塔克拉玛干沙漠南缘典型绿洲ET0模型适用性评价及修正

ET₀模型在不同地区具有不同的适用性,而对极端干旱的塔克拉玛干沙漠南缘绿洲的ET₀模型的适用性研究较为稀缺。利用2006—2014年生长季（4—10月）策勒气象站逐日气象资料,以自动称重式蒸渗仪实测数据为标准,采用最大绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）、模型效率（EF）和一致性指数（d）4个指标,在日、月时间尺度上评价了6种常用ET₀模型在策勒绿洲的适用性,并使用回归修正法和比例修正法分别修正了这6种模型。结果表明：（1）日、月时间尺度上,Hargreaves-Samani（H-S）模型高估程度较大,其余模型均不同程度低估,拟合度由高到低依次为FAO-56PM、Jensen-Haise（J-H）、Priestley-Taylor（P-T）、Makkink、Turc、H-S。（2）所有ET₀模型月值变化趋势与蒸渗仪实测值基本一致,除FAO-56PM和Turc模型计算的ET₀月值在6月达到峰值外,其余模型均在7月达到峰值,在生长季尺度所有模型ET₀月值与蒸渗仪实测值呈显著相关。（3）日、月时间尺度上,回归修正法和比例修正法修正后的ET₀模型计算结果与蒸渗仪实测值均呈极显著相关,回归修正法优于比例修正法。（4）相关性分析表明,对策勒绿洲ET₀影响由高到低的气象因子依次为T_{\mathrm{m}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{n}}>T_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}>P>T_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}>R_s>U_{\mathrm{2}}>R{H}_{\mathrm{m}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{n}}。     

粤港澳大湾区典型城镇化地区河流氮素的时空分布特征及源解析

选取粤港澳大湾区典型城镇化地区广州市的流溪河—西航道—前航道为研究对象,分别于2020年7月和2021年1月开展野外调研采样活动,收集40个地表水水样样品,通过室内分析,利用水化学和同位素（δ¹⁵N-\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}、δ¹⁸O-\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}和δ¹⁵N-\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}）等指标,探讨研究区河流氮素的时空分布特征及其来源,研究城市化对河流氮素的影响。结果表明：从上游到下游,人类活动对Cl^-、\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N、\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}-N、DIN（溶解态无机氮）的质量浓度影响逐渐突显;丰水期\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N、DIN较枯水期高,主要归因于外源输入的影响强于降雨量与上游来水稀释的综合作用;在溶解态总氮的组成分布上,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N与\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}-N分别是丰水期、枯水期的主要存在形态,说明丰水期人类活动影响十分显著。丰水期\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N与Cl^-的质量浓度具有较强的正相关关系,说明丰水期\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N与Cl^-可能具有相近或相同的来源。离子比值及稳定同位素的溯源结果具有较高的一致性,均显示上游农田化肥、土壤有机氮、养殖污水为上游河道的主要氮来源,而土壤有机氮、城市污水则为下游河道氮的主要来源。     

基于MODIS遥感产品和神经网络模拟太阳辐射

现有的神经网络模拟太阳辐射的模型很少考虑云、气溶胶、水汽对太阳辐射的影响,采用MODIS提供的气溶胶、云、水汽高空大气遥感产品和常规气象数据,输入LM（Levenberg-Marquardt）算法优化后的BP（Back-Propagation）神经网络模型（简称LM-BP）模拟了和田、西宁、固原、延安4个辐射站点的太阳辐射月均值。验证结果表明：神经网络模型中加入气溶胶、云、水汽之后,4个辐射站点的\begin{array}{c}{R}^2\end{array}均大于0.90,且各项误差指标均小于仅用常规气象站点数据模拟的太阳辐射结果。     

高位虾池底质重金属富集特性及污染、生态风险评价

为研究高位虾池养殖导致的环境影响,用电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS（Agilent7700x型）对海口市东营镇3种类型养殖虾池及其外围沟渠底质中的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb质量分数进行检测,用Vario TOC对底质中的TN（总氮）和TOC（有机碳）质量分数进行检测,并对所检测的数值采用单因子污染指数、地积累指数和综合潜在生态风险指数等方法进行分析及评价。结果表明：1）未清洗的虾池底质重金属质量分数呈现L1层向L4层明显递增的规律;2）虾池L1层底质中Cd呈现明显的累积（污染）现象,其质量分数是海南省土壤背景值5.47~35.18倍;3）地积累指数（I_{\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{o}}）的评价表明,各样地底质中均有2种及以上重金属达到轻度—中等及以上污染程度;4）综合潜在生态风险指数（RI）结果表明,底质RI范围值为176.97~1 090.87,各样地综合潜在生态风险程度均达到中等及以上生态风险,其中Cd是主要的贡献因子;5）Pearson相关分析显示,虾池底质中的饵料残留物及对虾排泄物所含的Cr、Ni、Cu、As、Cd、TOC相互之间具有极显著相关性,相关系数高达0.9以上,表明农户所使用的饵料不同程度地含有以上重金属,同时有机碳是影响底质中重金属富集的重要因素。     

基于Ripley’s K函数的南京市ATM网点空间分布模式研究

运用Ripley’s K函数的相关理论,以南京市ATM网点为研究对象,分别从平面与网络空间两种视角,在中心城区范围与主城区范围两种空间尺度上,通过单变量\begin{array}{c}K\end{array}函数法分析ATM网点的分布模式,通过双变量\begin{array}{c}K\end{array}函数法分析ATM网点与地铁站点的空间关联情况,最后对计算结果进行评价与分析。研究表明,ATM网点在南京主城区与中心城区均呈现出较强的集聚状态;在一定的距离范围内,ATM网点与地铁站点之间也有较强的依赖关系。同时,对于沿着路网分布的地理空间点状对象而言,利用网络\begin{array}{c}K\end{array}函数法进行空间点模式分析比用平面\begin{array}{c}K\end{array}函数法更加符合实际情况。     

降水量对连古城自然保护区荒漠植被凋落物分解和氮状态的影响

对连古城自然保护区不同降雨梯度（不截留和分别截留30%、50%、80%）下荒漠典型植被土壤无机氮和原位净氮矿化的凋落物分解和养分释放进行了连续的观测分析。结果表明：（1）随着水分输入减少,凋落物的分解速率减小,凋落物分解速率与年降水量正相关。与此相反,净氮矿化与降水量无关。（2）土壤NO{}_{\mathrm{3}}^{-}浓度随着降水输入的增加而显著降低,而土壤NH{}_{\mathrm{4}}^{+}浓度在不同降水截留处理条件下并无显著差异。（3）在连古城自然保护区,荒漠植被凋落物分解速率与实际降雨量密切相关,并且在不同控制条件下,随时间的变化凋落物中的碳和氮含量存在同时流失的现象。     

中国省域旅游经济增长的时空跃迁及其趋同研究

利用1997~2015年中国省域旅游经济相关数据,综合LISA时空跃迁模型及相关计量分析方法,分析省域旅游经济的时空演化是否会导致趋同现象。研究结果表明：1997~2015年,中国三大地带LISA时间路径相对长度表现出东部大于中部,中部大于西部的空间格局;LISA时间路径弯曲度表现出中部大于西部,西部大于东部的空间格局。省域旅游经济增长\delta趋同较为显著,总体上绝对\beta趋同不显著,但在不同时段上绝对\beta趋同显著。区域经济、区位交通与市场化程度是影响省域旅游经济条件\beta趋同的主要因素。旅游经济时空跃迁与俱乐部趋同具有一定的关联性,东中部地区旅游经济增长的俱乐部趋同较为显著。     

新疆典型盐渍土微波介电特性响应分析与建模

土壤盐渍化对区域经济和生态可持续发展产生负面影响。微波介电常数是微波遥感探测土壤的关键因素,然而介电常数与盐分的关系仍不清晰。为分析盐分类型及含盐量对土壤介电常数的影响,在0.3~20.0 GHz频率下,测量了新疆典型的2种盐渍土类型（硫酸盐-氯化物型： \mathrm{N} {\mathrm{a}}_2 \mathrm{S} {\mathrm{O}}_4 - \mathrm{N} \mathrm{a} \mathrm{C} \mathrm{l};氯化物-硫酸盐型： \mathrm{N} \mathrm{a} \mathrm{C} \mathrm{l} - \mathrm{N} {\mathrm{a}}_2 \mathrm{S} {\mathrm{O}}_4）的介电常数,探讨含水量、含盐量、盐分类型及质地对土壤介电特性的影响。结果表明：（1） 含盐量对湿润土壤、干燥粉壤土的复介电常数实部（ \epsilon \mathrm{\text{'}}）和虚部（ \epsilon ″）均产生影响。（2） 对于同等级的2种湿润盐渍土在0.3 GHz频率下,整体上 \epsilon {″}_{\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4-\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}}> \epsilon {″}_{\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}-\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}。（3） 虚部的电模量（ M ″）与含盐量的关系更紧密,且0.3~5.0 GHz是重要的频率范围。研究结果可为复杂下垫面下土壤盐渍化的微波遥感监测提供科学支持。     

巴基斯坦能源发展演变特征分析

以巴基斯坦能源为研究对象，在对巴基斯坦各类能源发展情况进行概述的基础上，通过能源生产、能源消费和能源结构变化，总结了1971—2016年巴基斯坦能源发展演变特征。结果表明：巴基斯坦能源种类丰富，但本国能源生产不足，难以满足经济社会发展对能源需求，能源短缺现象严重，本国能源供需差额处于逐年扩大态势，供需差额平均年增加5.7%。巴基斯坦能源生产和消费结构以天然气占主导，其次为石油，水能、煤炭和核能以及新能源，各类能源生产结构占比分别为80:9:6:4:1:0.14；各类能源消费结构占比为49:33:9:6:2:1。巴基斯坦能源进口量日益增加，但随着本国能源大量开采，巴基斯坦对外依存度整体减弱，从1971年的75%下降至2016年的32%。     

首套全球30 m分辨率土地覆被产品区域尺度精度评价——以河南省为例

以河南省为研究区,对全球首套30 m分辨率土地覆盖产品GlobleLand30进行区域尺度精度评价。首先,以中国1\begin{array}{c}:\end{array}10万土地利用数据（CHINA-2010）为参考,分析两种产品的空间一致性;而后,通过Google Earth样本分析GlobleLand30在空间不一致区域的制图精度;最后,利用野外实地考察样本对GlobleLand30进行总体精度评价,并从土地覆被复杂度、高程等方面分析影响精度的原因,结果表明：① GlobleLand30与CHINA-2010空间一致性达80.20%。两种产品对耕地、林地、人工地面一致性高,对草地、水体、灌木、湿地、未利用土地的一致性低。② 在空间不一致区域,GlobleLand30的总体分类正确率略低于CHINA-2010,但两者对不同地类的优势不同。③ 经野外实地考察验证可知,GlobleLand30的总体精度达83.33%。④GlobleLand30与CHINA-2010的空间一致性随土地覆被复杂度的增加而降低,并在高程过渡带较低。     

荒漠绿洲湿地水分来源及植物水分利用策略

水分是干旱区不同景观界面间的水分循环过程与水力联系的主体,维持着干旱区湿地生态系统的结构与功能。为量化水分来源及其对植物水分的贡献率,以河岸灌木湿地和草地盐沼湿地为研究对象,通过测定降水、径流、地下水、土壤水和植物水中δD、δ¹⁸O组成,利用多源线性混合模型分析水分来源对荒漠植物水分利用的贡献率。结果表明：（1） 黑河流域荒漠绿洲湿地年均降水量104.6 mm,约占蒸散量（604.47 mm）的17.03%,具有明显的季节性分布特征。地下水位与土壤含水量的波动取决于河流距离,离河道较近的河岸灌木湿地地下水深度及土壤含水量随季节波动较小,而离河道较远的草地盐沼湿地则变化很大。（2） 当地大气降水线δD=6.33δ¹⁸O+4.04 （R²=0.931）,斜率和截距均略小于全球大气降水线则符合黑河流域湿地整体降水少而蒸散量大的特点。黑河径流δD和δ¹⁸O均值分别为-43.80‰±12.09‰和-8.65‰±23.33‰,地下水为-50.98‰±13.18‰和-9.74‰±25.49‰,土壤水为 -42.07‰±6.89‰和-7.22‰±2.49‰,植物水为-51.84‰±14.46‰和-8.50‰±24.13‰。（3） 地表蒸发是荒漠绿洲湿地土壤氢、氧同位素富集的主要原因。地下水和河水分别是草地盐沼湿地与河岸灌木湿地的主要水分来源,贡献率分别约为61%和50%,表明湿地植物相比于干旱区脉冲式降水更依赖较为稳定的水源。（4） 植物根系深度和毛细根分布是决定荒漠绿洲湿地植物水分利用策略的重要因素。     

巴丹吉林沙漠地下水流场的宏观特征

黑河流域下游盆地与周边地区的水力联系是当地生态建设的关键问题。巴丹吉林沙漠与黑河流域下游盆地存在长达180 km的交界线,由于水文地质调查程度低,其地下水的流场不清楚,黑河流域下游天然水均衡账本中存在不确定因素。针对这个问题,在已有水文地质调查基础上,开展了巴丹吉林沙漠区域尺度的水位调查和钻孔勘探,获得461个已知水位点和63个水位约束点,绘制出巴丹吉林沙漠浅层地下水一级近似等水位线图。结果表明:研究区地下水位具有东南高、西北低的特点,水力梯度0.6‰~4.0‰,沙漠东南部地区的湖泊对地下水流场具有扰动作用,但没有改变宏观的地下水流向;第四系松散砂层是巴丹吉林沙漠浅层地下水的主要含水层,根据现有钻孔和物探资料,第四系沉积物在沙漠腹地较厚、边缘较薄,覆盖厚度普遍超过100 m,联通了沙漠和黑河流域下游地区的地下水;巴丹吉林沙漠的地下水补给黑河下游的古日乃湖、额济纳旗平原和拐子湖地区,地下水侧向出境流量为(0.61~1.97)×10⁸ m³·a^-1,其中进入古日乃湖平原的流量达到(0.33~1.06)×10⁸ m³·a^-1。计算结果仍然受到一些不确定因素的影响。     

红崖山水库径流量减少与民勤绿洲水资源危机分析

民勤绿洲是武威、金昌等重要经济区的生态屏障。近半个世纪以来,随着石羊河中游工农业经济的持续发展,用水量不断增加,致使红崖山水库入库径流量不断减少,进而引起了下游民勤绿洲一系列生态环境问题,已到了"崩溃"的边缘。本文在定量分析入库径流量减少原因的基础上,全面阐述了民勤绿洲生态环境恶化的严重程度,并以流域水资源承载能力为依据,提出了解决民勤绿洲水资源危机之途径。     

石羊河流域环境现状及其演化趋势分析

石羊河流域下游地区蒸发强度大、地下水循环速度慢,加之近年来地表水供给量的严重不足,过度开采地下水已引发了区域性地下水位下降、植被退化、盐渍化、沙漠化等一系列生态环境问题的不断恶化。地下水位的下降与矿化度的增高存在着明显的正相关性,特别是流域下游地区地下水矿化度的增高趋势明显。根据影响地下水动态的主要影响因素可将石羊河流域地下水的动态类型划分为蒸发型、开采型、径流开采型、渗入型和蒸发开采型5种,在此基础上,结合多年地下水位和水质变化的实测资料,对石羊河流域地下水下降趋势和亏空状况进行模拟分析,表明该区近40a来地下水位持续下降,亏空量不断增加,并且具有明显的加速趋势。1960年武威和民勤盆地地下水亏空量为174×10⁸m³,1998年已达452×10⁸m³,如不采取有力措施加以治理,预计2010年将达到67×10⁸m³,这将对该区生态环境产生严重的影响。     

基于SWAT-MODFLOW耦合模型的巴音河中游泽令沟盆地地表水−地下水转换关系研究

为准确刻画资料缺乏、地表水–地下水转换频繁的泽令沟盆地地表水?地下水不同时空尺度上的转换关系,利用河道径流数据、遥感蒸散发数据、地下水位观测数据等对SWAT-MODFLOW耦合模型进行率定和验证,在此基础上对泽令沟盆地水循环过程进行模拟分析。结果显示：① SWAT-MODFLOW耦合模型模拟效果较好,率定期和验证期月径流量的R²≥0.73,NSE≥0.67,PBIAS在?20%~20%。其各子流域实际蒸散发的R²均大于0.91,NSE均大于0.85,PBIAS在?10%~10%。此外,模拟地下水位与实测值误差在0.6 m以内,R²为0.94。② 地表水补给地下水的河道占整个河道长度90.31%,年平均补给量占年总交换水量的50.20%;季节尺度上,补给的最大值出现在7月,为331043.31 m³/d,最小值出现在12月份,为41208.33 m³/d。地下水对地表水的补给量较为稳定,季节性变幅在?2.5%~2.5%,年际变幅处于?6.5%~0.6%之间。     

干旱内陆流域生态需水量及其估算──以黑河流域为例

在干县内陆流域生态需水量概念与分类的基础上,以黑河流域为例,讨论了生态需水量估算的方法。采用两种半经验潜水蒸发公式和直接植物蒸腾估算等三种方法,以1995年为基准,分别对流域中游防护林生态体系需水量和下游荒漠绿洲生态需水量进行了初步估算,结果表明:黑河流域中游人工防护林生态需水量约为2.1× 10⁸~2.16×10⁸ m³,下游荒漠绿洲生态需水量为5.23×108~5.7×10⁸ m³;为维持或稳定流域下游额济纳现有绿洲规模,狼心山断面过水流量不应小于5.8×10⁸m³。     

黑河流域水资源生态环境安全问题研究

对黑河流域水文资料进行分析计算发现, 由于有冰川补给流域水资源比较稳定, 最枯年和最丰年水资源量之比仅为1:2, 这在北方河流中是非常罕见的。多年平均水资源量为32.31亿m³·a^-1, 人均水资源量为1689m³·a^-1, 略低于国际上公认的人均水资源安全警戒线1000~1700m³·a^-1的上限。根据黑河流域水资源反复转化多次重复利用的特点, 扣除7.5亿m³·a^-1的生态用水量, 结合流域正在执行的综合整治和节水措施的推广, 目前水资源状况是安全的, 下游生态环境的危机可以通过水资源统一调配来解决。依据天然出山水资源变化和水土资源开发利用规模及额济纳旗生态环境状况, 在不增加土地灌溉规模并适当采取节水措施的前提下, 可以确定32.31亿m³·a^-1的天然来水量为流域水资源安全临界线, 28亿m³·a^-1的天然来水量为流域水资源安全警戒线。     

基于水化学和同位素评价马莲河下游地下水补给河水的时空变化

准确评价地下水对河水的补给量是流域水资源量管理和合理利用的基础。在马莲河流域下游采集不同季节地表水和地下水样品75组，利用Cl^-、电导率（EC）和D、¹⁸O同位素多方法联合评价，识别了地下水补给河水的位置、补给量及其季节变化。结果表明：马莲河水EC和Cl^-质量浓度沿着流向均呈降低趋势，δD和δ¹⁸O值沿流向减小。雨季EC和Cl^-质量浓度最低，δD和δ¹⁸O值最高。地下水各组分浓度均低于河水，时空变化不明显。地下水单宽排泄量存在时空变异，上段和下段为地下水强排泄区，中段地下水排泄较弱，不同季节地下水排泄量占总排泄量的72.20%～95.07%。雨季地下水单宽排泄量显著降低，河水中基流比例由雨季前期的68.89%降至29.43%。整体上，地下水补给河水季节变化明显，而空间变化规律较为稳定。研究成果有利于深入认识河水和地下水的相互作用机制，并为当地水资源利用提供基础依据。     

基于InVEST模型的陕北黄土高原水源涵养功能时空变化

以陕北黄土高原为研究区,基于InVEST水源涵养功能评价模块,定量评价退耕还林还草工程背景下土地利用/覆被变化对研究区水源涵养的影响,在此基础上开展水源涵养空间分区。结果表明：① 2000-2010年,陕北黄土高原草地、灌丛和林地的面积分别增加了3204 km²、285.3 km²和122.7 km²,城镇面积增加了450.4 km²;农田、荒漠、湿地的面积分别面积减少了3984.5 km²、72.7 km²和5.2 km²。② 2000-2010年,陕北黄土高原水源涵养量整体以减少为主,中部减少最为显著,减少量在25 m³/hm²~40 m³/hm²,局部区域在40 m³/hm²以上;其他大部分区域均有0~25 m³/hm²不等的减少。③ 陕北黄土高原水源涵养功能高度重要区和极重要区的总面积为32255.1 km²,所占比例为40.5%。④ 通过陕北黄土高原水源涵养功能评价和重要性分区为生态系统的科学管理提供参考。     

近30年苏北滨海滩涂湿地演变特征与空间格局

苏北滨海滩涂湿地位于现代长江口与废黄河口之间,是最典型的淤泥质平原海岸,其演变特征及空间格局具有鲜明的特征。本文选用1980年、1992年、2008年的TM 和ALOS影像为主要数据源,构建了基于空间分割和转移矩阵分析模型,研究了近30年来苏北滨海滩涂湿地的演变特征及其空间格局。结果表明： ①苏北滨海滩涂发生了巨大变化,近30年间滩涂总面积减少了1273.11 km²,平均每年减少45.47 km²;滩涂湿地侵蚀/淤积面积约965.14 km²,0 m等深线冲刷后退减少的面积约为307.97 km²。②苏北滨海滩涂湿地区域差异性明显。南北方向上可划分为6个自然地理单元,东西方向上可划分为3个区域。③苏北滨海滩涂湿地演变中,湿地转型、湿地丧失和湿地演替分别占总面积的38.39%、14.80%、20.51%;其中天然湿地减少354.1 km²,人工湿地增加1061.45 km²,非湿地增加253.09 km²。④滩涂湿地主要植被群落演替特征和空间分布也呈现出差异性。湿地演替主要发生在净变区,与对应岸段的海岸侵蚀/淤积类型基本吻合。