典型黑土区坡耕地土壤侵蚀对土壤有机质和氮的影响

基于对黑土区松花江流域东山沟小流域坡耕地耕层土壤有机质、全氮和碱解氮含量及土壤侵蚀速率的分析,研究了坡耕地土壤侵蚀强度与土壤有机质、氮素含量的相关性及坡面侵蚀、沉积对土壤有机质和氮素空间分布的影响。结果表明,土壤侵蚀强度在流域分布呈现上游＞中游＞下游;土壤侵蚀强度沿坡面分布呈现出较弱—强—弱的变化趋势,存在明显的侵蚀强弱交替变化规律。小流域土壤有机质和氮素含量空间分布特征与土壤侵蚀强度分布特征相对应,表现为流域上游＜中游＜下游;三种土壤养分沿坡长分布呈现较高—低—高的变化趋势。土壤侵蚀速率与土壤有机质、全氮含量之间呈极显著负相关关系,与碱解氮含量存在显著负相关关系,证实了土壤侵蚀是影响我国东北典型黑土区土壤质量下降最重要因素。     

基于克里金插值的耕地表层土壤有机质空间预测

基于环境变量与耕地表层土壤有机质的相关分析,分别采用普通克里金(OK)、逐步回归克里金(SWRK)和地理加权回归克里金(GWRK),对吉林省扶余市耕地表层土壤有机质进行了空间预测。结果表明:扶余市耕地表层土壤有机质分布存在中等空间自相关性,受资源开发、耕作方式等随机因素影响较小;受曲率和植被长势影响大,受一阶微观地形、复合宏观地形及汇流和沉积物运移影响小;在海拔高、植被少且土壤水分不足的阳面通风山丘区含量低;空间分布以西南部为低值中心向四周升高,高值区出现在东部边界。GWRK中环境变量参与了局部回归,其模拟精度最高且揭示了更多空间变化细节。本研究的结果可为较大空间尺度的耕地表层土壤有机质空间变异与预测研究提供可靠的方法借鉴。     

额济纳绿洲土壤盐分特征的初步研究

根据实地考察、土样分析结果讨论了黑河下游三角洲中部地区土壤的基本特征 ,研究了土壤盐分与地貌部位、地下水的关系 ,为本绿洲的生态建设提供了科学依据     

黄河三角洲地区土壤盐分的空间变异性及其CoKriging估值

以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法,研究不同深度土层盐分的空间变异特征,绘制各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图.分析表明:受结构性因素和随机性因素的共同作用,各土层盐分均具有中等的变异强度和空间相关性.Kriging插值结果表明:试验区各土层盐分均表现为条带状和斑块状分布,且各土层盐分的空间分布在一定范围内均存在着空间上的相关性.微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间分布的主要因素,地下水性质是主导深层土壤盐分空间分布的主要因素.引入表层土壤盐分,采用CoKriging方法对深层土壤盐分进行估值,可提高估值精度,其估计方差减少百分数达167.36%.     

银川平原植被空间分异研究

土壤盐渍化是制约银川平原内部植被生长最主要的生态环境地质问题,根本的影响因素则是土壤中的水盐运移与水盐平衡,而地形及微地貌条件对于土壤中的水盐运移过程具有控制作用,从而影响植被的生长和发育。文中以银川平原为研究对象,借助遥感数据中的植被指数方法定量地描述该地区植被的生长状况和空间分布,通过与数字高程模型的空间叠加与复合分析,合理地揭示了银川平原由于土壤盐渍化在不同地貌中的发育特点而产生的植被空间分异规律。     

黑河中游近49年降水序列变化规律及干旱预测——以张掖市为例

黑河位于西北内陆地区,所处地带属于典型的温带大陆性干旱气候。干旱是对该地区农业发展危害最大的主要灾害。因此,对该地区降水序列的研究以及对干旱的预测尤显重要。本文以张掖市为例,采用高台、民乐、山丹、肃南、临泽和甘州6个观测站的1956-2004年49年的月降水量观测值,分析该地区降水的空间分布特点和时间序列的变化规律,并选择1968-1997年30年的月降水量观测值,运用灰色系统的灾变预测方法,建立各县区的灾变预测模型GM(1.1),对该地区未来一定时期内干旱发生的时间进行预测,经检验预测模型精度较高,检验结果基本与实际相符。因此,研究结果可对广大旱区抗旱减灾,促进农业生产提供科学指导。     

近50a来黑河流域气候变暖对农业生产的影响

利用1960～2009年间黑河流域及其周围15个气象站点的逐月气温观测数据,运用多年趋势线法、Mann-Kendall法、小波分析等方法,对黑河流域气候变化进行了研究。结果表明:近50年来黑河流域气温总体呈增加趋势(β值为0.027℃/a),线性增长率为0.28℃/10a,相当于50年中气温升高了1.4℃,其中20世纪70～80年代气温上升缓慢,至20世纪90年代以后气温显著上升;空间分布上,年均气温变化呈现出由西向东逐渐增温的趋势,其中流域中上游东部和下游地区气温升温幅度较大,以中游民乐和下游额济纳旗最为显著;流域年均气温变化存在着10～15年左右的主振荡周期和6年左右的次振荡周期,其中以13年左右的振荡周期最强;流域年平均气温在1987年发生突变,之后进入偏暖期;同时进一步分析了气候变暖对农业生产的影响,为合理利用本地气候资源提供参考依据,使流域农业得到持续稳定的发展。     

应用模糊综合评判法分析西花蓟马在江苏地区的适生性

根据西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)生物学生态学特性,选择年均温(Ta)等七项生态因子,以江苏省13个气象交换站近20年(1981~2000)的气象资料为基本数据,运用模糊综合评判法探讨了该虫在江苏地区的适生性分布范围。结果表明,最适宜分布区主要包括苏州和无锡环太湖地区,适宜分布区主要包括宁镇丘陵、常州、无锡、南通、常熟、张家港及扬泰南部地区,次适宜分布区主要位于江淮和里下河范围,可能适宜区主要包括连云港和盐城的北部沿海地区。     

艾比湖湿地土壤粒度特征分析

为了探明阿拉山口大风对地表土壤粒度分布的影响,本文选取阿拉山口风向影响下的阿拉山口地区（A区域）,博河、精河下游河岸带（B区域）,阿奇克苏河下游河岸带（C区域）作为研究区,三个区域的表层土壤作为研究对象,以艾比湖湿地表层土壤粒度测试实验为基础,分析土壤粒度及空间分布的特征。平均粒径结果表明：阿拉山口区、博河,精河下游河岸带、阿奇克苏河下游河岸带粒径分别为101．49μm、77．54μm、49．82μm;偏度特征为：三个区域的偏度均值结果显示为正偏态,分别为为4．01（阿拉山口区域）、3．71（博、精河区域）、2．77（阿其克苏河区域）。土壤质地分级结果为：阿拉山口区土壤质地以粗砂为主,博河,精河下游河岸带以沙砾和粉砂为主,阿奇克苏河下游河岸带以粉砂为主。上述结果定量地揭示了阿拉山口常年的风力侵蚀作用及其人类活动对该区域表层土壤粒度的影响。     

干旱区内陆河流域人口统计数据的空间化——以黑河流域为例

人口数据对于全球、洲际、区域尺度的人与环境交互作用研究的重要性已经被广泛地认知。研究人口数据与环境的关系不仅要关心人口的数量,更要分析其空间分布。遥感和地理信息系统是人口统计数据实现空间化的有效工具。结合干旱区内陆河流域特征构建适合黑河流域农村和城市人口分布的模型:基于土地利用数据建立回归模型,模拟黑河流域农村人口的空间分布;利用城市边缘距离来表征城市多中心情形,将不规则的城市虚拟成同心圆分布的城市,并将Clark模型和加幂指数模型转换成基于城市边缘距离的形式来模拟研究区城市人口密度。基于以上方法最终获得黑河流域25m格网的人口空间分布结果和尺度上推后的1km格网数据。在乡镇级别对人口空间化结果进行精度验证,并与已有数据库(GPW1995、UNEP/GRID 1995、LandScan 2002和cn2000pop)估计的黑河流域人口数据进行比较,结果均表明本研究采用的方法和模型可以获得更高精度的流域人口空间分布数据。     

黑河流域土壤含水量遥感反演及不同地类土壤水分效应分析

利用NASA提供的MOD IS数据产品和黑河流域的野外实测数据,在充分考虑研究区的下垫面特征、数据的时间特性和遥感反演土壤含水量的模型与算法的基础上,采用了热惯量法,计算了表观热惯量,并与实测数据进行回归分析建模,反演了整个黑河流域的土壤含水量。随后构建了三个区域土壤水分效应评价指标:土壤水分单元权重指数、区域土壤水分单元权重指数和土壤水分效应贡献度,结合黑河流域的土地利用状况,定量评价了不同土地利用类型的土壤水分效应。研究表明:利用MOD IS数据产品,反演参量获取简单,可降低反演土壤含水量的复杂性,有利于大、中尺度的实际应用;利用当地积累的季节标准日变化曲线将温差修正到最大值,使反演的表观热惯量更接近真实,可提高模型精度;用多个地面采样点的土壤含水量均值与一个像元对应建模,能改善因MOD IS数据空间分辨率低而存在大量混合像元致使反演精度降低的问题;在黑河流域,中覆盖度草地、有林地、高覆盖度草地、水田等用地类型的土壤水分效应最为明显,贡献最大。     

开垦和弃耕对黑河上游亚高山草甸土壤氮库的影响

通过分析天然放牧草地、20年燕麦耕地、3年燕麦弃耕地、10年燕麦弃耕地的七壤全氮、微生物量氮含量的差异,旨在探讨改变上地利用方式对黑河上游亚高山草甸土壤氮库的影响.结果表明:开垦和弃耕对黑河上游地区草地土壤氮库有显著影响.亚高山草甸被开垦为燕麦耕地20年后,土壤全氮含量(0-30cm)减少了21-35%,微生物量氮含量...     

1960-2008年黑河流域地表干湿状况的时空变化分析

利用1960-2008年黑河流域16个气象站的逐日气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算最大可能蒸散量,进而计算该流域的湿润指数,对地表干湿状况的时空变化特征及其主要影响因素进行分析。结果表明：黑河流域及其上、中、下游地区的湿润指数总体呈上升趋势,地表湿润状况有所改善,且湿润指数的年际波动性较明显,变异系数分别为14.97%、13.63%、25.47%、37.72%。除下游地区外,夏季的湿润指数变化速率最快,冬季的变化速率最慢;春季,黑河流域地表以变干趋势为主,其他季节均以变湿趋势为主。影响黑河流域地表干湿状况的主要因素是降水量,其他气候因子的变化对地表干湿状况起增强或削弱作用。     

基于昼夜水位波动法估算地下水蒸散发量的研究——以河西走廊典型绿洲为例

使用多种昼夜水位波动法(White法、Hays法、Loheide法),计算了黑河中游荒漠绿洲过渡带地下水浅埋区生长季典型时段地下水蒸散发(ETg),并将估算结果同彭曼方法获得的潜在蒸散发(PET)、E-601测量的水面蒸发(ET0)和Φ20测量的水面蒸发(ET1)进行相关性分析.结果表明:在几种算法中,Hays法精度最...     

近年来祁连山中段冰川变化

基于遥感和实测的方法,对近50 a来祁连山中段,包括黑河流域和北大河流域的冰川变化特征进行了分析。研究表明：1956-2003年,祁连山中段所研究的910条冰川面积共缩小了21.7%。其中,黑河流域冰川面积缩小了29.6%,北大河流域冰川面积缩小了18.7%。小冰川面积变化较大冰川要大,其对气候变化的敏感性较强。由于祁连山中段东西跨度较大,气候和地形等因素的不同,直接造成了冰川变化的区域差异。近期野外考察发现,位于黑河上游的葫芦沟流域,1956-2010年冰川面积缩小了30.1%,近7 a冰川面积缩小的比率达到前期的近5倍,且其中的十一冰川由于消融严重,已经完全分离成2条独立的冰川。雪冰融水径流是该流域中重要的水源,在稳定河川径流、调节其年际变化和年内分配方面发挥着重要作用。     

基于生态需水配置的额济纳绿洲恢复方案

在简要分析额济纳地区水分-绿洲驱动演变的基础上,分析了额济纳地区未来供水条件,并从生态系统的需水机理出发,提出了基于生态功能考虑的干旱区生态需水量计算方法。以《黑河流域近期治理规划》提出的分水指标和生态恢复水平为依据,综合考虑绿洲规模和生态功能之间的竞争关系,以生态需水为主要配制指标,提出了近期2010年额济纳绿洲的恢复方案。     

Evapotranspiration of an oasis-desert transition zone in the middle stream of Heihe River,Northwest China

As a main component in water balance, evapotranspiration is of great importance for water saving and irrigation-measure making, especially in arid or semiarid regions. Although studies of evapotranspiration have been conducted for a long time, studies concentrated on oasis-desert transition zone are very limited. On the basis of the meteorological data and other parameters(e.g. leaf area index(LAI)) of an oasis-desert transition zone in the middle stream of Heihe River from 2005 to 2011, this paper calculated both reference(ET0) and actual evapotranspiration(ETc) using FAO56 Penman-Monteith and Penman-Monteith models, respectively. In combination with pan evaporation(Ep) measured by E601 pan evaporator, four aspects were analyzed:(1) ET0 was firstly verified by Ep;(2) Characteristics of ET0 and ETc were compared, while the influencing factors were also analyzed;(3) Since meteorological data are often unavailable for estimating ET0 through FAO56 Penman-Monteith model in this region, pan evaporation coefficient(Kp) is very important when using observed Ep to predict ET0. Under this circumstance, an empirical formula of Kp was put forward for this region;(4) Crop coefficient(Kc), an important index to reflect evapotranspiration, was also analyzed. Results show that mean annual values of ET0 and ETc were 840 and 221 mm, respectively. On the daily bases, ET0 and ETc were 2.3 and 0.6 mm/d, respectively. The annual tendency of ET0 and ETc was very similar, but their amplitude was obviously different. The differences among ET0 and ETc were mainly attributed to the different meteorological variables and leaf area index. The calculated Kc was about 0.25 and showed little variation during the growing season, indicating that available water(e.g. precipitation and irrigation) of about 221 mm/a was required to keep the water balance in this region. The results provide an comprehensive analysis of evapotranspiration for an oasis-desert transition zone in the middle stream of Heihe River, which was seldom reported before.     

应用模糊综合评判方法评价石羊河流域水资源承载力

应用模糊综合评价方法对石羊河流域水资源承载力进行了定量评价。结果表明:石羊河流域综合评分值对z1的隶属度为0.618,综合评分值仅为0.232。这表明石羊河流域水资源开发利用已有相当的规模,进一步开发利用的潜力已相当小,今后要在充分利用自产水资源的前提下,需实施跨流域调水工程。在石羊河流域的5个评价子区中,天祝县的综合评分值最高,为0.57,说明其水资源开发利用有较大的空间;而其他4个子区分值都低于0.34,特别是凉州区、民勤县和金昌市对z3的隶属度接近于0,说明这些区域水资源开发程度已接近于饱和值,承载力相当脆弱。     

水量订单制度下黄河下游灌区水资源实时分配模型及管理软件开发

针对黄河下游引黄灌区水量订单随意性大、水资源利用率低的问题,本文紧密结合当前调度管理制度,基于实时灌溉预报与模糊聚类理论,提出了黄河下游灌区水资源实时分配管理模型,模型包括考虑土壤墒情、雨水资源及天气情况影响的作物需水预测模型和灌区实时水量订单模型两部分内容.在典型灌区,进行了模型的应用,并开发了相应的水资源管理软件;应用结果的合理性表明了模型的正确性,该模型可广泛用于黄河下游灌区的用水管理和调度.     

基于改进RVA法的黑河上游水文情势变化分析

客观地评价水文情势变化是进行河流生态修复和流域水资源综合管理的基础。改进RVA法将径流典型年份的变化纳入整体改变度的计算过程中,相对更全面地评价径流水文情势的变化。近几十年来黑河流域气候条件的发生显著变化,黑河上游河流水文情势的变化情况仍需进一步研究。以黑河上游为研究区域,应用M-K检验识别径流的突变年份,采用改进RVA法计算分析黑河上游河流水文情势变化。结果表明,黑河上游径流的突变年份为2002年,2002年前后分别以平水年和丰水年为主;采用RVA法计算的整体改变度为54.68%,而改进的RAV方法计算的整体改变度为74.62%,说明RVA法低估了黑河上游水文情势整体改变度;黑河上游径流水文情势变化主要包括:相比于1960—2002年,2003—2015年后各月平均流量均呈不同程度增加,但最小1日、3日、7日和最大7日流量减小,其余极端流量指标呈不同程度增加,高、低流量发生次数及历时变化微弱,流量平均增加率、减小率以及逆转次数均增加;采用改进的RVA法计算的黑河上游水文情势的整体改变度为74.62%,属于高度改变。气候变化是导致黑河上游水文情势高度改变的主要原因。