熵权法在草原生态安全评价研究中的应用——以甘肃牧区为例

本文在生态安全评价状态-压力-响应概念框架模型的指导下,以甘肃牧区草原生态安全评价为例,将熵权法与综合评价法有机结合进行了甘肃牧区草原生态安全评价指标权重确定及评价结果计算,在一定程度上丰富和发展了区域生态安全评价方法。研究结果表明,采用该方法得到的评价结果与区域实际情况相吻合,说明其具有科学性和可行性。研究中采用熵权法确定评价指标权重减少了评价过程中的人为主观性的干扰,能够更客观地反映各评价指标对区域整体生态安全状况的贡献率,为区域生态安全定量化评价提供了新的研究手段和方法,在定量化评价研究领域具有一定的实用价值和推广意义。     

黄土丘Ⅴ区典型小流域坝控区重力侵蚀分析与预测

黄土丘Ⅴ区因其独特的土壤及地形和水文地质条件,使淤地坝坝控区的重力侵蚀严重,以至于毁坏耕地、道路和桥梁等,严重影响淤地坝效益的发挥。针对黄土丘Ⅴ区典型小流域坝控区在运行期间因沟岸崩塌和岸坡滑塌等产生的重力侵蚀导致淤地坝泥沙淤积量计算失真的问题,采用实测库容与3S技术生成库容资料和原设计库容曲线复核率定的三重复核分析方法,对运行期淤地坝坝控区域的重力侵蚀来源、诱发因素及预测进行分析。结果表明:(1)反映淤地坝淤积形态的形态判别系数α'为0.711~208.517,均值48.238,说明除阳山上小型坝小于临界数2.2为椎体淤积外,其他淤地坝为三角洲淤积;(2)坝控区形态参数如淤积面面积、周长、淤积体积及淤积形态判别系数等对重力侵蚀影响较大,给出了重力侵蚀量及侵蚀模数的计算关系;(3)重力侵蚀模数的范围184.79~812.80t/(km~2·a),均值360.68t/(km~2·a),坝控区淤积产沙模数的范围225~2 719t/(km~2·a),均值1 382t/(km~2·a)。重力侵蚀模数约占淤积产沙模数的26.1%,说明在黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区淤地坝的库区拦沙既有上游因水力侵蚀产沙又有库区自身重力侵蚀所致,淤地坝的运行管理既要防止重力侵蚀破坏现有耕地,又要防止淤地坝淤积出的土地被沟道基流苦咸水破坏,从而导致淤地坝淤地无法高效利用。     

黄土丘陵沟壑区退耕地面源污染物负荷变化研究

【目的】研究在黄土丘陵沟壑地区实施退耕还林还草工程对水土流失及土壤面源污染的防治效果.【方法】在3个坡级、4种退耕还林草土地利用方式下(乔木林、灌木林、人工草地和坡耕地)布设12个径流小区,对4种土地利用方式下污染物输入量、地表径流、主要面源污染物负荷和林草地拦蓄效率进行研究.【结果】年径流系数坡耕地(3.23%)、人工草地(2.91%)明显地高于油松林(2.74%)和沙棘林(0.91%);坡耕地N、P、K投入量分别是需要量的282%、115%、369%;坡耕地、油松林地、沙棘林地和人工草地CODMn、BOD5、NH3-N、TN、F-、NO2-N、TP含量超标,污染物负荷分别为3.05、3.37、1.07、0.26kg/hm2.【结论】林草植被有效地减少了地表径流的产生数量,整地工程极大地提高了对地表径流的拦截效率.与坡耕地相比,油松林地、沙棘林地面源污染物输出数量减少了64.85%和88.80%,人工草地减少了16.02%.     

气候影响下祁连山自然保护区青海云杉林材积生长量差异性研究

以祁连山自然保护区的青海云杉为研究对象,利用野外225个采样点观测数据分析青海云杉在1960年~2007年的材积生长量差异性。首先利用主成分聚类分析将采样点分为4个不同的气候区,然后对比分析了各气候区的青海云杉材积生长量的差异。结果表明:对青海云杉材积生长有重大影响的气候因子为年均温、生长季最低温、7月均温和7月降水量;祁连山青海云杉分布区可以分为4个不同的气候区,区间气候差异较大;祁连山自然保护区东部地区的青海云杉材积生长量要高于中部地区。研究结果显示,在祁连山自然保护区复杂的气候影响下,各气候区之间青海云杉材积生长量具有显著的差异。     

黑河上游天涝池流域生长季降雨和气温对河川径流的影响

西北干旱区的水资源短缺问题日益突出,但黑河上游高寒山区河川径流相关的精确水文资料稀缺,开展观测和研究其变化规律尤为必要。选择黑河上游天涝池流域为研究区,通过逐日观测2016年、2017年、2019年生长季河川径流量、降雨量和气温数据,采用相关分析和多元线性回归方法,分析了降雨和气温要素对河川径流的影响。结果表明:生长季内月均径流量明显滞后月均降雨量和月均温,三者均呈现出单峰变化趋势; 河川径流对降雨的平均滞后时间约为7.5 d。生长季内月均降雨量、月均温与月均径流量的Pearson相关系数分别为0.69,0.87(p<0.01),拟合多元线性回归模型的R²为0.772。研究显示该流域内降雨和气温较好地解释河川径流量的变化,结果可为黑河上游山区的河川径流响应过程提供参考依据。     

祁连山青海云杉林内穿透雨中微量元素变化特征

大气沉降是微量元素进入陆地生态系统的主要途径,但森林生态系统穿透雨中微量元素的研究还很缺乏。以甘肃祁连山国家级自然保护区的天涝池流域为研究区,以2018年夏季13次降雨事件样品中微量元素为研究对象,分析了祁连山典型森林生态系统穿透雨中Cu和Cd的变化特征及其影响因素。结果表明,青海云杉林内穿透雨量（1.0~24.8 mm）大于林外降雨量（0.1~23.2 mm）,林冠对降雨呈现负截留现象,雨水的pH整体呈中性或弱酸性。青海云杉林内穿透雨中Cu（5.97~12.05 μg·L^-1）和Cd（0.12~0.78 μg·L^-1）的浓度均高于林外降雨（Cu:3.28~11.37 μg·L^-1,Cd:0.05~1.03 μg·L^-1）,且雨水中Cu浓度要远高于Cd浓度。雨水中Cu和Cd的浓度与降雨量呈负相关关系,说明Cu和Cd受降雨量影响显著,但还与其他因素有关,如风速、降雨强度等。本研究能够为该流域森林生态系统服务功能评估提供重要的借鉴。     

春季降雪对祁连山区青海云杉林的影响

在干旱区山地降雪是土壤和河流水分的重要补给源,也是土壤—植被—大气连续体中水文过程的一个重要环节。选择黑河上游的天涝池小流域为研究区,利用2013年春季一次降雪事件,对积雪厚度、积雪密度,青海云杉积雪载荷量和降雪对青海云杉幼芽的冻伤进行了调查分析,结果显示：本次降雪量为16 mm,雪密度为1.52 g/cm^3,本次降雪青海云杉积雪载荷量为1.61～4.62,幼芽的冻伤率高达60%以上。由此可知,青海云杉的截留能力较强,在大的降雪事件中可能会造成雪折,如果春节降雪发生的时间迟,对幼芽将造成严重冻害,由此抑制树木的生长。     

黄土丘陵区典型植物种群下土壤大孔隙特征及其影响因素研究

采用亮蓝(Brilliant blue,FCF)野外染色示踪实验和图像分析技术,研究了陇中黄土高原安家坡流域典型植物种群下土壤大孔隙分布特征及其与植物种群和土壤物理性质的关系。结果表明:6种植物种群下土壤中的大孔隙流不同,大孔隙流使水分在土壤中的运移深度提高了2～3倍;随着土层深度的加深,6种植物种群下土壤的染色面积均呈减小趋势;6种植物种群下土壤中各级别大孔隙以2、3级大孔隙最多,平均占染色面积的29.3%和29.4%,其次是1级和4级大孔隙,分别占17%和19.8%,5级特大孔隙最低,占4.5%。大孔隙分布特征与土壤有机质含量和容重有关。     

祁连山区森林生态系统生态服务功能分析——以张掖地区为例

本研究从调查祁连山森林生物量入手 ,旨在分析该生态系统碳固定的生态功能 ,其意义有二 :( 1 )、把张掖地区假定为封闭为封闭区域 ,分析大气中二氧化碳“源”与“汇”的过程。1 995年张掖市消耗煤炭排放的二氧化碳为 72 .0 5万 t2 ,而该地区森林每年固定的二氧化碳为3 66.1 5万 t。由此可以看出森林生态系统在减缓大气中二氧化碳等温室气体浓度有不可替代的作用。( 2 )作为小区域研究二氧化碳的释放与吸收 ,有助于提高大范围碳循环估算的精度 ,可把小区域看作是一个生态点 ,有众多的生态点形成网络 ,估算一个区域乃至全球碳动态变化 ,对分析全球气候变化有重要意义     

黑河上游天老池流域不同植被类型土壤物理性质异质性研究

土壤物理性质在一定程度上决定了土壤层的水文特征,而不同植被类型对于土壤物理性质的改造会导致不同区域土壤层蓄水保土功能表现出较大差异.以祁连山黑河流域上游的天老池小流域为研究区域,研究青海云杉、祁连圆柏、亚高山草甸、灌木和干草原5种植被对于土壤物理性质的影响.结果表明:(1)青海云杉林土壤的容重最小,孔隙度最大,颗粒组成主要以粉粒为主.干草原和草甸草原土壤的容重最大,孔隙度最小;同一种植被类型在不同坡位的容重和总孔隙度大小具有较好的一致性,各植被类型上中下坡位均表现出随土壤深度的增加容重增大,总孔隙度减小的趋势.(2)研究区草甸草原0-20 cm的土壤物理性质具有相似性,20-50 cm土壤层的物理性质具有较高的一致性.