1951-2016年长江荆南三口地区旱涝演变与急转特征分析

根据荆南三口地区22个气象站点1951—2016年月降水资料,采用标准化降水指数（SPI）及夏季长周期旱涝急转指数（LDFAI）,辅以EOF分析、小波分析、M-K检验等相关分析方法,分析荆南三口地区66年旱涝的变化特征。结果表明：（1）旱涝年际变化较大,20世纪50年代前涝后旱、60—70年代整体干旱、80年代旱涝交替、90年代洪涝、21世纪前涝后旱,且四季均可发生旱涝事件。（2）空间尺度可分为3个区域类型,东南部（湿润区）、中部（降水均匀区）、西北部（偏干区）,且季节空间分布上存在较大差异,西北部的五峰、宜昌、荆州等地四季干旱较多,中部的安乡、南县、华容等地四季洪涝较多。（3）年与四季多以5年、10年周期为主,并具有30~35年的长周期。（4）旱涝急转指数在1981年和2015年发生显著变化,而旱涝强度在1972年和2014年发生显著突变。（5）宜昌、石门、澧县等夏季多为旱转涝;五峰、宁乡、安乡、华容、常德等地夏季多为涝转旱。     

干旱区内陆河流域典型灌区土地利用变化与耗水量研究

【目的】以阿克苏河灌区为例,研究干旱区内陆河流域土地利用变化与耗水量的关系,为干旱区土地资源开发与保护提供科学依据。【方法】基于2000~2014年TM遥感影像,运用GIS技术和土地利用模型,结合灌溉用水量和土壤含水量的变化趋势,分析近15 a阿克苏河灌区土地利用/覆被变化现状以及耕地扩张与灌区耗水量的关系。【结果】阿克苏河灌区土地利用变化明显,灌区耕地面积以159.8 km²/年的速度增加,以塔河灌区耕地增加最为明显;随着灌区耕地面积的急剧增加,灌区内耗水量加大;灌区内土壤含水量减少,平原荒漠区的一些浅根系荒漠植物因干旱胁迫死亡,中、低覆盖草地面积大幅下降,灌区外围荒漠化风险加大。【结论】在全球变暖背景下,耕地面积的不断扩大,是导致灌区耗水量增加的主要原因。     

长江中游地区粮食生产的战略研究

长江中游地区(湖南、江西和湖北)是我国粮食生产主产区之一,该区的粮食安全与否直接影响到我国的粮食安全。本文首先从绝对和相对的角度分析了该区粮食生产的现状。结果表明：近10年来,一方面,区内的粮食生产总量一直在以增加种植面积而获得了稳步增长,其增长难以持续。同时区内的种植结构也在逐渐发生变化,主粮(水稻)的种植面积增幅要远大于杂粮小麦和薯类的增幅,尤其是大于豆类的增长幅度。另一方面,从全国范围来看,长江中游地区的主粮(水稻)的生产占全国比重呈下降趋势,而杂粮生产占全国比重反而有较大幅度的提高。其次,深层剖析了该区粮食生产发展所面临的困境,认为主要有农民(户)种粮积极性不高、农田水利基础设施薄弱、耕地质量退化严重、产业化水平不高、农业科技整体水平较低和粮食生产的结构性弊端初现等六大方面问题。最后,针对该区域所面临的困境依次提出了粮食生产发展的战略对策,为确保该区粮食安全提供参考。     

亚热带农业小流域水体氮素及其稳定同位素分布特征

为控制流域氮素养分流失、改善流域水体环境,以亚热带典型农业小流域脱甲河为研究对象,对表层水体铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3--N)浓度和水体硝态氮δ~(15)N(δ~(15)N-NO_3-)、沉积物有机质δ~(15)N(δ~(15)N-Org)浓度进行了连续试验观测,分析氮素浓度及其稳定同位素值的时空特征,探讨影响氮素分布的环境因子及水体NO_3-和沉积物有机质氮素的可能来源。结果表明:水体NO_3--N浓度明显高于NH_4~+-N,均值分别为1.62 mg·L~(-1)和0.90mg·L~(-1),并且分别在6月、8月及冬季较高;城镇区和农田区水体NH_4~+-N浓度与其他类型区差异显著(P0.05),并且显著高于其他水体;NO_3--N浓度在城镇区、农田区及山间林地区较高,水库区较低。支流NH_4~+-N浓度高于干流,均表现为冬季春季夏季秋季;干流、支流NO_3--N浓度分别表现为冬季夏季秋季春季、秋季冬季夏季春季。源头和出口处水体均表现为NO_3--N浓度高于NH_4~+-N,源头处氮素浓度低于出口处。水体δ~(15)N-NO_3-及底泥δ~(15)N-Org值分布范围分别为-19.87‰~8.11‰和-0.69‰~6.51‰,水体δ~(15)N-NO_3-最高值在Ⅲ级河段,最低值出现于Ⅳ级河段,各级河段间水体δ~(15)N-NO_3-11月差异较小,而1、2月差异明显;河流底泥δ~(15)N-Org最高值也位于Ⅲ级河段,而最低值则在Ⅰ级河段,Ⅲ、Ⅳ级河段δ~(15)N-Org值随时间变化趋势较为一致,Ⅰ、Ⅱ级河段δ~(15)N-Org最小值出现于1月。总之,脱甲河水体存在氮素污染现象且以外源输入为主,水体氮素来源主要为土壤有机质、人工合成肥料及陆源有机质,开展流域氮素分布及来源研究对认识流域尺度氮污染物的源解析具有一定科学意义。     

长江中游地区水旱复种轮作模式资源利用率比较研究

为了实现农田资源高效利用,维护农业生态良性循环,优化长江中游地区传统种植模式,本研究于2013年10月—2015年11月,以冬闲连作为对照,分析比较了不同水旱复种轮作模式(冬闲-早稻-晚稻→冬闲-早稻-晚稻、马铃薯-玉米‖大豆-晚稻→蔬菜-花生‖玉米-晚稻、蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻、绿肥-早稻-晚稻→油菜-花生-晚稻、油菜-花生-晚稻→马铃薯-玉米‖大豆-晚稻)的光、温、水、土资源利用效率。结果表明:水旱复种轮作模式的冬季、晚季和周年的光能利用率均比冬闲连作处理高,周年光能利用率两年间分别高8.26%~82.50%和2.63%~121.42%,其中均以"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"轮作模式最高。水旱复种轮作模式的年有效积温利用率均高于冬闲连作模式,两年间分别高12.87%~21.26%和11.17%~25.88%,以"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"轮作模式最佳。两年间水旱复种轮作模式的冬季、晚季和周年的水分利用率均比冬闲连作处理高,其中周年水分利用率分别高45.36%~83.50%和40.00%~118.75%,以"马铃薯-玉米‖大豆-晚稻→蔬菜-花生‖玉米-晚稻"轮作模式的晚季和周年水分利用率最高,"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"模式的冬季水分利用率最高。两年间土地利用率均以"绿肥-早稻-晚稻"复种模式最高,平均利用率达96.11%,"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"轮作模式的土地利用率表现最好。因此,各水旱复种轮作模式的周年光能利用率、年有效积温利用率、水分利用率和土地利用率均高于冬闲对照,其中以"蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻"和"绿肥-早稻-晚稻→油菜-花生-晚稻"轮作模式表现较好,适宜在长江中游地区推广应用。     

嘉陵江不同江段蛇(鱼句)耳石形态特征及差异

为研究蛇（鱼句）耳石的形态特征以及不同环境下的耳石形态差异,以蛇（鱼句）左侧微耳石和星耳石作为研究材料,利用传统形态法测量耳石的14个参数且将其转化为11个形状指标,并利用地标点法在星耳石上选取12个地标点,对2016年6—7月间采自嘉陵江上游、中游、下游的195尾蛇（鱼句）的耳石样本进行形态研究。结果显示,蛇（鱼句）微耳石呈肾形,3个江段微耳石形态无显著差异;蛇（鱼句）星耳石呈圆形、椭圆形,表面粗糙,脊突数少于20,翼叶较基叶发达,中央突不明显,主凹槽轮廓似水滴状。相对扭曲主成分分析将3个江段的蛇（鱼句）星耳石分为两种形态类型：Ⅰ型和Ⅱ型,其中Ⅰ型主要为嘉陵江上游江段蛇（鱼句）的耳石样本,Ⅱ型则包括嘉陵江中游和下游的蛇（鱼句）耳石样本。传统形态法和地标点法的综合结果表明,两种类型耳石形态差异主要表现在整体轮廓、脊突数,以及基叶、主凹槽和背侧距离等特征上,逐步判别分析对Ⅰ型和Ⅱ型星耳石的正判率达95.5%,区分效果较好。研究表明,嘉陵江不同江段蛇（鱼句）星耳石分为两种类型,且存在显著的形态差异;蛇（鱼句）星耳石的形态差异可能是对水温、流速等环境因子主动适应的结果,如在上游生活的蛇（鱼句）,其较细长且脊突较多的Ⅰ型星耳石能够较好地适应上游低温、多变的急流环境。     

云南九大高原湖泊流域现行管理体制及其完善建议

云南省湖泊面积达到30 km2以上有9个,分别为滇池、阳宗海、抚仙湖、星云湖、杞麓湖、洱海、泸沽湖、程海和异龙湖,具有独特的自然地理条件和生态服务功能,在全省经济发展和生态文明建设中占有举足轻重的地位。近年来对9大高原湖泊的治理已取得一定成效,但水质日趋恶化仍是当前面临的突出问题,主要原因是现行的湖泊流域管理体制机制不够完善,未能适应流域经济的快速发展以及流域保护治理的需求。分析和总结了云南9个高原湖泊流域管理体制的现状及存在的问题,在国内外湖泊流域管理案例和成功经验的基础上,根据9大高原湖泊流域自身特点,提出了完善管理体制的建议。     

鸭绿江下游浮游植物群落结构与环境因子的关系*

为了探究鸭绿江下游浮游植物群落的演替规律及与环境因子的关系,2012-2016年每年的春季(4月枯水期)和秋季(9月丰水期)进行2次采样调查。根据鸭绿江下游的环境特点,遵循采样点具有代表性的原则,以鸭绿江下游的宽甸县河口村为起点,以丹东市振兴区浪头镇为终点,共设7个采样点,对鸭绿江下游连续5年进行了浮游植物群落结构及水体理化因子的监测。结果表明,鸭绿江下游共鉴定出浮游植物77种,分属于7门47属,其中硅藻门30种,绿藻门28种,裸藻门6种,甲藻门3种,金藻门2种,隐藻门1种,群落组成以硅藻和绿藻为主。主要优势种有梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、颗粒直链藻(Melosira granulata)、克罗顿脆杆藻(Fragilaria crotonensis)、辐射圆筛藻(Coscinodiscus radiatus)和美丽星杆藻(Asterionella formosa)。浮游植物生物量从上游至下游逐渐升高,2012-2014年的年际生物量较高,从2015年开始生物量骤减。影响浮游植物生物量最主要的环境因子是水温、透明度和总氮,生物量与水温、总氮呈极显著正相关(P0.01),与透明度呈显著负相关(P0.05)。     

岷江中游眉山~乐山段水质变化趋势及航电开发对其影响研究

依据岷江中游眉山~乐山河段(简称眉乐段)水质监测资料,选用具有代表性的水质因子COD、NH3-N、TP分析眉乐段水质变化趋势,探讨航电梯级开发对水质的影响.结果表明,眉乐段水质主要受上游来水影响,府河汇合后的岷江干流眉乐段区间污染负荷量相对较少,对河流水质影响相对较小;河段水质在空间分布上总体呈现上游至下游逐步好转的趋势,COD沿程稳定达到Ⅲ类水质标准,NH3-N和TP沿程降低;在时间分布上,水质逐年变好;主要支流体泉河水质较差,超标严重,思蒙河和毛河COD、NH3-N浓度维持在Ⅲ类水质标准,TP浓度超过Ⅳ类水质标准,且有逐年升高趋势;汉阳库区建成后COD、NH3-N较建成前降低,TP较建成前略微增加,汉阳库区出库COD、NH3-N、TP较入库降低.研究结果可为航电梯级水库环境影响分析?航电开发和水环境治理提供参考依据     

Simulating long-term effect of Hyrcanian forest loss on phosphorus loading at the sub-watershed level

Conversion of forest land to farmland in the Hyrcanian forest of northern Iran increases the nutrient input, especially the phosphorus(P) nutrient, thus impacting the water quality. Modeling the effect of forest loss on surface water quality provides valuable information for forest management. This study predicts the future impacts of forest loss between 2010 and 2040 on P loading in the Tajan River watershed at the sub-watershed level. To understand drivers of the land cover, we used Land Change Modeler(LCM) combining with the Soil Water Assessment Tool(SWAT) model to simulate the impacts of land use change on P loading. We characterized priority management areas for locating comprehensive and cost-effective management practices at the sub-watershed level. Results show that agricultural expansion has led to an intense deforestation. During the future period 2010–2040, forest area is expected to decrease by 34,739 hm~2. And the areas of pasture and agriculture are expected to increase by 7668 and 27,071 hm~2, respectively. In most sub-watersheds, P pollution will be intensified with the increase in deforestation by the year 2040. And the P concentration is expected to increase from 0.08 to 2.30 mg/L in all of sub-watersheds by the year 2040. It should be noted that the phosphorous concentration exceeds the American Public Health Association′s water quality standard of 0.2 mg/L for P in drinking water in both current and future scenarios in the Tajan River watershed. Only 30% of sub-watersheds will comply with the water quality standards by the year 2040. The finding of the present study highlights the importance of conserving forest area to maintain a stable water quality.