城市化对河流系统影响的研究进展

城市化进程对河流系统结构、过程与功能产生显著影响,部分引起河流生态系统退化。本文综述了在城市化过程中影响河流系统的各种因子,认为城市化从三个方面影响河流生态系统结构,一是河流面积,二是河流的河床结构,三是景观尺度上的空间结构;城市化从水文过程和物质循环过程引起河流生态功能变化。河流恢复的难点在于河流系统的复杂化,因此基于不同区域的多目标管理是河流管理和恢复的方向。     

新疆伊犁河谷引种银杏授粉试验初探

对新疆伊犁河谷伊宁市园艺场引种的银杏进行人工辅助授粉试验,调查坐果率,为伊犁河谷地区种植银杏提供参考。结果表明:银杏坐果率可达21%,引种银杏在当地可以完成其整个生育周期。建议大量推广银杏引种,发展银杏产业,为当地农民增加经济收入。     

佳芦河流域1988—2013年土壤侵蚀时空变化特征

为了研究陕北风沙区近26年来的土壤侵蚀变化特征,利用中国坡面水蚀预报模型结合GIS和RS技术,定量估算了1988-1996,1997-2004,2005-2013年3个时段陕北佳芦河流域土壤平均侵蚀量,分析了不同植被覆盖条件下和不同土地利用类型下的土壤侵蚀时空变化特征.结果表明:(1)中国坡面水蚀预报模型适用于该地区;(2)土壤侵蚀等级和降雨侵蚀力,地貌和土地利用类型关系密切;(3)将26年划分为3个时段,第1时段1988-1996年、第2时段1997-2004年和第3时段2005-2013年.多年平均降雨侵蚀力分别为923.09,1 010.75,1 551.40 MJ·mm/(hm2·h),对应土壤侵蚀模数分别为4 513,5 855,3 556t/(km2·a).第1时段和第3时段总侵蚀量分别为5.10×106,4.02×106 t,相比减少了21.18％.还林还草工程后,流域内土地利用发生较大变化,耕地所占比重由53.38％减少到25.87％,草地所占比重由38.64％增加到69.64％,不同土地利用类型的水土保持效益从大到小分别是未利用土地,草地,林地和耕地.说明当还林还草工程后,佳芦河流域土壤侵蚀呈现总量减少,强度降低的趋势,表明还林还草工程取得了明显的水土保持效益.     

姚江流域现代特大洪水沉积物粒度及磁性参数特征

2013年10月受"菲特"台风的影响,浙江余姚境内的姚江流域发生了特大洪水。通过系统采集不同河段高、低河漫滩及泛滥平原的沉积物样品,开展粒度分析和磁性测量,探讨了该地区特大洪水事件在沉积物粒度及磁性参数方面的表征特征。研究表明,沉积物粒度组成以粉沙为主(平均58.72%),黏土次之(23.27%),沙最少(18.01%),主体成分为黏土-沙质粉沙;从低河漫滩、高河漫滩到泛滥平原,沉积物粒度具有变细趋势,但差别不大;频率曲线表现为较宽的单峰,略显正偏;概率累积曲线较为平缓且均为两段式。入城段与城区干流段沉积物中磁性参数χ、SIRM呈现高度的相关性,表明磁性矿物主要由亚铁磁性矿物组成,较高的χ_(ARM)表明沉积物中含有较多的稳定单畴亚铁磁性矿物。区域横向对比结果表明,余姚洪水沉积物在粒度结构上可与同时期形成的嘉兴地区的洪水沉积物作比较,也与良渚古城附近、杭州平原广泛发育的"黄粉土"相近,而与杭州湾高潮滩沉积物明显不同。     

基于SRTM DEM的河棚河流域水系提取研究

基于SRTM DEM数据,以河棚河流域为例,利用Arc GIS 10.0中的水文分析模块进行水系的提取试验,分析不同的汇流累积阈值对河网密度、流域面积、河网分级等流域特征参数的影响。结果表明,随着汇流累积阈值的增大,河网密度以及河网总长度都在逐渐减小,并且汇流累积阈值与河网密度之间存在显著的幂函数关系。最后,利用1∶250 000水系图进行对比发现,当汇流累积阈值为200时,利用SRTM DEM提取的河网与实际水系吻合较好。     

1960-2012年淮河流域极端气温变化特征

基于1960-2012年淮河流域28个气象站点的逐日最高气温和最低气温观测资料,选取12个具有代表性的极端气温指数,采用线性倾向法、Mann-Kendall法和小波分析法研究淮河流域极端气温指数的变化特征.结果表明:(1)研究区冷夜、冰冻、霜冻曰数分别以4.08、0.78、5.10d·10a-1 (P＜0.05)的速率下降,暖夜、夏季、热夜分别以1.87、2.08、2.82 d·10a-1 (P＜0.05)的速率上升,日最高(低)气温的极小值、日最低气温的极高值的变化率分别为0.34 (0.62)、1.80℃·10a-1 (P＜0.05),而冷昼、暖昼以及日最高气温极高值的变化并不显著.(2)28个气象站点极端气温指数的变化在空间分布上存在着较大的差异,冷指数中冷昼、冷夜、冰冻和霜冻曰数(日最高和最低气温的极低值)在淮河中下游地区的降幅(升幅)较大,上游地区站点的变化则相对较小.暖指数变化较大的站点主要分布在流域的东部和南部地区,西部与北部地区站点的变化不够明显.(3)冷指数的突变主要发生在20世纪80年代,而暖指数的突变则主要发生在2000年左右,与冷指数的突变相比,暖指数的变化表现出后延性、稳定性和持续性的特征.(4)冷、暖指数分别存在着4类和3类尺度的时间变化规律,暖指数的周期变化较冷指数更具稳定性,尤以10a时间尺度下的周期变化最为典型.     

基于WorldView-2影像的土壤含盐量反演模型

针对WorldView-2影像高空间分辨率评价其定量反演土壤含盐量的能力,以盐渍化现象较为明显的新疆克里雅河流域为研究对象,基于WorldView-2影像和实测高光谱数据,利用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)和BP人工神经网络(back propagation artificial neural networks,BP ANN)方法建立定量反演该流域土壤含盐量模型并做出研究区高空间分辨率土壤含盐量分布图。结果表明:1)利用实测高光谱数据和影像数据分别建立的2种模型中BP神经网络模型预测精度都高于PLSR模型,其中基于影像数据建立的6:8:1结构的3层BP神经网络模型决定系数R2、均方根误差RMSE、相对分析误差RPD分别为0.851、0.979、2.337,模型的稳定性和预测能力都优于PLSR模型(R2、RMSE、RPD分别为0.814、1.139、2.007)。2)利用WorldView-2影像提高了土壤含盐量制图的空间分辨率,归一化植被指数NDVI和比例植被指数RVI较有效降低了植被覆盖与土壤水分对预测精度的影响。该文建立的考虑植被覆盖与土壤水分定量反演土壤含盐量的模型不需要复杂的参数,一定程度上满足了干旱、半干旱地区的盐渍化监测需求,可以促进WorldView-2等高空间分辨率卫星在盐渍化监测中的进一步应用。     

子牙河水系滨岸带植物群落结构及其与环境的关系

[目的]以海河流域子牙河水系河流滨岸带植物为对象,研究影响植物群落结构和分布格局的主要环境因子,为相关研究提供依据。[方法]2013年6月,在子牙河水系干支流设置了94个滨岸带样地,调查植被结构和海拔、护岸类型、堤外土地利用类型等6个环境因子。[结果]子牙河水系滨岸带植物共249种,分属于51科,166属。山区河段滨岸带有199种植物,分属于43科,135属,优势物种有芦苇(Phragmites australis)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)、荆条(Vitex negundo)、黄花蒿(Artemisia annua)等;平原河段滨岸带有36种植物,分属于22科35属,优势物种主要有芦苇(P.australis)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)等,山区植物丰富度明显高于平原区。[结论]海拔高度和堤外土地利用类型与植物群落结构显著相关。水热条件和人类活动压力是影响植被构成的主要成因。     

修河上游流域4种森林类型的水源涵养功能评价

为定量评价修河上游流域森林生态系统的水源涵养功能,对流域内4种主要森林类型（杉木林、马尾松林、阔叶林、毛竹林）枯落物层和土壤层的结构、持水性能进行了研究。结果表明:（1）4种森林类型枯落物现存量的变化范围为3.50～5.99 t/hm²,其中杉木林枯落物的现存量最大,毛竹林最小;枯落物最大持水量表现为阔叶林 > 马尾松林 > 杉木林 > 毛竹林,说明阔叶林的枯落物层比针叶林和毛竹林有更大的水源涵养能力;（2）4种森林类型的土壤容重表现为马尾松林 > 杉木林 > 毛竹林 > 阔叶林,表明4种森林类型中,阔叶林更有利于改善土壤结构;土壤水源涵养能力表现为毛竹林（376.50 t/hm²） > 阔叶林（373.17 t/hm²） > 马尾松林（213.50 t/hm²） > 杉木林（186.42 t/hm²）;（3）林分枯落物层和土壤层的综合水源涵养能力表现为毛竹林 > 阔叶林 > 马尾松林 > 杉木林。结果说明修河上游流域阔叶林、毛竹林的水源涵养功能优于针叶林,建议加强保护阔叶林和毛竹林,适当改造针叶林,以提高当地森林生态系统的整体水源涵养能力。     

花垣河重污染河段水环境健康风险评价及监测因子分析

为了了解花垣河流域锰冶炼工业导致的河流水质污染状况,评估河流水环境健康风险水平,根据2007年1月至2015年12月花垣河流域锰冶炼行业重污染河段的6个点位水体中的特征污染物氨氮、氟化物、挥发酚、氰化物、Cd、Cr~(6+)、Zn、Pb、As、Hg的监测数据,进行年风险评价,并运用MATLAB软件进行相关性及主成分回归分析。结果表明:点位1~5水体中的污染物监测值均高于对照点位6,点位1~5水体中污染物的年风险水平9 a平均值为对照点位的9.58~10.41倍;各点位污染物之间的相关性分析发现,氨氮和Cd的监测值在P0.01水平有显著正相关性,氰化物和Cr~(6+)的监测值在P0.01水平有显著负相关性,氨氮和Pb的监测值在P0.05水平有显著正相关性;各点位之间相关性分析发现,点位1~5之间在P0.01水平有显著正相关性;Cd、氨氮、氰化物、Cr~(6+)、Pb是个人年风险值的主要影响因素,对主要污染物的主成分分析得出点位1~5的个人年风险值预测方程,预测方程残差的偏差绝对值小于0.5×10-6、P0.001,说明预测方程拟合性良好。