郑州市黄河南岸景观格局变化及其对生态空间的影响

以郑州市沿黄河南岸6个区(县)1997、2009、2019年3期遥感影像为基础数据,借助ENVI、Frag-stats和ArcGIS软件,运用景观单一动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法,对研究区景观格局变化特征及对生态空间的影响进行了分析,并进一步分析了黄河南岸郑州段景观格局演变特征,揭示了郑州市沿黄河6个区(县)景观格局变化对黄河生态空间的影响.结果表明:(1)1997～2019年郑州市的快速发展使沿黄河大面积区域从郊区变为城镇,耕地面积占比由49.2％下降至21.4％,建设用地占比由5.36％上升至28.52％,土地利用变化整体处于不平衡状态,相互之间转换频繁;(2)1997～2009年,研究区处于无序蔓延的城市扩张状态,2009～2019年研究区内城市快速扩张的同时,开始注重区域内生态环境的建设;(3)研究区总体上景观格局呈现破碎化趋势,斑块形状趋于规则,景观空间分布不集中,连通性较差;(4)黄河南岸大堤外5000 m范围内生态空间被不断侵占,生境质量和连通性差.受人类活动不断增强的影响,近22年黄河南岸郑州段景观格局变化显著,生态空间不断被城市发展用地挤占,必将削弱黄河生态屏障功能,威胁区域生态安全.     

非全流土壤排渗过滤装置对黄河含沙水过滤和滴灌堵塞的影响研究

为解决黄河含沙水滴灌过滤粘粒不易去除的问题,采用对比试验方法,设置了竖直地埋管式(V)、水平地埋管式(L)、辐射井管式(R)、渗水井管式(S)4种非全流土壤排渗过滤装置,进行了非饱和土壤处理(V2、L2、R2)与饱和土壤处理(V1、L1、R1和S)条件下的黄河含沙水过滤性能试验.试验结果表明:V1、L1、R1处理比V2、L2、R2处理两次过滤的平均滤水量分别提高3.73％、9.52％和10.56％,平均滤水含沙量分别降低2.74％、3.95％和1.84％;S处理滤水量最大,L处理滤水含沙量最小.各处理稳渗滤水含沙量均小于0.3 kg/m3,大于0.1 mm且小于0.129 mm的颗粒仅占0.58％.通过滴灌试验验证,S、V、L处理灌水器的相对流量和均匀系数分别大于75％和80％,均满足滴灌使用.综合考虑,建议在实践应用中推荐渗水井管式(S)和水平地埋管式(L)非全流土壤排渗过滤装置,可以为引黄灌区高效节水灌溉的黄河高含沙水过滤提供技术支撑.     

基于PSR模型的黄河陕西段鱼类增殖放流生态安全评价

基于压力、状态、响应模型(PSR)和层次分析法(AHP),确定17项指标通过数据的标准化处理,指标权重赋值、权重一致性检验、评价等级确定以及评价模型的构建,用生态安全评价黄河陕西段鱼类增殖放流效果,分析生态安全所面临的主要问题。结果表明:黄河陕西段2013年增殖放流生态安全度(ESI)评价等级为Ⅱ级,为良好状态;2014年评价等级为Ⅲ级,处于一般状态;2015年评价等级为Ⅳ级,处于较差状态,属于临界不安全状态以下水平。生态安全形势呈现出逐年下降局势。不安全状态受到影响较大的前3个指标是:黄河径流量变化影响、重要生境保持率和公众资源环境保护意识的影响,3个指标下降值占到下降ESI值的64.93%。其次还受到污水排放达标率、鱼类增殖放流量、政策和管理水平、鱼类生物多样性指数、保护区建设、水质综合污染指数、群落结构等诸多因素影响。研究显示,现阶段增殖放流对黄河生态安全有一定影响,还存在一定提升空间。     

苏北黄河故道高沙土地区花生新品种示范试验

对苏北地区2017年引进的花生新品种及市场上广泛销售的花生品种进行统一示范种植。结果表明,11个花生新品种在田间抗病性、适应性和品质方面均表现良好,丰产性及综合农艺性状均表现良好。其中,中花16表现最优,产量最高;其次是泰花4号、花育23;再次是徐花5号、苏花0537、宁206;抗涝能力表现较强的品种有泰花8号、苏花0537、806、多彩花生。     

用综合污染指数法分析评价黄河陕西段的水环境

2013年-2015年,逐月监测分析了黄河陕西段府谷、吴堡、龙门、洽川、港口、汾河入黄口和渭河入黄口7个段面22项水质指标,并用综合污染指数法进行评价。结果显示:黄河陕西段处于4级中度污染水平,5级较重污染段面汾河入黄口(P=9.26)1个,其余6个段面处于4级中度污染水平(2.04≤P≤4.67)。主要污染物为总氮、总磷和有机物,部分段面还受到重金属汞、砷、铜、锌的影响,所有段面未受有机氯和有机磷的污染。同期断面比较,上游污染轻于下游,污染逐年下降。     

置换法在水土保持泥沙自动监测研究中的应用

依据《河流悬移质泥沙测验规范》(GB/T 50159—2015),采用置换法测沙原理,研究制作自动测沙模型,获取浑水质量、水样温度等试验参数,结合预先测定的置换系数、清水质量等相关参数,代入程序设定计算公式测算含沙量,并分析模型设备测沙精度。结果表明:通过在自动测沙模型出水口取样烘干对比,模型测验精度达到了90%以上,且在一定范围内,水样含沙量越大测验精度越高。置换法原理可以应用于水土保持泥沙自动监测,严格按照规范要求设计操作即可达到较高的观测精度,并且可以进一步开发延伸,实现监测信息化、数字化。     

黄河未来输沙量态势及其适用性对策

[目的] 探索黄河输沙预测的新思路，预估黄河未来输沙态势与输沙量水平，为黄河流域生态治理规划提供参考。[方法] 结合黄河流域水土保持生态修复现状，采用单累积曲线法、滑动平均及频率分析方法，分析1950—2019年黄河主要来沙区间的实测输沙量变化特征及其未来态势。[结果] 1950—2019年黄河输沙量呈现阶梯式减少。1950—2019年黄河中游各站累积实测输沙量随时间的变化可用“左半抛物线”表征。黄河输沙量自1997年以来已进入相对稳定态势，目前已达企稳状态；黄河潼关站未来年输沙量在90%频率下为1.00×10⁸ t左右，在10%频率下为5.00×10⁸ t左右，未来多年平均输沙量为1.40×10⁸ t。[结论] 为了维持黄河输沙量低稳状态，提升水土保持措施质量与标准，补齐“后水土保持”短板，构建完善的水沙关系调控体系，维持黄河下游河道冲淤平衡，是黄河流域生态保护与高质量发展的保障。     

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。     

黄河三角洲水盐演化及补给来源 ——基于水化学与同位素分析

对河口地区地表水和浅层地下水采样调查，结合离子全组分和稳定同位素证据，分析了研究区水化学特征与各水体补给来源，探讨了长期引黄灌溉对区域水循环、地表水-地下水交换的影响。结果显示：(1)河口区地表水与浅层地下水都具有较高的矿化度，浅层地下水与地表水平均矿化度分别为27.96、23.17 g·L-1，地表水和浅层地下水中阳离子Mg²⁺、Na⁺、K⁺，阴离子Cl^-、SO^2-₄是与总溶解固体(TDS)显著相关的主要离子成分；(2)浅层地下水水化学类型为Cl-Na·K，是典型的海水混合或者卤水；地表水由于工、农业和城市污染，水化学类型向Cl·SO₄-Na·K·Ca变化，水化学类型变化复杂；(3) 地表水水体的盐分补给来源于海水混合以及城市及农业污染，而浅层地下水的输入则来自海水入侵以及降水、地表水的下渗补给；(4) 生态调水后地表水对浅层地下水的补给高值区主要分布在农田和近海湿地，补给比例48%~81%，而海岸滩涂带地下水的补给比例最低，这可能与海岸含水层渗透系数相对农田和湿地较小有关。