历史时期西北干旱区生态环境演变过程和演变阶段

在历史时期,西北干旱区的生态环境演变过程是绿洲化与沙漠化并存,人进沙退和沙进人退皆有。灌溉绿洲是通过人工水系(渠、库、井)、栽培植物和耕作土壤,逐步替代自然水系、自然植被和土壤形成的。沙漠化则是由于人类活动改变了水资源的地域分配,使河流中下游地表水减少,地下水位下降,植被衰败向发展扩大。在受人类干扰很少的自然水系情况下,本区生态处自然平衡;在较强干扰下的半自然水系时,生态平衡失调;在强烈干扰的人工水系时期,河流上游生态改善,下游急剧恶化。     

鄂尔多斯市泊江海子矿井田煤层特征分析

泊江海子矿井田位于东胜煤田的西北,属于鄂尔多斯盆地的重要组成部分,区域聚煤条件良好。研究表明:井田内以褶皱构造为主,断层规模小,断距小,对煤层破坏不大;井田内含煤地层稳定,厚度大,含煤层数较多,可采煤层厚度稳定,其中,全区可采煤层2层,大部可采煤层1层和局部可采煤层3层,显示井田区域煤炭资源潜力较大;煤岩以低变质烟煤为主,含有较低的灰分和全硫,具有较高的利用价值。     

水在克里雅河流域生态地理环境中的作用

水是克里雅河流域生态地理环境的主导因素, 依水系分布形成的于田绿洲和天然绿洲共同构成了克里雅河流域生态系统。克里雅河为混合引给型河流, 冰川融雪补给占71%, 故径流年内变化大, 年际变化比较稳定, Cv=0.17。地下水天然补给量大部是地表水转化而来。水资源开发利用中, 既要分析上游绿洲开发对下游的影响, 又要考虑维护下游天然绿洲对上游人工绿洲开发的制约, 统筹兼顾。北部深入塔克拉玛干沙漠200多公里, 沿河阶地, 河漫滩及散流区宽5-10km的天然绿洲, 是保护于田绿洲稳定的前沿屏障, 有重要的社会生态意义。目前因水系变迁和洪水退缩, 植被衰败, 沙漠化过程发展。从环境、资源生态管理和保护出发, 宜建立克里雅河下游天然绿洲保护区, 确保下游干三角洲天然绿洲的稳定。天然植被的维护更殖再生, 应纳入整个流域水资源生态系统的总体管理之中。     

采煤塌陷地湿地生态旅游发展策略——以徐州市九里湖湿地为例

煤炭资源开采以后,采空区上覆岩层的原始受力平衡状态受到破坏,依次发生冒落、断裂、弯曲等移动变形,最终涉及地表,形成采煤塌陷地。徐州九里湖湿地正是在采煤塌陷地的机理上发展起来的,其生态旅游的开发以恢复生态学理论为指导,开发对策由生态恢复、环境教育和科研监测三方面构筑,包括人工干预粉煤灰堆填区生态修复、人工恢复湿地植物和水禽栖息地、沟通内外水系实现水循环、人工湿地净化水体改善水质、水岸驳岸去园林化生态处理、采煤塌陷地环境解说、湿地科普宣教活动和科研监测与国际学术交流等。     

1989—2019年新疆塔里木河流域地表-地下水变化

综合利用多源遥感卫星资料,分析了1989—2019年塔里木河流域及其各水系水体面积在气候变化和生态调水影响下的年际变化趋势与各水系地表水变化对典型区域（罗布泊）地下水的影响。研究结果表明：(1)近30 a来,塔里木河流域地表水面积增长趋势明显;(2)降水是引起流域内地表水面积变化的主要气候因素,生态调水则影响着流域内地表水的空间分布格局;(3)流域内各水系地表水的增长变化对罗布泊地区地下水储量的恢复作用显著。对于了解塔里木河流域地表-地下水系统的长期变化规律、制定科学合理的水资源开发利用策略具有重要意义。     

石羊河流域国土资源特点及其合理利用分区

石羊河流域地处甘肃省河西地区东部,是西北内陆流域中对人类贡献颇大的地区之一。由于对整个流域国土资源适宜性认识不清,上、下游配水不尽合理,致使流域下游生态环境恶化。因此,改善下游荒漠化土地利用,就成为科学地开发建设干旱荒漠地区的重要课题。一、石羊河流域国土环境概况     

澜沧江水资源系统变化与大湄公河次区域合作的关联分析

针对澜沧江-湄公河水资源系统变化的跨境影响这一受到国际社会,特别是下游国关注的问题,结合流域各国水需求及区域性协定之规定,对比分析澜沧江大坝建设后对径流的影响,发现：（1）年出境水量呈小幅增长趋势,总体上有利于下游水资源利用;（2）个别年份枯季出境水量明显减少的主要原因是降水少和个别电站运行失误所致,电站本质上不会对下游用水和生态产生实质性危害;（3）出境水量变化主要对下游中上段产生明显影响,越往下游影响力越小;（4）出境水质稳定。建议：尽早制定流域综合规划和国际水分配方案;合理调整水库运行方案,避免出境水量或水位的大幅变化,减少跨境负面影响,维护区域合作。     

渭河关中段洪水资源化潜力评估

洪水资源化是实施渭河流域关中段流域资源综合管理和实现区域经济可持续发展的必然要求和重要途径。通过对渭河流域关中段来水来沙丰枯变化规律和河道冲淤特性的分析,从有利于输水输沙减少泥沙淤积考虑,确定渭河中游洪峰2000m³/s、渭河下游段3000m³/s为洪水利用起算标准;依据这一标准,计算出林家村—魏家堡河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为4.038×10⁷m³、6.83×10⁶t,魏家堡—咸阳河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为为9.139×10⁷m³、6.05×10⁶t,咸阳—华县河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为1.617×10⁸m³、1.843×10⁷t;流域综合管理过程中,必须引入风险管理机制,利用优化理论寻找平衡机制,实现流域防洪、供水和生态保护兼顾的最佳效益。     

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。     

霍林河下游流域水空间功能评价

流域水空间是与径流密切相关,直接受洪水波及的地表以及此范围内地下含水层系统所共同占据的空间。流域水空间功能评价是通过对流域水空间组成要素及其组合关系的综合判断,对流域水空间的水量承载力和水量调蓄能力进行综合评价。因此,在流域水空间概念的基础上,以流域高程和土地类型建立霍林河下游流域水空间功能分类体系,以流域水空间功能影响指数进行霍林河下游流域水空间功能评价及其动态变化分析,以期为霍林河下游流域规划和管理提供新视角。     

紫荆关流域下垫面变化对洪水的影响

选择大清河水系的紫荆关流域为研究区,分析了其下垫面变化趋势,根据大清河水系的水文气象特点,建立了考虑下垫面变化的超渗-蓄满耦合产汇流模型,并利用实测暴雨洪水资料进行了参数率定和模型验证.利用该模型研究了流域洪水对下垫面变化的响应.结果表明:下垫面变化导致洪峰和洪量变小,其对大洪水影响小,对中小洪水影响较大.对于10年一...     

1958-2006年玛纳斯河流域水系结构时空演变及驱动机制分析

为了研究玛纳斯河流域水系结构演变状况,利用其1958、1976、1987、2006年4期遥感影像图,在ArcInfo支持下进行目视解译,根据解译结果,定量分析了水系长度、密度、分枝比、长度比和分维等参数的变化特征,并探讨其主要驱动因素.研究表明:1958-2006年玛纳斯河流域水系变化满足Horton定律,水网数目及河道平均长度随水网级别呈几何级数变化,并且水网密度、水系长度比、分枝比等参数持续增大;流域内绿洲地区水网密度高于南部源流山区与北部荒漠区,这种区域差异是由不同生态经济单元的自然生态环境类型、社会经济发展状况,综合发展需求及生态修复重建等方面共同决定的;玛纳斯河流域水资源量近50年来不断增加,人口数量持续攀升,耕地与绿洲面积不断扩大等因素是玛纳斯河流域水网结构演变的主要驱动力.然而耕地不能无限扩大,绿洲也不能过度扩张,要以水资源的承载能力为限,因此确定合理的绿洲面积,优化水系结构,提高水资源利用效率将成为今后研究的重点.     

新疆阿勒泰地区流域水生态环境的主要问题与保护对策研究（英文）

本文首先系统梳理了阿勒泰地区流域水生态环境状况,分析了阿勒泰地区水环境质量、水生态、水资源等方面存在的主要问题。阿勒泰地区主要有额尔齐斯河、乌伦古河和吉木乃县诸河三大河流水系。地区主要河流水环境质量总体保持稳定,水资源总量位于新疆前列,但还存在流域生态流量不足、水资源开发与保护矛盾未得到有效化解、水生态破坏问题仍然严重、水环境风险依然突出等问题。然后以问题为导向,结合流域水系分布,将阿勒泰地区划分为额尔齐斯河流域、乌伦古河流域、吉木乃县诸河流域和南部荒漠区共计4个区域,并将4个区域进一步划分为11个水生态环境控制单元。依据阿勒泰地区流域水生态环境现状和存在的问题,从加强水污染防治、强化水资源保障、加大水生态保护修复力度等层面,提出流域水生态环境保护的总体思路和对策建议,以期为改善阿勒泰地区流域水生态环境质量提供科技支撑。     

纳入偏好异质性的石羊河流域生态服务恢复价值评估（英文）

由于可以将生态系统与人类福祉相连起来,价值评估成为生态恢复政策分析的重要工具。近些年来,已有不少针对不同类型的生态系统服务的评估研究。相对而言,针对西北地区内陆河流域生态的关注与研究较少。内陆河流域对于干旱半干旱的西北地区可持续发展具有举足轻重的作用;而且内陆河流域的上、中、下游间截然不同的生态、经济与社会条件,在价值评估中需要考虑异质性问题。本研究以石羊河为实证案例,运用流域上、中、下游选择试验调研的714份有效住户数据,通过混合logit模型回归获得了流域生态系统服务的支付意愿均值和支付意愿标准差;运用最小二乘法(OLS)测算了外生变量对各个生态服务支付意愿的影响及程度。研究证明:内陆河流域生态系统服务价值存在异质性,而且异质性同时受到个体特征和地域特征的影响。因此,相关内陆河流域生态政策中,需要纳入生态系统价值及异质性,这将有助于政策获得公众的支持。     

缺测站干旱流域生态输水遥感监测与农业节水效益分析

生态输水与农业节水是实现内陆干旱流域可持续发展的重要手段,连续水文观测资料的缺乏制约了生态输水与农业节水效益评价。为此,以中国甘肃敦煌疏勒河流域下游为例,基于遥感水文站与谷歌地球引擎进行2016—2020年月尺度的生态输水遥感监测,在此基础上结合蒸散发和土地覆盖类型等多源遥感数据评价生态输水与农业节水效益,分析两者之间在水资源方面的平衡关系。结果表明：（1） 遥感水文站与谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）能够为生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供可靠的数据支撑。（2） 2017—2020年生态输水能够为下游湿地与河道平均每年提供2.50×10⁸ m³生态用水,其中30.06%的水量到达下游湿地,18.47%的水量被下游河道周边的植被所利用,且使下游河道周边植被面积增加112.25 km²。（3） 农业节水在保持耕地面积维持上升趋势的前提下,2017—2020年平均每年降低耕地的蒸散发量0.395×10⁸ m³;耕地蒸散发减少量平均占生态输水量的14.22%,农业节水有效缓解了内陆干旱流域农业用水挤占生态用水的问题。本文将为内陆干旱缺测站流域的生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供新的思路,以期为未来的生态输水与农业节水工程的实施提供理论支撑。     

渭河陕西段流域洪水淹没状况拟合研究

以渭河陕西段流域为研究区,利用2001年至2018年的水文和气象观测数据,计算出该流域十年一遇、五十年一遇和百年一遇降水量的致洪面雨量,采用水文动力学方法和分布函数,利用地理信息系统技术,拟合出该流域被十年一遇、五十年一遇和百年一遇降水量导致的洪水的淹没深度、淹没范围和淹没面积。研究结果表明,十年一遇降水量导致的洪水淹没的极高风险区(洪水淹没深度大于2.0 m)分布在渭河干流宝鸡段下游、沣河、泾河、石川河下游和渭河下游南山支流流域,其面积为42.92 km~2;五十年一遇降水量导致的洪水淹没的极高风险区分布在泾河干流、千河下游、渭河干流宝鸡段、沣河、石川河下游、北洛河下游及渭河下游南山支流流域,其面积为115.95 km~2;百年一遇降水量导致的洪水淹没的极高风险区集中分布在渭河干流宝鸡段、沣河、泾河干流、石川河、北洛河下游和渭河下游南山支流流域,其面积为183.27 km~2。     

近50a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局演变

以干旱半干旱生态脆弱区霍林河流域下游沿岸洪泛湿地为研究对象,利用1954和1964年地形图,1986、1996和2000年的TM遥感影像作为基本信息源,在GIS支持下,建立湿地空间数据库,通过对不同时期各湿地景观类型进行景观变化过程、景观格局指数和景观转换过程分析,揭示近50 a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局动态及规律。研究发现,沼泽湿地是霍林河流域下游沿岸的主导湿地景观类型,次之为河流湖泊湿地,人工湿地比重小。研究区内湿地面积的减少以沼泽湿地的贡献量最大,这是由于大面积的沼泽湿地退化为盐碱地和草地,沼泽湿地景观破碎化表现突出。河流湖泊湿地在研究时期内则表现出最快的变化速度,年均动态度达到2.60%,它的这种减少变化是由数量众多的小斑块退化为盐碱地和沼泽湿地导致。水库坑塘景观变化受流域发展水利及霍林河径流量大小控制,水田湿地则主要受后者作用。共同的一点是,受霍林河1998年特大历史洪水泛滥影响,研究区内大面积盐碱地、沼泽湿地和草地转换为河流湖泊湿地,与此同时也有大面积草地和盐碱地转换为沼泽湿地,导致两种自然湿地景观类型在2000年表现出面积扩大,景观破碎化降低,整体性增强的变化,这在一定程度上体现出洪水脉冲在退化湿地景观恢复中的生态功能。     

采煤迹地新土体分层构建（英文）

本文针对采煤迹地土体渗透性强、稳定性差等力学问题和生态污染问题,在矸石山表层依次设计了隔水层、改良层和抑制蒸发层,提出“2+1”新土体分层构建技术。该技术在采煤迹地构建新土体的基础上,考虑土壤粒度、湿度、重度、构度四个力学和物理特性。新土体的构建需要在参考化学组成的同时,也要考虑生物因素和干旱区环境的影响,以及土体渗透系数、含水率、密实度、温度和水土相互作用的影响。隔水层选取当地黏粒含量高的黄土、砒砂岩为原料,设计厚度为20 cm。改良层用沙黄土、风化煤、砒砂岩为原料,考虑旱区植被特点、土壤密实度、土体化学成分,最终设计厚度为60 cm,改良层是采煤迹地生态恢复和重建的核心部分。抑制蒸发层用砾石、秸秆、草方格等抑制水分蒸发的材料进行设计,区域试验表明,砾石和草方格能较好抑制水蒸发,同时也验证了“2+1”新土体分层构建的合理性。最终效果为保障中国西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全提供参考。     

西南山地森林变化对洪水频率影响的模拟

森林砍伐和恢复改变了流域洪水形成条件,将影响河流洪水的总量与洪峰形态,但是选择合适的技术来进行准确的分析评价仍然是个难题.采用流域分布式水文数学模型(SWAT)对四川梭磨河径流过程进行模拟,得到不同森林覆被率的洪水过程和洪峰的频率分布.针对各种森林情境下的洪水过程模拟,发现对于中小尺度流域,良好的森林覆被可以减小洪水大小30％～ 40％,而且其中森林覆被率在35％ ～ 40％之内具有最显著的滞蓄洪效益,它与完全的森林覆被对在洪水的影响差异仅在5％以内,这对于我国西南生态保护与恢复工程的实施决策具有重要参考价值.     

新疆玛纳斯河流域生态补偿研究

依据玛纳斯河流域生态功能区划,从生态系统的结构、功能和相互影响上,将流域划分为上游山地生态服务区、中游平原绿洲生态收益区和下游荒漠生态受损区。并据此分析了各区主要的生态问题:(1)山区植被退化,林地面积减少,草地质量下降,削弱了山区水资源涵养和水土保持的功能。(2)绿洲区水资源超负荷利用,地下水过度开采及水质恶化,造成绿洲与沙漠过渡带的土地沙化。(3)荒漠区由于植被破坏,导致沙丘活化,危害农田。根据流域生态环境存在的问题,提出应该以经济发展支撑流域的生态补偿,采取"抓中间,补两头",以中游绿洲生产提高上游山区的服务功能,补偿下游生态受损的战略思路,并从水资源利用,天然植被保护和防治土地荒漠化等方面,提出了相应的生态补偿重点领域、途径和措施,目的是为流域生态补偿研究提供科学指导,促进绿洲经济发展,实现流域生态经济的良性循环。