975～2000年,奎屯河流域耕地、城乡建设用地、盐碱地和沙地有所增加,其他林地、草地、水域和沼泽的面积均减少;区域生态系统服务功能从1975年的3 108.68×106元减少到2000年的2 953.91×106元,减少量为154.77×106元,减少率为4.98;;[结论]生态系统服务价值降低说明该区域生态环境趋于恶化,将来区域发展必须加强生态环境保护力度.     

艾比湖流域土地利用变化及其生态响应分析

[目的]通过对艾比湖流域多时段土地利用动态变化、景观格局以及土地利用转换方式对生态环境质量的影响进行定量分析,阐述艾比湖流域近18 a间的土地利用变化对生态环境的影响及效应.[方法]运用相关分析方法论证土地利用与生态环境之间的互动关系及其效应.[结果]从艾比湖流域土地利用景观动态变化来看,景观分离度的逐步降低、破碎度的先升后降、多样性指数和均匀度的急升缓增;生态系统价值的不断增多;通过生态环境指数模型分析及土地利用转换和生态环境质量贡献率的响应研究,艾比湖流域各土地类型转换时会造成生态环境的恶化、生态环境质量的降低.[结论]艾比湖流域总体生态环境质量呈现出恶化的趋势;区域各类具有高生态价值的土地利用类型面积的扩大有利于整个区域生态质量的改善,但生态环境仍然比较脆弱,还有待提高.     

土地利用变化对长沙市生态系统服务价值影响

分析了1995—2005年长沙市快速城市化的5城区土地利用/覆盖变化,参照谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,计算并研究了土地利用变化引起生态系统服务价值的变化以及生态系统服务价值与土地利用结构的关系.结果表明:研究期内,研究区耕地、园地、林地、水域和未利用地减少,耕地减少最多,草地和建设用地增加,建设用地增加最多;研究区内土地利用程度存在明显差异,其中芙蓉区土地利用程度最大,开福区最小;生态系统服务价值由1995年的655.15×106元减少到2005年的589.26×106元,年变化率-1.01%,水域和林地面积减少,建设用地面积大幅度增加是ESV减少的主要原因;研究区单位ESV与林地、水域、建设用地所占比例明显相关,用多元线性回归方程可很好地表示.由此预测2010年长沙市城区的单位ESV将进一步下降,总ESV将减少为541.47×106元.     

拜城绿洲盆地土地利用/土地覆被动态变化研究

选择生态环境较为脆弱的拜城绿洲盆地为研究对象,以2000年ETM+和2016年GF-1影像为数据源,对研究区进行土地利用/覆盖类型分类,分析绿洲盆地近16年土地利用/土地覆被时空动态变化。结果表明:近16年来,研究区耕地、密林地、坑塘、居民点及工矿用地面积都有不同程度的增加;灌木林地、沼泽湿地、水域、轻度盐渍化土地、戈壁砂砾石裸地面积有所减少,沙漠化土地及基岩面积未发生明显的变化。人工渠系和人工水库的修建造成研究区干旱缺水,地下水位下降,天然生态植被减少,绿洲生态环境恶化。因此,合理地控制人口数量、正确的政府政策导向和合理经济发展需求是干旱区绿洲土地可持续发展的关键。     

区域土地利用变化图谱分析及其生态效应评价 ——以太原市城区及近郊区为例

 【目的】为太原市城区及近郊区土地资源的可持续利用以及生态环境保护提供决策支持,以促进研究区生态环境和社会经济的持续发展。【方法】运用地学信息图谱理论和方法，在RS和GIS的支持下生成了太原市城区及近郊区1990～2001年土地利用变化图谱，在此基础上，对研究区1990～2001年土地利用变化特征进行了分析并对其生态效应进行了测算。【结果】11年中，研究区耕地、草地、水域在不断减少，其中耕地减少最多;园地、未利用地、林地、建设用地在不断增加，其中林地增加最多;土地利用的变化导致了研究区生态系统的生态服务价值从1990年的1 202.15×106元增加到2001年的1 251.49×106元，年增加率为0.37％。【结论】土地利用类型变化最大的是耕地向未利用地的转化，其次为耕地向城镇用地的转化；草地、耕地的退化及未利用地的增加给研究区的生态系统服务带来了一定的负面影响；经过实证分析，利用地学图谱进行土地利用变化和生态效应定量研究是一种十分有效的方法。     

基于固着藻类反应器的生态沟渠构建(英文)

[目的]该研究旨在使池塘循环水养殖系统中人工湿地出水更加满足养殖水质要求。[方法]在长×宽×深为150m×0.5m×0.6m的养殖池塘排水沟内借助固着藻类反应器原理设计构建了生态沟渠,研究了生态沟渠对人工湿地出水溶氧恢复状况及深度净化效果。[结果]研究结果显示,人工湿地出水溶氧经过生态沟渠后显著提高至4.41～7.91mg/L,pH值显著提高(P<0.05)。在150m长度范围内,生态沟渠水中溶氧量随着沟渠长度的增加呈线性增加的趋势(P<0.05)。生态沟渠对人工湿地出水中NH4+-N、IMn和PO43--P等具有进一步去除效果,去除率分别达19.46%、13.38%和31.09%,对总大肠菌群的去除率范围在12.5%～78.13%。[结论]基于固着藻类反应器的生态沟渠能使人工湿地出水溶氧低的状况得到改善,N、P等物质得到进一步去除,可以作为与人工湿地配套的水回用系统。     

灌水量与灌水次数对焉耆盆地籽瓜产量性状的影响

[目的]研究灌水量与灌水次数对焉耆盆地籽瓜产量性状的影响。[方法]研究了焉耆盆地灌水量与灌水次数对籽瓜产量、鲜瓜重和出籽率影响,并计算各生育期的需水量。[结果]2012、2013、2014年,不同灌水定额处理下的籽瓜产量差异均较显著,尤其2012和2013年达到极显著水平。2012年灌水次数处理对籽瓜产量有显著影响。灌水次数对鲜瓜重有显著影响,而灌水量对其影响达到极显著水平,进一步说明灌水量对鲜瓜重的影响极大,而籽瓜出籽率在不同灌水量和不同灌水次数下表现均不显著。籽瓜产量与耗水量之间呈二次抛物线关系,籽瓜全生育期最佳需水量为3 600 m~3/hm~2,最佳灌水次数8次左右。当全生育期供水量小于3 600 m3/hm~2时,籽瓜产量随耗水量的增加而增加;当全生育期供水量大于3 600 m3/hm~2,产量不增反降。籽瓜各生育期需水量中,苗期需水量占全生育期的16.8%,开花坐果期占26.9%,果实膨大期占38.2%,成熟期占18.1%。[结论]该研究为掌握籽瓜的需水规律,充分分配并发挥有限水资源的最大潜力提供理论依据。     

不同灌水量对日光温室黄瓜耗水规律及水分利用效率的影响

[目的]研究不同灌水量对日光温室黄瓜耗水规律及水分利用效率的影响。[方法]在宁夏干旱区日光温室膜下滴灌条件下,研究了不同灌水量对日光温室黄瓜耗水规律和土壤水分利用效率的影响。[结果]灌水量为563 mm时,耗水强度整体随生育期的延后逐渐增大,在结果盛期达到最大,随后逐渐下降,在各生育期各处理日耗水强度随灌水量的增加而增加;而土壤水分的消耗则随灌水量的增加而明显减少,灌水量达到563 mm时完全能满足黄瓜水分需求,并开始向土壤补充水分,且水分利用率达到33.4 kg/m3。[结论]为温室黄瓜生产的水分管理提供了理论依据。     

不同灌水量对日光温室黄瓜耗水规律及水分利用效率的影响

[目的]研究不同灌水量对日光温室温控黄瓜耗水规律及水分利用效率的影响。[方法]在宁夏干旱区日光温室膜下滴灌条件下,研究了不同灌水量对日光温室黄瓜耗水规律和土壤水分利用效率的影响。[结果]灌水量为563不得mm时,耗水强度整体随着生育期的延后逐渐增大,在结果盛期达到最大,随后逐渐下降,在各个生育期各处理日耗水强度随灌水量的增加而增加;而土壤水分的消耗则随着灌水量的增加而明显减少,灌水量达到563mm时完全能满足黄瓜水分需求,并开始向土壤补充水分,且水分利用率达到33.4kg/m3。[结论]该研究为温室黄瓜生产生产的水分管理提供了依据。     

抚仙湖磷矿开采区入湖河流末端湿地净化效果研究

[目的]研究抚仙湖磷矿开采区入湖河流末端湿地的净化效果。[方法]对东大河河口湿地系统运行参数进行了一周年的测试,分析该湿地系统对磷矿来源污水的净化效果。[结果]湿地对TN、TP、CODCr入湖污染负荷量的平均去除率分别为52%、32%、54%,设计水力负荷为0.67 m3/(m2.d)时处理效果最好。工程已稳定运行6年,达到无能耗、防堵塞、高去除率的运行效果。[结论]该湿地有效削减了磷矿开采产生的入湖污染物负荷量,对保护抚仙湖起到关键的作用。     

立体式人工湿地处理微污染源水的应用与研究

[方法]探讨立体式人工湿地在微污染源水体处理中的应用。[方法]提出了一种立体式人工湿地模式,重点分析了运用该模式的嘉兴石臼漾水厂引水河道新塍塘的水质生态净化中试工程,并从水质水量、季节气候、物种配置以及管理维护4个方面,探讨了该项技术净化水质的影响因素。[结果]在夏秋两季,3种不同水力负荷的工况下,中试工程能够改善水体透明度及溶氧环境,有效降低了微污染源水中的SS、CODCr、NH3-N、TN、TP等水质指标,出水基本能稳定达到地表水III类标准。[结论]该立体式人工湿地对微污染源水的净化处理是可行的,具有极其广阔的应用价值与推广前景。     

干旱区黄芪耗水量及灌溉制度研究

[目的]研究干旱区的黄芪耗水量及灌溉制度。[方法]以2年生黄芪为研究对象,在宁夏中宁固海试验站设置试验区进行黄芪灌溉制度和全生育期耗水量试验研究。[结果]2年生黄芪3月底返青,株高5 cm,9月底采收时约120 cm;灌水定额在5 100～5 700m3/hm2时产量较高,在3 600～4 050 m3/hm2时较经济。灌溉制度为:4月上旬灌水900 m3,5月上旬灌水1 125 m3,6月中旬灌水1 200m3,7月中下旬灌水1 050 m3,冬灌水量1 200 m3,全生育期灌水5次,灌溉定额为5 475 m3/hm2;生长期内耗水量为7 350～8 250m3/hm2。[结论]该试验研究了黄芪生育期耗水量及其最适宜的灌水量、灌水次数及灌溉定额等关键灌溉参数,为宁夏干旱半干旱区及国内其他同类地区黄芪种植及灌溉提供技术支撑。     

宁夏降水空间分布格局及其多时间尺度变化特征分析

[目的]研究宁夏降水空间分布格局及其多时间尺度变化特征。[方法]依据宁夏1951～2008年月降水资料,采用旋转自然正交分解法（REOF）、降水集度法（PCI）、小波分析法及Mann-Kendall秩次相关分析等方法,分析近58年来该地区降水的空间分布格局及其多时间尺度变化特征。[结果]宁夏地区降水的空间结构总体表现为＂南北异向＂型和＂北中南各异＂型;降水由北向南依次递增,年际变化由北向南依次减弱,引黄灌区降水年内分配极不均匀,其他地区年内变化波动相对平缓;各地单独丰水年的概率高于单独枯水年,而发生连枯年的概率则高于连丰年,并以3、6及10年的显著周期振荡。中部干旱带及南部山区降水呈减少趋势的概率均为75.0%,引黄灌区达71.4%,全区降水减少的概率达73.3%;中部干旱带及引黄灌区年降水波动呈增加趋势;降水的年内分配差异将变缓,尤其是中部干旱带呈减少趋势概率达100.0%。[结论]该研究为当地降水资源的有效利用及区域社会经济与生态环境协调发展提供有益的参考。     

麦积山景区生态需水特征(英文)

[目的]研究麦积山景区生态需水特征。[方法]运用麦积山景区内多年土壤湿度资料及气象资料,对景区内生态需水特征进行分析。[结果]麦积山景区内年实际需水量为678×106m3,土壤含水占21%,蒸散量占79%;最小生态需水定额为480×106m3,土壤含水占16%,蒸散量占84%;最小适宜生态需水定额为624×106m3,土壤含水占18%,蒸散量占82%。降水量为614×106m3,可消耗水中水分盈余78×106m3。降水量大于蒸散量的年份占76%。自21世纪80年代以来,蒸散量呈线性增加趋势,一年之中,6~10月降水量大于蒸散量,11~12月以及1~5月降水量小于蒸散量,蒸散需水靠土壤水调节。春季降水量与蒸散量相差较大,对瀑布、溪流等自然有一定影响。[结论]该研究结果为麦积山景区水资源的合理利用及长远规划提供了依据。     

我国干旱半干旱地区生态需水研究进展

生态需水是国内外生态水文学研究的热点问题。回顾了我国西北干旱半干旱地区生态需水研究的现状,并对今后生态需水研究进行了展望。研究认为,目前我国内陆干旱区生态需水研究取得了很大的进展,但是还存在一些问题,如生态需水还没有明确统一的定义;研究方法也是因人而异;研究中的尺度转换问题;建立生态需水与生物多样性、生境多样性和生态系统健康状况相关联的指标体系。     

生态浮床-简易湿地组合系统对富营养化水体净化效果研究

[目的]研究生态浮床-简易湿地处理系统对富营养化水体的净化效果,以期为进一步开展人工湿地和生态浮床技术相组合的研究及污水、富营养化水体的生态修复提供科学的理论依据。[方法]将生态浮床-简易湿地组合成复合的生态浮床-简易湿地处理系统,通过室内模型试验和在该系统内种植黑麦草,研究该组合系统对富营养化水体中TN、TP、CODMn、BOD5、NH4-N等指标的净化效果。[结果]在冬季,生态浮床-简易湿地组合系统处理效果相当好,其对富营养化水体中TN、TP、CODMn、BOD5、NH4-N的平均去除率分别为53.5%、74.3%、41.8%、65.5%和37.8%以上。[结论]生态浮床-简易湿地组合系统对富营养化水体的净化效果明显较单一的生态浮床或简易人工湿地系统要好。