开辟新常态下黄河流域(片)生产建设项目水土保持工作新局面

多年来,在党和国家大力支持下,黄河流域共完成水土流失治理面积19.79万km2,流域水土流失得到有效控制,入黄泥沙明显减少,生态环境整体改善。但是,随着近年来流域经济发展和资源开发日益加快,生产建设项目成为不少地方高强度水土流失和生态破坏的主要诱因。新常态下,做好黄河流域(片)生产建设项目水土保持工作不仅是生态文明建设的重要内容和必然要求,关系到"一带一路"战略顺利实施,而且关乎人民群众生存质量,是现代企业发展的必然选择。分析了新常态下黄河流域(片)生产建设项目水土保持工作面临的新挑战。面对新常态,流域(片)各级水行政主管部门要做好生产建设项目水土保持工作的引领者,生产建设单位要做好水土保持工作的承担者,技术服务单位要做好水土保持工作的支撑者,以推进生产建设项目水土保持工作再上新台阶。     

基于土地利用变化的黄河流域景观格局及生态风险评估

黄河流域生态环境脆弱,水土流失严重,诊断其景观格局及生态风险对促进流域高质量发展具有重要意义。该研究采用黄河流域2000、2010和2018年的土地利用数据,计算景观格局指数并构建生态风险评价模型,从网格尺度和县域尺度揭示生态风险的时空演化特征和空间关联性。结果表明：1）草地和耕地面积之和占黄河流域总面积的70%以上,2000-2018年,耕地面积减少14 243 km2,未利用地面积减少9 410.3 km2,建设用地面积增加12 179.8 km2。2）2000-2018年,黄河流域斑块数、斑块密度、最大斑块指数、景观形状指数、香农多样性指数值上升,蔓延度指数值下降,黄河流域景观格局趋于复杂化、破碎化和分散化。3）2000-2018年,黄河流域的生态风险值呈上升趋势,较高风险区和高风险区的面积增加,低风险区和较低风险区的面积大幅度减少,生态风险等级大多由低等级向高等级转移。4）2000-2018年,黄河流域生态风险呈现空间正相关,但空间聚集程度和空间分异性减弱。网格尺度的Moran's I指数大于县域尺度,表明网格尺度的空间正相关性更强。基于上述结果,该研究将黄河流域划分为生态风险重点管控区、严格管控区和一般管控区,并提出差别化的管控建议,以期为流域管理及风险防控提供定量参考和决策依据。     

窟野河、秃尾河、孤山川流域主要水土保持树种造林密度的探讨

通过对窟野河、秃尾河、孤山川流域主要乔、灌木水土保持林的随机抽样调查分析,建立了林分保存密度与郁闭度的相关模型,并以此模型为基础,结合当地水保林经营现状,提出该地区刺槐、柠条、沙柳、踏郎和花棒的造林密度(株或丛/hm~2)分别以2571、4000、2400、3000和3000较为合理。这样的造林密度,在该地区既有较好的水土保持效益,又有较高的经济效益。     

黄河流域资源型城市土地绿色利用效率时空演变及影响因素

如何以最小的城市土地资源投入获得最大的社会经济生态效益是区域可持续利用和高质量发展关注的重点之一。以黄河流域资源型城市为研究对象,构建土地绿色利用效率测算指标体系,利用SSBM（Super Slack Based Measure,SSBM）模型测度2009－2018年黄河流域资源型城市土地绿色利用效率,选取空间自相关模型分析土地绿色利用效率的时空演变特征,借助时空地理加权回归（Geographically and Temporally Weighted Regression,GTWR）模型揭示影响土地绿色利用效率因素。研究结果表明：1）从时序变化来看,2009－2018年,黄河流域资源型城市土地绿色利用效率整体变化趋势不明显。2）从空间差异来看,黄河流域资源型城市整体空间关联性不强,集聚态势不显著,局部表现出"小集聚大分散"的空间分布特征。3）土地绿色利用效率影响因素具有空间异质性特征,经济和产业结构始终是影响区域土地绿色利用效率的核心因素,科技作用逐渐凸显,同时不同类型资源型城市主导因素存在明显差异。研究结果对于促进土地绿色利用效率驱动机制的深入研究具有指导意义,也可为黄河流域资源型城市土地高效可持续利用提供科学参考。     

黄河流域水土保持减水定额研究

 流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而水土保持减水定额又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。综合分析了水土保持减水作用现有主要研究成果,在对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,采用小流域综合治理法,计算出黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区的水土保持减水定额依次为245.5、118.5、471.9m3/hm2,并提出了推求黄河流域水土保持减水量的有效途径。     

黄河流域“数字水土保持”建设实践

“数字水土保持”是为了适应新时期加强黄河流域水土保持生态建设和发展学科前沿技术的需要而启动实施的一项战略性创新工程,其主体是建设现代化的黄河流域水土保持生态环境监测系统。系统由监测站网、信息采集、信息传输、数据存储、信息服务平台和应用系统等6个部分组成。通过周密规划和精心实施,一期工程已取得了显著成效。     

黄河流域日潜在蒸散量变化及气象敏感要素分析

潜在蒸散量反映了大气的蒸发能力,准确的估算和科学客观的分析其气象影响要素,是水资源优化配置的重要依据和基础。该文以国家气象局整编的黄河流域109个站点近52a(1961-2012年)逐日气象资料计算潜在蒸散量及其敏感系数,探明黄河流域上游、中游和下游日潜在蒸散量(potential evapotranspiration,ET0)对4种气象要素的敏感性时空变化特征。结果表明:从ET0日值来看,黄河流域上游变化趋势不明显,但其均值高于中游和下游,下游以-0.043 mm/10a的趋势显著(p0.05)递减;在年内变化上,上游、中游和下游太阳辐射和温度及太阳辐射敏感系数均呈单峰型曲线变化,风速敏感系数呈单谷型变化,而相对湿度、风速以及相对湿度和温度的敏感系数波动较大;年际变化上,上游、中游和下游太阳辐射、相对湿度和风速都显著下降,温度显著提升,ET0对太阳辐射量和温度的敏感性减弱,而对相对湿度和风速敏感性增强;相对湿度是上游、中游和下游ET0变化的最敏感的要素,而太阳辐射量是ET0年内和年际变化的主控气象要素;太阳辐射、相对湿度和温度3个气候变量的敏感系数都在研究区西南部形成高值区,表明ET0在黄河流域西南部对气候变化最敏感。该研究对于指导黄河流域不同区域农业种植结构的调整和生态工程科学布局,合理开发调配水土资源,促进农业和生态环境的良性发展,具有重要的科学意义。     

黄河流域青海片土地利用景观空间格局分析

应用GIS,RS技术与景观格局分析软件FRAGSTATS研究了2001年黄河流域青海片土地利用和青海片内景观格局的空间分布,并根据构建的景观弹性度指数分析了研究区域的景观生态系统稳定性。结果表明,黄河流域青海片总体上以低覆盖和高中覆盖草地为主,景观不规则,较为复杂且不稳定,但无明显破碎化现象。片内黄河源头区域景观多样性和弹性度相对较低;片内黄河干流区域景观多样性、均匀度和景观弹性度相对较高。西宁市景观破碎度较高而景观弹性度较低,受人为干扰较强。     

基于Box—Jenkins方法的黄河水质时间序列分析与预测

采用基于Box-Jenkins方法的时间序列分析技术,对黄河上游甘肃兰州段、中游吴堡和下游山东利津段的水质进行了趋势分析和预测。选取对水质产生影响较大的两个污染因子化学需氧量（CODMn）和溶解氧（D0O1994—2003连续10a的月平均水质监测数据,借助Matlab和SAS统计软件,建立了ARIMA模型和乘积季节时间序列模型,并分析了这两个污染因子随时间推移的变化规律。结果表明：ARIMA模型和乘积季节模型能够用于短期水质预测,并且预测效果较好。黄河流域从上游到下游水质总体状况呈逐渐下降趋势,上游水质一般为Ⅱ和Ⅲ类,而中游和下游水质基本为Ⅳ、Ⅴ和超Ⅴ类。     

黄河流域上游城市群三生空间时空演化特征及其变化稳定性分析

识别三生空间迁移演化规律并掌握其引发的空间性状改变情况,对优化国土空间布局、提高利用水平影响深远。以黄河流域上游城市群为研究对象,基于转移矩阵对研究区2000—2020年三生空间时空演化规律进行分析,并以此为基础,利用强度分析模型,从三生空间一、二级分类双重视角,就空间演化带来的变化稳定性问题进行讨论。结果表明:(1)20年间,研究区三生空间转移变化活跃但发生数量和规模均呈缩减态势,空间转移以呼包鄂榆和宁夏沿黄城市群两地为主,呈东多西少分布特征,但以生态为主、生产和生活空间为辅的整体格局未发生改变。(2)20年间,流域三生空间变化先强后弱,整体不稳定。生产和生活空间稳定活跃增加,减少趋于平缓,生态空间增加趋于平缓,但减少趋向活跃,前二者对生态空间的胁迫趋向常态。同时,流域三生空间内部彼此转移频繁,存在生产—生活及生活—生态2种稳定地系统性转变模式。(3)三生空间二级子类此消彼长的改变是生产、生活、生态空间变化的显性原因,而经济发展驱动、城市引力影响以及宏观政策指引则是引发流域三生空间演替变化的内在作用机制。(4)转移矩阵与强度分析模型的联合研究框架,有助于实现区域三生空间变化及其性状改变情况的一体化监测。提高空间利用效率,控制城市规模,坚持耕地保护,推行有效的空间退出机制,发挥宏观政策对空间流转的导引作用,将对研究区国土空间高质量利用产生积极影响。