河流生态系统结构功能整体性概念模型

在完善与整合现有河流生态系统结构功能概念及模型的基础上,提出河流生态系统结构功能整体性概念模型。水文情势、水力条件和地貌景观格局是对河流生态系统结构与功能具有关键影响的3大生境要素,结构功能模型的核心是建立以3大生境要素为构架的生命支持系统与河流生命系统之间的相互作用和相互制约关系,同时考虑由于人类活动引起生境要素变化对于河流生态系统的影响。河流生态系统结构功能整体性概念模型由以下4种模型组成:河流四维连续体模型、水文情势-河流生态过程耦合模型、水力条件-生物生活史特征适宜模型以及地貌景观空间异质性-生物群落多样性关联模型,这4种模型的一体化整合,基本概括了河流生态系统结构功能的整体特征。     

植硅体在河流硅输送中的作用

高等植物产生的植硅体是古气候和古环境研究的重要手段,也是陆地硅循环中重要的硅的储库;植硅体通过河流的跨区域输送在全球硅的生物地球化学循环中起着重要作用,是区域硅循环研究的重要载体,然而这方面的关注却很少。河流输送的生物硅大致分为自源和异源两种类别。"自源"生物硅主要包括河流水体本身自生浮游植物(主要是淡水硅藻)产生的硅质颗粒;"异源"生物硅主要由流域土壤的侵蚀输出到河流的植硅体所构成。流域地表过程是使得部分土壤中的植硅体进入河流的主要途径,并成为河流生物硅输送中重要的形式,这对河流-河口水循环体系的硅生物地球化学循环过程产生了重要的影响,但人们对河流输送的植硅体在硅循环中的作用的研究还不够。文章着眼于陆海相互作用研究,以河流中水体携带的植硅体为中心,总结了河流植硅体输送在地表水体硅循环系统中贡献的研究进展,分析了长江与黄河植硅体入海通量与河口行为及对近海海洋环境的影响。最后,对未来河流输送的植硅体参与硅循环研究可能需要加强的科学问题提出了建议。     

从端点走向连续:河流沉积模式研究进展述评

从河道类型的划分、河床演变与河型转换、河道沉积与河流砂体的建筑结构要素、河漫滩沉积、季节性河流与分支河流体系、河流沉积相模式、河流沉积学研究技术与方法等方面对国内外河流沉积模式的研究进展进行了综述,认为近十年来河流沉积学的理论和方法都发生了重要的变化。地貌学家、沉积学家和工程师认识到河道形态是连续可变的,而不是只有4~40多个端点类型。河床的演变受河床比降、流量变幅、河岸沉积物粒度构成、气候、植被以及构造沉降速率等多方面的影响。垂向剖面分析法难以对古河流类型做出正确的判断,运用建筑结构要素分析法重建河道内大型底形的地貌形态是河型判别和河流相模式重建的正确方法。河漫滩是河流沉积事件记录最为齐全的部位,对河漫滩、天然堤和泛滥平原沉积层序的研究能够揭示更多古河流沉积过程以及古环境、古气候和古生物方面的信息。对季节性河流、受季风强烈影响地区的河流、以及不同气候带河流所发育的独特沉积构造和建筑结构要素的研究不断增加。分支河流体系的概念得到越来越多的应用,但也得到不少质疑。我国学者应当注重对现代河流地貌形态和沉积过程的观察,把河床演变学的定量方法与沉积学的观点、理论和资料相结合,利用露头、三维地震资料和探地雷达技术建立河流砂体内部建筑结构信息数据库,加强对古河流河漫滩和泛滥平原的沉积过程、特征及其控制因素的研究,加强对不同构造和气候条件下河流沉积的差异性研究,不断发展河流沉积学研究技术,加强河流沉积学实验室建设和研究队伍建设,加强国际交流与合作,使我国河流沉积学为国家经济社会发展提供更加有力和有效的支撑,为推动国际河流沉积学发展做出中国人自己的贡献。     

中国河流沉积学研究20年

从河型及其分类研究、现代河流沉积调查、河流沉积相与相模式研究、河流相地层的层序地层学研究、河流沉积砂体建筑结构精细解剖、河流沉积模拟研究等六个方面回顾了自《沉积学报》创刊以来20年中国河流沉积学研究的主要进展,指出我国的河流沉积学取得了许多富有特色的研究成果,主要表现在网状河概念的引入与普及、建筑结构要素分析法的推广、界面层次的划分和及其概念的扩张、岩石相类型和岩石相组合概念的应用、河流砂体露头调查的方法与技术、沉积构造的沉积动力学解释、层序地层学在河流沉积研究中的应用、河流沉积过程的模拟实验、河流相储层的建模技术等方面。但是20年来,中国河流沉积学研究并没有出现国际公认的理论首创,应当加强河流沉积学的研究组织,吸收地理地貌和水利学的研究成果,结合社会经济建设需要不断扩大河流沉积学的研究领域,积极进行国际学术交流,使我国的河流沉积学研究走在国际河流沉积学研究的前列。     

海上油田河流相复合砂体构型级次解析

在现有的碎屑沉积地质体构型分级方案基础上,充分考虑自然界中河流沉积演化规律以及海上油田的资料基础与经济开发尺度等因素,遵循地质体分级原则与依据,建立了海上油田河流相复合砂体构型分级方案。从地质成因、主控因素、时空规模等方面系统阐述了河流相复合砂体13级构型单元的基本特征,并解析其与相关沉积地质体级次的关联性。与现有的储层构型分级的差异主要在于新增了"复合点坝"级次,复合点坝是多期残存点坝以复合体形式叠置而成的沉积单元,该级次是储层构型理论、海上油田资料分辨能力与经济开发尺度三者的契合点,是海上油田"地震导向、井震联合"构型研究思路的良好实践。河流相复合砂体构型分级对于指导海上油气开发具有一定的优势。     

计算河流动力学理论体系框架探讨

计算河流动力学重在研究河流动力的时空变化,实质上是计算流体力学、计算土力学在河流动力学中的应用,但并非简单组合,主要难点源自相间作用机理复杂性及研究对象多尺度性所导致的应用可行性问题。问题解决的过程中产生大量新的适于河流动力计算的数学模型和数值模型,但当前理论体系还缺乏系统性。综合河流动力学、计算流体力学、计算土力学理论,给出计算河流动力学的理论体系框架,明确计算河流动力学各部分内容的基本联系。基于此理论体系,可以方便地判断模型准确性、计算量和复杂性,构建最优的数学模型,并判断数学模型的发展方向。     

盆地内大面积砂体分布的一种成因机理--干旱气候下季节性河流沉积

我国西部新疆地区侏罗系-下白垩统大面积、厚层状砂岩油气勘探获得了重大发现, 大面积厚层状砂体及泥岩红层沉积的成因机理受到长期关注。结合现今准噶尔南缘多条季节性河流的沉积体系、砂体展布特征分析, 并对比郝家沟-头屯河剖面、玛纳斯河剖面上侏罗统齐古组、喀拉扎组的岩相组合、岩石颜色、砂泥岩沉积构造、沉积序列与古环境分析, 认为干旱气候下头屯河组上部-喀拉扎组的季节性曲流河-季节性辫状河沉积是上侏罗统大面积厚层状砂砾岩体及厚层状泥岩红层沉积的重要成因机理, 进而建立了季节性河流的砂体构型和成因模式。准噶尔盆地南缘季节性河流沉积砂体构型和成因模式的建立, 对进一步认识我国古代季节性河流沉积提供了有益参考。     

渤海海域S油田新近系明化镇组河流相复合砂体叠置样式分析

河流相砂体是我国陆相盆地最主要的油气储集层之一,随着90年代渤海海域浅层河流相油气勘探获得重大突破,使得河流相储层成为当前海上油田研究的热点。本文利用野外露头、现代沉积和岩芯以及钻测井等资料,以高分辨率层序地层学原理为指导,在精细的层序地层格架基础上,分析S油田新近系明化镇组明下段河流相层序格架和砂体结构的沉积特征,总结砂体的发育规模特征。建立河流相砂体的沉积模式,将明下段划分为38个五级层序、13个四级层序和4个三级层序;在层序格架内把河流相砂体叠置样式划分为3种类型共7类样式,分别为堆叠型、侧叠型和孤立型,和紧密接触侧叠型、疏散接触侧叠型、离散接触侧叠型、下切侵蚀河道孤立型、决口扇孤立型、孤立河道和堆叠构型7类样式。河流相砂体叠置样式的建立推动了陆相高分辨率层序学的发展。     

海上油田河流相复合砂体构型级次解析*

在现有的碎屑沉积地质体构型分级方案基础上,充分考虑自然界中河流沉积演化规律以及海上油田的资料基础与经济开发尺度等因素,遵循地质体分级原则与依据,建立了海上油田河流相复合砂体构型分级方案。从地质成因、主控因素、时空规模等方面系统阐述了河流相复合砂体13级构型单元的基本特征,并解析其与相关沉积地质体级次的关联性。与现有的储层构型分级的差异主要在于新增了“复合点坝”级次,复合点坝是多期残存点坝以复合体形式叠置而成的沉积单元,该级次是储层构型理论、海上油田资料分辨能力与经济开发尺度三者的契合点,是海上油田“地震导向、井震联合”构型研究思路的良好实践。河流相复合砂体构型分级对于指导海上油气开发具有一定的优势。     

从常规体系域到非常规体系域——河流相层序地层学研究的一个重要进展

在与海平面变化存在联系的近滨线河流相地层中,源于海岸碎屑沉积体系的层序地层学概念得到了较好的应用,从而在河流相地层中产生了低水位体系域(LST)、与海侵体系域类似的水进体系域(TST)及高水位体系域(HST)等常规体系域下的河流相层序地层划分方案。由于源于海岸沉积体系的早期体系域划分存在着概念体系的不协调,故常规体系域划分在河流相层序中的使用也就存在着概念体系的不协调。非常规体系域(低可容纳空间体系域,LAST;高可容纳空间体系域,HAST)的提出可避免这种概念体系的不协调,并为研究复杂的河流沉积过程和提取地层记录规律提供重要的线索和思路。     

河流生态修复技术研究概述

河流在人类社会发展中扮演着重要的角色,但由于人类的过度使用以及随意将污染物排放入河流中,造成河流的生态破坏、水体污染.对于河流的治理,国外已从传统的“污水处理、达标排放”治理目标转变为以水质再生为核心的“水的循环再利用”,由单纯的“污染控制”技术发展为“水生态的修复与恢复”.本文介绍了河流生态修复的理念及其修复技术.     

城市河流生态系统健康评价初探

健康的河流生态系统已经成为公认的河流管理目标,采用河流生态系统健康理论来研究城市河流问题,具有较强的理论与现实意义。在城市河流生态系统健康概念内涵剖析的基础上,提出了包含水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带5大要素的指标体系及其"很健康、健康、亚健康、不健康、病态"5级评价标准,建立了模糊层次综合评价程序与模型。并以宁波市河流为例进行实证研究,明确各河流的健康状况及限制因子,为其保护、维育与修复提供了决策依据。     

甘南大夏河流域生态环境问题识别与修复措施研究

本文对甘南大夏河流域现存的生态环境问题进行了识别与诊断,对其生态问题成因进行了剖析,提出了相应的修复措施。研究显示,矿山环境破坏、草地退化沙化、水土流失、湿地萎缩和生物多样性减少是甘南大夏河流域目前主要的生态环境问题。针对这些主要问题,基于山水林田湖草沙一体化生态修复理念,划分了三个生态修复单元,确立了自然恢复、保护保育、辅助再生、生态重塑四种生态修复模式,提出了以水源涵养为核心的区域生态保护与修复策略,重点布设与实施矿山生态修复、草原生态保护修复、小流域生态保护修复、湿地和生物多样性保护修复、生态环境监测预警与评价系统等五大生态保护与修复工程。该研究可为甘南大夏河流域生态保护与修复提供借鉴与参考。     

生态水文研究前沿问题及生态水文观测试验

自1987年Ingram HAP提出生态水文学概念以来,生态水文学得到了快速的发展。2007年,“生态水文学与环境可持续性”已成为UNESCO/IHP第7阶段计划的主题之一。回顾了生态水文学概念的变迁,综述了有关术语及其科学内涵,简要分析了水循环与生物地球化学循环、水文与生态系统相互作用、水文过程与生命过程耦合、绿水及其生态作用等方面关注的科学问题及其观测研究进展;介绍了黑河流域生态水文学研究的初步认识。     

河流生态健康评价研究综述

随着河流污染日益严重,人们开始关注河流的生存,河流健康由此而生.在全面总结国内外研究的基础上,对河流健康的概念进行了阐释,分析了评价河流健康的指标体系,及其标准和权重,列举了几种常用的评价模型,并指出了现阶段河流健康评价工作的不足及其未来的发展方向.     

河流侵蚀淤积环境地质问题研究--以福建九龙江晋江为例

河流或流水的侵蚀淤积是改造地质环境的最重要因素之一。利用遥感技术和时空对比分析等监测手段来揭示地质环境的这种快速变化，以及对人类生存环境所产生的深远影响是未来环境地质研究的热点和难点问题。近年来随着城市堤防和护岸工程的逐步完善，河流侵蚀淤积作用强度，在一定程度上得到了缓解。但河流的侵蚀淤积地质作用仍占主导地位，由其引发的环境地质问题仍需进一步深入研究。地质构造作用，控制河流的走向和流势；河流水文特征，决定河流地质作用的主要时期；河谷地貌形态，可以改变河流的侵蚀、淤积作用性质；岸坡岩土性质。影响河流沿岸边坡的稳定性；人类工程活动，改变了河流的自然形态和水文泥沙过程，导致新的河床冲淤变化。河流侵蚀淤积环境地质问题主要表现在：(1)河岸侵蚀岸线后移，危及岸边居民建(构)筑物，以及交通、能源、农田、水利等公共设施的安全；(2)河床淤积河道变浅，排洪、泻洪能力下降，影响航运并造成洪水泛滥；(3)河口淤积造成港湾功能的严重退化，影响港口城市的可持续发展。     

中国东部箕状断陷湖盆扇三角洲与辫状河三角洲对比研究

中国东部箕状断陷湖盆短轴方向,常常发育扇三角洲和辫状河三角洲,二者均可形成良好的油气储集体,但在岩芯以及地球物理资料的识别上常常容易混淆。通过对它们沉积特征、地球物理资料特征、含油气性和控制因素的对比研究和分析认为:扇三角洲是陡坡带冲积扇直接入湖形成,地震反射特征为楔形前积,沉积物成分成熟度和结构成熟度均低于辫状河三角洲,沉积特征反映重力流和牵引流双重作用;辫状河三角洲是缓坡带辫状河入湖形成的三角洲,向湖盆方向推进较远,地震反射特征为叠瓦前积,沉积特征反映牵引流作用。扇三角洲易形成构造-岩性油气藏和岩性油气藏,有利相带为扇三角洲前缘水下分流河道、席状砂以及前扇三角洲容易发育的滑塌浊积扇;辫状河三角洲易形成地层-岩性油气藏和岩性油气藏,有利相带为辫状河三角洲平原辫状分流河道,辫状河三角洲前缘水下分流河道、河口坝、席状砂以及半深湖中的浊积岩体。古气候变化、构造-古地貌以及湖平面变化速率三者共同作用于扇三角洲和辫状河三角洲的沉积特征,其中构造-古地貌是主控因素。结合二者沉积特征差异,建立了中国东部箕状断陷湖盆扇三角洲和辫状河三角洲沉积模式图,以期能对相似构造背景下扇三角洲和辫状河三角洲的分析与研究提供一定的指导作用。     

三峡地区滑坡与构造运动,气候变化的关系

滑坡是三峡地区最主要的地质灾害之一。三峡地区滑坡的形成和发展的阶段性及间歇一与新构造抬 阶段性密切相关，同时测年资料表明，大部分滑坡发生于第四纪暖湿气候期，由于河流阶地是间歇性新构造抬升的产物，其形成阶段又与与气候的冷暖变化相关，即冷期 地陆坎形式，暖期阶地堆的形成。因此，河流阶地的形成过程，是分析河谷区滑坡地貌过程的基础。     

青藏高原河流演变研究进展

青藏高原是中国及亚洲大河的发源地,高原内部河网水系发达。在高原抬升、气候变化和人类活动的三重叠加作用下高原河流未来可能发生显著变化,由此引发的一系列交叉学科问题正成为关注热点。在前期多年高原河流野外调查的基础上,对近几十年青藏高原河流演变的研究进展,如地质背景、高原抬升和河流地貌特征与演变等进行较系统的分析和总结。展望了中等时间尺度下气候变化对河流演变的影响,短时间尺度下人类活动的局部、突变和加速的作用;提出冲积河群的新概念,初步给出其定义、特征和分布,以期在这个新框架下促进复杂辫状河道和弯曲河道形成与演变的深入研究。     

密西西比河流域监测、修复管理经验对我国流域生态保护修复的启示

美国流域保护修复的研究与实践开始较早,并在密西西比河的修复与治理上取得了良好成效,对我国流域生态保护修复工作具有一定借鉴意义。介绍了密西西比河的管理模式,并对美国在密西西比河开展的具有代表性的长期生态监测及修复管理工作进行了总结,总结了对我国流域生态保护修复工作的7点启示: ①建立和完善流域生态系统监测与评价指标体系; ②建立流域综合监测网络,进行全流域持续监测; ③建设流域生态信息平台,加强数据共享; ④以流域为单元开展生态状况调查和评估; ⑤建立和完善监测、评估、规划、实施循环体系; ⑥提升对流域生态系统的科学认知; ⑦加强流域协调治理,创新我国流域生态保护修复管理体系。旨在为我国广泛开展流域保护修复工作提供一个覆盖河源头至河口的流域监测与修复管理案例。