基于GIS的内蒙古自治区植被生态需水量研究

[目地] 分析计算内蒙古自治区不同典型分区的植被生态需水量,为该区域水资源管理和生态保护提供科学建议。[方法] 以Penman-Monteith公式为基础,利用实测与多源遥感数据,对1990—2020年内蒙古自治区4个典型区域（西部地区、中部地区、东部地区、东北部地区）植被生态需水量（ecological water requirement,EWR）和单位面积植被生态需水量（ecological water requirement for vegetation per unit area,ET）进行反演,并分析其时空变化的主导因素。[结果] ①时间上,30 a间EWR呈现先降后升的趋势,就区域总量来看西部地区较为稳定,维持在3.00×10¹⁰ m³左右;中部与东部地区在6.00×10¹⁰ m³左右,变化幅度较大,年间最大变幅超1.00×10¹⁰ m³;东北部地区高,且稳定在1.00×10¹¹ m³左右。②空间上,总体呈现出自西向东逐渐升高的态势且东西差异巨大,东北部区单位面积植被生态需水量（ET）均值较西部地区高近250 mm。[结论] 降水蒸发主导下的气候因素与土地覆盖类型变化主导下的人为因素是内蒙古自治区植被生态需水量变化的关键因素,后者影响程度要大于前者。     

基于遗传算法的乌梁素海水环境的投影寻踪评价

本文以巴彦淖尔盟的乌梁素海为研究区，于2002年11月～2003年4月间，分3次对乌梁素海上均匀分布的37个网格试验控制点进行了现场水质指标测定与水环境、水生植被的实地踏勘，选取2003年4月11日乌梁素海的水质数据，应用基于遗传算法的投影寻踪评价模型进行聚类评价与分析，据此将现状乌梁素海的水质状况划分为3种类型区，并总结出各类型区的空间分布与湖中水流形态、水深、水生植被、湖中水流各入出口点的空间位置的对应关系。     

高寒山区冰川河流悬移泥沙的输移特征

[目的] 分析不同区域冰川河流的水沙关系、输沙量及其对气候变化的响应,并对泥沙侵蚀强度进行评估,为高寒山区冰川河流的水沙动态研究提供理论基础。[方法] 选取绒布河和科其喀尔河作为研究对象,在消融期间（2018年5—10月）对冰川河进行野外观测和水样采集。考虑气温和降水的影响,采用水文模型法对绒布河径流量进行模拟,结合水沙关系曲线、泥沙滞后环及回归模型对冰川河流的悬移泥沙输移及其影响因素进行分析。[结果] 气温是影响高寒山区冰川河流悬移泥沙运输的主要因素;绒布河和科其喀尔河消融期的径流模数约7.36×10⁵,6.82×10⁵ m³/（km²·a）,输沙模数分别为200 t/（km²·a）和890 t/（km²·a）。[结论] 绒布冰川对气候变化更加敏感,消融强度大,泥沙主要来源于融水与降水对河道底部与坡面的侵蚀,但是可侵蚀沉积物和水力条件不足,造成该地区输沙模数低于其他冰川;科其喀尔河地处西北干旱区,泥沙输移量主要是由泥沙来源决定的,随着气温的升高,大量冰碛物被输送到下游,侵蚀强度明显高于其他大多数冰川。     

乌梁素海遥感影像的水体提取方法与分析

乌梁素海地处干旱的内蒙古巴彦淖尔盟乌拉特前旗境内，因此水体及地物的光谱特征都具有干旱区草型湖泊的特性。本文选取2002年11月8日的ETM遥感图像数据，应用单波段阈值法、色度判别法、比率法、多波段组合运算法及多光谱分析法对水体进行提取，分别阐述了各种方法的优缺点，但其一考虑到水体提取的简单易行，因此采用多波段组合运算法；其二考虑到遥感信息机理以及各种地物的结构、组成和理化性质的差异，而导致不同的地物对电磁波的反射特征也各有不同，所以择取易与明水水体相混淆的芦苇、居民地、林地、山体阴影4种地物在TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM7六波段的光谱特征值，应用多光谱混合分析法提取乌梁素海水体范围，从而避免了单—红外波段影像的不足。最后将多波段组合法与多光谱混合分析法进行比较，并阐述了二者的适用范围。     

窟野河水-气界面CO2交换通量变化特征及其影响因素分析

近年来内陆水体CO₂释放受到广泛关注,为揭示黄土高原地区内陆水体CO₂的释放特征,于2018年7月和10月及2019年3月和6月利用LI-7000 CO₂分析仪对窟野河及代表性水库开展了高频次的水体CO₂分压(pCO₂)和水-气界面CO₂交换通量(FCO₂)观测,并分析其时空变化规律。结果表明:窟野河水体pCO₂和FCO₂(分别为996μatm和94.5 mmol·m^-2·d^-1)均高于水库(分别为752μatm和10.3 mmol·m^-2·d^-1)。FCO₂季节性差异明显:对于河流而言,表现为秋季最高(165.7 mmol·m^-2·d^-1),春季最低(42.9 mmol·m^-2·d^-1);对于水库而言,变化趋势则完全相反,表现为春季最高(16.6 mmol·m^-2·d^-1),秋季最低(-5.4 mmol·m^-2·d^-1)。生物地球化学活性更强的支流FCO₂(107.4 mmol·m^-2·d^-1)高出干流(66.5 mmol·m^-2·d^-1)约50%;同时,位于中下游黄土丘陵区的水库FCO₂(16.4 mmol·m^-2·d^-1)显著高于位于上游呼鄂丘陵区的水库FCO₂(1.2 mmol·m^-2·d^-1)。整体来看,流域水体pCO₂受碳酸盐体系影响最大,有机碳分解作用次之;流速是控制水-气界面气体交换速率的关键因素。在年尺度上,窟野河的河流与水库水体均为大气持续碳源。窟野河平均CO₂释放量与我国长江及国外温带河流相近,但低于黄河中游的其他支流。