东北小流域夏季枯水径流对覆被变化的响应

根据枯水径流在流量过程曲线上的定义,绘制枯水径流流量过程曲线(Low Flow Duration Curve,LFDC),分析1973～2004年间东北地区育林沟流域夏季桔水径流对造林引起覆被变化的响应规律.结果表明,1983～2004年相对于1973～1982年,流域森林覆被增加了l5%,多年平均夏季枯水径流相对增加11.84%,各年夏季枯水径流增加值却随着森林覆被的增加整体呈现递减的趋势.其中,流域覆被的增加对LFDC曲线上0～50%频率的夏季枯水径流增加尤为显著.LFDC曲线能够更好地体现超过某一频率的枯水径流对覆被变化的响应规律,对于枯水季节水文水资源的利用管理具有重要的参考价值.     

土地利用/覆被变化对典型流域径流的影响研究

土地利用/覆被变化是地球环境变化的重要组成部分,环境变化会引起水文循环过程的改变。以王快水库以上流域为典型流域,利用SWAT模型模拟不同土地利用/覆被变化对流域径流的影响。结果显示:随着流域土地覆被的增加,年径流量减小,和大规模水利建设和水土保持对汛期径流影响更大。模拟径流量由大到小依次为裸岩覆盖、现状植被、森林覆盖、未来最佳植被。     

黄河数字流域模型的建立和应用

黄河数字流域模型是“数字黄河”的重要组成部分,在数字流域模型框架下,以坡面为基本单元,建立了包括植被截留、融雪、地表蓄滞、表层土蓄滞、中层土蓄滞和深层土蓄滞共6层的产流模型.模型在垂向上考虑3层出流:地表超渗产流、表层土侧向渗流和中层土侧向渗流,既反映当前的降水过程,又体现前期降水过程和土壤前期含水量的影响,比较适合黄河流域的产流特点.在坡面产流的基础上,还给出了坡面单元侵蚀产沙公式,用于建立流域产沙数学模型.应用建立的模型,给出了3个计算实例:黄河全流域水量计算、小花区间汛期洪水模拟和多沙粗沙区产沙计算.实践表明:建立的模型基本具备了在黄河全流域进行降雨-径流模拟、侵蚀产沙计算的功能,辅以降雨预报模块则可进行洪水预报.     

赣江中下游近60年水沙时空分布特征

基于赣江中下游4个代表水文站(吉安站、峡江站、樟树站、外洲站)60多年的水沙时间序列资料,分析了赣江中下游水沙时空分布特征,探讨了水库滞沙、人为采砂、水土保持等人类活动对径流、输沙特性的影响。结果表明:年径流量整体上呈微弱增加趋势,受万安水库运行的影响,1990年以后汛期径流量集中程度微弱降低;各站年输沙量在20世纪50~80年代没有明显变化趋势,进入90年代以后整体上呈逐渐降低趋势,1990年汛期输沙量降幅最为明显,各测站下降幅度大小与水文测站距水库的远近有关;降雨量是影响年径流量的主要因素,水土保持和水库滞沙是年输沙量急剧下降的主要因素,而万安水库的蓄水拦沙作用和人为采砂是影响近期水沙条件的主要因素。     

西庄流域土地覆被变化及其水文响应模拟研究

自20世纪80年代以来,随着滇西南农业综合开发造林项目建设、退耕还林、天保林工程的建设．滇西南的土地利用格局发生明显改变,尤其是山区流域林地覆被明显增加,耕地减少,分析这种变化趋势对水文水资源的影响很有必要。本文选取怒江水系中山小流域西庄流域为例,以遥感影像为主要信息源,利用GIS分析了1982、1991、1999和2004年的土地覆被变化,然后以分布式水文模型SWAT为研究工具,用1998-2002年流域实测降雨及径流资料对模型进行率定．然后固定气候因子（1998-2002年实测气候资料）,模拟分析了不同土地覆被情况下的水文响应。研究结果表明,自1982年至2004年,森林覆被面积增加44％,草地面积减少28,6％,耕地面积减少16．1％;相应的流域地表径流减少21．3％,年径流减少2．0％,雨季径流量减少2．7％,枯季径流量减少0,2％,年蒸发增加4．8％,雨季蒸发量增加5,0％,枯季蒸发量增加3．9％。合理规划流域土地利用格局对于流域综合水资源管理具有重要意义。     

新疆于田绿洲地表温度对土地利用/覆被的响应监测

以于田绿洲为例,以Landsat TM/ETM+图像为主要的数据源,提取了于田绿洲的土地利用/覆被信息.利用单窗算法反演了地表温度,综合分析了2001-2011年间于田绿洲±地利用/覆被变化(LUCC)及其对地表温度的影响,同时利用像元分解模型得出绿洲植被覆被度,并分析了其与地表温度的关系.结果表明:在2001-2011年的10 a期间,于田绿洲最主要的土地利用类型是以人类为主导因素的,同时以自然利用类型向人工利用类型的转化最为显著.耕地、水体等以人类为主导因素的土地利用类型面积增加了809.65 km2,盐渍地等以自然为主导的土地利用类型面积减少了758.76 km2,人为影响是于田绿洲较主要的驱动因素.于田绿洲土地利用/覆被变化改变了地表温度的空间分布特征,在土地利用/覆被类型发生变化的区域,地表温度有升有降,但总体上地表温度的空间分布与土地覆被类型的空间变化格局存在明显的一致性.地表温度的变化与植被覆被度的变化有关,证明了植被在改变下垫面热量分布的格局中扮演着重要作用.     

金沙江下游区间来沙驱动因子分析及产沙预测模型

随着长江上游梯级开发的快速推进,金沙江下游干支流来沙占比失衡现象日益突出,区间水沙实测资料欠缺的问题严重影响了对干流库群泥沙淤积的预测。为系统性了解并掌握金沙江下游区间内泥沙分布全貌,明晰区间来沙时空异性特征以及归因,基于已有支流水文站泥沙序列与因子集,采用秩相关分析研究了区域内地形、气候、土地覆被、空间尺度各类因子对流域产沙的潜在影响和各因子之间的变化独立性。通过参数降维与双重回归分析相结合的方法识别关键因子组合并构建输沙模数预测模型。研究结果表明：8°以上坡度占比、气温和集水面积的驱动因子组合能够较为完整地解释研究区域产沙机制,并在此基础上建立了能解释约92%输沙模数变化性的预测模型。根据模型计算得到广大无实测资料区域的输沙模数分布范围为87～1 189 t/(km²·a),近50 a来减小幅度约50～300 t/(km²·a)。在此基础上识别白鹤滩、溪洛渡高产沙及上下游低产沙区间,并分析了该空间不均衡特征的削弱趋势。     

西南喀斯特地区几种主要土地覆被下土壤CO2-C通量研究

中国西南喀斯特地区土壤营养元素流失形势严峻,揭示不同土地覆被下土壤CO2-C的释放规律,是认识喀斯特这一特殊环境诸多营养元素循环问题的一个重要途径。采用静态箱-气相色谱法对贵州喀斯特地区4种不同土地覆被下的土壤CO2-C释放通量进行观测研究。结果表明,（1）不同的土地覆被下土壤CO2-C释放通量有显著的差别,其释放顺序为：森林（（134．1±78．8）mg／（m^2·h））〉次生林（（70．8±122．3）mg／（m^2·h））〉玉米地（（55．5±78．0）mg／（m^2·h）1〉烧荒地（（35．5±91．4）mg／（m^2·h））。各样点季节变化都比较明显,夏季平均排放量最高,冬季最低。（2）凋落物对森林土壤CO2-C释放的影响较大,有凋落物覆盖的土壤CO2-C释放量（（134．1±78．8）mg／（m^2·h））高于无凋落物覆盖的林地土壤（（111．2±80．3）mg／（m^2·h））,凋落物分解对森林土壤CO2-C释放总量的贡献约占17％。基于地面气温,计算得出森林和森林（无凋落物）的研。分别为1．92、2．10。（3）除次生林和烧荒地外,其余各样地CO2-C释放通量均与土壤各层温度呈显著正相关关系,但绝大多数样地与土壤湿度（WFPS）之间相关性不显著。     

中国历史土地覆被变化重建研究进展

为对中国已有区域历史土地覆被数据集有一个综合全面的认识,并为今后的研究方向提供参考,筛选了30篇空间表达清晰的面向全球变化研究的中国历史土地覆被重建文献,从数据源选取与数字提取和订正处理、时间尺度与覆盖时段、空间范围与空间分辨率、重建的主要土地覆被类型几个方面进行总结和评述。主要结论有:历史文献是重建历史土地覆被的最主要数据源,数字提取和订正方法因数据源不同而各异;国外关于历史土地覆被研究的最长时段达过去12 000年,国内研究时段多为过去300年,时间分辨率均以几十年到百年居多;重建研究的空间范围分为中国全国、中国东部和某个行政单元或地理形态上比较完整或典型的区域3种空间尺度系列,第三系列中还存在研究空白区;在不同土地覆被类型的重建方面,现有研究集中于耕地覆被重建。充分利用不同数据源、加强研究空白区内历史土地覆被重建、改进网格化处理方法及已有数据的整合在今后研究中尤为必要。     

土地利用和覆被变化对岩溶区土壤CO2浓度的影响

通过选择3个具有不同地质背景、气候条件等环境特征的山西汾阳马跑-郭庄岩溶泉域、湖南湘西大龙洞地下河流域、广西桂江流域,对流域内具有代表性的不同土地利用方式和覆被类型下垫面土壤20~50cm深处CO2浓度进行检测。结果显示,土地利用方式和覆被变化对3个流域岩溶土壤中20cm、30cm、40cm和50cm深处CO2浓度具有明显的影响作用:湖南湘西大龙洞地下河流域多数样地土壤CO2表现为随土层的加深先增加后降低的双向梯度;山西马跑-郭庄泉域玉米地的土壤CO2浓度比种植马铃薯的高,且随着覆被条件由草地→灌丛→林地的改善,土壤的扰动性变小,CO2浓度差趋于减少,变幅趋于稳定。各个流域相同覆被类型,群落结构和优势种变化越小,土壤CO2浓度变幅越小。      

黄土高原小流域植被变化和侵蚀产沙的孢粉示踪研究初探

如同137Cs和210Pbex核尘埃,土壤和坝库沉积物中的孢粉也源于大气沉降,是否能用于侵蚀产沙的示踪研究?在陕北吴旗周湾水库采集了一些表层土壤和现代淤地坝、古代聚湫坝沉积泥沙的样品,尝试土地利用/覆被变化和侵蚀产沙的孢粉示踪研究。初步研究表明:草地表土孢粉丰富,平均浓度为26077粒/g;有33个科属的花粉,孢粉组合反映了当地以蒿属为主的半干旱温带草原植被;坡耕地表土的孢粉组合和草地一致,但孢粉平均浓度远低于草地,仅5844粒/g。坝库沉积剖面中,和137Cs核素一样,孢粉也富集于每一洪水沉积旋迴的上部层位,可用于沉积旋迴的区分。现代沉积旋迴的孢粉平均浓度,远低于草地和坡耕地表土,这表明草地和坡耕地土壤不是沉积泥沙的主要来源。古代沉积物的孢粉平均浓度高于现代沉积,表明流域内300年前的植被好于现代,或300年前沟谷地的相对产沙量低于现代。古代孢粉组合中十字花科花粉比例高达36·85%,明显高于现代的0·58%含量,这表明草地退化严重,十字花科植物比例急剧降低。孢粉示踪技术在植被环境恢复,沉积旋迴区分,和泥沙来源确定等方面具有一定的潜力,但应建立针对土地利用/覆被变化和侵蚀产沙研究的孢粉示踪技术方法。     

云州水库流域土地利用变化水文效应的特征参数分析

土地利用和土地覆被变化 (LUCC)水文效应研究是近年来LUCC研究的焦点和重点 ,水文特征参数分析法是LUCC水文效应研究的方法之一。所谓特征参数分析法是针对一个流域 ,选择较长时间段上反映土地覆被变化水文效应的特征参数 ,尽量剔除其它因素的作用 ,从特征参数的变化趋势上评估土地覆被变化的水文效应。由于计算表征水文效应的特征参数比较容易 ,这种方法不失为一种简捷的分析LUCC水文效应的途径。云州水库地处密云水库上游集水区 ,该流域隶属河北省张家口地区 ,集水面积约 1170km2 ,流域地跨 4个县。流域出口断面云州水库水文站 197…     

新疆阿克苏河流域昆马力克河积雪消融规律对气候变化的响应

作为气候变化产物及气候变化敏感指示器的积雪, 对干旱区的区域社会经济的发展、 生态环境的改善起着极其重要的作用. 为能够更好的指导环境变化下积雪水资源的合理开发利用, 基于2001-2010年MODIS积雪数据、 2005年MODIS土地利用/覆被变化(LUCC)数据及阿克苏气象站气象数据, 对昆马力克河流域积雪消融规律对气候变化的响应进行分析. 结果表明: 研究区气温自1997年后快速升高, 尤其以冬季和春节较明显; 年际、 年内及时段积雪消融规律对气候变化有较好的响应关系; 不同覆被下除农用地所在区域积雪覆盖率与气温变化服从线性变化外, 其他覆被下均服从抛物线型变化. 积雪覆盖率对气温变化的敏感程度有一定的差异, 以林地所在区域最敏感, 变化较快, 其次依次为灌丛、 草地和稳定雪/冰所在区域.     

滞回曲线对应力振幅和频率的响应

基于疲劳载荷对应力－应变滞回曲线的影响，作者研究了滞回曲线对应力振幅和频率的影响，获得了载荷超过屈服点后应力振幅增大，滞回曲线趋于稳定，应变硬化效应增强的结果，随着正弦波频率增加岩石的滞回圈频散效应增强，饱和液体加强了这种频散作用，随孔隙液体的粘滞系数增大，滞回曲线的频散效应更强。     

济阳坳陷沙河街组锶硫同位素特征

通过对研究区锶硫同位素特征分析,探讨济阳坳陷古近纪是否遭受过海侵作用.结果表明:沙四上亚段和沙三下亚段87Sr/86Sr值为0.707 6～0.709 9,属于同时期海相锶同位素范围;沙四上亚段δ34S为15‰～24‰,也属于同期海相硫同位素范围.结合前人研究成果,认为济阳坳陷沙四上亚段和沙三下亚段沉积时段曾不同程度受到海侵作用的影响.     

茂兰森林生态系统对岩溶环境的适应与调节

通过对贵州茂兰森林区岩溶作用下森林生态特点的研究表明,岩溶山区由于岩溶作用导致了地貌、土壤、水分等状况的特异性,其森林生态系统行为对岩溶作用也作出了相应的响应,如森林生态系统虽然生物多样性、物种的特有性仍然较好,但物种以钙生性、旱生性为主,生产力低下,森林生态系统主要通过诸如无性更新、不间断随时更新等方式来适应严酷的岩溶环境。因此要保持和恢复岩溶石山区森林生态系统生产力,其首要的基础研究问题是岩溶作用影响下森林植物的生境胁迫的机制及其动态,森林植物对这种胁迫的适应性及其基因调控机理。      

不同植被类型的坡面径流侵蚀产沙试验研究

利用野外模拟降雨试验,研究不同植被类型的侵蚀产沙、径流、地表糙度和入渗规律以及相关关系。结果表明,植被对水沙调控作用大小依次为:植物根系,整个坡面植被,坡面下部植被和坡面上部植被。林草地具有蓄水减沙的水土保持措施功效,该机制通过植物根系对水沙的调控作用实现;草地具有直接拦沙的水土保持功效,该机制通过地表植被对水沙的调控作用体现。累计产沙量随累计径流量呈幂函数递增趋势,具有很好的相关性;坡面径流产沙过程分为发育期、活跃期和稳定期3个阶段。植被覆盖度越大,地表糙度变化越小。     

内陆河流域山区水文与生态研究

以河西走廊黑河干流山区流域为例,从山区水文循环、水文与生态系统以及径流形成和预测等方面讨论山区流域水文和生态相互作用研究的有关问题。山区降水的空间和时间分布规律和固态、液态降水组成变化主要受制于海拔和地形的影响,而不同海拔和地形条件下的下垫面不同土地覆被和复杂的空间异质性则主要影响蒸散发量。对内陆河山区流域的水文小循环的研究,有助于进一步研究和认识内陆河流域上、中、下游水文和生态系统的相互联系问题。至今,对山区水文过程与生态系统的相互作用问题的研究还非常薄弱,需要研究山区森林草地生态系统在山区水文循环中的作用以及在维持和保护山区生态和环境中的作用和意义。内陆河流域山区水文过程复杂而综合性强,须加强对山区径流形成机理的多学科交叉研究,不断改善出山径流对气候变化和人类活动响应过程的模拟和预测水平。     

风沙堆积对下伏多年冻土影响的数值模拟

青藏高原沙漠化所产生的风沙堆积作为一种重要局地因素,其对下伏多年冻土的具体影响目前尚未清楚。通过数值方式,模拟了红梁河沙害严重地区高温退化型多年冻土在13种厚度的干湿风积沙覆盖下10年内的变化情况。结果表明：在土体浅层,沙层越厚,地温较差越小,且干沙下地温较差变化幅度明显大于湿沙;干沙越厚,最大季节融深越小,湿沙则对最大季节融深影响微弱;积沙无论干湿,沙层越厚,冷暖季年热循环量均越小,且干沙下年热循环量变化幅度明显大于湿沙。因此,风积沙对其下伏多年冻土退化有不同程度减缓,沙层越厚,减缓作用越强,且干沙减缓多年冻土退化的能力明显强于湿沙。     

洮河流域土地利用／覆被变化的水文过程响应

土地利用/覆被变化是导致流域水资源发生变化的重要原因.以中国西北地区的洮河流域为研究区,构建适宜于洮河流域的分布式水文模型(SWAT),在综合考虑流域1985-2000年间土地利用/覆被变化特征的基础上建立多种土地利用/覆被情景,并对不同情景下的水文过程进行模拟,得到以下结论:(1)经校准后的SWAT模型,其验证期的相关系数R~2、相对误差R_e和效率系数E_(ns)分别为0.83、-8%和0.68,说明SWAT模型在洮河流域径流量模拟中具有较高的适用性.(2)草地、林地和耕地是洮河流域的主要土地利用类型.林地的壤中流、土壤湿度和产水量最大,耕地的地表径流和蒸散量最大.与1985年相比,2000年土地利用/覆被情景下地表径流增加了1.72%,地下径流和产水量降低了0.8%和0.4%;耕地扩张和城镇建设用地情景下流域地表径流明显增加,生态恢复情景下流域地表径流和产水量均有所降低.(3)从月径流量来看,林草地可以减小最大与最小流量的变幅,而耕地的作用正好相反.与1985年相比,2000年土地利用/覆被情景下汛期地表径流增加1.67%,地下径流减少0.83%,产水量减少0.36%;非汛期地表径流增加1.86%,地下径流减少0.63%,产水量减少0.46%.说明林草地减少对非汛期的影响更大.