流域生态水文过程与功能研究进展

 探讨流域生态系统与水文过程耦合关系及水文机理是当今水科学的前沿问题。通过阐述流域生态水文过程与生态水文功能的国内外研究进展,同位素技术在生态水文研究方面的应用进展。提出了应用同位素技术、水化学方法与景观格局分析法相结合来研究流域不同景观带水文过程及生态水文功能,来探讨不同生态系统与水文过程的耦合关系及水文机理,开展流域地下水-土壤-植被作用层水文过程研究。最后展望了今后的研究趋势和重点研究工作,指出了未来的发展方向。     

土壤水异质性研究进展与热点

土壤水是水资源的重要组成部分，是衔接四水转换和循环的核心。土壤水分异质性是土壤水研究的关键科学问题；绿水理念下水循环、水平衡更关注土壤水分的有效性。随着土壤水观测和识别技术的完善，可能获取多尺度土壤水时空变化信息；遥感、同位素、模拟与定位观测的结合在理解土壤水过程方面起着重要作用。认识土壤水文参数在测点尺度和生态水文单元尺度间的转换机理、研究土壤水及其驱动因子的异质性变化规律、形成土壤水异质性同化和尺度转换的方法与技术是近期热点。     

中国内陆河流域尺度的水资源利用率提高研究--黑河流域水-生态-经济管理试验示范

水资源是人类生存和社会发展中最重要的成分，中国内陆河的可持续发展所面临的生态问题源自有限的水资源和高的人口压力这两个方面的不协调。通过总结“黑河流域水-生态-经济系统试验示范研究”项目近几年在涵养水源、绿洲尺度的水利用率提高和流域水-生态-经济系统中的水资源配置的部分试验成果和研究进展，以实际事例展示了在流域尺度上提高水资源利用率的可行性和潜力。加强基础研究、引入“虚拟水”等创新意识、通过专家和管理层的结合可进一步提高流域水资源利用率。     

东居延海易溶盐沉积与古气候环境变化

通过对黑河尾闾东居延海湖相沉积物易溶盐类K^ 、Na^ 、Ca^2 、Mg^2 、SO4^2 、CO3^2-、HCO3^-、Cl^-八大离子含量和其他相关指标的分析，依据它们在地层中的变化特征，结合地层^14C年代测定结果，把东居延海湖泊变化划分为：隋唐湖泊面积较大时期、宋辽湖泊缩小时期、中世纪暖期湖泊扩张时期、小冰期湖泊缩小时期及20世纪湖泊干涸期等几个阶段。考虑近1500a来该流域气候变化和人类活动对湖泊的影响，得出了以下几个结论：近1500a来，东居延海湖区气候以干旱为主，湖泊逐渐萎缩；在干旱背景下存在气候波动，并与全球变化具有一致性；湖泊的盛衰演变受到气候变化和人类活动的双重影响，前期以自然变化为主，明清以来特别是清代以后，人类活动的影响加剧，成为主控因子。     

甘肃灌漠土土壤肥力的空间变异性典型研究

结合传统统计与地统计学方法对甘肃省河西地区武威灌漠土土壤肥力的空间变异性进行了分析。描述性统计结果显示，该地土壤肥力具有较大的空间变异，土壤NH4^ -N的变异系数最高，为62．656％，速效磷的变异系数次之，为47．369％，pH的变异系数最小，仅为1．284％，有机质和速效钾的变异系数分别为13．208％和38．075％。地统计学分析表明该区域土壤特性的块金方差／基台值比值[C0／(C0 C)]在0．0413％～13．7801％之间，说明该土壤性质的各项指标均有强烈的空间相关性，其中NH 一N和pH值的空间相关性相对最强，[C。／(G C)]分别为0．0413％和0．0978％；速效磷相对最弱，[C0／(C0 C)]为13．7801％；有机质与速效钾居中。土壤肥力性质的相关距变化范围为176～294m。该土壤性质的克立格插值结果显示出一定的空间相似性，显示地统计学方法可用于分析土壤肥力在空间上的变异。     

甘肃建设生态省的SWOT分析

对省域单元生态建设的实证研究具有重要的现实应用需求, 基于甘肃省情和国家针对甘肃在全国的重要生态屏障功能定位, 围绕甘肃为何建设、怎样建设生态省的核心问题, 运用战略研究应用较为广泛的SWOT分析法, 并借助德尔菲法对14个定性选取因素进行定量化赋值, 将定量分析结果与坐标法相结合, 计算得出战略方位角θ=1.3542(≈77.59°)、战略强度系数ρ=0.52>0.5. 依据战略方位角θ位于第一象限(π/4, π/2)的机会型战略区域内, 得出外部机遇是甘肃生态省建设的主导性因素, 应采取机会型战略, 选择机遇-优势和机遇-劣势战略内容, 一方面借助外部机遇强化生态省建设的优势条件; 另一方面借助外部机遇弱化生态省建设的内部劣势条件. 依据战略强度系数ρ>0.5, 甘肃生态省建设选择机会型战略的基础上, 采取积极的开拓型战略措施. 最后, 依据研究结论提出相应的对策建议.     

黑河流域地下水同位素年龄及可更新能力研究

通过对黑河流域地下水的放射性同位素如氚(T)和¹⁴C的测定, 对该流域浅层和深层地下水的年龄以及其更新速率进行了估算. 结果表明: 整体上看, 从黑河流域的上游、中游至下游, 浅层和深层地下水年龄逐渐增加, 地下水更新速率也逐渐增大. 其中, 黑河上游浅层和深层地下水平均更新速率分别为1.96%·a^-1和1.76%·a^-1, 可更新能力最强; 中游浅层和深层地下水平均更新速率为1.25%·a^-1和0.68%·a^-1, 可更新能力次之; 下游浅层和深层地下水平均更新速率分别为0.74%·a^-1和0.18%·a^-1, 可更新能力最差. 黑河流域不同地带地下水由于循环条件的不同, 浅层和深层地下水年龄存在较大的差异. 其中, 中游山前平原补给条件较好, 浅层和深层地下水年龄较小; 中、下游远离河道地区浅层和深层地下水补给条件差, 显示了更老的年龄. 黑河流域埋深40 m以上的浅层地下水平均更新速率(1.13%·a^-1)高于埋深40~100 m之间的中层地下水(0.65%·a^-1)以及埋深100 m以下深层地下水(0.55%·a^-1). 因此, 在黑河流域地下水开发过程中要合理开发浅层地下水, 适当缩减开发深层地下水.     

内陆河流域生态-水文本体的构建方法及应用

大于10×10⁴ km²的大尺度流域建模面临诸多挑战, 在过程理解、数学表达、尺度转化、生态与水文过程的耦合机制等方面尚存在瓶颈. 基于本体的建模方法, 依据本体表示的多级过程, 将已有模型拆分成组件, 用户根据需求添加组件得到定制模型, 通过语义重组与技术创新, 为大尺度流域模型集成提供新的思路. 以黑河流域生态水文研究为范例, 在解释生态水文本体内涵、分析现有本体构建方法的基础上, 提出“基于知识的生态-水文本体构建方法”, 通过荒漠生态系统生态-水文本体的构建, 证明了该方法的有效性与可行性.     

祁连山黑河干流山区水文模拟研究进展

流域水文模拟是在认识水文规律的基础上, 对流域水文过程的一种数学描述.黑河流域作为典型的内陆河流域历来是研究寒区、 旱区水文过程的热点区域.祁连山黑河干流山区的水文模拟研究也备受学者们的关注, 经验模型、 概念模型和分布式水文模型在该区域均有应用, 虽然都对出山径流做出了准确的模拟, 但是引进的模型对高寒山区水文过程的刻画不够详细.内陆河高寒山区流域的水文模拟要充分考虑冰川、 积雪、 冻土等因素所引起的特殊寒区水文过程, 准确刻画这些水文过程是高寒山区流域水文模拟成功的关键.今后应该继续加强野外观测, 深入开展冻土水文过程、 冰雪水文过程的模拟研究, 发展真正适合于高寒山区流域水文过程的分布式水文模型.