粗木质残体(CWD)的水文生态功能——当前森林水文研究中被忽视的重要环节

目前对森林生态系统粗木质残体的研究主要着眼于数量动态、分布格局、分解速率以及生物多样性保护的作用上，而对江河上游森林生态系统中粗木质残体的水文调蓄、缓洪滞淤等功能至今还未能引起足够的重视。CWD作为森林生态系统的重要部分，茯水文生态功能的发挥主要是通过影响降水在林内的再分配以及林内微环境来实现的。森林CWD水文功能的发挥要同时受到外界环境和其本身持水性能的影响。CWD腐朽级别愈高，自然相对含水量愈高，而且愈容易吸水达到饱和。在长江上游亚高山暗针叶林生态系统中，自然状态下CWD可以蓄持约7.41mm的降水，若使CWD全部达到饱和则可以蓄持降水达9.91mm，这意味着自然状态下的CWD的有效持水量可达到2.50mm，无疑对于长江上游森林生态系统的蓄水调水、滞洪防蚀功能是一大贡献。     

岷江上游山地森林生态气候效应

为探讨岷江上游地区山地气候特征及森林生态气候效应,利用岷江上游南、北坡林内外的小气候观测资料,对该地区南、北坡向山地的太阳辐射、气温(1．5m)、地表温、水汽压、相对湿度、风速等小气候特征及森林生态气候效应进行了比较分析,探讨了其分布规律以及彼此间的内在联系。结果表明：不同坡向,不同季节,各山地气候要素分布存在区别;而山地森林具有较显著的生态气候效应,可以降低气温和地表温,增加湿度,减小风速,其生态效应在不同季节和不同坡向存在差异;通过林内、外气象要素的回归分析,得知：林内外的气象要素除4月风速之外,大多数气象要素存在显著的林内外相关关系;其中,以气温和相对湿度的相关性最好。     

岷江上游气候立体分布特征

通过对岷江上游的气候要素的时空间分布特征进行分析,得出:岷江上游的气候干、雨季分明;气温与海拔高度的相关关系为2 500 m以下呈现负相关,而2 500 m以上呈现正相关;降水随高度增加呈增加趋势;而农田蒸散量和干燥度均与海拔高度呈负相关关系。高海拔地区凉爽而湿润,其限制因子主要是热量;而中低海拔地区温暖而干旱,主要限制因子是水分。通过回归分析,得出了岷江上游主要气象要素与海拔高度的关系。认为在岷江上游地区,开展生态恢复,应具体分析光热水状况,在不同海拔地区,针对不同的气候条件,采用相应的植物来进行生态恢复,以取得良好的生态和经济效应。     

太湖地区西苕溪流域水文模型的设计与验证

为了定量研究太湖地区上游的西苕溪流域洪水发生机制和动态规律，本项目研制了中小尺度的综合水文模型。该模型设置了较多的参数，每个参数经过大量实测数据的严格率定，具有一定的物理意义。     

中国水文地理研究的回顾与展望

1949年以来中国水文地理研究经历了4个重要的发展阶段,分别为河流水文主导时期、区域水文与实验水文快速发展时期、水资源与水环境主导时期和水系统综合与学科交叉融合研究时期。中国水文地理研究在河流水文与水文区划、水文实验与水文分析、水循环机理与水文模型、水系统和社会经济综合研究等方面取得了系列原创性成果。本文梳理了水文地理学不同发展阶段的研究特点,以在学科发展和服务国家等方面起到重要作用的科研工作和系列成果为例,回顾中国水文地理研究的历程,希望以此启发当代水文地理学研究,促进水文地理青年学者的成长。     

松花江区气象水文干旱演变特征

采用标准化降水蒸散指数和径流干旱指数分析了1961~2010年研究区水文干旱和气象干旱时空演变特征,并探讨了水文干旱与气象干旱的关系。结果表明：① 1961~2010年松花江区呈总体干旱化且又有明显时段性的特征,其中1967~1983年和1996~2010年气象干旱频发、覆盖范围广、持续时间长且强度大;其它时段气象干旱少有发生。其次,气象干旱空间分布差异明显,东部的平均干旱频次和强度都大于西部地区,中部（嫩江流域中下游）平均干旱持续时间最长;但在嫩江流域和黑龙江上游地区干旱略有减弱趋势。② 松花江流域和挠力河流域水文干旱呈加剧的趋势,尤其是近15 a干旱化趋势明显;挠力河流域干旱频发、强度大且持续时间很长。松花江流域水文干旱程度弱于挠力河流域,但极端水文干旱事件频发。 ③ 松花江区气象干旱与水文干旱密切相关,嫩江流域水文干旱滞后于气象干旱2个月,而第二松花江流域和松花江流域水文干旱滞后于气象干旱3个月;挠力河流域水文干旱与气象干旱无明显的时滞相关性。     

岷江上游农民收入异质性及其地理影响因子

引入生态学中的异质性概念,选择川西高原岷江上游作为研究区,采用变异系数、Theil指数和探索式空间数据分析方法,以乡镇作为研究单元,分析农民收入异质性及其空间分布特征。研究发现:岷江上游农民收入在2005—2010年呈现收敛趋势,县域内部乡镇间的农民收入差异是构成岷江上游收入差距的主要因素;农民人均纯收入在空间分布上存在明显的高值和低值区,高值区主要集中在南北两侧,低值区集中在中部地区,收入水平相似的乡镇呈现显著空间正相关分布格局。分析表明,地理位置、旅游资源赋存差异、交通通达条件以及2008年的汶川大地震对岷江上游各乡镇的农民收入具有显著影响,是造成农民收入差异的主要原因之一。此外,禁止开发区所在的乡镇多为高收入乡镇,说明环境保护与农民增收之间可以相互促进,由此可以认为,充分利用政策和资源优势是欠开发山区提高农民收入的有效途径。     

塔里木沙漠南缘安迪尔河水文特征分析

安迪尔河位于塔里木沙漠南缘,发源于昆仑山,上游河水沿河床大量入渗,中游为干河床,下游为泉水溢出补给型河流。安迪尔河缺乏水文资料,以临时水文站1998年实测水文资料为依据,对安迪尔河的水文特征进行分析,以便说明泉水型河流水文特征。分析了安迪尔河水位年内变化、冰期水位、畅流期水位、洪水期水位的变化特征;对安迪尔河水位流量关系进行了分析,建立了相应的水位流量关系方程式,并对冰期、畅流期的、洪水期逐日平均流量和流量特征进行了推求和分析,安迪尔河1998年泉水溢出量为0.5528亿m3。     

岷江上游多级多期崩滑堵江事件初步研究

本文研究了岷江上游地区较场-茂县-汶川长约100km河段上形成多级、多期大型滑坡堵江事件。研究表明，这类特殊的地质灾害有其发生发展的特殊的地质背景，它们造成的灾害和环境效应较一般的滑坡灾害更严重。有针对性对岷江上游这类灾害进一步深入研究是很必要的。     

明月江的森林水文效应研究

利用明月江水文站网观测资料，采用５个森林水文评价指标，检验９个对比年与１个对比时段共计５０个评价项目表明：明月江随着森林生态环境的改善及森林覆盖率的提高，枯水流量、年径流与径流年内的均匀程度均有较大增加，而河川含沙量则有所减少，反应了森林涵养水源、保持水土、调节径流年内分配的森林水文效应。     

新疆主要河流水文极值变化趋势

水文极值是工程水文计算的基础资料,实测样本资料的变化直接影响水文设计值。基于1956-2006年的实测洪峰、洪量、年最小流量、最枯月径流量等资料,分析了各水文要素的变化及其趋势。结果表明:20世纪80年代中期以来超标准洪峰、洪量的频次增加,大多数河流洪水峰、量都呈增大变化趋势,说明新疆洪水又进入活跃期,在工程水文设计洪水计算中要应尽可能搜集和利用近期暴雨和洪水资料,在洪水系列中增加更多大洪水信息,提高设计洪水计算成果的稳定性。年最小流量和最枯月径流量是维持河流生命和河道两岸自然生态的基础流量,基流量增大有利于对生态补给、水利发电,水库蓄水,径流年内分配趋于均匀有利于水量年内调节。但在枯水径流分析计算中应充分重视不同年份最枯水量出现时间有明显推迟的迹象。     

水文要素与高程的关系

本文阐明水文要素的垂直变化按不同的尺度范围而各有其规律,并指出这些规律的应用。     

IMPACTS OF URBANIZATION ON SURFACE HYDROLOGY,LITTLE EAGLE CREEK,INDIANA, AND ANALYSIS OF LTHIA MODEL SENSITIVITY TO DATA RESOLUTION

Land-use change in urbanizing areas can significantly alter the hydrology of a watershed and can have serious impacts on wetland water balances, downstream flooding, and groundwater recharge. Most currently available models used in determining the hydrologic impacts of urbanization are not well suited to long-term hydrologic analysis or are too complex and data intensive for widespread practical application. The Long-Term Hydrologic Impact Assessment (LTHIA) model run on a Geographic Information System (GIS) is a relatively simple, user-friendly model that uses the Curve Number method to estimate changes in surface runoff between different stages of development. Application of the model to a large, rapidly urbanizing watershed near Indianapolis, Indiana, suggests that average annual runoff depths increased by more than 60% from 1973 to 1991, with even greater increases for some individual sub-basins. These results are consistent with runoff changes estimated from historical stream flow data in the watershed. A sensitivity analysis to determine minimum data requirements shows that a precipitation record length of 15 years or more is required to produce consistent results with LTHIA and that the highest possible resolution land-use and soils data should be used. The LTHIA model is now available on the Internet at http://www.ecn.purdue.edu/runoff. [Key words: hydrology, urbanization, modeling, GIS.]     

典型季风海洋型冰川流域水循环过程变化对气候变暖的响应(英文)

Studying the response to warming of hydrological systems in China’s temperate glacier region is essential in order to provide information required for sustainable development.The results indicated the warming climate has had an impact on the hydrological cycle.As the glacier area subject to melting has increased and the ablation season has become longer,the contribution of meltwater to annual river discharge has increased.The earlier onset of ablation at higher elevation glaciers has resulted in the period of minimum discharge occurring earlier in the year.Seasonal runoff variations are dominated by snow and glacier melt,and an increase of meltwater has resulted in changes of the annual water cycle in the Lijiang Basin and Hailuogou Basin.The increase amplitude of runoff in the downstream region of the glacial area is much stronger than that of precipitation,resulting from the prominent increase of meltwater from glacier region in two basins.Continued observations in the glacierized basins should be undertaken in order to monitor changes,to reveal the relationships between climate,glaciers,hydrology and water supplies,and to assist in maintaining sustainable regional development.     

天山北坡中段主要河流的枯季径流分析

枯水径流是构成河川径流年内分配的重要组成部分,在水资源评价、生态环境及工程水文分析计算中是必不可少的,它是河川径流的一种特殊形态。研究区域地处新疆经济社会发展的中心地带—天山北坡经济带,是水资源紧缺地区,对其枯季径流进行较深入的分析研究,有其重要的现实意义。对天山北坡中段主要河流的冬季、枯水期、最小月和最小日平均流量作了初步分析,并提出某些区域性的基本规律。     

横断山区水文区划

本文分析了横断山区径流的分布、水源补给、径流的年内分配等的地区差异,从中选取形成水文地域分异的最重要的水文特征值,作为划分水文区域的指标。文内将横断山区划分为两级水文区域,并阐述了每个水文区和水文亚区的基木特征。     

SNOWSHED CONTRIBUTIONS TO THE NOOKSACK RIVER WATERSHED,NORTH CASCADES RANGE,WASHINGTON*

ABSTRACT. Meltwater contributes to watershed hydrology by increasing summer discharge, delaying the peak spring runoff, and decreasing variability in runoff. High‐elevation snowshed meltwater, including glacier‐derived input, provides an estimated 26.9 percent of summer streamflow (ranging annually from 16 to 40 percent) in the Nooksack River Basin above the town of Deming, Washington, in the North Cascades Range. The Nooksack is a major spawning river for salmon and once was important for commercial, recreational, and tribal fishing, and in the past its flow met the demands of both human and aquatic ecosystems. But the river is already legally overallocated, and demand is rising in response to the rapidly growing human population. Variability in snowshed contributions to the watershed is considerable but has increased from an average of 25.2 percent in the 1940s to an average of 30.8 percent in the 1990s. Overall stream discharge shows no significant increase, suggesting that the glaciers are melting, and/or precipitation levels (or other hydrologic factors) are decreasing at about the same rate. If glaciers continue to recede, they may disappear permanently from the Cascades. If that occurs, their summer contribution to surface‐water supplies will cease, and water‐management policies will need drastic revision.     

疏勒河流域泥沙分布规律及水沙关系研究

泥沙是影响河流健康和水环境的重要因素之一，受气候变化和人类活动的影响，流域水文要素和下垫面条件发生了较大变化，尤其是实施大规模的水土保持措施后，部分河流的泥沙含量大幅减少，但在河西内陆河流域发源于祁连山西端的疏勒河流域，受降水条件和人类活动的影响，河流泥沙呈增加趋势。本文应用疏勒河流域实测长系列水文资料，采用水文统计法、差积曲线法、趋势检验法、突变检验法、非线性复相关模型法等方法，分析了流域泥沙时空分布规律及水沙关系，结果表明：疏勒河干流昌马堡站年输沙量为333.5×104 t，至下游潘家庄站减少到223.5×104 t；党河党城湾站年输沙量为76.56×104 t，至下游沙枣园站增加到121.3×104 t；疏勒河干流输沙量主要集中在汛期7～8月，占全年的81.9 %～84.0 %，党河流域输沙量主要集中在4-8月，占全年的92.3 %；流域泥沙变化总体呈增加趋势，突变点1998年以后，年输沙量增加了86.3 %～148.2 %。建立了潘家庄站降水～泥沙、径流～泥沙以及年输沙量～年径流量～年最大洪峰流量关系模型，相关关系较好，相关系数达到0.717～0.858。流域出山口以上对泥沙的影响因素主要是降水，出山口以下主要是修建水库、水电站、引水工程、河道采砂等人类活动影响。随着国家对内陆河流域祁连山和河西走廊的日益关注，以及全国河长制的推行，河流生态健康已经提上日程，研究疏勒河流域泥沙分布规律及水沙关系，对国家实施西部生态安全战略、区域生态环境修复治理、水资源可持续利用等具有重要意义。     

祁连山水源涵养林区降水及温度时空变化研究

研究大气降水及温度的时空变化对建立气候预警系统有重要的意义。利用气象和水文自动监测仪器沿环境梯度和植被类型对祁连山水源涵养林区温度及降水时空变化进行了动态监测。结果表明,祁连山西水林区降水呈单峰曲线型,主要集中在夏季,占全年降水的72%;在环境梯度上差异较大,表现为乔灌交错带处(3 300 m)降水为最大,交错带以下随海拔的升高降水增大,交错带以上由于降水复杂性导致随海拔的升高而减少;在年际上差异更大,2004年以前降水量随年份的增大有下降趋势,2004年以后降水量增幅较大。祁连山西水林区气温从1986年以来逐渐上升,但年均气温大多在0 ℃以下,最低为-1.33 ℃,从2003年以来气温迅速上升,年均温最高为2.5 ℃,通过研究发现24 a以来气温上升了3.83 ℃;由于气温的上升,导致土壤温度上升较快,尤其是表层和深层土壤温度上升更快,该结论与当前的众多结论是相吻合的。     

Hydrologic controls of physical and ecological processes in Namib Desert ephemeral rivers: Implications for conservation and management

Ephemeral rivers have been largely excluded from previous attempts to classify global hydrologic regimes, or to assess the role of hydrologic characteristics in regulating ecological processes and patterns in fluvial ecosystems. The Namib Desert's ephemeral rivers are amongst the most hydrologically variable fluvial systems yet described. The coefficient of variation for mean annual runoff (CV_MAR) among 28 stations, representing 7 Namib rivers, averages 1.55, compared with a global mean of ∼0.45. Distinct curvilinear relationships exist among hydrologic characters and longitudinal position along the rivers. In particular, peak discharge, annual flow volume, and days of flow per annum exhibit a marked decline in the lower reaches of the rivers, after a mid-catchment peak. These longitudinal gradients exert strong controls over the composition of vegetation, invertebrate, and fungal communities; the availability and structure of various micro-habitats; and the rates of ecological processes such as decomposition. Flood pulses, although variable in their timing and magnitude, play a critical role in regulating organic matter transport and deposition, and primary and secondary production. Despite the tolerance of the biota to harsh and variable abiotic conditions, these ecosystems are highly sensitive to hydrologic alterations as water is acutely limiting for many organisms and ecological processes. Accordingly, alterations to flow regimes can quickly degrade ecological integrity. Managers must seek to maintain existing hydrologic regimes, a challenge amplified by increasing human water demand and changing regional climates.