接坝地区沙地植被恢复与重建技术研究

通过对丰宁小坝子沙地不同植被恢复技术的效果分析,提出了冀北接坝地区植被恢复技术。在河道、沟口、滩地采用乔灌草低等植物相结合的复合防风固沙植被恢复技术营建防风固沙林;在裸沙地和流动沙丘通过沟施营养调理剂改良土壤促进的天然植被快速恢复,通过生物网格沙障固沙为植被恢复提供适宜的环境条件。     

基于多项式分布滞后模型的上海市地面沉降验证与预测

[目的]对上海市地面沉降进行验证与预测,为地下工程建设和地下水开采格局的科学调整提供参考。[方法]基于地下水抽灌量、地面沉降和土层分层变形等长期监测数据,研究地面沉降量与地下水开采量、土层分层变形量之间的相关性,并结合上海市地面沉降特性及原因,建立考虑地下水开采量和第4含水层变形量的地面沉降多项式分布滞后模型(PDL模型)。[结果]①上海市累计地下水开采量、第4含水层累计变形量与累计地面沉降量之间均具有高度的正相关性,但由于砂土蠕变、弱透水层释水缓慢等原因,地面沉降相对于地下水开采量和第4含水层变形都有着一定的滞后性;②采用考虑滞后效应的多项式分布滞后模型预测地面沉降,其计算结果相对误差较小、拟合效果较好;③若以当前采灌格局及第4含水层变形量作为参考进行预测,地面沉降在2019—2024年间将会发生稳定的轻微回弹现象。[结论]上海市地面沉降与地下水开采量和土层变形量之间有着较高的相关性,且控制地下水开采能够有效缓解地面沉降的发展。     

山丘区中小河流边滩植被分布驱动因子及响应关系

河岸带滩地植被是维持河流系统健康的重要屏障.以浙江省龙游县灵山港边滩为研究对象,运用聚类分析和RDA约束性冗余分析等方法,分析中小河流边滩植被分布特征及其主要驱动因子,并建立各驱动因子对植被分布的响应关系.结果表明:灵山港滩地植被种类丰富多样,共有62种植被(被子植物61种,蕨类植物1种),其植被群落结构包括9种类型;滩地相对水面高差因子、滩地形态系数和水文特性是植被分布空间差异性的主要影响因子,各因子贡献率分别为37.50％、27.50％和16.82％,各因子对植被分布的驱动响应机制不同.其中:在滩地相对水平面高差因子作用下,植被从滩地外缘到滩地内部,耐水性由强到弱,丰富性由低到高,生物量由小到大;当边缘线发育系数SDI值处于2.0～4.0之间,且滩地狭长指数Pe/Pa值在0.12 ～0.3之间时,至少有60％的保证率使得滩地植被多样性维持在1.03 ～1.96的高水平;水文特性能够影响植被的形态特征和滩地的生境条件,水文作用下,滩地外围砂粒质量分数随着离水距离增大而逐渐减小,植被类型也会随着离水距离的增加,从喜湿耐冲型到中生型过渡.掌握滩地植被的分布特征及其影响因子,以期为河道生态修复,提供理论依据.     

水城盆地空间城镇化对浅层岩溶地下水特征的影响

为研究水城盆地空间城镇化对浅层岩溶地下水的影响,以六盘水市水城盆地为研究对象,通过分析地下水采样点的氢氧同位素和水化学组分、地下水长期监测点的水位资料,研究了地下水补给来源和空间城镇化对岩溶地下水水化学特征、水位动态产生的影响。结果表明:研究区内地下水主要来自大气降水补给,水化学类型主要为HCO_3-Ca和HCO_3·SO_4-Ca型;空间城镇化影响下土地利用类型的空间差异与浅层岩溶地下水诸多离子的富集具有空间一致性,Cl~-和NH_3-N主要富集在建筑用地区,NO_3~-和SO_4~(2-)主要富集在耕地、林地和裸地等非建筑用地区,而Mn和As则主要来自工业建设产生的点源污染。研究区年内和年际地下水水位变幅均趋于稳定,结合该时期的降雨量与地下水水位变幅面积的关系,证明空间城镇化发展导致不透水面的增加,降低了地下水水位对降雨的响应程度,地下水补给条件变差,地下水开采量的变化成为影响地下水水位的主要因素。研究表明:空间城镇化建设的大力推进,改变了盆地内的土地利用方式,严重影响了地下水补给径流条件和地下水水质,造成局部地区有害离子的富集。     

基于随机森林的黑河中游地下水埋深变化及成因

研究黑河中游地下水埋深变化规律及其成因,可为该流域地下水合理开发利用提供参考。根据黑河中游33个观测井1985—2010年的地下水埋深资料,利用地统计学方法分析了地下水埋深变化规律;采用随机森林法研究了埋深变化的成因。结果表明:黑河中游地下水埋深自南向北减少;甘州区和临泽县的地下水埋深变化趋势分别在2001年和2004年前呈增大趋势,之后又逐年减小,高台县北部地区埋深呈持续减小趋势,而东部地区呈增大趋势;地统计学分析表明地下水埋深具有中等的空间相关性,且空间各向异性有增强的趋势;影响黑河中游地下水埋深变化的主要因素是渠系水利用系数、地下水开采量、地表水引用量及蒸发能力。     

内蒙古河套灌区地下水合理利用的方案分析

内蒙古河套灌区地下水位浅,合理利用地下水可以减少灌区引黄水量,保证黄河下游用水。根据灌区实际情况,制定了灌区地下水利用原则,提出了地下水插花开采形式,并计算了开采条件下的地下水补给量,分析了引黄水量、地下水开采量及地下水位的关系,在“三亩补一亩”的开采条件下,地下水开采量以1 100～1 500 m³/hm²为宜。地下水合理开采可缓解灌区水资源紧张局面,对河套灌区水资源可持续开发利用具有重要意义。     

毛乌素沙地油蒿群落生物结皮的分布特征

为研究毛乌素沙地油蒿群落中生物结皮分布状况,根据放牧强度选取沙利(禁牧)、陶利(轻度放牧)和乌审召(正常放牧)3个试验点,分别调查了油蒿群落中固定沙地和半固定沙地植被盖度、油蒿盖度、生物结皮盖度、凋落物盖度、生物结皮破碎度、生物结皮厚度等指标。结果表明,毛乌素沙地油蒿群落中固定沙地生物结皮平均盖度为83.74%,半固定沙地生物结皮平均盖度为23.54%;油蒿群落中半固定沙地生物结皮绝大部分是处于初期发育阶段的藻结皮,而固定沙地苔藓和地衣结皮所占比例接近总盖度的1/2;半固定沙地大多数处于初期发育阶段的生物结皮受上层植被的影响更大;轻度放牧干扰对油蒿群落固定沙地生物结皮盖度和厚度的影响均不显著,而正常的放牧干扰会导致生物结皮盖度显著下降;半固定沙地生物结皮对放牧干扰的影响更为敏感,即使是轻微的放牧干扰,也会产生与正常放牧干扰相当的效果。     

近60年鄯善县地下水补排量演变与坎儿井流量衰减关系

为揭示干旱区地下水补排量演变规律及其与坎儿井流量衰减的关系,通过梳理1949年以来鄯善县水资源开发利用、地下水资源调查评价资料,分析了地下水补排量的变化,划分地下水补排量演化的阶段。利用双变量相关分析法,分析了地下水主要补排量演化与坎儿井流量衰减之间的关系,并分析了其原因。结果表明：1）鄯善县地下水补排量的变化主要受人类活动影响,气候变化的影响微弱,且主要补排量变化的突变点与国家实施改革开放、西部大开发等政策的起始点相一致,政策是人为因素中的关键因素;2）坎儿井出流量与河道渗漏补给量、渠道渗漏补给量、田间入渗补给量、机井地下水开采量之间的相关系数依次为0.312、?0.327、?0.574、?0.959,说明坎儿井流量的衰减主要受机井开采地下水影响,其次为田间入渗补给量,河道和渠道（干支渠）渗漏补给影响较小;3）坎儿井出流量与地下水补排量的响应关系主要由其空间分布位置决定。该研究对坎儿井保护和超采区治理提供参考。     

寿阳县地下水资源保护措施

地下水是寿阳县的主要供水水源。据统计,2016年地下水开采量1 428万m3,开发利用程度高达85%。由于高强度利用,地下水位年均下降0.34 m,累计已下降3.06 m。为给县域社会经济持续发展提供强有力的水支撑,根据水资源分布、开发利用状况及水质现状,提出了地下水资源分区保护目标和具体措施。     

大沽河流域土壤水-地下水流耦合模拟及补给量估算

青岛大沽河流域的含水层主要分布在大沽河中下游沿线的狭长地带内,构成了地下水库,是青岛市主要的水源地之一。由于大沽河流域地下水超采严重,为加强该地区地下水资源的综合管理,亟需准确计算地下水补给量。土壤水和地下水耦合模拟研究是准确计算地下水补给量的重要保障。本文以HYDRUS package for MODFLOW软件的原理为基础,结合GIS技术,建立了流域尺度(4 781 km~2)土壤水-地下水流耦合模型;在综合考虑研究区大气降水、蒸发、植物吸水、土壤质地、含水层分布、土壤水和地下水相关参数、地下水开采量、土壤水分含量及地下水埋深等资料情况下,利用本模型对大沽河流域土壤水和地下水流的运动过程进行模拟。经过模型校正和实例验证表明:耦合模拟所得的土壤剖面含水量和地下水位与实测数据的拟合结果较好,土壤水-地下水流耦合模型能够较好地模拟大沽河流域土壤水和地下水的时空变化;通过模拟计算,2013年夏玉米生长期内大沽河流域地下水补给量为3.15×10~9 m~3,2012年6月16日至2013年6月16日期间内地下水的补给量为4.77×10~9 m~3,计算所得的地下水的垂向入渗补给量具有较高的可信度和准确度,可以为制定合理的流域水资源优化配置方案提供科学依据。     

塔里木河下游生态输水对植被恢复和沙漠化逆转的影响

针对近50 a来人类不合理的资源开发,导致塔里木河下游地区沙漠化程度加剧等一系列生态环境问题,结合实地考察和野外调查资料以及遥感影像数据,运用植被覆盖度、沙漠化动态度模型分析法,对塔里木河下游生态输水前后植被和沙漠化状况进行了分析。研究结果表明,生态输水后,植被覆盖度增大,植物种数明显增加;胡杨冠幅增大;裸地、沙地面积减少;非沙漠化和轻度沙漠化土地面积不断扩大,而重度沙漠化面积有减小趋势。生态输水对塔里木河下游植被恢复和沙漠化逆转起到了明显的作用。     

河北平原农田耗水与地下水动态及粮食生产相互关系分析

农田耗水是河北平原地下水资源消耗的主体,农田耗水与地下水动态、粮食生产互制机理研究可为农业节水提供重要依据。基于1981—2010年河北省经济统计年鉴、地下水开采量与地下水位、常规气象等数据,分析了河北平原近30年来农田耗水、粮食产量、降水量、地下水等动态变化特征,揭示了它们之间的相互响应关系。结果表明,近30年来,河北平原农田耗水总量约722.4 km3,生产粮食约5.9×108 t,开采地下水约440 km3(其中约330 km3用于农田灌溉),地下水位共下降约11.5 m;河北平原农田耗水与粮食产量总体呈逐年上升趋势,尽管2000年以来地下水开采量有所减少,但地下水位一直持续下降;农田耗水与地下水开采量、地下水埋深、粮食产量相互之间关系密切,每生产1 t粮食所消耗的水资源约1 224.4 m3(包括地下水597.1 m3),而地下水开采量每增加1 km3,河北平原地下水位实际下沉约0.03 m;农田耗水、地下水埋深均与年降雨量无明显相关性,由于降水入渗、灌溉渗漏不足以弥补开采的地下水,超采是引起河北平原地下水位持续下降的直接原因。因此,进一步发展节水农业、提高灌溉效率是促进河北平原农业可持续发展的必然选择。     

毛乌素沙地能源开发对植被与环境的影响

毛乌素沙地储藏着丰富的煤炭资源,随着资源开发的不断推进,引起了地面塌陷,地下水位下降,诱发了滑坡、岩崩及矿渣矸石堆放占地,造成矿区植被大面积退化、破坏,致使矿区生态环境恶化。根据矿区资源开发对植被和环境影响破坏方式,因地制宜地提出了相应对策与措施。     

Vegetation and sand characteristics influencing nesting activity of Caretta caretta on Sekania beach

Despite its relatively small length (650 m), Sekania beach on Zakynthos island (Ionian sea) is the single most important Caretta caretta L. nesting beach in the Mediterranean Sea. The aim of this work was to tackle the possible relationships of sand and vegetation characteristics with the nesting activity of sea turtle C. caretta. The vegetation structure and distribution along the sandy beach was studied with the use of line transect method. Grouping of plant species was revealed through an ordination method. Plant groups were distinguished and mapped. Sand texture, pH, and organic matter were measured on the transects. Nesting activity was also mapped on the beach and hatching success was recorded. It was concluded that where sand salinity is high enough to prevent vegetation development, wet sand is located at a threshold depth for excavating an egg chamber. It seems that well-sorted sand grains favor nesting activity on the beach. The increase of fine sand - from east to west - is proportional with the reduction of nesting density. The data collected for this study are organized in a GIS database, which could be the basis for the establishment of an integrated monitoring system for Sekania beach.     

毛乌素沙区地下水对植被盖度空间格局影响分析

通过在榆溪河流域沿地下水埋深增大方向设置植被调查样带,基于植被盖度、地下水埋深及土壤含水量等数据,利用多元经验模态分解(MEMD)获取植被盖度及其影响因子所表征的空间尺度,结构方程解析植被盖度空间分布的驱动因素,并结合聚类分析划分了植被群落自然恢复演替空间格局状态变化特征。结果表明：(1)MEMD将空间多元数据分解为3个本征模态函数,经希尔伯特转换得到各模态函数相应的空间尺度分别为14,27,38 km;(2)结构方程模型和MEMD分解后的最大表征尺度相关分析表明,地下水埋深与植被盖度在整个样带尺度上呈显著负相关(R²=-0.95,p<0.001);土壤含水量与植被盖度以地下水埋深5 m空间尺度为分界点,<5 m的区域呈显著正相关(路径系数为0.68,p<0.001),>5 m的区域呈显著负相关(路径系数为-0.43,P<0.01);(3)在此基础上,结合系统聚类分类结果将植被盖度划分为核心区(地下水埋深0～3 m)、过渡区(地下水埋深3～4 m)、稳定区(地下水埋深4～5 m)、外围区(地下水埋深5～10 m)及边缘区(地下水埋深1...     

Vulnerability of Coastal Aquifers Due to Nutrient Pollution from Agriculture: Kalpitiya, Sri Lanka

This study focuses on spatial and temporal nutrient pollution of groundwater in the unconfined sandy aquifers of Kalpitiya peninsula, Sri Lanka, where agricultural activities are intense. The study covers two consecutive dry and rainy seasons during the period from 2008 to 2010. Nitrate is the dominant nutrient pollutant in groundwater. The values of Nitrate-N contents ranged from 0.60 to 212.40 mg/L in the dry seasons and 0.20?C148.50 mg/L in rainy seasons. Phosphate in groundwater ranged from 0.20 to 5.70 mg/L in dry seasons and 0.04?C10.35 mg/L with few exceptions in rainy seasons. About 50% of the studied water samples had Nitrate-N concentrations above WHO drinking water guideline values both in dry and rainy periods. These high concentrations were recorded from wells in agricultural lands. Although there is a slight decrease in the Nitrate-N concentrations at random in rainy seasons, an increasing trend of average concentrations became evident over the study period as a whole, probably indicating building up of Nitrate-N in groundwater in the vegetable growing areas. The spatial distribution of Nitrate-N too shows a good match of high Nitrate-N bearing zones with vegetable cultivated areas indicating intensive leaching from application of excessive chemical fertilizers. High Nitrate-N zones also showed fairly steady lateral distribution indicating slow lateral mobility of Nitrate-rich groundwater probably due to low hydraulic gradients. Low phosphate concentrations in both groundwater and surface soils either indicates their less use in the area or that the available phosphate is leached and removed from the aquifer water and (sandy) soil solutions and probably adsorbed in clayey deeper horizons. Low concentrations of major cations (especially K, Ca, and Na) indicate less impact on cation concentrations in groundwater by the fertilizer application or sea water intrusions/up-coning.     

基于物种生存域的干旱半干旱区地下水与植被关系研究

土壤水分和盐分是干旱半干旱区植被生态最直接和最主要的环境因子,是地下水与植被相互作用关系的关键纽带。以宁夏回族自治区盐池县的地下水浅埋区为研究对象,通过野外生态地质调查,获取了每个调查点的植被类型及土壤水分和盐分含量,并以土壤含水率和含盐量为变量,圈划了5个优势物种的生存域,并根据不同物种生存域范围叠加图,分析了地下水位下降对植被的影响。生存域叠加图分析表明,地下水位的下降将导致研究区植被类型出现以盐蒿—芨芨草—苦豆子—骆驼蓬—沙蒿等优势种为代表的盐生—湿生—旱生—沙生植被类型演替趋势。研究表明,以土壤水盐为变量绘制物种生存域范围图,能形象地刻画干旱半干旱区不同植被物种的适生环境,并可用来预测地下水位变化后植被物种的演替趋势。     

水情波动下2006-2011年塔里木河下游植被变化研究

由于开都-孔雀河来水量的减少,塔里木河下游生态输水量自2006年开始锐减,之后连续枯水3a,直至2010年来自上游的输水水头才重新到达塔河下游台特玛湖处。采用2006-2011年Landsat TM卫星遥感影像数据,对塔里木河下游区域进行了植被分类和覆盖度信息提取;在连续植被变化监测数据的基础上,研究了水情波动影响下的塔里木河下游地区植被时空变化格局,探讨了形成植被变化时空差异的主要原因。结果表明,2006-2011年植被覆盖面积总体上呈现先下降再升高的现象,其中灌木林地变化最为显著;2011年研究区植被覆盖度总体高于2006年,大部分区域的植被覆盖度呈缓慢增加趋势,覆盖度显著增加区域面积占2011年植被覆盖面积6.3%;生态输水量的变化是影响塔里木河下游植被生长与恢复的主导因素,大范围的植被恢复的主要原因在于地下水位的显著抬升,而地下水位的升降主要依赖于生态输水量的变化。     

陕西省靖边县沙地水分与植被建设

根据毛乌素沙地靖边县海则滩镇钻孔剖面沙层水分含量的测定,研究了该区沙地剖面水分分布特点、沙层水分存在形式、水分平衡、大气降水对地下水的补给以及植被建设等问题。结果表明,该区500 cm深度范围内沙层剖面含水量的变化特点是草地0-200 cm和灌木林地0-300 cm含水量较低,草地200-500 cm和灌木林地300-500 cm含水量较高;草地沙层含水量明显高于灌木林地,草地含水量变化范围为1.0%~6.0%,平均为3.4%;灌木地含水量变化范围为0.7%~2.8%,平均为1.5%。草地沙层剖面200 cm以下有含量大于3%的高含量薄膜水和含量大于5%的重力水存在,显示大气降水对地下水的补给较强。灌木林地沙层中一般缺少重力水和高含量薄膜水,指示灌木林地降水对地下水补给较弱。该区水分为正平衡,其原因除了降水较多之外,沙层入渗率高和受蒸发消耗较少也是重要原因。由于靖边县沙地区降水量较多,沙地水分活跃层分布深度在200~300 cm之间,较沙漠区分布深度增加了100-200 cm。沙层水分含量的剖面变化表明,该区沙层水分能够满足耐旱灌木林生长的需要,适于发展防风固沙效果好的灌木林。     

基于调控适宜性区域评价的红崖山灌区地下水位动态预测

红崖山灌区位于中国典型干旱内陆区石羊河流域下游,当地地下水的过度开采已引起地下水位持续下降、生态环境严重恶化。2006—2010年期间,红崖山灌区实施了"关井压田"等相关治理措施,并于2010年开始对青土湖进行生态泄水,用水环境随之发生变化。该文运用GIS技术和FEFLOW软件,基于2011—2012年观测数据构建了红崖山灌区潜水三维数值模型;基于井群调控原则,对研究区进行调控适宜性区域评价,在此基础上以地下水开采量为基准设置了若干调控方案;利用构建的地下水数值模型对现状条件和各种调控方案下20 a内地下水动态变化进行了预测。结果表明:现状用水条件下,当地地下水位依然整体以低降幅持续下降,地下水降落漏斗进一步扩大;水量的削减能让地下水位下降趋势得到有效的遏制并修复地下水降落漏斗;依据评价值大小确定限釆比例的方案比全区域均匀比例限采方案能更有针对性地回升地下水位、修复地下水降落漏斗,且调控井数更少。