气候变化与人类活动对博斯腾湖入湖径流影响的定量分析

[目的]研究气候变化和人类活动对新疆博斯腾湖流域的影响,将有助于提高气候变化条件下对水文过程的认识,对探讨流域资源的综合开发利用和开展建设节水型社会等都具有重要意义.[方法]基于博斯腾湖流域49年(1960～2008年)的入湖流量、温度、降水和大山口径流资料,利用Mann - Kendall秩次相关法进行趋势检验,同时应用滑动T检验及YAMAMOTO检验信噪比突变点检测方法对入湖径流量近49年的实测径流量进行突变点分析.[结果]研究发现流域降水、温度和大山口径流量增加趋势显著,而入湖径流量呈现不显著的增加趋势;1960～2008年间有两次突变发生,分别在1973年和1987年;将1973年之前作为基准期,并以之为界分为两部分,利用1960 ～ 1972年资料建立气候因子与径流量的多元回归关系,同时利用1973年之后的气象数据代入该关系式就能得到天然情况的径流序列,进而定量分离气候变化和人类活动对径流的影响并评估其强度.分析表明,人类活动对博斯腾湖流域的入湖径流量的影响强度呈增加趋势.[结论]为保证流域农业生态环境和入湖径流的稳定及可持续发展,应合理分配地表水资源,减少人类活动对地表径流的影响,确保人湖径流量.     

1972～2011年博斯腾湖面积变化遥感分析

利用3S技术对1972~2011年博斯腾湖面积动态变化趋势进行分析。研究结果表明,近40年博斯腾湖面积经历了1972~1989年的减少期,1990~2002年的增加期和2003~2011年的减少期,湖泊面积整体趋于减小,平均绝对变化速率为17.00 km2/a,减幅为-1.14%。湖泊面积最大值(1 186.43 km2)和最小值(902.07 km2)分别出现在2002年10月和1989年3月;博斯腾湖面积变化受自然因素和人类活动共同作用,影响博斯腾湖面积变化的主要自然因素为入湖水量(R=0.73);近年来人类活动对湖区的扰动性已经逐步开始超过自然因素,其中以2000年左右最为剧烈。     

流域水环境管理现状及改善措施

水资源是国民经济发展的重要保障,近些年我国经济快速发展、城市化进程不断加快,导致流域水环境问题不断凸显.若是生活生产用水资源量超出了环境所能够承担的范围,容易导致比较严重的环境问题.同时,现阶段流域水环境管理体系不够完善,严重限制了经济的进一步发展,所以应重视流域水环境管理.本文主要阐述了流域水环境管理现状,并在此基础...     

博斯腾湖湿地土壤特性空间变化规律研究

以博斯腾湖湿地为研究对象,按照湿地的实际情况和受人类活动的影响程度等因素,将研究区分为黄水沟区、河口、大湖区、小湖区4个不同区域.根据现场野外调查的数据,对博斯腾湖湿地4个不同区域土壤的含水量、电导率和温度特性的空间变化规律进行了分析和研究.研究结果表明,①在水平方向上,博斯腾湖湿地土壤含水量平均为36％,各区域的相差不显著;土壤电导率在黄水沟区和小湖区的变化较为明显;土壤温度在黄水沟区最高,小湖区为最低.②在垂直方向上,博斯腾湖湿地小湖区表层土壤和20 cm处土壤的含水量最高,而4个区域20 cm处土壤的含水量基本相差不大;黄水沟区20和40 cm处土壤的电导率显著高于河口;黄水沟区土壤表层的温度明显高于20和40 cm处土壤的温度,而小湖区土壤温度则随着深度的增加而升高,表层土壤温度由高到低的顺序依次为黄水沟区＞河口＞大湖区＞小湖区,而4个区域20和40 cm处土壤温度变化较小.③最后调查结果表明,人类活动对博斯腾湖湿地土壤电导率的影响最为强烈.     

引洮供水一期工程对灌区水环境的影响

甘肃中部定西一带水资源总量少、水质差 ,可利用量少 ,严重阻碍了该区域社会经济的发展。为了改善该区域极度缺水的现状 ,促进该区域脱贫致富 ,实现区域经济的持续发展 ,甘肃省规划了跨流域调水的引洮供水一期工程 ,并即将开工建设。该工程的建设 ,每年将有 2 .19亿 的洮河水注入灌区。本文在分析灌区当地水资源数量的基础上 ,结合外调水量 ,重点分析工程对灌区水环境的影响 ,对实现该区域水资源的可持续利用具有重要意义。     

基于LUCC追踪分析的生态系统服务价值时空变化研究

  目的  为了更好地揭示生态系统服务价值时空变化特征及趋势,加强对生态系统服务价值（ESV）空间变化描述。  方法  该研究以博斯腾湖流域为例,结合使用逐像元的追踪分析、趋势分析等方法,试探究土地利用/覆盖变化（LUCC）对生态系统服务价值的影响。  结果  （1）博斯腾湖流域主要的土地利用类型是荒漠,其次是草甸和裸地。研究期内,水田、荒漠、草甸、湿地、水域、旱地、建设用地面积增加;草原、灌木、裸地、针叶、阔叶、冰川积雪面积减少,2005—2010年综合土地利用动态度最大。（2）2000—2018年博斯腾湖流域未发生变化的土地即稳定型占流域总面积的60.43%,中等变化型、回归型和激烈变化型多分布于人类活动较强的绿洲地区。（3）2000—2018年博斯腾湖流域ESV总体上呈现波动增长趋势,流域ESV主要由草甸、水域和湿地构成,水域、旱地、草甸和草原是流域ESV变化的主要贡献因子和敏感因子,其中草原为负向贡献因子。（4）博斯腾湖流域ESV呈西北高、东南低,高值（博斯腾湖）点缀在低值区的空间分布特征。有明显增大与明显减少趋势的地区均分布于博斯腾湖周围湿地,流域北部大部分ESV呈轻度增加趋势,绿洲区轨迹等级和ESV变化趋势从城市至绿洲边缘呈:中等变化型（ESV轻度减少）— 渐变型（ESV轻度增加）— 中等变化型（ESV轻度减少）环状相间结构。  结论  该研究发现博斯腾湖流域南部土地利用轨迹等级、ESV变化趋势均高于北部的空间差异,并采用土地利用追踪分析与ESV趋势变化相结合的方式,揭示了绿洲城市的土地利用冲突现状及ESV时空变化,对博斯腾湖流域土地利用调控和生态环境保护提供参考。      

三峡库区汉丰湖流域水环境容量实证研究

采用二维水质模型对三峡库区汉丰湖流域流量、水位、污染源排放、水动力和水质进行模拟,依据国家标准和规范计算了2017年的三峡库区汉丰湖流域水环境容量。结果表明,三峡库区汉丰湖流域COD、氨氮(NH_3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的水环境容量分别为30 596.93、2 795.97、2 882.35、144.12 t/a。目前三峡库区汉丰湖流域水体的COD、TN、TP已经达到水环境容量限值,属于饱和运行状态;NH_3-N污染负荷已基本接近维持现有水质功能下的水环境容量阈值。     

疏勒河干流生态用水评价与保障研究

疏勒河流域水环境脆弱,干流沿线水电站和水库拦蓄水造成天然河道径流锐减及水质变差,水生态面临水量和水质双重型缺水危机。本文基于河流水文水质特征统计分析,对河流生态水现状进行调查评价,提出河流生态用水保障措施,对内陆河流域水资源可持续利用和水环境保护有参考意义。     

流域水环境管理中省际政府间协调机制的研究

流域整体性属性要求流域水环境管理的统一协调性。国家法律对此虽有所规定,但当前的流域水环境管理依然以行政区划为基础,此种分割管理的模式使得流域水环境管理难以实现统一协调,影响着流域水资源的可持续开发利用。如何协调流域水环境管理中地方政府间的关系,尤其是省际政府间的关系是关键。本研究从法律和机构两个层面分析了我国流域水环境管理中省际政府协调机制的现状,探讨了其在法律法规、机构和保障机制方面存在的问题,进而提出了3方面建议:建立与健全流域水环境管理的法律法规体系、构建流域水环境管理协调机构、建立与健全相关保障机制,以期对我国流域水环境有效管理提供指导。     

博斯腾湖湿地水文状态指标对入湖水量变化的响应关系

以水面面积为湖泊典型的水文状态指标,分析自然来水频率下水文状态指标湖面面积对入湖水量变化的响应关系,探讨湖泊入湖水量与水面面积之间的定量关系。所选用的自然来水频率为5.00%、10.00%、25.00%、50.00%、75.00%、90.00%以及95.00%下的入湖水量,并计算出不同频率入湖水量下的湖泊水面面积。研究表明,来水频率越小,入湖水量越多。博斯腾湖入湖水量与年平均水面面积变化趋势大致相同,入湖水量较多的年份,博斯腾湖水面面积较大,而入湖水量较少的年份,博斯腾湖水面面积相对也较小,即随着频率的增加,湖泊水面面积呈递减趋势。     

流域水环境承载力评价——以白洋淀流域为例

流域水环境承载力评价可为流域生态环境治理提供重要依据。以白洋淀流域为例,建立包括水资源、水环境和水生态三要素、共16个指标的水环境承载力评价指标体系与标准,提出基于层次分析法和熵值法的指标权重确定方法以及基于可变模糊识别模型的评价方法,对近20年水环境承载力进行计算与评价。结果表明:1998—2017年白洋淀流域水环境承载力的综合特征值由1.84增加到3.16,水环境承载力呈上升趋势,1998—2012年属较低承载区间,2013—2017年属中等承载区间;从各要素看,水资源和水环境要素的特征值由1.18、1.92分别增加为2.72、3.36,均呈增加趋势,水生态要素的特征值由3.44下降为2.31,呈下降趋势。未来应在推进水污染控制、水资源节约利用的基础上,重点关注水生态的保护、修复。     

一维稳态模型与LDC法计算白沙河流域水环境容量研究

近年来,白沙河水质污染呈不断上升趋势。对白沙河流域水环境容量进行准确预测,是开展白沙河流域综合治理的重要前提。文章采用一维稳态模型和LDC法分别计算了白沙河流域水环境容量和TMDL,并对计算结果进行比较。结果表明:LDC法能够更准确的反应流量与水环境容量的年际和年内变化特征,预测精度高;在枯水年秋季和特枯年秋冬季,LDC计算结果低于一维稳态模型计算结果,而其余水文年则相反,且差距随着流量增大而增大。研究结果为高效利用白沙河流域的水环境容量提供了理论依据。     

博斯腾湖面积变化遥感监测及其驱动因素分析

【目的】定量分析博斯腾湖面积变化趋势及其驱动因素,研究博斯腾湖面积历史变化规律,预测其2020与2030年的湖泊面积变化趋势,为博斯腾湖水资源合理开发利用与管理提供科学依据。【方法】以博斯腾湖为研究对象,利用3S技术,解译多年遥感影像数据,计算1978、1990、2000、2015年的博斯腾湖面积;将遥感解译结果结合水文、气象、社会经济统计数据,运用相关分析、主成分分析与多元回归模型定量分析引起博斯腾湖面积变化的驱动因素,并对博斯腾湖2020与2030年的面积变化趋势进行预测。【结果】1978~2015年间博斯腾湖面积减少了约39.75 km~2,总体呈现减少的变化趋势,经历变小-变大-再变小的波动性变化过程;人为因素(人口数量、灌溉面积、引水量、灌溉量)与气候因素(径流量、气温、降水量)是影响博斯腾湖面积变化的两个关键因素,在博斯腾湖面积变化过程中的贡献率分别为47.793%和37.818%;未来5与15 a博斯腾湖面积在人类活动与气候变化的共同影响下将呈现继续减少的变化趋势,预计在2020与2030年分别为939.23和935.34 km~2。【结论】在过去30多年中,博斯腾湖面积经历了缩小-扩大-再缩小的波动性变化过程;人类活动与气候变化因素是引起变化的驱动因素,其中人类活动起主导作用;未来5与15 a博斯腾湖面积仍将持续呈现逐渐变小的趋势。     

水土保持措施对水资源与水环境的影响

由于我国在过去粗放式经济增长模式下对水环境、水资源的保护程度不够等原因,致使我国开始面临越来越严峻的生态环境问题,诸如水资源短缺、水环境污染严重及水土流失状况堪忧等.实践证明,结合流域综合治理并通过合理、及时的水土保持措施的综合应用,可以较为明显地改善水土流失状况,并对水资源和水环境产生良性影响,显著地促进社会经济可持续发展.     

博斯腾湖水质时空变化特征

基于博斯腾湖大湖区内17个固定采样点2000—2017年监测数据,分析近18年博斯腾湖水质的动态变化特征,并采用普通克里金差值和Pearson相关性检验分析博斯腾湖8种水质指标的空间分布特征及相关性。结果表明:(1)2000—2010年博斯腾湖8种水质指标含量呈上升趋势,水质逐渐恶化;2010—2017年,虽然博斯腾湖水位逐渐下降,但博斯腾湖水质逐年回升,截至2017年博斯腾湖生化需氧量、溶解氧、总磷达到Ⅰ类标准,氨氮达到Ⅱ类标准,高锰酸盐指数、总氮达到Ⅲ类标准,化学需氧量为Ⅳ类标准,矿化度属于微咸水类;(2)通过Pearson相关性分析可知,博斯腾湖湖水总磷与总氮呈极显著负相关,氨氮与总氮呈极显著正相关;(3)通过普通克里金差值分析可知,博斯腾湖水质存在空间分布极为不均的情况,其西北部和东南部水质指标含量较高,湖中心区和西南部水质指标含量较低。建议改变博斯腾湖的出水口,以便利于博斯腾湖的水体循环。     

西部山区河流梯级开发水环境变异的防范对策

近10多年来,对贵州人工湖库水环境问题的研究发现：当山区河流因梯级开发而水库化以后,随着水体物理场、地球化学场及生物场发生的变化,将导致库水的固液分离加速而污染物质快速累积,呈现富营养化现象等水环境蜕化变异问题。从而水库水生生态系统生物多样性破坏、水资源利用价值降低,而成为水资源利用的重大隐患,严重地制约区域社会经济的可持续发展。这是山区河流梯级开发建设面临的重大环境问题。     

博斯腾湖水质现状的调查分析及改善对策

通过对博斯腾湖的扬水站、金沙滩、大河口、中央区、白沙梁子5个采样点在2010-2013年水质参数中pH值、溶解氧(DO)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、硝酸氮(NO3-N)、亚硝酸氮、BOD5、COD、硫酸盐和氯化物的变化及污染物入湖量的调查与分析。结果表明,扬水站附近区的水质较好,其限值介于地表水水环境质量标准Ⅰ到Ⅲ级之间。其他4个点的水质比较差,除了大河口点氯化物浓度<250mg/L之外,其他3个采样点硫酸盐及氯化物均超过限值(250mg/L),4个点COD值均超标,属于Ⅳ类;其他污染物浓度也快速升高,故此水域水体属于Ⅳ类标准。针对博斯腾湖水环境现状,提出了改善水质的对策。     

博斯腾湖小湖面积动态变化及驱动力研究

基于3S技术,利用博斯腾湖小湖区1976、1990、2002与2009年卫星遥感资料,分析了近30多年来博斯腾湖小湖面积变化规律及其驱动机理。结果表明,近30多年来博斯腾湖小湖水域面积呈波动性变化趋势。小湖水域面积从1990年的2 385.58 hm2扩张到2002年的3 138.12 hm2,又从2002年的3 138.12 hm2减小到2009年的2 413.53 hm2,总体上呈现萎缩的趋势。研究区景观多样性、均匀度、优势度、景观分离度呈先增加后减小趋势,说明景观破碎化程度有加深趋势。气温的升高与降水量的增大是博斯腾湖小湖湖泊水域面积扩大的主要原因。从土地利用转移矩阵可知,人类活动对湖泊的作用开始加强。     

巢湖流域生态安全机制研究

针对巢湖流域特点,着重分析了巢湖水环境质量和水生生态系统的相互作用关系及变化,从而揭示巢湖流域生态安全状况变化的内部机制和关键影响因素,提出重建水生植被与总磷（TP）入湖量的控制相结合是保障流域生态安全的基础。     

新疆博斯腾湖北岸芦苇光合特性日变化的研究

[目的]研究新疆博斯腾湖北岸芦苇光合特性的日变化.[方法]对博斯腾湖流域芦苇叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、光合有效辐射(Par)、叶面大气蒸气压亏缺(VPD)、空气温度(Ta)、叶片温度(Tl)等指标进行了实地测量,并对这些光合指标的日变化特征进行对比分析,运用相关分析对净光合速率与其他因子的相关性进行了分析,运用主成分分析对主要光合因子进行了归类,来探究该湖区芦苇光合特征及其影响因素,并探明造成芦苇光合午休的原因.[结果]博斯腾湖北岸芦苇的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化均呈现不规则的双峰曲线,出现时间均为10:30和16:30;在14:30出现光合午休现象,气孔限制是主要原因;胞间CO2浓度在14:30出现最低值,主要由气孔限制因素控制.芦苇叶片的净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、光合有效辐射均呈现极显著相关,与气孔限制值呈现显著相关.博斯腾湖流域芦苇叶片众多光合因子主要归为两类,PC1(Pn、Cs、Par、r、t)为生态因素;PC2(VPD、Ci)为生理因素,其中生态因素所占的贡献率较大.[结论]该研究可为该区域植物叶片生理特性的理解提供依据,并可为流域湖滨植物资源的保护与有效利用提供参考.