四大家鱼自然繁殖对水文过程的响应关系研究

为了探究长江中游监利江段四大家鱼繁殖行为对水文过程的响应关系,并了解水文过程刺激四大家鱼自然繁殖的生态水文指标量化范围,于2014—2016年的每年5—7月,在长江中游监利断面进行鱼类早期资源调查,同时,对采集到的四大家鱼卵苗与流量以及水温之间关系进行分析。结果显示:水温在20～24℃,流量日增长率为1 125 m~3s~(-1)d~(-1)及以上,涨水持续时间为3 d及以上的涨水过程情况下,可刺激家鱼发生大规模繁殖。而两次涨水过程间隔仅为1 d时,涨水持续时间和流量日增长率无论高低,持续2次涨水过程对家鱼繁殖行为也有刺激作用。     

气象因子对青藏高原高寒草甸 参考蒸散的驱动特征

青藏高原被誉为"中华水塔",在全球气候变化的大背景下,青藏高原的水热平衡发生了一系列变化,研究青藏高原蒸散与气候变化关系,对于揭示气候变化对高原水文过程影响具有重要意义。基于2011-2016年6年自动观测连续数据,选取净辐射总量、气温、饱和水汽压差、降水、风速、相对湿度、日照时数7个主要气象因子,采用随机森林分析方法,分析了参考蒸散的季节及年际变化趋势,评估各气象因子对青藏高原参考蒸散的贡献。结果表明:1)在季节尺度上,参考蒸散总体表现为单峰曲线,即1-7月呈增加趋势,7月份达到最大值(132.48mm),7-12月开始逐渐下降;在年际尺度上,参考蒸散总体呈现递增的趋势,平均为1 023.03mm,且每年以29.61mm增加趋势上升。2)净辐射是影响参考蒸散年内变异最重要的气象因子,其他气象因子对其影响强弱排序为饱和水汽压差最高气温日照时数平均气温;对于生长季参考蒸散,气象因子对其影响强弱依次排序为净辐射日照时数饱和水汽压差最高气温。而降水、风速、最低气温和平均气温对年内参考蒸散和生长季参考蒸散影响较小。对非生长季参考蒸散,其所受气象因子强弱排序为净辐射饱和水汽压差风速最高气温平均气温,而相对湿度、日照时数、降水和最低气温对非生长季参考蒸散贡献较小。本研究表明,青藏高原矮嵩草(Kobresia humilis)草甸参考蒸散主要受净辐射驱动,且相比于平均温和最低气温,最高气温对其参考蒸散影响更大,这对于明晰高寒草甸水循环过程具有重要意义。     

六盘山华北落叶松林降水转化中的阳离子通量变化特征

在六盘山香水河小流域的华北落叶松人工林样地,测定了2011年生长季降水转化过程中的大气降水、穿透水、干流、枯落物渗透水和主根系层(30 cm土层)土壤渗透水的pH值与多种阳离子的浓度及通量变化.结果表明:林外降水的pH值平均为7.13,转化为穿透雨和干流后降为6.73和6.00,转化为枯落物渗透水和土壤渗透水后回升为6.87和7.28.在降水转为由穿透雨和干流组成的林下降水后,绝大多数阳离子的浓度都不同程度地增大,但Zn2+浓度下降;虽然林冠截持使林下降水的数量减小,但由于雨水对林冠的离子交换及淋洗,林下降水的多数阳离子通量都比林外降水明显增大,K+、Mg2+、H+、Mn2+、Cu2+、Fe3+由林外的17.23、12.51、0.06、0.09、0.13、0.19 mmol·m-2分别上升到林下的141.87、32.93、0.10、0.68、0.24、0.56 mmol·m-2,但Na+、Ca2+、Zn2+的通量分别由林外的33.73、112.91、2.05 mmol·m-2减小为林内的30.70、75.75、1.10 mmol·m-2.在枯落物层渗透水中,绝大多数阳离子的浓度都不同程度地下降,仅Mg2+浓度微弱上升;受枯落物截持部分降水及雨水中阳离子与枯落物交换的影响,枯落物渗透水中所有阳离子的通量都比林下降水明显减小,K+、Na+、Mg2+、Ca2+、H+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Fe3+分别降至83.06、12.30、23.96、65.73、0.04、0.12、0.09、0.13、0.32 mmol·m-2.在主根系层土壤渗透水中,一些阳离子(K+、Mn2+、Cu2、Fe3+)的浓度下降,另一些阳离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Zn2+)的浓度则上升,尤其Ca2+浓度显著上升;Na+、M2+、Ca2+、Mn2+、Zn2+的通量比枯落物渗透水增大,其值分别为37.49、62.83、202.41、0.22、1.05 mmol·m-2,但K+、Cu2+、Fe3+的通量比枯落物渗透水减小,其值分别为27.14、0.07、0.09 mmol·m-2.相对于林外降水的阳离子输入通量,林冠层对多数阳离子(除Na+、Ca2+、Zn2+)的通量为净淋出(增加)作用,枯落物层对多数阳离子(除K+、Mg2+、Mn2+、Fe3+)的通量为净固定(减少)作用,主根系层土壤对盐基离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+)和Mn2+的通量为净淋失(增大)作用,但对其他阳离子(H+、Cu2+、Zn2+、Fe3+)的通量为净固定(减少)作用.     

天山北坡呼图壁河流域积雪水文过程对气候变化的响应

积雪是干旱区水资源的重要组成部分,气候变暖引起的降水形态和积雪消融的改变势必会对流域径流过程及其组分变化产生重要的影响。选取天山北坡呼图壁河流域作为干旱区积雪补给典型流域,利用站点气象数据及IPCC CMIP5气候情景数据,驱动改进雨雪划分方案、融雪径流计算模块的VIC模型,以观测径流和MODIS积雪面积数据进行模型多目标参数优化,定量解析呼图壁河流域径流组成、变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明:(1)呼图壁河径流呈暖季集中的单峰型分布,融雪径流、降雨径流和冰川径流分别占径流总量的27.7%,66.1%,6.2%。1978—2010年呼图壁流域在气温、降水量显著增加,降雪量变化不大,降雪占降水比例显著下降的背景下,总径流和降雨径流显著增加,融雪径流微弱增加。(2) RCP4.5情景下,预估未来呼图壁河流域气温将显著升高,降水缓慢增加,而降雪明显减少;流域总径流将缓慢增加,其中降雨径流显著增加,而融雪径流将显著减少;径流年内分配亦将改变,将表现为春季径流和峰值流量的下降,枯水期流量增加,融雪径流峰值前移。(3)春季融雪径流的占比最高,其变化直接决定着总径流的丰枯变化;预估未来融雪径流显著减少将导致3—6月灌溉期总径流减少,在现有农业生产模式下将进一步加剧灌溉用水矛盾。     

台风暴雨对沿海森林水文过程与养分迁移的影响

综述了台风暴雨极端气候对沿海森林生态系统林冠降雨再分配、地表径流等水文过程以及森林生态系统物质循环和水化学特征的影响.台风暴雨增加了森林集水区的径流,是沿海森林生态系统P、K等元素流失的重要原因,而且使溪水的水化学特征发生显著变化.     

砂田砾石覆盖对土壤大孔隙特征及其土壤水文过程的影响研究进展

砂田是利用砾石覆盖地表的典型节水范例,砾石覆盖对土壤大孔隙的半径、数量、连通性和密度都有重要影响。大孔隙的研究方法可分为直接观测法和间接描述法,并讨论其适用性和局限性。因为大孔隙及优先流的成因复杂,应将大量的野外实验和室内实验相结合,同时改进观测方法。土壤大孔隙研究的最终目的是调控它,为减少地下水污染、控制养分和水分的流失提供一条新途径。砾石覆盖土壤能增加大孔隙并促进降水入渗,加快壤中流的发生,减少径流和抑制蒸发,改变了土壤水文循环过程,土壤水文生态功能也随之改变。并指出了砾石覆盖下土壤优先流研究中存在的问题和今后应该加强的研究领域。     

改进型TOPMODEL在不同尺度和气候条件流域上的适用性研究

在阐述TOPMODEL基本原理的基础上,针对现行TOPMODEI．地形指数计算方法、产流机制、汇流方式3个方面进行了改进,并将改进后的模型在小尺度湿润的子午河流域和中尺度半干旱的马莲河流域进行了模拟测试。在模拟过程中,定量分析了模型模拟的各个水文过程变量,探讨和揭示了该模型在不同尺度和不同气候条件流域上的适用能力。研究结果表明,改进后的TOPMODEL能够准确地表达实际流域关键地形参数的空间分布特征,客观地描述流域水文过程的内在机理。该模型在小尺度湿润流域测试效果较好,在中尺度半干旱流域虽然精度相对较低,但仍然能够模拟和解译大部分的水文机制。     

地理信息系统在流域生态水文过程模拟研究中的应用

生态水文学是研究生态格局和生态过程变化水文学机制的科学。该学科的一个重要研究方向是探讨不同时空尺度上和一系列环境条件下的生态水文过程，包括生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应。这必然要求建立相关生态水文模型。生态水文过程影响因素众多．而且具有明显时间和空间变异性．需要多时相、多信息源的历史动态变化信息以及多方法和多学科的综合。目前．GIS在信息的动态获取、分析处理、可视化以及二次开发等方面的技术和方法取得了长足的进步，为实现生态水文过程研究提供了有力支持。     

流域水文循环过程与机制的模型研究及进展

以坡地为研究对象,回顾了流域水文循环的研究进展;揭示了水文循环的影响因素及水文循环的物理机制;总结了在水文循环领域模型开发的研究成果;介绍了分布式水文模型及其数学建模的研究进展,并给出了目前建立分布式水文模型时存在的主要问题.最后指出,随着气候变化和人类活动等影响的加剧,一方面要加强对水文过程的物理机制的研究,另一方面开发有物理基础的分布式水文模型,这是今后流域水文循环研究的重点.     

长江上游暗针叶林流域水文过程分析

该文利用中国生态系统网络站(CERN)贡嘎山高山生态定位试验站多年水文气候资料,分析了该区森林流域水文过程变化规律,并利用自行设计和建造的蒸渗仪,研究了试验流域主要土壤和母质类型水分垂直下渗动态变化规律.结果表明,该区森林流域的水文情势可划分为以下3个时期:①枯水径流期(11～次年3月),径流成分主要是地下径流;②洪枯交替融雪期(4～5月),径流成分除了地下径流外,冰雪融水径流和少量降水径流开始逐渐成为总径流的重要组成部分;③洪水径流期(6～10月),此阶段为雨季.蒸渗仪测定结果表明,该流域主要土壤和成土母质类型水分垂直运动强烈,形成了雨季降雨径流的相对一致性.