清代嘉道时期（1796—1850年）黄河下游决溢时空格局与河工治理响应

历史时期黄河河患及其治理属于全球环境变化与区域响应研究的重要问题之一。基于多源史料建立清代嘉道时期（1796—1850年）黄河下游决溢基础数据库,运用交叉谱、核密度估计、标准差椭圆等分析方法,测算了黄河下游决溢与河工治理的相关性及其滞后性特征,进一步辨识二者在不同阶段的时空特征、响应过程及驱动机制。结果显示：清嘉道时期黄河下游决溢时空变化特征显著,以1825年为节点分为先增后减的两个主要发展阶段;空间分布具有较强聚集性特征,两个阶段累计高发区集中在河南怀庆府、开封府及江苏淮安府附近,黄河下游决溢重心始终位于东河。决溢与河工治理序列年际变化具有明显正相关关系,其显著振动周期为11a,且二者的响应间隔为1a左右。清嘉庆二十三年（1818年）后,黄河下游决溢与河工治理的时空响应存在明显“错位”的独特现象,即决溢重心向“东河”推移,而河工治理重心则向“南河”扩展。二者之间时空响应关系从“一致”到“错位”的转变,不仅显示清廷治黄理念由“积极革新”转向“消极防御”,也说明黄河下游已丧失清初以来“治河保漕”的重要政治经济地位,展现了其作为黄运之交重要地理区位的解构与重塑过程;而这一过程又孕育了咸丰五...     

黄河下游不同洪水情景决溢风险评价

本文提出黄河下游悬河决溢风险的影响因素应当包含水沙运动、区域地壳稳定性、河势演变和堤防稳定性4个方面,并据此建立了指标体系和基于GIS技术的多层次模糊综合评判模型,对不同洪水情景下黄河下游的决溢风险进行了评价。结果表明:(1)决溢风险随着洪水量的增大而增高;(2)决溢风险随河型的沿程变化而降低;(3)决溢风险较大的河段集中在游荡型河段,游荡型河段南岸风险高于北岸;(4)弯曲型河段北岸决溢风险高于南岸;这些结论能够应用于黄河下游河道的治理与防汛抗洪的实践。研究表明:本研究的评价指标体系和方法,能够用于解决黄河下游的决溢风险问题; GIS空间分析技术能够量化不同空间位置的决溢风险,客观地反映不同空间位置决溢风险的差别,对于指导防洪和河道治理的实践具有重要的现实意义。     

黄河下游悬河决溢风险评价指标体系的构建

针对黄河下游存在决溢风险的现状,根据环境因素对悬河决溢的作用机制,通过对地质构造评价在决溢风险评价中的地位、洪水要素对悬河决溢的影响、不同决溢模式的形成机理进行了分析,从而建立了一套较为系统的黄河下游悬河决溢风险评价指标体系。文中提出了以下观点：1.将洪水要素纳入评价指标体系; 2. 决溢风险评价分为地质构造环境背景评价和决溢情景评价两部分; 3.决溢情景评价与决溢模式相结合; 4. 以不同决溢模式的形成机理为基础确定评价因子。     

历史时期黄河中游环境变迁与下游水患问题的研究

地质研究表明鄂尔多斯高原沙漠在史前即已存在,史籍也记载北魏时期该地区有大沙漠,"人造沙漠"的论点不能成立。东汉以后游牧民族入迁,使该地区及陕北、陇东草原破坏加剧,所谓"改农归牧使森林草原植被得以恢复"的论点与事实不符。由于上述地区植被的严重破坏,土地沙漠化和水土流失加剧,北魏中期黄河下游决、溢水患频繁,灾情极重,所谓"长期安流"史实无据。     

唐至北宋黄河下游水患加剧的人文背景分析

作者应用水患频率 5年滑动平均数法 ,分析了唐、五代至北宋 5 10年的黄河下游水患发展过程。认为 :唐初水患较轻 ,但以后逐步加剧 ,至晚唐已相当严重 ;五代、北宋则几乎年年决溢 ,且灾情远较前代为重。作者又分析比较了两汉、唐至北宋黄河中游及河口镇至龙门间农业人口的变迁 ,发现农业人口的增减与下游水患的增减并不同步。而党项等游牧民族在鄂尔多斯及黄土高原北部的传统放牧活动 ,才是土壤荒漠化和下游水患加剧的根本原因     

试从气候和人类活动看黄河问题

该文从气候和人类活动的角度出发，选取了人类历史时期的两个时间段（1949年以前和以后）；在第一阶段，从农牧业界线的变迁，黄河下游的河湖变迁，黄河曲率的变化，历史时期的气候和黄河在历史时期的决淤泛滥频率的对比与关系方面分析，得出黄河下游的决淤泛滥有两个最关键的因素，即人类活动叠架于气候的变迁之上，在第二阶段，黄河下游及河口三角洲延伸缓慢，主要原因应是气候的变化，所以黄河中游的生态建设切不可掉以轻心。     

树木年轮对塔里木河生态环境变迁的印证

树木年轮是全球变化研究中获取过去气候环境演变数据的重要载体,具有定年准确、连续性好、分辨率及重建精度高等优势。通过单调趋势检验塔里木河上中游径流量与胡杨年轮的趋势变化情况,将树木年轮与历史文献记载相结合,分析塔里木河下游树木年轮对水分供给的响应情况,印证胡杨年轮对河道改道事件响应的准确性。结果表明：（1）1957—2010年,塔里木河上中游胡杨径向生长量在时间序列上逐渐下降,与径流有着相同的变化趋势,且下降趋势显著;（2）下游年轮标本显示1913-2000年胡杨径向生长量整体下降,1973-2001年更加明显而达到近100年最低水平,拉依河的形成、改道、重归故道等与历史文献记载相同;（3）生态输水工程的开展改善了下游生态环境,这从下游胡杨年轮上得到了验证,但近15年的生态输水远未使下游胡杨年轮生长量达到1920年以前的水平,说明目前的生态输水对荒漠河岸林的恢复能力也是有限的;（4）在胡杨年轮对水资源的响应分析中,小波分析方法与历史文献记载得出了相同的结论。     

试从气候和人类活动看黄河问题

该文从气候和人类活动的角度出发 ,选取了人类历史时期的两个时间段 (194 9年以前和以后 ) :在第一阶段 ,从农牧业界线的变迁、黄河下游的河湖变迁、黄河曲率的变化、历史时期的气候和黄河在历史时期的决淤泛滥频率的对比与关系方面分析 ,得出黄河下游的决淤泛滥有两个最关键的因素 ,即人类活动叠加于气候的变迁之上 ;在第二阶段 ,黄河下游及河口三角洲延伸缓慢 ,主要原因应是气候的变化 ,所以黄河中游的生态建设切不可掉以轻心。     

澜沧江水资源系统变化与大湄公河次区域合作的关联分析

针对澜沧江-湄公河水资源系统变化的跨境影响这一受到国际社会,特别是下游国关注的问题,结合流域各国水需求及区域性协定之规定,对比分析澜沧江大坝建设后对径流的影响,发现：（1）年出境水量呈小幅增长趋势,总体上有利于下游水资源利用;（2）个别年份枯季出境水量明显减少的主要原因是降水少和个别电站运行失误所致,电站本质上不会对下游用水和生态产生实质性危害;（3）出境水量变化主要对下游中上段产生明显影响,越往下游影响力越小;（4）出境水质稳定。建议：尽早制定流域综合规划和国际水分配方案;合理调整水库运行方案,避免出境水量或水位的大幅变化,减少跨境负面影响,维护区域合作。     

塔里木河下游典型荒漠河岸植物水分来源

通过对塔里木河下游典型荒漠植物河岸胡杨（Populus euphratica,成年和幼龄）、柽柳（Tamarix ramosissima）、甘草（Glycyrrhiza inflata）、骆驼刺（Alhagi sparfolia）木质部水及不同潜在水源的稳定性氧同位素值的测定,并利用多源线性混合模型（IsoSource）和相似性比例指数（PS指数）分别分析了各潜在水源对不同植物的贡献率以及各月份不同植物间的水分利用关系。结果表明：（1）在塔里木河下游,成年胡杨、幼龄胡杨、柽柳几乎都不利用0~50 cm的表层土壤水,而主要利用200 cm以下的深层土壤水和地下水,而甘草、骆驼刺主要吸收50~200 cm的土壤水。（2）在生长季的不同月份里,除个别月份外,胡杨（成年和幼龄）、柽柳之间存在激烈水分竞争;甘草、骆驼刺在生长旺季和末期对各水源都存在较强的竞争关系,而成年或幼龄胡杨、柽柳和甘草、骆驼刺之间水分竞争关系较弱。（3）在塔里木河下游,为了适应极端干旱,无论是乔木胡杨、还是灌木柽柳,水分来源主要是较稳定的深层水源,且对各水源的利用比例在不同月份波动不大。     

黄河下游迁徒改选原因新解

黄河治水和迁徙等问题的争论自古就有。黄河水利史的研究表明，周定王5年（公元前602年）是史载比较准确的第一次黄河大改道，造就了名的禹贡河。而后历经多年的筑堤和治理，一直到东汉年间黄河河道才日趋稳定。北宋年间黄河水患再次大规模发生，河道变迁剧烈，决、溢、徙超过了以往。史载最激烈的东流和北流之争就发生在这时，司马光和王安石都卷入了关于治河方略的争议，最终治河以适应“东流高仰，北流顺下”的新构造活动的条件而结束，实际是对自然规律的正确认识占了上峰。     

石羊河流域生态系统服务价值的空间异质性及其计量

生态系统服务价值评估是当前生态学和生态经济学研究的一个热点,生态服务功能的空间异质性是影响生态系统服务价值的重要因素,也是国家制定生态补偿政策的基础,但不易对其进行定量计算。本文以石羊河流域为例,遵循资源稀缺性原理,依生态区位（自然和社会）差异条件对石羊河各流域生态服务功能空间异质性进行测算。在此基础上,利用2009年石羊河流域各地区基础数据建立计量模型,对其流域内植被系统生态系统服务价值进行测算;并利用ArcGIS9.3对石羊河流域单位面积生态系统服务价值进行可视化处理。结果表明:（1）石羊河流域同一生态系统在不同流域存在巨大差异,其中以耕地最为明显,其下游是上游单位生态系统服务价值的13.99倍;（2）上游地区为典型的生态“输出”型地区,而中游与下游为典型的“输入”型地区;（3）耕地已经成为石羊河流域中游与下游重要的生态系统,其生态系统服务价值分别为334 343.516万元和125 179.201万元;（4）石羊河流域植被系统生态系统服务价值为1 277 691.282万元,占石羊河流域国内生产总值的32.53%。     

城市化对西安市降水及河流水文过程的影响

为探究城市化对西安市降水机制及城市河流灞河下游水文过程的影响,根据西安市及灞河1970-2015年水文气象资料以及由遥感影像解译得到的土地利用数据,在分析西安市降水、土地利用特征及灞河下游降水、径流变化特征的基础上,运用水文特征参数时间序列法分析城市化对西安市降水的影响以及灞河水文过程的影响。结果表明：1970-2015灞河降水量呈不显著下降趋势,而径流量呈显著下降趋势;西安市土地利用程度较高,土地利用变化表现为耕地及林地向建设用地转移;受城市化影响,西安市降水机制发生了改变,强降水频次呈增加趋势,且城区增幅大于郊区;降水年内分配不均匀,越来越集中于夏季,增加了城市内涝的威胁;城市化对灞河下游降水-径流关系产生了影响,降水对径流的影响呈减弱趋势,而城市化对径流的影响呈增强趋势;此外,受城市化影响,灞河下游径流量年内波动趋缓,特别是汛期;城市化是影响径流变化的主要因素（61.5%）,降水变化是影响径流变化的次要因素（38.5%）;灞河下游径流量的减流主要是水利工程的作用及过量开采傍河地下水。     

近20 a塔里木河下游输水对生态环境的影响

塔里木河下游是新疆生态环境问题比较突出的地区。为改善该地区恶化的生态环境,国家自2000年起向塔里木河下游实施了18次以生态建设和环境保护为目的的生态输水工程。近20 a来,塔里木河下游地下水位随输水次数增加呈不断上升趋势,生态植被不断修复,生态环境逐步好转。尤其是2017年实施第18次生态输水后,下输水量及其影响范围取得较大突破,引起社会高度关注。通过近20 a的断面来水监测资料,从水量、水质、地下水变化、植被恢复等方面,初步分析输水对生态环境的影响。同时,对前人研究的成果进行梳理和延展,使其对今后塔里木河下游的生态调度和科学管理起到指导作用。经分析得出以下结论：（1）虽然生态输水量基本都补给了生态植被和河道两侧的地下水,但持续性输水才是保证下游脆弱的生态环境稳定好转的根本途径。（2）输水使下游生态环境得到改善,现生态植被正在恢复,地下水位逐步抬升,地下水质明显好转。（3）采用汛期输水和间歇机动式调度,可使输水效益达到最大化。     

黑河下游尾闾区植物群落物种多样性与稳定性格局

黑河下游尾闾区作为西北干旱区典型的脆弱生态系统,其植物群落物种多样性与稳定性对维持该地区生态安全和可持续发展具有重要意义。以黑河下游尾闾区荒漠植被为研究对象,采用K-Means聚类,基于距河道距离及其对应的土壤含水量数据,将黑河下游尾闾区垂直于河道0—4 km区域可分为距河0—0.3 km（T_0-0.3）、0.3—1.7 km（T_0.3-1.7）和1.7—4.0 km（T_1.7-4.0）3个距离梯度,研究不同距离梯度下植物群落物种组成、多样性和稳定性特征,并进一步探讨了黑河下游尾闾区主要植物最适宜土壤水分需求。结果表明：（1）近河0—0.3 km区域以耐湿耐盐碱的草本为主,优势种为芦苇（Phragmites communis）、盐爪爪（Kalidium foliatum）、苦豆子（Sophora alopecuroides）和冰草（Agropyron cristatum）;距河道0.3—1.7 km区域出现的植物种类数目最多,以乔木为主,兼有灌木和草本,优势种为柽柳和胡杨;距河道1.7—4.0 km区域出现的植物种类数目最少,以极耐旱的灌木和亚灌木等荒漠植被为主,优势种为红砂（Reaumuria songarica）和梭梭（Haloxylon ammodendron）。（2）3个距离梯度下Simpson指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数和丰富度指数R均表现为距河0.3—1.7 km>0—0.3 km>1.7—4.0 km,而植物群落稳定性与物种多样性间呈现出相反的变化趋势,即群落稳定性表现为距河1.7—4.0 km>0—0.3 km>0.3—1.7 km。（3）当黑河下游尾闾区距河0—0.3、0.3—1.7 km和1.7—4.0 km区域植被最适宜土壤含水量分别为27%—31%、15%—22%和4%—7%,有利于维持该区域植物群落物种多样性与稳定性。     

开都河流域上下游过去50 a气温降水变化特征分析

利用开都河流域上下游4个气象台站（上游巴音布鲁克,下游焉耆、和静、和硕）1960-2009年的气温、降水资料,采用趋势分析与距平等统计方法,分析了近50 a来开都河流域的主要气象要素变化特征。研究发现：（1）1960-2009年开都河流域上下游年平均气温均呈明显上升趋势,增长强度分别为0.27 ℃/10 a和0.22 ℃/10 a。2000年后气温升高尤其显著,上游和下游的气温分别较50 a平均水平偏高0.97 ℃和0.69 ℃。该流域年最高温没有明显增加,而上下游年最低气温分别上升0.41 ℃/10 a和0.61 ℃/10 a,并与年平均气温有较好的相关性。通过对不同年代际各月气温的分析,发现该地区气温季节性特征在过去50 a发生了明显的变化。主要表现为冬季气温总体上升,夏季气温相对稳定,冬季与夏季温差逐渐减小,季节性呈变弱趋势。上游年代际间气温季节变化较下游更明显;（2）开都河流域降水主要集中在夏季,近50 a上下游降水量均呈增加趋势且上游达显著水平。上下游在降水分布及变化特征上有较大差异,上游年平均降水总量（273 mm）明显高于下游（77 mm）,且上游降水量增加强度（9.13 mm/10 a）高于下游（5.34 mm/10 a）。降水量年代际之间有一定差异,降水波动主要是在夏季,上游降水量的波动性大于下游。     

缺测站干旱流域生态输水遥感监测与农业节水效益分析

生态输水与农业节水是实现内陆干旱流域可持续发展的重要手段,连续水文观测资料的缺乏制约了生态输水与农业节水效益评价。为此,以中国甘肃敦煌疏勒河流域下游为例,基于遥感水文站与谷歌地球引擎进行2016—2020年月尺度的生态输水遥感监测,在此基础上结合蒸散发和土地覆盖类型等多源遥感数据评价生态输水与农业节水效益,分析两者之间在水资源方面的平衡关系。结果表明：（1） 遥感水文站与谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）能够为生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供可靠的数据支撑。（2） 2017—2020年生态输水能够为下游湿地与河道平均每年提供2.50×10⁸ m³生态用水,其中30.06%的水量到达下游湿地,18.47%的水量被下游河道周边的植被所利用,且使下游河道周边植被面积增加112.25 km²。（3） 农业节水在保持耕地面积维持上升趋势的前提下,2017—2020年平均每年降低耕地的蒸散发量0.395×10⁸ m³;耕地蒸散发减少量平均占生态输水量的14.22%,农业节水有效缓解了内陆干旱流域农业用水挤占生态用水的问题。本文将为内陆干旱缺测站流域的生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供新的思路,以期为未来的生态输水与农业节水工程的实施提供理论支撑。     

干旱区间歇性生态输水对地下水位与植被的影响机理研究

塔里木河下游生态系统作为典型的干旱区生态系统,对水分具有较强的依赖性。为了解塔里木河下游间歇性生态输水对地下水埋深变化、植被生长的关系,得出地下水埋深、植被生长变化及间歇性生态输水过程之间的相互影响机理,以塔里木河下游英苏断面为研究区,基于达西定律、植物根系吸水速率计算方法,以及2009-2015年生态输水-地下水位变化-NDVI变化相互耦合关系,对三者之间相互影响过程及影响机理进行定性与定量分析。结果表明：（1）输水效益的显现是一个漫长的过程,地下水的响应和下游植被的生态响应均在一个大的空间和时间尺度上将逐步显现,另外由于植物生长具有季节性,当年地下水埋深值在一定程度上可影响次年植物生长。（2）多年研究表明,当地下水埋深低于7 m时,满足乔、灌木植物生长需求;低于6 m时,满足草本植物生长需求。（3）在年总输水量为固定情况下,一年两次是利于河岸植被恢复的最适宜输水次数。由于生态输水-地下水位变化-NDVI变化存在一定的滞后期,建议每年春季4~5月份和夏季7~8月份作为输水期。     

近50 a以来塔里木河下游土地沙漠化影响因子分析

 塔里木河下游地区是干旱区中沙漠化进程最显著的地区之一,一直深受社会各界关注,尤其是它的成因。由于近50 a来人类不合理的水土资源和生物资源的开发利用,导致塔里木河下游大西海子水库以下363 km河道断流近30 a,地下水位由20世纪50年代的3～5 m逐年下降至2000年的8～12 m,由此而引起下游天然植被面积逐年减少。由于天然植被严重衰败,固定和半固定沙地面积也以百分之几至百分之几十的速率减小,林间沙地活化,沙漠化面积逐年增加,沙漠化程度也在不断增强,塔里木河下游地区1958年沙漠化面积仅占土地总面积的12%,到2000年沙漠化土地面积超过90%,使本来就处于干旱环境中的塔里木河下游朝着更加干旱的方向急剧发展。在塔里木河下游这一特定区域,从近50 a来研究区域平均气温和降水资料来看,降水和气温有波动性变化,但毕竟较小;现代气候条件和变化的幅度不足以造成环境大的改变,不足以造成沙漠的大幅度扩张或收缩,大范围的活化或固定;而同期人口急剧增加造成的压力和经济活动对环境的强烈干扰,才是造成大范围生态环境恶化和沙漠化发生发展的主要原因。     

塔里木河下游生态需水估算

量化生态需水是流域水权分配的重要依据。以塔里木河下游大西海子水库至尾闾台特玛湖段为研究区,借助湿周法计算了该段河道内最小生态需水量,并基于2009年和2010年河段地下水分布特征,计算沿线河道两岸各1 km范围地下水恢复至目标埋深(5～4 m)的地下水恢复量,采用潜水蒸发法和面积定额法估算了沿线天然植被生态需水量。结果表明：（1）塔里木河下游大西海子-台特玛湖河道内年最小生态需水量为1.455×108 m3;（2）以5年为恢复期限,确定该河段地下水埋深恢复至5～4 m的年恢复需水量为0.608×108～1.466×108 m3;（3）取潜水蒸发法和面积定额法计算结果均值,确定研究区天然植被生态需水量为1.042×108 m3;（4）综合考虑,塔里木河下游大西海子-台特玛湖年生态需水总量为3.105×108～3.963×108 m3。