近50年来渭河干流中段径流变化特征研究

利用渭河干流咸阳站1960—2009年径流及降水数据,采用Kendall秩相关系数、R/S分析法、M-K突变检验法等数理统计方法,分析了渭河干流中游四季径流变化趋势及突变特征,得出结果：(1) 渭河干流中游四季径流均呈极显著递减趋势,尤其是秋季径流减少最为明显,并且未来流量变化与现在保持相同的态势,即有持续递减的特征;(2) 渭河干流中游段年均流量的集中期主要分布在8月中旬左右,年降水量集中期主要分布在7月底左右,径流从降水开始经过停蓄、漫流、河槽集流,然后汇流至下游河道大概需要32 d左右的时间,径流对降水的滞后期在不断延长,50年来渭河干流中游径流系数呈下降趋势;(3) 采用M-K突变检验法和滑动t检验法得出年均流量的突变时间点 为1987年,春季与秋季突变时间一致,夏季突变时间与年均突变时间较为接近。     

渭河下游洪泛区土地景观格局变化及驱动力研究

应用GIS/RS技术与景观格局分析软件FRAGSTATS,研究了1989-2000年渭河下游洪泛区土地景观格局变化及其驱动力.结果表明:①建设用地、草地、盐碱地、裸地、林地和园地的面积在增加,而耕地和水域的面积在减少;土地盐碱化形势依旧严峻,累计有2.08 km2的耕地和0.94 km2的草地出现了盐碱化,而且由于径流量减少使得3.47 km2的水域暴露并演化为盐碱地.②景观系统中优势斑块类型的连接性逐步降低,景观破碎化程度和景观异质性均呈现出增高趋势,其不定性的信息含量增大;耕地和林地的异质性及破碎度均有所降低,而建设用地则相反;草地、盐碱地和水域的各项指数波动性较大,景观变化较为剧烈.③人口增长、农业生产、区域产业结构调整以及水利工程等因素所引发的河道变迁、洪涝灾害频发等环境问题是促使景观类型转变的重要驱动力.④保护为主、合理开发洪泛区资源,适当退耕、重建河岸植被带等措施应该是洪泛区土地管理的唯一途径.     

渭河下游洪泛区水土流失影响因素分析与风险评价

水旱灾害频发、水土流失治理进展缓慢等生态环境问题,致使渭河下游洪泛区生态风险不断增高,严重制约了社会经济的可持续发展。通过植被和坡度信息的不同组合来评价区域的土壤侵蚀风险程度,并将其组合值在进行归一化处理后作为水土流失风险的度量指标,结果表明：高风险区主要位于华阴和潼关县渭河干流及其南山支流河道附近,较高风险区主要位于...     

近40年来山西省湿地景观格局变化分析

在遥感和GIS技术的支持下,应用1975-2014年四个时间段的卫星遥感数据,在1:5万目视解译的基础上,通过选取斑块数量、斑块面积、斑块平均面积、多样性、优势度和破碎度等具有典型生态意义的景观格局指数,较系统地分析了山西省湿地景观空间格局的变化特征。结果表明:40年间山西省湿地总面积减少了431.16km~2,年均减少10.78km~2,同时湿地退化速率明显加快,其中2007-2014年湿地年均减少面积是1975-2000年的3倍;40年来湿地景观多样性下降,优势度增加,破碎度指数先增加后持续减少,2000年以来湿地空间分布格局趋于集中;河流湿地是山西省湿地景观的主导类型,1975-2000年,河流湿地面积减少、斑块数量增加,呈破碎化发展,而2000-2007年,大量的小湿地斑块出现了消亡现象,河流湿地破碎化程度降低;随着人类活动干扰强度的增强,人工湿地所占面积比例逐渐提升,优势度指数增大,表明人类活动对山西省湿地景观格局变化的影响程度较大。     

渭河河流沉积物对气候变化的响应分析

河流对气候变化反映敏感,气候信息能够在河流沉积物中保存下来,同时能够记录河流的古水文信息。L9时期渭河共沉积了5.3m水成物质。粒度曲线表明其经历了四次明显的暖湿干冷气候波动,与黄土高原其他地区气候记录可以进行良好的对比,粗颗粒含量显示渭河经历了四次较大的古洪水事件。     

近50年开都河流域下游降水和气温变化特征分析

采用开都河流域下游焉耆县、和静县、和硕县三个气象站1960-2009年气温和降水观测资料,以线性趋势函数,M-K突变检验等方法,分析开都河流域下游气温和降水的年际变化、季节变化特征。研究结果表明:(1)焉耆县、和静县与和硕县的年平均气温呈上升趋势,年平均气温线性拟合增长率分别为0.366℃·10a^-1、0.256℃·10a^-1、0.033℃·10a^-1。(2)和硕县月平均最低气温呈现下降趋势,而焉耆县与和静县平均最高气温、最低气温均呈上升趋势;从季节年际变化来看,三个县四季气温均有增加趋势,冬季增温明显,秋季平均气温的年际变化幅度与年平均气温的年际变化幅度相似。(3)三个县年降水量距平值呈下降-上升-下降特征,降水量有微弱增多趋势。(4)和静县与和硕县两站气温异常,焉耆县降水异常,气温突变均出现在20世纪90年代,而且突变发生较频繁。     

渭河干流关中段水污染时空变化及其与径流量的关系

立足于环境容量的分区分时控制,依据2000-2004年水质监测资料,对渭河关中段4种主要污染因子的时空变化及其与河川径流量的关系进行了分析。结果发现：①高锰酸盐指数、氨氮离子、BOD浓度沿河流断面呈上升趋势,而DO呈下降趋势,其中,天江人渡、沙王渡和树园3个断面高锰酸盐指数、氨氮离子、BOD浓度最高,属于严重污染断面;...     

渭河下游水量变化的防洪响应

在对渭河下游的来水来沙量进行分析的基础上,结合水槽试验结果和实测资料,从机理上探讨渭河下游呈现出洪水历时延长、滩地高程不降、水位处于逐渐升高的态势、边界条件劣势发展的不利防洪响应,认为其主要原因是产生贴边淤积的环境良好.据此,针对该环境所引起的防洪形势严峻问题,提出了治理对策.     

渭河下游水沙变化趋势分析

本文通过对近6年渭河下游水沙量数据的统计和分析得出,渭河下游河段年内多沙期较河流主汛期有所提前;年径流量和年输沙量的变化趋势基本一致,而且自60年代至2005年华县站的水沙量持续呈递减趋势;河流的冲淤情况与该河段的降雨量有着直接的关系,当年平均降雨量小的时候河流以淤积为主,当年平均降雨量大的时候河流以冲蚀为主。针对这些特征,分析了渭河下游目前存在的主要问题。     

1998年特大洪水前后霍林河流域下游洪泛湿地景观变化研究

以1998年特大历史洪水为背景,基于遥感技术平台,运用景观生态学理论,从时间尺度上进行单场洪水前后洪泛湿地景观格局的定量对比分析研究,通过特大历史洪水前后的景观动态变化、景观格局指数变化和景观转换变化三方面来揭示特大历史洪水对退化洪泛湿地景观的恢复功效.结果表明:(1)霍林河1998年特大历史洪水对流域下游退化的洪泛湿地具有很好的恢复功效,且以自然湿地有恢复效应较强,人工湿地的作用效果甚微.(2)在特大历史洪水作用下霍林河流域下游洪泛湿地景观整体性和多样性提升,稳定性增强.(3)霍林河1998年特大历史洪水促进数量众多的河流湖泊湿地生成,与此同时原有河流湖泊湿地面积扩张,使得河流湖泊湿地整体性增强,这主要是缘于特大洪水提供的丰富水源使得河道附近的沼泽湿地,以及湖泡周边的盐碱地大量的演变为河湖湿地.(4)霍林河1998年特大历史洪水虽然对沼泽湿地亦具有一定的恢复功效,亦主要来源于河道附近的盐碱地的转换输入贡献,但效果不及河流湖泊湿地的显著,这可说明单次偶发的特大洪水可能较难起到彻底恢复退化洪泛湿地景观的功能,而要实现该目标,可能需要超标准洪水的频繁泛滥,这需要进一步的研究.(5)特大历史洪水在促进流域下游洪泛湿地景观扩张的同时,洪水的冲洗盐作用对流域的盐化环境亦具有很好的改善作用,因此亦可以通过增大洪水的泛滥来改善流域严峻的盐化环境.但是需要多大频次的、多大量级的洪水泛滥作用还需要更进一步的研究.(6)偶发的特大历史洪水虽然可以很好的实现河流湖泡湿地景观的恢复,但这种恢复的效果能持续多久,还需要进行更长时间序列的更新研究.     

开都河流域下游绿洲土壤盐分特征分析

以开都河流域下游绿洲为研究区,通过野外调查、采样与室内实验分析,采用数值统计方法与主成分分析方法对区域土壤盐分特征进行研究。研究结果表明：(1) 0～10 cm土层,土壤盐分含量为0.7348 g·kg^-1,10～30 cm土层为0.2070 g·kg^-1,30～50 cm土层为0.1852 g·kg^-1。随土层深度增加土壤盐分含盐量减少,土壤盐分含盐量的变异系数分别为319%、211%和193%,呈现强变异性。(2) 0～10 cm、 10～30 cm和30～50 cm土层中,随着土层深度的增加,Cl^-、SO₄^2-、Mg²⁺ 和K⁺+Na⁺离子的均值逐渐减少,总体上盐分分布具有较强的表聚性。(3）土壤盐渍化状况的特征因子是Cl^-与SO₄^2-。(4）未利用地土壤总盐分均值高于其它土地利用类型,耕地次之,林地的最小,分别为0.4420 g·kg^-1、0.0755 g·kg^-1和0.0414 g·kg^-1。     

Evaluation of oasis stability in the lower reaches of the Tarim River

Oasis stability in the lower reaches of the Tarim River was assessed at the landscape scale(including changes in landscape pattern and land use in the oasis) and at the regional scale(including the cold-island effect and NDVI of the oasis) based on the methods of landscape ecology,GIS and Remote Sensing(RS).Thematic Mapping(TM) remote sensing images from 1990,2000 and 2009 were employed along with the related meteorological and hydrological data pertaining to the reclamation area of the oasis in the lower reaches of the Tarim River.The results indicated that landscape heterogeneity and oasis complexity increased between 1990 and 2000.The comprehensive index of the degree of land use,the average index of the cold-island effect,NDVI value and oasis stability all decreased.However,the change trends in the indices referred to above were opposite between 2000 and 2009,and oasis stability was enhanced to some extent.     

塔里木河下游胡杨生物量动态模拟

文中运用2000-2015年塔里木河下游胡杨测量数据以及2015年胡杨伐倒木称重资料,首先运用森林材积源生物量法研究了2000年胡杨生物量和净生产力,然后对胡杨生物量变化特征进行了动态模拟。结果表明:1)建立了胡杨地上生物量模拟方程F=128.09(D2h)0.6318(R2=0.892)与胡杨树龄模拟方程B=12.711/(1+3.339×e-0.208D)(R2=0.9971),通过模拟可得2000年胡杨总生物量和总净生产力分别为20.329×104t、1.134×104t·a-1,单位面积生物量与生产力分别为2.386t·hm~(-2)、0.133t·(hm~2·a)-1。2)建立了生态输水量与胡杨净生产力之间的关系模型Y=1.0448Ln(x)+1.1154(R~2=0.8608);通过成长模型模拟,可得胡杨生物量增长潜力很大,在合理生态输水并加强保护的前提下,胡杨生物量可以从2000年的20.329×104t增加到2040年的71.62×104t。     

塔里木河上游湿地土壤种子库特征

以塔里木河上游阿拉尔地区不同湿地类型土壤种子库为研究对象。通过野外调查取样和室内萌发试验相结合的方法,对土壤种子库的组成、物种多样性和空间分布特征进行分析。研究结果表明:研究区内各湿地类型土壤种子库物种匮乏,多样性低,萌发的物种数在仅10-13种之间,种子库密度在168-2093粒/m2之间,属于较低水平。各湿地土壤种子库密度表现为人工湿地>河流湿地>湖泊湿地,受保护的人工湿地土壤种子库最高。种子库的空间分布为聚集分布。     

塔里木河下游土地沙漠化的人为驱动作用分析

沙漠化发展的人为驱动力包括人口增长的压力、牲畜增长的压力、土地利用结构变化等因素,文中以典型干旱区塔里木河下游为例,在实地考察基础上和前人研究的成果资料相结合,分析人口增长与塔里木河下游沙漠化发展之间的关系,探讨人口增长对沙漠化的驱动作用。自1949年至2001年间,塔里木河流域人口增加了568×104人,年平均递增速度为2.01%,在较高的人口增长压力下,一方面导致了对粮食需求的增加,为了满足粮食需求,必然导致大量开垦,当地自然条件恶劣,土壤含沙量大,开垦后的旱作农业,在强劲的风力下,风蚀严重,土地很快发生退化。另一方面导致燃料需求的增加,该地区广大农村牧区仍以砍伐天然植被为燃料来源,伐木作柴,掘草为薪,燃秸取火现象非常普遍,广泛分布于沙漠边缘的柽柳、胡杨,它们庞大的根系和枝干起着防风固沙,屏蔽绿洲作用,经挖掘和砍伐,自然条件下难以恢复,结果导致沙丘活化。因此,控制人口增长、减轻土地压力、退耕还草、还林和保护植被是促进当地沙漠化土地逆转所必须的。     

黄河中上游部分地区土地覆盖动态变化研究

作为美国国家科学基金项目"中国生态恢复综合影响评价"的部分研究结果,对项目选定的四个评价区之一的黄河中上游地区的研究区域进行土地利用和覆盖变化研究,并以此评价退耕还林效果。利用覆盖研究区域的卫星遥感图像进行解译,以便获取研究区域土地利用和土地覆盖变化(LUCC)的历史数据,特别是大于25度坡度的LUCC以及退耕前后的LUCC数据,通过这些解译数据评价研究区域的退耕还林效果。解译后的数据显示退耕还林效果良好。选定24景跨20年(1978年至2007年)的Landsat遥感卫星图像数据,通过解译追踪研究区域LUCC历史演变,来判断退耕还林的执行效果。     

石羊河下游人工梭梭林健康评价体系构建及应用研究

人工梭梭（Haloxylon ammodendron）林是石羊河下游分布最广、面积最大的人工固沙林，具有防风固沙、改良土壤、调节气候、增加碳汇等生态功能。近年来，人工梭梭林的普遍退化严重威胁着民勤绿洲的生态安全。因此，及时摸清人工梭梭林的健康状况，对人工固沙林的可持续经营具有重要意义。通过查阅文献及咨询专家（调查问卷），构建了5个一级指标和19个二级指标的人工梭梭林健康评价体系，采用AHP层次分析法和熵值法确定各指标的权重。基于野外调查数据，运用生态健康综合指数（HI），对人工梭梭林的健康状况进行评价，结果表明：石羊河下游人工梭梭林整体处于亚健康状态，健康指数值在0.50～0.67之间，均值为0.617。造成人工梭梭林处于亚健康的主要原因是群落结构不合理及生境因子的影响等，建议采取间伐、平茬以及围封等抚育管护措施来提高人工梭梭林的稳定性。     

疏勒河中游湿地景观时空演变及其影响因素

湿地景观格局能够反映湿地类型的面积变化和空间分布特征,其时空演变有助于理解干扰因子与湿地生态过程之间的作用关系.选择疏勒河中游的库塘湿地、永久性河流湿地和内陆盐沼等5种湿地类型,采用景观格局分析法和主成分分析方法,研究了湿地类型面积、景观指数时空演变及其影响因素.结果 表明:(1) 1987-2017年疏勒河中游湿地总...     

Assessment of wetland fragmentation in the middle reaches of the Heihe River by the type change tracker model

The quantitative research of wetland landscape fragmentation in the middle reaches of the Heihe River is important for the wetland and oasis sustainable development in the Hexi Corridor. Based on the data of remote sensing and GIS, we constructed the type change tracker model with sliding window technique and spatially morphological rule. The suitable scale and optimum scale of the fragmentation model of wetland landscape in the middle reaches of the Heihe River were determined by the area frequency statistics method, Chi-square distribution normalized scale variance, fractal dimension and diversity index. By integrating type change tracker model and the optimum scale with GIS spatial analysis, the spatial distribution characteristics of wetland landscape fragmentation in different periods and the related spatial-temporal change process were clarified. The results showed that(1) the type change tracker model, which analyzes the spatial pattern of wetland fragmentation on the pixel level, is better than the traditional wetland fragmentation analysis on the landscape and patch levels;(2) The suitable scale for the wetland fragmentation ranged from 150 m×150 m to 450 m×450 m and the optimum scale was 250 m×250 m in the middle reaches of the Heihe River; and(3) In the past 35 years, the total wetland area decreased by 23.2% and the fragmentation of wetland markedly increased in the middle reaches of the Heihe River. The areas of core wetlands reduced by 12.8% and the areas of perforated, edge and patch wetlands increased by 0.8%, 3.1% and 8.9%, respectively. The process of wetland fragmentation in the research region showed the order of core wetland, perforated or edge wetland, patch wetland or non-wetland. The results of this study would provide a reference for the protection, utilization and restoration of limited wetland resources and for the sustainable development of the regional eco-environment in the Heihe River Basin.