Influences of sand cover on erosion processes of loess slopes based on rainfall simulation experiments

Aeolian-fluvial interplay erosion regions are subject to intense soil erosion and are of particular concern in loess areas of northwestern China.Understanding the composition,distribution,and transport processes of eroded sediments in these regions is of considerable scientific significance for controlling soil erosion.In this study,based on laboratory rainfall simulation experiments,we analyzed rainfall-induced erosion processes on sand-covered loess slopes(SS)with different sand cover patterns(including length and thickness)and uncovered loess slopes(LS)to investigate the influences of sand cover on erosion processes of loess slopes in case regions of aeolian-fluvial erosion.The grain-size curves of eroded sediments were fitted using the Weibull function.Compositions of eroded sediments under different sand cover patterns and rainfall intensities were analyzed to explore sediment transport modes of SS.The influences of sand cover amount and pattern on erosion processes of loess slopes were also discussed.The results show that sand cover on loess slopes influences the proportion of loess erosion and that the compositions of eroded sediments vary between SS and LS.Sand cover on loess slopes transforms silt erosion into sand erosion by reducing splash erosion and changing the rainfall-induced erosion processes.The percentage of eroded sand from SS in the early stage of runoff and sediment generation is always higher than that in the late stage.Sand cover on loess slopes aggravates loess erosion,not only by adding sand as additional eroded sediments but also by increasing the amount of eroded loess,compared with the loess slopes without sand cover.The influence of sand cover pattern on runoff yield and the amount of eroded sediments is larger than that of sand cover amount.Furthermore,given the same sand cover pattern,a thicker sand cover could increase sand erosion while a thinner sand cover could aggravate loess erosion.This difference explains the existence of intense erosion on slopes that are thinly covered with sand in regions where aeolian erosion and fluvial erosion interact.     

1969-2018年黄河实测径流与天然径流的变化

[目的] 分析黄河实测径流与天然径流的变化规律，为探究人类活动对径流的影响提供依据。[方法] 基于1969—2018年黄河干流8个水文站的天然径流和实测径流数据，使用Mann-Kendall趋势检验与突变检验法，对比分析近50 a黄河干流实测径流和天然径流的变化规律。并结合近15 a各分区耗水数据探讨人类活动对于径流的影响。[结果] ①1969—2018年黄河上中下游实测径流整体呈降低趋势，兰州、花园口、利津3个代表站多年平均降低速率分别为5.10×10⁷，3.55×10⁸，4.13×10⁸ m³/a。②近50 a天然径流和实测径流趋势突变主要集中在1986和1990两个年份，结合前人研究和重要水事分析，1986年突变可能与1984年以来一系列水土保持措施实施以及1986年龙羊峡水库修建有关；而造成1990年径流突变的原因可能是80—90年代黄河流域用水量激增和流域下垫面改变。③天然径流与实测径流的差值从上游至下游水文站断面逐渐增大，这主要与近15 a平均耗水量也沿程增大相一致；另外多年平均实测径流在利津站仅占天然径流的42%。耗水量最大的两个分区为花园口以下和兰州—头道拐段，分别达到了1.06×10¹⁰和1.04×10¹⁰ m³。[结论] 人类活动中的各项耗水（尤其是农田灌溉）是造成兰州站以下地区天然径流与实测径流差值大的主要原因，因此，应进一步推进黄河流域节水农业的发展，合理分配各项耗水量。     

TRMM在海河流域南系的降水估算精度评价及其对SWAT模型的适用性

准确估算区域降水对水文过程评价和水资源管理意义重大。为评估TRMM 3B42V7降水产品在海河流域南系的估算精度及其在土壤和水评估模型(Soil and Water Assessment Tool,SWAT)中的适用性,利用28个气象站降水观测数据(2007-2016年)和101个雨量站观测数据(2010-2016年)开展研究。研究表明:站点尺度上,3B42V7降水产品对月降水估算的均方根误差小于15 mm,平均误差小于8.5 mm;在湿润季节的估算精度更好。流域尺度上,日降水估算精度较差,相关系数小于0.6。分区尺度上,3B42V7能够很好地捕捉到不同等级降水强度,但对微量降雨有所低估;山区和平原的年降水量均出现高估现象,平原区较为突出;此外,3B42V7能够较好地捕捉到研究区内极端降水的时间和空间分布。分2种情景进行水文模拟,利用月平均流量对模型进行校准和验证,在情景Ⅰ中,验证期模拟结果较好,决定系数在0.56~0.96之间,纳什效率系数在-11.09~0.94之间。TRMM 3B42V7可为海河流域及其类似区域的水资源管理提供参考。     

长江源区长序列径流变化规律及其与气象要素的关系分析

基于长江源区1956-2012年水文气象资料,采用集中期和集中度、突变检验、小波变换等方法,分析了长江源区沱沱河站和直门达站年径流变化的趋势性、突变性和周期性,并从相关性和径流系数变化方面探讨了径流变化对气象要素的响应。结果表明：长江源径流年内分配的集中程度呈弱增加趋势,集中期均呈弱延后趋势。沱沱河站、直门达站1956~2012年年径流量均呈显著增加趋势。沱沱河站年径流在1997年发生突变,直门达站在1961和1967年发生突变。沱沱河站年径流存在20-28年、12年的显著周期。直门达站年径流存在8年、24-28年的显著周期。长江源径流与降水、气温呈显著正相关,与水面蒸发呈显著负相关。降水是三江源径流的主要来源,沱沱河径流组成中冰川消融量占比站较直门达站大。     

青土湖水面形成区土壤颗粒组成与化学特性变化

青土湖输水作为石羊河流域治理的一项关键措施,对保护湖区水资源和生态环境具有重要意义。在距青土湖水面边缘东南方向0-450 m的10个样点中分3层取0-60 cm土样,测定土壤粒径的质量百分比与全氮、全磷、全钾和电导率,分析青土湖水面形成后土壤颗粒组成与化学特性变化。结果表明,随着离水面边缘距离的增加,土壤颗粒与化学特性呈有规律的增减变化,土壤粘粉粒组成与其全磷、全钾之间存在正线性相关。青土湖水面形成加剧了距水面边缘0-150 m处的土壤理化性质变化;土壤细粒及养分出现富集,分别在距水面边缘100-150 m和300 m处达到最大值。因此,土壤养分与土壤细物质的良好相关性表明,土壤粘粉粒变化可作为反映该区域土壤性状变化和评价衡量水面形成后土壤恢复程度的定量指标之一。     

泵闸建设对白莲泾河段水质的影响

2007年4月-2009年4月对上海白莲泾河段水体环境质量进行了调查,取黄浦江南码头上1个断面和白莲泾上的3个断面,于每月大、小潮当日采集各断面水样,获得了该河段的各项水质指标。2007年10月,白莲泾河道断流,泵闸工程实施。根据监测结果,以DO、BOD₅、COD_Mn、TN和TP为指标参数,利用标准类别指数评价法对建闸工程施工活动的环境影响进行评价,结果发现:TN、TP是白莲泾河段的最主要污染指标,TN的权重系数均超过40%,甚至50%,均为劣Ⅴ类;TP的权重系数均超过10%,甚至30%,其含量是地表水Ⅳ类标准的0.8~5.6倍。总体上,白莲泾河段3个站点的水质劣于黄浦江站点,而施工前水质优于施工后。施工前,大潮期白莲泾河道IV类水比例为29%,较小潮期(8%)高出21%。建闸施工后,大小潮期间出现劣V类水的比例分别为87%和88%,潮汐对白莲泾河段并无显著影响。     

东佛里生羊MSTN基因多态性及其与生长性状的关联分析

试验旨在研究肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)基因多态性及其对东佛里生羊生长性状的影响。从324只东佛里生羊全血中提取DNA,对MSTN基因外显子序列和非翻译区(untranslated region,UTR)序列进行PCR扩增,采用一代测序技术鉴定单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,分析不同位点的遗传多态性,并将不同基因型与东佛里生羊的生长性状进行关联分析。结果显示,在东佛里生羊MSTN基因外显子中未检测到突变;在3'-UTR区的272 bp处存在G→A单碱基突变,该位点只检测到AG和AA基因型,且AA基因型频率高于AG基因型;在5'-UTR区的176 bp处存在C→A突变,该位点只检测到CC和AC基因型,且CC基因型频率高于AC基因型。遗传多样性参数分析结果表明,东佛里生羊群体MSTN基因3'-UTR-272和5'-UTR-176位点的纯合度分别为0.827和0.887,杂合度分别为0.173和0.113,2个位点的多态性均较低(PIC<0.25),其群体基因型分布均符合哈代-温伯格平衡(P>0.05)。关联分析发现,3'-UTR-272位点AG基因型体斜长显著高于AA基因型(P<0.05),5'-UTR-176位点CC基因型胸围显著高于AC基因型(P<0.05),其余指标均无显著差异(P>0.05)。综上,东佛里生羊MSTN基因3'-UTR和5'-UTR突变位点可作为其目标性状选育的分子标记。     

基于线粒体DNA Cyt b研究城市化对上海金线侧褶蛙遗传结构的影响

城市化在全球范围内快速扩张,已经成为影响物种进化的重要力量。两栖动物的迁移能力较弱,城市化导致两栖类被完全或部分的隔离,丢失更多的遗传多样性。本研究对上海市的金线侧褶蛙(Pelophylax plancyi)的mtDNA Cyt b部分序列进行分析,共扩增出235条序列,获得61个单倍型。研究表明城市区域遗传多样性较低,上海市的金线侧褶蛙分化程度处于中低的水平(Max F_ST=0.296;Min F_ST=0.004),各种群之间遗传分化有限。黄浦江及其支流可能作为水上扩散通道,有助于基因交流,各城市公园之间的遗传分化差异并不显著;而长江阻碍了种群之间的交流,城市公园和郊区,以及岛屿种群之间的遗传分化显著。此外,单倍型网络和系统发育分析表明,上海的金线侧褶蛙并没有对应城市化程度形成相应的单系。     

LM-BP神经网络水质评价模型应用研究——以新乡市卫河为例

介绍了LM-BP神经网络模型的原理及算法和模型的优点。针对实际水质评价问题,利用随机内插方法在地表水环境质量分级标准阈值间生成训练样本和检验样本,建立了新乡市卫河地面水环境质量综合评价的LM-BP神经网络模型,将模型应用于卫河2011年3月份、9月份的水质评价,并与单因子评价法、模糊综合评价法进行了比较分析。实验结果表明该模型设计合理,泛化能力强,收敛速度快,算法稳定,推导严谨,有较充分的理论依据,应用于水质评价具有其合理性、实用性和有效性,适用于作深入的水环境质量分析。