再生水灌溉对土壤表层大孔隙的影响

再生水是农业灌溉重要的水资源，但作为灌溉用水，因其所富含的营养物质含量和有害物质浓度不同，其对土壤基本物理性质及土壤内部孔隙的影响也存在一定差异，为探明不同水质再生水灌溉下土壤的退化情况，该研究进行了为期1.5a的室外大田灌溉试验，对比4种不同水质（W1：预处理后的生活污水，W2：再生水1，W3：再生水2，W4：自来水）灌溉后土壤的多项基本理化性质的变化情况，包括：pH值、电导率（electrical conductivity，EC）、钠吸附比（sodium adsorption ratio， SAR）及土壤大孔隙和大孔隙结构等。结果表明：1）再生水灌溉1.5a后与淡水灌溉相比，土壤SAR和Na⁺含量等理化指标均有一定提高，但除SAR及pH值指标有显著提高外，其他指标变化差异并不显著（P<0.05）不同水质再生水短期灌溉均不会造成表层土壤盐碱化。2）再生水灌溉后土壤的总孔隙度变化并不显著，但不同水质再生水灌溉显著增加了表层土壤的大孔隙度和大孔隙连通性（P<0.05），较W4处理，W1、W2和W3处理的大孔隙度（等效孔隙直径D>50 μm）分别增加了120.76%、131.23%和49.69%，连通孔隙占比和连通性指数也均有所增加，但再生水灌溉也显著堵塞土壤内微小孔隙，进而影响土壤水力性质。3）土壤孔隙网络模型结果表明，再生水灌溉后土壤连通性出现了明显改善，孔隙间的连接通道数量显著提高，孔隙网络发育更加复杂，土壤透气性有所增强。综上所述，短期再生水灌溉并不会导致土壤的严重退化，但从长远灌溉发展的角度看，W1水质处理对土壤是有害的，而适当的调低水质标准，对土壤的负面影响并不显著，甚至在一定程度上改善了土壤的通气性。     

坡面不同植被覆盖格局下的水文连通性变化特征

为深入探索不同植被盖度及其格局在不同冲刷流量下的坡面侵蚀过程机理，利用野外人工冲刷试验，以自然恢复草本植被小盖度格局、坡上相对聚集格局、坡中相对聚集格局、坡下相对聚集格局和较大盖度格局为研究对象，通过引入水流路径长度和水流阻抗指数，分析了不同植被盖度及格局对坡面侵蚀和水文连通性的影响作用。结果表明：（1）植被盖度及格局可影响坡面的侵蚀状况。坡面植被盖度为13.5%的产流产沙量分别是盖度为34.0%坡面对应值的2.36，3.02倍；同时与坡上和坡中相对聚集格局相比，坡下相对聚集格局的坡面产流产沙量最多，其中产流量分别增加16.42%和8.00%，产沙量分别增加26.53%和23.56%。但随着冲刷流量的增加，不同植被盖度和覆盖位置下的坡面产流产沙量差距减小。（2）植被盖度与水流路径长度和水流阻抗指数间均存在显著的线性关系。同时水流路径长度在不同覆盖格局下存在差异，其中坡上相对聚集格局的水流路径长度分别比坡中和坡下相对聚集格局减少10.89%和18.33%。而水流阻抗指数在不同覆盖格局下表示意义不明确，但可灵活反映不同试验条件下的水文连通性变化。（3）坡面产流产沙量随水流路径长度和水流阻抗指数增加呈显著的指数变化趋势。水流路径长度和水流阻抗指数均可作为反映坡面侵蚀过程及其机理的参数之一。该研究成果对于深入理解坡面侵蚀过程机理及定量评价水文连通性与植被和坡面侵蚀的作用关系具有参考价值，从而为坡面侵蚀预测模型完善和地区生态环境建设提供评价依据。     

甘蔗种植模式对流域水文连通性的影响

[目的] 研究甘蔗种植模式(新植、宿根)与植被覆盖度的空间分布对流域水文连通性的影响，为流域水文连通性研究及水土流失治理提供科学参考。 [方法] 以IC指数(index of connectivity)为水文连通性指标，基于ArcGIS以及无人机高分辨率影像数据，分析那辣小流域水文连通性随甘蔗生长期变化的特征，并利用主成分分析法探究水文连通性的关键影响因素。 [结果] ①那辣小流域IC均值随甘蔗生长期变化在-2.07~-2.87，苗期IC均值显著大于(p＜0.05)分蘖期、伸长期和成熟期，各子流域IC值随甘蔗生长期表现为先减小后增大和持续减小两种不同趋势，且在空间上越接近道路网或河道IC值就越高。 ②新植甘蔗IC值在苗期与分蘖期显著大于宿根甘蔗(p＜0.05)，在成熟期显著小于宿根甘蔗(p＜0.05)，但在伸长期无显著差异。 ③苗期、分蘖期和成熟期水文连通性影响因素主要为种植模式、植被覆盖度和坡度，且新植面积所占比例对水文连通性影响大于宿根面积所占比例。 ④新植甘蔗面积比例在苗期、分蘖期和成熟期显著影响了植被覆盖度，且随着生长期推移，其影响逐渐降低。甘蔗种植模式会通过影响植被覆盖度进而影响水文连通性。 [结论] 那辣小流域水文连通性随甘蔗生长期有显著变化，且受到种植模式和植被覆盖度的显著影响，其中种植模式可以通过影响植被覆盖度进而影响水文连通性。     

安徽通江湖泊4种典型生境浮游植物 群落结构特征及其影响因子

为探讨安徽通江湖泊4种典型生境浮游植物群落结构及其影响因子，于2018年4月、7月、10月和2019年1月，对4种典型生境中24个采样点的浮游植物群落进行了调查分析。4种典型生境分别为自然湖泊生境（H1）、沉水植被生境（H2）、挺水植被生境（H3）和人工养鱼塘生境（H4）。在4种典型生境中共鉴定出浮游植物235种，隶属8门94属。物种数最多的生境为H1（196种），物种数量最少的生境为H4（89种）。4种生境中H1优势种以硅藻门为主，其中颗粒直链藻（Melosira granulata）优势度最高，为1.384；H2优势种主要分布在绿藻门；在H3中尖针杆藻（Synedra acus）优势度最高，为1.153；H4中蓝藻门的固氮鱼腥藻（Anabaena azotica）占优势明显。4种典型生境中浮游植物生物量H4 > H3 > H1 > H2，细胞密度H4 > H2 > H3 > H1。H1浮游植物Shannon-Wiener多样性指数最大、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的最大值均出现在H2。4种典型生境的环境条件具有空间异质性，总氮、总磷和透明度等在统计上存在显著差异，Pearson相关性分析与RDA分析结果表明，影响浮游植物群落结构的主要因子有水生植被盖度、营养盐和透明度等。     

基于图论边连通度的平原水网区水系连通性定量评价

河湖水系保持连通是流域内河流与湖泊、河道与河漫滩之间物质流、能量流、信息流和物种流保持畅通的基本条件,也是优化水资源配置战略格局、提高水利保障能力、促进水生态文明建设的有效举措。利用GIS平台和图论理论,研究河湖水系的系统性连通程度定量评价技术,以胶东地区为例,分析了胶东调水东线工程和引黄济青工程实施后山东半岛东部地区水网连通情况。结果表明,胶东调水东线工程实施后连通度可提高50%。此方法可为平原水网区水生态保护与修复、河湖水系连通规划及闸坝调度方案优化等提供技术支持。     

联合径流侵蚀功率与连通性指数识别流域侵蚀对植被恢复的响应

为识别植被恢复流域侵蚀变化过程，本研究构建了包含RUSLE（Revised Universal Soil Loss Equation）、IC（Index of Connectivity）和基于SWAT（Soil and Water Assessment Tool）的径流侵蚀功率方程所构成的侵蚀过程识别模型方法框架，以探究延河流域侵蚀过程的变化及对植被恢复的响应特征。结果表明：延河流域侵蚀情况总体持续向好，1985—2000年间多个年份的流域平均侵蚀模数超过80 t·hm^-2·a^-1，而在2015年左右下降至10~30 t·hm^-2·a^-1，植被恢复造成了流域侵蚀的动态变化，两者呈负相关的年际变化趋势，表明植被增加在较大程度上抑制了土壤侵蚀。径流侵蚀功率时空变异性较大，最大值从1985年的13.28×10^-4m⁴·s^-1·km^-2下降至2020年的4.40×10^-4 m⁴·s^-1·km^-2，在空间上则呈现支流大干流小的特点，而当嵌套流域面积小于1 000 km²时径流侵蚀功率随面积减小呈幂函数趋势增加，因此需要重点关注小尺度中的径流侵蚀事件。IC表现为坡面小而沟谷大的空间格局，整个流域的IC变化范围从-13.11至1.95，其在中游较小而在上游和下游较大，且随嵌套面积增加而下降。IC与NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）在时间尺度上高度相关（R²=0.98），IC随植被增加有减小趋势，表明植被的增加阻碍了泥沙路径的连通程度。同时，IC和侵蚀保持较强的相关性，高IC区域的侵蚀治理应是流域管理的重点。总体上，该模型方法框架运用良好并提供了一种新思路以探究流域侵蚀规律。     

多时间尺度小流域侵蚀产沙对土地利用/覆被格局的变化响应

为阐明多时间尺度小流域侵蚀产沙对土地利用/覆被格局的变化响应机制，该研究基于吕二沟流域1982-2020年逐日降雨、水沙实测资料和土地利用/覆被数据，综合运用 K-均值聚类法、多元回归分析等方法，从年际和年内月际2个时间尺度对比分析了不同土地利用/覆被格局下的流域侵蚀产沙变化及其与泥沙连通性指数的关系。结果表明：1）1982-2020年间，吕二沟流域由耕地为主体向农林草复合结构转变、泥沙连通性指数显著下降，可将整个研究期划分为1982-1985年、1986-1990年、1991-2000年和2001-2020年共4个阶段，分别对应土地利用/覆被格局Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。2）随着以林草地增加为主的土地利用/覆被变化，流域产流、产沙能力减弱。相较土地利用/覆被格局Ⅰ，土地利用/覆被格局Ⅳ的年均径流深显著降低；后期土地利用/覆被格局（Ⅲ和Ⅳ）下的汛期月产流产沙能力显著小于前期（土地利用/覆被格局Ⅰ）。3）基于月降雨量、月最大日降雨量和月侵蚀性降雨日数3个降雨指标，可将研究期内的汛期月降雨划分为4种类型：小雨量、弱侵蚀性的A型，中雨量、弱侵蚀性的B型，大雨量、中侵蚀性的C型，大雨量、强侵蚀性的D型；在大雨量中侵蚀性的C型降雨下，不同土地利用/覆被格局间的月际径流深和产沙模数均不存在显著差异。年际和月际尺度下，小流域产沙模数均与泥沙连通性指数呈指数递增关系，但C雨型下的关系减弱。研究为干旱半干旱区流域土地利用/覆被格局优化配置和功能提升提供科学依据。