基于景观格局定量分析的流域治理--以文峪河流域为例

以航片、森林资源调查资料和林相图为基础资料,在地理信息系统软件及数据库管理系统的支持下,应用景观多样性指数、景观要素优势度指数、类斑形状指数、景观要素斑块分数维等景观格局分析指标,对流域景观空间总体分布、景观组成结构、景观要素斑块形状特征进行分析,揭示了山西文峪河流域植被景观的总体格局。基于分析成果,针对目前文峪河流域植被景观格局存在的问题,建议在今后的流域管理和建设中应开展的工作,即上游及中高海拔带重点进行寒温性针叶林保护;中下游山地积极增加阔叶林,营造混交林;河谷重点开展河岸植被和河岸林规划设计和建设。     

那陵格勒河山谷段数字流域特征提取与流域调蓄能力初探

流域特征的精确提取对深入研究流域水文过程和水资源管理至关重要。利用DEM数据进行数字流域特征分析,尤其在难以进入、地形复杂的无资料山区,可高效精准地提取、统计和研究地貌和水系特征。基于Arc GIS实验平台,利用DEM数据,从流域产汇流形成以及洪水调蓄角度对那陵格勒河山谷段进行流域特征提取。结论如下:1)流域地貌特征表明产汇流面较大,地面侵蚀过程较强,重力侵蚀过程较弱。2)流域水系为狭长形弯曲河道,主河道比降小。实际沟谷网络密度为1.71~2.32 km/km2。3)流域地貌特征使子流域的沟谷集水面广量大且速度快,易形成大的径流汇入主河道;但流域水系特征可降低主河道汇流速度,延长汇流时间,有利调蓄,洪峰不易集中。     

北京清水河流域南山北坡土壤研究

根据土壤剖面的描述和理化分析,作者划分了北京清水河流域南山北坡的土壤类型,并讨论了土壤垂直带谱的有关问题。     

流域生态健康评价理论与方法研究进展

对流域进行生态健康评价,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。本文回顾了国 内外流域生态健康评价的历史和现状,着重阐述了流域生态系统健康评价的尺度与方法。流域生态系统健康评价 主要有两种方法：一是生物监测法,二是指标体系法。对流域进行生态健康评价,重点在于建立评价指标体系。流域 生态健康评价的指标体系应该包括生物、水质、水文、栖息地、社会经济和人类健康等六方面指标。最后,明确指标 选取的基本原则,并指出了目前流域生态健康评价存在的问题及今后的研究趋势。     

三峡库区石碗溪小流域农业生态综合治理

小流域是大江大河的基本单元,也是长江流域水土流失治理的重点。三峡库区小流域数量众多,其环境质量影响着三峡工程的安危。石碗溪流域位于三峡库区开县境内,山地多平地少,人地矛盾突出,陡坡地耕种普遍,水土流失与生态环境退化严重。在实地调查研究的基础上,深入分析了该流域由于自然和人为原因共同导致的农业生态环境退化,生态功能降低等问题。针对这些问题,从流域实际情况出发,以流域内不同海拔及坡度区的气候、水文、土壤状况的分异为依据,利用Arcview软件,将流域划分为4个不同的综合治理区域,在此基础上,提出了适合当地农业发展的流域生态治理模式,从而为整个流域的可持续发展提供了技术指导。     

数字流域研究与实践

数字地球的产生及其技术体系的完善，为建立数字流域提供坚实的技术支撑。数字流域是以地理空间数据为基础，具有多维显示和表达流域状况的虚拟流域，是数字地球的重要组成部分。文章从探讨数字流域的概念入手，阐述了其组成与数据监测获取、传输网络、海量存储、流域模拟、可视化与虚拟现实等关键技术，并简要分析了数字流域的应用与前景。     

黄土模拟小流域降雨侵蚀中地面坡度的空间变异

运用近景数字摄影测量方法,获得在不同人工降雨时段黄土模拟小流域高精度、高分辨率的DEM数据,并以地面坡度及其组合形态的变化为切入点,通过对比分析和理论验证探讨黄土小流域降雨侵蚀过程中地貌的发育特征。研究结果表明:1)在不同的侵蚀发育阶段,黄土地貌平均坡度及坡度组合持续变化。平均坡度在地貌发育幼年期呈加速增长趋势,到了壮年期增长幅度呈递减性变化;坡度组合以侵蚀临界角度为轴点呈持续逆转变化,侵蚀临界坡度单元所占面积基本保持稳定。2)黄土地貌地面坡度及其组合形态的变异不仅能有效表征黄土高原地貌形态的空间变异规律,也可以对黄土地貌侵蚀规律和它产生的时间规律进行高分辨率的地貌认识和划分。     

A Coupled Model Approach to Reduce Nonpoint-Source Pollution Resulting from Predicted Urban Growth: A Case Study in the Ambos Nogales Watershed

The development of new approaches for understanding processes of urban development and their environmental effects, as well as strategies for sustainable management, is essential in expanding metropolitan areas. This study illustrates the potential of linking urban growth and watershed models to identify problem areas and support long-term watershed planning. Sediment is a primary source of nonpoint-source pollution in surface waters. In urban areas, sediment is intermingled with other surface debris in transport. In an effort to forecast the effects of development on surface-water quality, changes predicted in urban areas by the SLEUTH urban growth model were applied in the context of erosion-sedimentation models (Universal Soil Loss Equation and Spatially Explicit Delivery Models). The models are used to simulate the effect of excluding hot-spot areas of erosion and sedimentation from future urban growth and to predict the impacts of alternative erosion-control scenarios. Ambos Nogales, meaning "both Nogaleses," is a name commonly used for the twin border cities of Nogales, Arizona and Nogales, Sonora, Mexico. The Ambos Nogales watershed has experienced a decrease in water quality as a result of urban development in the twin-city area. Population growth rates in Ambos Nogales are high and the resources set in place to accommodate the rapid population influx will soon become overburdened. Because of its remote location and binational governance, monitoring and planning across the border is compromised. One scenario described in this research portrays an improvement in water quality through the identification of high-risk areas using models that simulate their protection from development and replanting with native grasses, while permitting the predicted and inevitable growth elsewhere. This is meant to add to the body of knowledge about forecasting the impact potential of urbanization on sediment delivery to streams for sustainable development, which can be accomplished in a virtual environment.     

紫色丘陵区典型小流域氮素迁移及其环境效应

选择四川盆地中部紫色土丘陵区典型小流域,通过2002～2004年3 a对主要土地利用地类氮素流失、小流域地表水和井水氮素迁移形态、途径与通量的连续观测,研究非点源氮素的来源、去向、迁移特征及其环境效应。结果表明,紫色土坡地氮素主要通过径流与泥沙迁移,坡耕地、居民点氮素流失是小流域非点源氮的主要贡献者,其氮素流失负荷分别为150．4kg、73．84 kg,占小流域氮素迁移总负荷的52．4％、25．7％；紫色丘陵区小流域地表水已呈现明显氮索富营养化特征,地下水硝酸盐污染较为严重,应重视该地区非点源污染控制；小流域氮素迁移的尺度差异明显,坡地以颗粒态氮为主,小流域以硝酸盐为主,氮素迁移的尺度效应可能导致非点源氮污染的异地效应,从而加剧长江三峡水体富营养化压力。     

水文循环模拟中下垫面参数化方法综述

针对水文循环模拟中地形、土地利用覆被等流域下垫面参数化方法众多,且模拟效果相差较大的现状。本文首先根据水文循环模拟中产汇流原理,对常用水文循环模拟中产汇流模拟方法进行汇总和分类;在此基础上,对产流模拟中的降水径流相关系数法、蓄满产流和超渗产流等及汇流模拟中的等流时线、单位线、圣维南方程、马斯京根法等主要模拟方法中地形、土地利用覆被和土壤类型参数化方法进行分析和讨论;根据其中流域地形、土地利用覆被和土壤类型参数化方法对机理过程的描述程度,将其分为无明确表示类、率定型参数类、确定型参数类、物理过程表达类;进而阐明不同参数化方法中流域地形、土地利用覆被和土壤类型对水文循环模拟结果的响应和贡献。最后回归模型本质,阐述水文循环模拟中流域下垫面参数化方法中存在经验关系对复杂机理简单表述的合理性和物理机理过程描述的欠缺性问题,并预估未来水文循环模拟中下垫面参数化方法朝着简洁实用化和复杂机理化两个方向发展。     

大渡河流域生态环境建设问题

大渡河流域的环境脆弱性体现在地质地貌不稳定，土质差，土壤干旱现象严重，可归结为地质地貌的基底性脆弱和界面性脆弱以及气候的波动性脆弱。由于自然与人为因素的共同作用，这一地区生态环境已逐步恶化。从实地考察情况看，该地区生态治理工作虽然取得了一些突破，但也有不少问题乃至深层障碍尚未解决。在强调西部生态建设的新形势下，传统的土地利用方式和格局面临转型；因此，搞好综合区划，重新认识资源环境优势，逐步发展环境资源产业，引导传统农业和关联产业转型，是完成退耕还林还草任务，实现生态建设目标的基本对策和根本出发点。     

山区流域坡面流的一种近似解

在山区流域坡面流近似为运动波的条件下,利用Ｇｏｖｉｎｄａｒａｊｕ．ｅｔａｌ．提出的坡面流分离变量形式,导出了坡面流的偏微分基本方程．根据坡面净雨历时与汇流平衡时间的关系,得到了不同净雨历时的坡面流漫流过程．     

三江平原湿地景观结构的时空变化

基于湿地是流域中重要的景观和生态系统的思想,结合已有历史资料和遥感资料进行不同时段景观制图和GIS分析,对三江平原挠力河流域湿地景观结构和50年 (1949~2000) 来时空变化进行了系统研究,得出的主要结论为：(1) 流域湿地具有特殊的纵向结构、横向结构的景观梯度特征和内部结构特征,并且景观梯度特征与流域地形梯度、水文梯度以及地貌结构特征相协调;(2) 流域湿地景观结构在人类活动干扰下发生了巨大变化：景观纵向结构从连续的基质景观变化为河岸带景观,横向结构从明显的景观类型梯度特征变化为单一类型景观,而景观内部结构特征则表现为镶嵌斑块体的不断丧失;(3) 大规模土地开发活动和水利工程建设是流域湿地景观结构变化的主要驱动力。     

山区小流域景观生态规划及生态设计——以济南市锦云川小流域为例

景观生态规划与生态设计是应用景观生态学研究的热点之一。依据景观生态学的基本原理，阐述了小流域景观规划的目标、原则和步骤，分析了小流域景观规划的原理和方法。不合理的景观结构是小流域生态退化的主要原因，因此，小流域景观生态规划建设应对景观结构进行优化调整，注重景观资源保护和维持流域生态平衡，最终实现小流域生态、经济和社会的可持续发展。并以济南市锦云川小流域为例进行分析。     

森林流域蒸散发的控制要素与区域差异探讨

森林蒸散发是影响河川径流的重要因素,但是森林影响蒸散发的机理和综合效应评价一直存在很大的分歧。本文从植物的光谱反射特征出发,分析了影响森林流域蒸散发的能量收支特征和水分的蒸发耗散关系,指出流域蒸散发的数值是由蒸发潜力和供水能力这两个因素的最小值决定的,并在此基础上提出了流域蒸散发计算的分布式模型。按照该模型,可以统一解释在湿润地区(南方)、干旱地区(北方)和半湿润地区森林变化前后的蒸散发差异,为森林蒸散发计算中长期存在的分歧提供了统一的理论解释和分析模式。     

流域径流离散处理和提取算法研究

通过对流域进行离散处理,从集合论角度出发,将流域看成点的集合,对流域进行离散化处理,在其上对流域源点、交汇点、出口点、单径流及复合径流各流域要素进行约束和定义,提出并实现了算法。该算法基于流域水文模拟方法,较好地解决了流域出口点和环流判别问题,使追踪出的径流更符合实际,具有简单、高效、实用的特点。根据算法设计开发了软件系统,并且应用到黄土丘陵沟壑区小流域分布式水文和侵蚀预报模型中,取得了较好的模拟效果。     

流域水文模型和GIS集成技术研究现状与展望

该文综述了流域水文数值模拟模型与遥感、地理信息系统集成技术的发展和研究现状，讨论了四种类型集成技术特点、应用和存在的问题。提出了高层次共实体的时空概念框架，以实现水文模型与GIS完全集成，指出水文模型与GIS集成技术研究发展方向。     

水生态系统服务功能变化的驱动因子分析--以三工河流域为例

以新疆三工河流域为研究对象,分析了影响该流域水生生态系统服务功能的变化的驱动因子。研究表明,人类活动是最主要的影响因素,尤其是土地利用变化对水生生态系统的影响最为深刻,是水生态系统服务功能变化的主要驱动因子。     

衡水湖流域生态系统健康评价

生态系统健康评价是当前环境科学和生态学研究的热点问题之一,流域尺度的生态系统健康评价是生态系统健康评价研究的一个重要发展方向。对流域进行生态系统健康评价,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。回顾了国内外流域生态健康评价的历史和现状,阐述了流域生态系统健康评价的主要理论与方法。以衡水湖国家级湿地自然保护区为例,建立了评价指标体系,并据此对该流域进行了生态健康评价,结果表明:衡水湖流域生态系统健康处于中等或者亚病态,最后提出衡水湖生态健康可持续发展的建议。     

滇池流域非点源污染研究进展

非点源污染是滇池污染治理与控制的重点和难点,自20世纪80年代以来已有大量的研究。这些研究主要涉及了污染物来源及污染负荷估算、不同土地利用方式的污染物流失规律、污染控制方法及治理措施研究等内容、采用了实地考察、调查与监测、试验及模型模拟、3S及计算机技术等研究方法与研究手段。今后,还应在非农业生产所致的非点源污染、完整的监测系统及集成化非点源污染模型建立、水污染总量控制管理以及政策引导、环境保护的监管与实施等方面加强研究工作。