黑河流域中游荒漠区沙尘暴、扬沙和浮尘监测及其与气候因子的关系

[目的] 分析黑河流域中游荒漠区沙尘暴、扬沙以及浮尘频次和时长的月变化和年变化，并分析其与主要气候因子的关系，为区域沙尘天气的早期预警和荒漠区的经营和管理提供依据。[方法] 利用黑河流域红沙窝荒漠化综合防治试验站的2010—2019年的沙尘天气监测数据和气象数据进行分析。[结果] 沙尘频次和时长主要集中在春季，其次是冬季，春冬两季的频次和时长各占全年的82.3%和79.4%。10 a间沙尘暴和扬沙频次总体变化趋势逐渐减少，而浮尘频次总体变化趋势逐年增加；沙尘时长总体变化趋势逐年增加。沙尘频次月变化与土壤湿度（10 cm）和大气湿度之间呈极显著负相关（p<0.01），与风速之间呈极显著正相关（p<0.01）。扬沙年际发生频次与土壤温度（5 cm）之间呈显著负相关（p<0.05），与大气温度之间呈极显著负相关（p<0.01）。[结论] 近10 a来，黑河流域中游荒漠区的沙尘天气主要发生在春季和冬季，破坏性较大的沙尘暴和扬沙逐年减少，而浮尘逐年增加。沙尘频次的月变化主要影响因素是浅层土壤湿度、大气湿度和风速。春季的浅层土壤湿度影响了沙尘暴和扬沙年际频次变化，浅层土壤温度影响了浮尘年际频次变化；冬季的浅层土壤温湿度和降水量影响了沙尘暴的年际频次变化，浅层土壤温度和大气温度影响了扬沙的年际频次变化。     

Public perceptions of ecosystem services and preferences for design scenarios of the flooded bank along the Three Gorges Reservoir: Implications for sustainable management of novel ecosystems

The newly formed extensive flooded land associated with the Three Gorges Reservoir hold great potentials to provide ecosystem services (ESs) for surrounding cities and communities. Conflicting values and conventional management strategies may complicate and inhibit broad-scale decision-making for this novel ecosystem. Public attitudes are a crucial influence in the way this process plays out. This study was conducted to assess how the reservoir bank is perceived by the general public of Chongqing Municipality in terms of importance of riparian ESs, and preference for corresponding landscape design styles through photo-questionnaire interviewing. Although Chongqing citizens know little of the “ecosystem services” concept, they do recognise riparian environmental and ecological benefits especially the bank protection and pollution interception functions, while benefits of habitats for wildlife and flood attenuation were of less concern. Recreational values were least appreciated, which is inconsistent with other studies. This may be attributed to a wider, intensive environmental education in various social media in today’s China. But publicity has been dominated by toxic air, water and soil pollution control rather than the benefits of nature conservation and personal contact with nature. In line with recognition of ESs, there is quite strong preference for the forested design scenario and particularly vegetation components across the socio-demographic spectrum. Overall, socio-demographic variables have very low explanatory power for the perceptual responses. Our study also revealed misunderstandings around riparian functions and a gap between public expectations and special abiotic and biotic prerequisites in restoring novel ecosystems. Finally, we discuss the relevance of this research to urban novel ecosystems in general, and implications for raising public awareness, engaging appropriate public values in sustainable design and management of such ecosystems.     

黑河流域上游水沙变化特征及成因分析

[目的]研究黑河流域上游干流的水沙时空变化特征及其成因,为流域生态保护和水资源开发利用提供科学依据。[方法]选取黑河上游干流主要水文站近60a的实测径流、输沙及降雨资料,通过采用Mann-Kendall秩相关检验法、累积距平法和相关分析法,研究水沙变化特征及驱动因子。[结果]黑河上游干流径流量总体上从20世纪80年代以后呈增加趋势;输沙量从20世纪70年代开始呈不显著增加趋势,但莺落峡水文站输沙量从2001年开始呈显著下降趋势。[结论]降水增加是影响黑河上游径流量增多的重要原因;水土流失导致了札马什克站和祁连站输沙量的增加,而水库拦沙是莺落峡水文站输沙量显著减少的主要原因。     

四方井水库建设主要生态环境影响及其保护措施

以拟建的四方井水库为例,从水库蓄水与淹没、大坝阻隔及上下游河道径流变化等方面,分析水库建设和运行对陆生动植物、水生生物及鱼类资源产生的影响;针对主要生态影响,结合工程布置、区域特点和景观要求,提出可行的对重点保护动植物、古树名木、鱼类资源、生态流量的保护措施,以期最大限度地降低不利生态环境影响,使工程经济效益、生态效益和社会效益得到协调发展。     

基于模糊层次分析法的生态环境脆弱性评价——以三峡水库生态屏障区湖北段为例

三峡水库生态屏障区的生态环境脆弱性评价,对屏障区自身生态系统的构建与维护、发挥屏障区对三峡水库水质和生态环境的安全保障功能,具有重要的意义。利用模糊层次分析法,基于GIS和RS技术,对屏障区湖北段的生态环境脆弱性进行了评价,并分析了主要影响因素。结果表明:(1)生态环境脆弱性以轻度、中度和潜在脆弱性为主,占屏障区总面积的74.9%,主要分布在秭归县中部和巴东县北部,严重脆弱区面积占总面积21.7%,主要分布在秭归县南部、巴东县中南部和夷陵区南部;(2)生态环境脆弱性级别较高的区域主要分布于高程800m以下、坡度25°以下、植被覆盖较低、人口密度较大的位置,人类活动是导致生态环境脆弱的重要原因;(3)在严重脆弱性区域通过构建农林复合系统,结合植树造林、生态恢复等措施,以提高植被覆盖度,是解决该区生态环境脆弱的可行性措施。     

桓仁水库初级生产力和限制性营养盐研究

2018年4月10日、6月11日、8月14日在桓仁水库的上游(江南九队)、中游(砬砬岗子)和下游(泗河大地)3个站位用500 mL具塞磨口瓶盛装采水器采集的水库水样,进行限制性营养盐原位试验,同时测定水中溶解氧和初级生产力,并检测分析水体理化指标,以查明辽宁桓仁水库氮磷分布、营养盐限制和初级生产力状况,保护桓仁水库生态系统的结构和功能完整性。试验结果显示,营养盐加富试验中,0.5 mg/mL氮+0.3 mg/mL磷的添加组可显著提高水体中的溶解氧水平(P<0.05);上游和中游氮磷比为2∶1、下游氮磷比为4∶1可显著提高水体中的溶解氧水平(P<0.05);初级生产力随季节变化特征明显,原始P/R系数均小于试验组。根据试验结果分析得知,桓仁水库营养盐限制因素受季节变化的影响显著,具有氮、磷双限制等特征;根据初级生产力判断桓仁水库为自养代谢型水体。     

天津于桥水库流域河流表层沉积物中碳· 氮· 磷分布及污染评价

对流域内33个河流表层沉积物样点的总有机碳(TOC)、总氮(TN)和磷形态含量进行了测定,分析了沉积物中碳、氮、磷含量的分布特征及三者之间的相关性,并对于桥水库流域河流表层沉积物进行污染现状评价。结果表明:于桥水库流域河流表层沉积物TOC平均含量为0.99%,TN平均含量为0.15%,TP平均含量为1 904.93 mg/kg。相关性分析表明,沉积物TOC与TN呈极显著正相关(R2=0.794),TOC与草地面积比例呈极显著正相关,R2为0.685;TN和草地面积比例呈显著正相关(R2=0.392);TP与各种土地利用类型的相关性均不明显,但OP和Fe/Al-P与城镇居民用地面积比例呈极显著正相关,R2分别为0.664和0.698,与林地面积比例呈显著负相关,R2分别为-0.472和-0.403。有机指数和有机氮评价结果显示,有48.5%的采样点有机指数处于Ⅰ类水平,有39.4%和48.5%样点有机氮处于Ⅲ和Ⅳ类污染水平,表明于桥水库流域河流表层沉积物有机指数整体处于尚清洁及以上水平,受到有机污染程度较小,而流域内的有机氮污染相对较为严重。     

Simulation of hydrological processes of mountainous watersheds in inland river basins: taking the Heihe Mainstream River as an example

The hydrological processes of mountainous watersheds in inland river basins are complicated.It is absolutely significant to quantify mountainous runoff for social,economic and ecological purposes.This paper takes the mountainous watershed of the Heihe Mainstream River as a study area to simulate the hydrological processes of mountainous watersheds in inland river basins by using the soil and water assessment tool(SWAT)model.SWAT simulation results show that both the Nash–Sutcliffe efficiency and the determination coefficient values of the calibration period(January 1995 to December 2002)and validation period(January 2002 to December 2009)are higher than 0.90,and the percent bias is controlled within±5%,indicating that the simulation results are satisfactory.According to the SWAT performance,we discussed the yearly and monthly variation trends of the mountainous runoff and the runoff components.The results show that from 1996 to 2009,an indistinctive rising trend was observed for the yearly mountainous runoff,which is mainly recharged by lateral flow,and followed by shallow groundwater runoff and surface runoff.The monthly variation demonstrates that the mountainous runoff decreases slightly from May to July,contrary to other months.The mountainous runoff is mainly recharged by shallow groundwater runoff in January,February,and from October to December,by surface runoff in March and April,and by lateral flow from May to September.     

黑河上游冰沟流域3种林地土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系

研究了青海省祁连县黑河上游冰沟流域3种林地的土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系,以期为黑河上游冰沟流域水源涵养研究提供科学依据。结果表明,3种林地0-60mm土层有机碳密度表现为针叶林森林灌丛阔叶林,针叶林有机碳密度为7.18kg·m-2,是森林灌丛、阔叶林的1.24和1.58倍,针叶林、森林灌丛、阔叶林0-10mm土层有机碳密度分别为13.22、9.49和8.62kg·m-2,是剖面有机碳密度均值的1.84、1.63和1.89倍。3种林地0-60mm土层自然含水量、团聚体、全氮均值表现为针叶林森林灌丛阔叶林,而容重、物理性沙粒、pH均值表现为针叶林森林灌丛阔叶林。3种林地土壤有机碳含量与自然含水量、团聚体、全氮之间呈显著的正相关关系(P0.05),与容重、物理性沙粒、pH之间呈显著的负相关关系。     

三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究

为研究三峡水库城区消落带人工植被种植后,经不同淹水时间土壤的化学特性变化规律,及探讨城区消落带植被重建对库区水质的潜在影响,分别对2012年6月、2013年3月、2013年5月、2013年7月、2013年9月城区消落带扁穗牛鞭草(Hc)、狗牙根(Cd)、小巴茅(Ss)和裸地土壤的pH值和养分含量进行了调查研究。结果表明,植被类型对土壤pH值、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、全磷(TP)含量有显著影响。综合而言,与裸地相比,人工草本植被土壤pH值和养分含量无显著差异。该区土壤pH值在6.5~8.5间波动。不同淹水时间的城区消落带土壤营养元素含量间存在较大差异。随取样时间的延长,裸地和人工植被土壤pH值、有机质含量呈波动变化。AN含量在2013年3月、2013年9月消落带刚开始落干时较高。然而,AP含量在2012年6月最大,此时,裸地、扁穗牛鞭草、狗牙根、小巴茅土壤AP含量分别为(2.62±0.30),(3.92±0.34),(1.08±0.16),(1.24±0.06)mg/kg。土壤全磷、全钾含量则在研究后期有所增加。研究表明,除地表植被、水文因素外,城市污水排放、强烈人为干扰、地表径流带来的点/面源污染等也影响该城区消落带土壤营养元素含量。对于三峡库区长江重庆主城区河段而言,由人工草本植被构建造成的水体富营养化程度有限。