京津冀地区潜在蒸散量时空演变特征及归因分析

为了深入认识京津冀地区潜在蒸散量的时空变化特征及其对气候变化的响应,该研究基于京津冀地区23个气象站57 a逐日气象观测资料,应用Penman-Monteith公式计算各站点日潜在蒸散量(ET0),剖析ET0的时空变化特征,运用敏感性分析法定量研究ET0对各气象要素的敏感性及其时空变化特征,定量识别各气象要素变化对ET0变化的贡献。研究结果表明:1)京津冀地区ET0空间分布整体呈由南向北递减趋势(除中部地区的塘沽站、黄烨站与保定站点ET0较高外)。ET0整体呈下降趋势,线性趋势率为-0.92 mm/a。ET0变化趋势空间分布由西北向东南递减,以春季减幅最为明显。2)京津冀地区ET0对相对湿度的最为敏感(-0.44),其次为风速(0.31)、日照时数(0.28)与平均气温(0.26)。随时间推移,ET0对平均风速与相对湿度敏感性整体呈下降趋势,而ET0对平均气温与日照时数的敏感性逐渐增强。敏感性系数空间分布从西北到东南:风速与平均气温敏感性系数逐渐递增,而日照时数与相对湿度敏感性系数逐渐递减。3)风速变化对京津冀地区ET0变化的贡献最大,平均气温次之。风速为主导因素的站点个数随时间呈下降趋势,平均气温与日照时数为主导的站点个数随时间呈上升趋势,说明近年来平均气温与日照时数对潜在蒸散量变化的影响愈加明显,这可能是由于近年来京津冀地区雾霾尤其是冬季雾霾对日照时数、气温与风速的产生一定影响,进而影响ET0。     

近红外反射土壤水分测量方法及主要仪器综述

土壤水分含量直接影响作物的生长及土壤的机械性能,在农业、工程、生态等方面具有重要 的研究意义。基于近红外反射光谱特性的土壤水分的快速测量研究对作物栽培、农田灌溉、生态环境等 具有重要作用。文章分析了近红外光谱土壤水分测量方法的特点,概述了其测量原理与方法。通过搜集 国内外学者的研究结果,对主要仪器的研究进行总结分析,结果表明近红外反射光谱测量土壤水分含量 方法由研究逐步向商用化发展,测量装置小型化,测量精度不断提高;此外,该测量方法不需要与土壤 接触,不破坏土壤结构,测量精度高,可快速测量土壤水分含量,能够满足科学研究和生产活动的需求。     

不同位置和朝向的鱼道进口诱鱼效果

为了探明不同进口朝向的布置方式和进口位置对诱鱼效果的影响,本研究通过建立鱼道进口概化模型,设计3种环境流速工况,以马口鱼为实验对象,针对不同朝向和不同位置鱼道进口分别进行放鱼实验。结果显示,在同一鱼道进口位置时,垂直于河道水流方向上的鱼道进口其诱鱼效果明显优于顺河道水流方向的鱼道进口;当开启与电站不同相对位置不同的进口时,其诱鱼效果受河道水流速度和进口位置的影响较为显著;在所设计实验工况中,环境流速为0.3 m/s时,鱼道进口诱鱼效果最好。研究结果将对水利工程中鱼道进口布置具有重要的参考意义并指导工程实践。     

基于连续统去除法的枸杞叶片含水率高光谱估算

为探讨连续统去除法估算枸杞叶片含水率的潜力,以宁夏枸杞主栽品种宁杞7号为研究对象,采用自然失水法和烘干法测定枸杞叶片含水率,采用连续统去除法对原始光谱反射率进行处理,分析连续统去除光谱对含水率的响应特征,分析连续统去除光谱、吸收特征参数与叶片含水率的相关性,并建立枸杞叶片含水率估算模型.研究表明:连续统去除光谱能放大吸...     

河流生态基流概念与评价方法的差异性及其影响

生态基流涉及水文、地质、气候、水资源开发利用、生态环境保护和社会经济发展等多方面,然而迄今国内研究还较薄弱,与国外存在一定差距。从生态基的概念及内涵角度分析,国内外生态基流的差异性原因主要表现在概念本质来源、研究范围以及研究侧重点三个方面;从生态基流评价方法的角度分析,其差异性原因表现为研究条件的制约、概念与内涵识别不同以及研究目的差异。这些差异的存在,对我国国际河流水资源开发利用与保护等方面的具有深刻的影响。最后,针对国内外生态基流的差异性以及对我国国际河流开发利用的影响,提出了相应的建议。     

再生水水质对滴灌玉米生长和氮肥吸收的影响

为研究不同再生水灌溉水质对玉米生长和氮肥吸收的影响,在2015年进行了玉米滴灌盆栽试验。采用15 N示踪法对比研究了地下水(G)、二级再生水和地下水体积比为4∶2(S67%)和5∶1(S83%)的混合水、二级再生水(S100%)4种灌溉水质对氮肥吸收、残留和损失的影响。结果表明:(1)随灌溉水中再生水所占比例的提高,玉米叶面积指数(LAI)和叶片相对叶绿素含量(SPAD值)均有增大趋势。(2)和地下水灌溉相比,混合水和再生水灌溉均提高了玉米对氮肥的吸收利用。G、S67%、S83%和S100%处理氮肥吸收量分别为1.07、1.17、1.21和1.09g/plant,氮肥利用率分别为61%、67%、69%和62%。另外,随灌溉水中再生水所占比例的提高,氮肥残留量和氮肥损失量均表现为先降低后增加,S100%处理氮肥残留量和氮肥残留率最大,S83%处理氮肥损失量和氮肥损失率最小。(3)综合考虑不同灌溉水质对玉米生长、叶片SPAD值和氮肥吸收利用等指标的影响,再生水滴灌玉米适宜的灌溉水质为S83%处理(再生水和地下水体积比5∶1混合)。     

基于BP-SVM模型的植被变化模拟研究

植被是连接生物圈、大气圈、水圈的重要纽带,对流域生态环境和水热状态变化有重要的影响。当前研究大多聚焦于NDVI与气候因子的相关性分析,少数研究预测NDVI时忽视了考虑滞后性以及增加预报因子对提高模型精确度的影响。基于此,本文比较多元线性回归(MLR)、人工神经网络(ANN)和支持向量机模型(SVM),优选出精度较高的模型。在常规因子(降雨和气温)基础上增加了对植被生长有影响的土壤湿度和日照因子,并考虑了不同因子与NDVI之间的滞时效应。研究结果表明:(1)支持向量机模型(SVM)的拟合能力最强,NDVI预测精度最高,泾河、北洛河流域均方根误差均减少1.8%以上。(2)加入土壤湿度、日照等因子,泾河流域模型预测精度提高,泾河流域均方根误差减少8.8%。(3)考虑滞时后,泾河、北洛河流域均方根误差分别减少15%、11%,NDVI预测精度进一步提高,增加了模型的可靠性。预测结果可对未来制定生态保护策略,指导生态修复具有重要参考意义。     

湄公河流域农业干旱主要影响因素分析和预估

以湄公河流域作为模拟试验区域,采用区域气候模式RegCM3为模拟工具,单向嵌套全球海气耦合模式ECHAM5/MPI-OM当代(1980-2009年)和SRES A1B情景下未来(2010-2039年)的输出结果,以根系层土壤含水量为代表性指标,对试验区月尺度农业干旱进行了预估。基于地表能量平衡,系统分析了降水、蒸发、地表温度等农业干旱主要影响因素与区域气候模式模拟的大气环流、地表感热通量、地表潜热通量、地表净通量之间的联系和变化规律,从气陆间能量和水汽通量平衡角度,对农业干旱发生机理进行了初步识别。预估结果表明:未来春末(6月)和秋末(10月)湄公河流域温度增加、土壤含水量减少较为明显;同时,在这个时段试验区蒸发旺盛和降水减少的趋势,有可能导致湄公河流域局部地区农业干旱的发生。     

降雨条件下分层土壤入渗特性

通过室内模拟降雨入渗试验,研究了粘土、壤土和沙土3种土壤不同分层组合方式对土壤入渗特性的影响。结果表明:垂直入渗条件下,分层土壤入渗特征由土壤分层组合方式决定;分层土壤累计入渗量与湿润锋距离呈线性相关关系;分层土壤入渗过程中,当粗沙覆盖细沙且降雨强度大于下层细沙土稳定入渗率时,湿润锋以上剖面可以达到或接近饱和,当细沙覆盖粗沙且降雨强度大于细沙土稳定入渗率时,湿润锋剖面中,除细沙土部分剖面达到饱和,其余粗沙土剖面无法达到饱和,且其饱和程度和下层粗沙土土壤持水能力有关。     

青铜峡灌区地下水埋深演变及驱动要素贡献率解析

【目的】定量分析青铜峡灌区地下水埋深演变规律及影响因素,科学指导灌区合理调控地下水位,维持水系统健康平衡。【方法】采用水量平衡法分析了青铜峡灌区1998—2017年地下水时空演变特征及地下水补排平衡贡献率。【结果】1998—2017年青铜峡灌区地下水埋深增大了0.69 m,增加速率为0.038 m/a,年内地下水埋深呈双峰双谷特征,空间上银川灌区地下水埋深增大明显,银川市区和银北灌区的大武口区形成大漏斗区。年际地下水变化的主要影响要素依次为渠系渗漏补给(39.71%)侧向排泄(28.24%)潜水蒸发(14.16%)田间入渗补给(7.46%);4—8月和11月渠系渗漏补给对地下水变化贡献最大(45.33%),9—10月和12月地下水侧向排泄是地下水变化第一驱动因素(45.6%);空间上,水位变化的第一驱动要素均为渠系渗漏补给,第二驱动要素各有不同,银川、银南和河东灌区为侧向排泄,银北灌区为潜水蒸发。【结论】引黄水量持续减少是青铜峡灌区地下水埋深增大的最主要原因,而合理的地下水埋深对于维持灌区的生态平衡具有重要意义。