淮河(安徽段)南岸诸河流水质标识指数评价

2010年夏季,对淮河(安徽段)南岸诸河流水质进行调查,共设置采样点160个,选取总氮、总磷、氨氮和化学需氧量4项水质指标,利用综合水质标识指数评价法(WQI)对淮河(安徽段)南岸诸河流水质进行评价。结果表明,淮河(安徽段)南岸诸河流水质达标率77%,超标的评价因子为氮营养盐和化学需氧量。污染物主要来自农业面源和生产、生活废水;水流流速、沉积物性质和周围环境对水质产生一定影响。     

Water accounting for conjunctive groundwater and surface water irrigation sources: A case study in the middle Heihe River Basin of arid northwestern China

Oases in arid northwestern China play a significant role in the region's economic stability and development. Overexploitation of the region's water resources has led to serious environmental consequences. In oases, irrigated agriculture is the primary consumer of water, but water shortages resulting from dramatically growing human needs have become a bottleneck for regional sustainable development, making effective management of the limited available water critical. Effective strategies must be formulated to increase agricultural productivity while reducing its environmental impacts. To support the development of such strategies, water use patterns were analyzed during the 2007 and 2008 growing seasons, from May to early October, to identify opportunities for improving water management using the Molden-Sakthivadivel water-accounting method, which combines groundwater and surface water into a single domain and can provide a good estimate of the uses, depletion, and productivity of water in a water basin context. The study area lies in Linze County, Gansu Province, China. In the study area, the inflow water resources consist of irrigation, precipitation, and soil water, which accounted for 89.3%, 8.9%, and 1.8% of the total in 2007, and 89.3%, 4.8%, and 5.9% in 2008, respectively. The irrigation depends heavily on groundwater, which accounted for 82.1% and 83.6% of the total irrigation water in 2007 and 2008, respectively. In 2007 and 2008, deep percolation accounted for 50.1% and 47.9% of the water outflow, respectively, with corresponding depleted fractions of 0.51 and 0.55, respectively. For the irrigation district as a whole, the water productivity was only 1.37 CNY/m³. To significantly increase crop water productivity and prevent depletion of the region's groundwater aquifer, it will be necessary to reduce the amount of water used for irrigation. Several water-saving agricultural practices are discussed and recommended.     

塔里木河干流水资源分配现状及其利用问题

基于塔里木河干流1957-2017年阿拉尔断面、英巴扎断面、恰拉断面来水量特征,首先初步分析塔里木河干流上、中、下游的耗水特征,并基于干流断流和生态输水时间节点,进一步分析1957-1972年、1973-2000年、2001-2017年上中下游各区间段耗水特征,根据这些历史数据变化,从管理角度判别上中下游较为合理的水量分配策略;其次,重点指出塔里木河干流在明确定位为生态河流背景下,未来水量调配精细化管理面临的主要三大基础性问题：灌区耕地面积不清、生态和农业用水量不清、水文数据存在偏差等,并指出问题产生的原因背景,以及从流域水资源管理体制机制上给出相关解决的建议。明确认识到目前塔里木河干流水资源分配利用存在的问题,是未来解决好流域生态环境的关键,通过这些问题的探讨藉此引起更多理性关注,对未来推动塔里木河流域生态环境改善的精细化管理具有重要意义。     

绿洲灌区小麦水分生产率及其影响因素的灰色关联分析

以黑河流域的洪水河灌区为例,利用1995—2006年的灌溉用水量、农作物产量、气象等资料,分析计算了绿洲灌区的小麦水分生产率。结果表明,1995—2000年小麦水分生产率为0.983 kg\5m-3,节水改造项目实施后的2001—2006年为1.070 kg\5m-3,提高了8.9%。水分生产率是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标,其影响因素比较多。根据洪水河灌区小麦生长发育期的实际情况,选取了11个影响因素进行灰色关联分析,结果显示,≥10 ℃积温、农药费用、劳动力和管理费用、化肥施用量、水费依次是影响水分生产率的前5位主要因素。研究表明,在有限的水资源利用条件下,绿洲灌区小麦生产应加大生产资料、劳动力和管理费用等的投入力度,才能生产更多的粮食,以确保区域粮食供给安全。     

汉江流域NDVI与水热指数时空变化及相关性分析

文章提出水热指数的概念和计算模型,运用经验正交函数和奇异值分解法对汉江流域1999-2010年的归一化植被指数及38个气象站点的气温和降水资料进行分析。结果表明:①汉江流域植被覆盖具有明显的空间差异,地形和农耕活动是最主要原因。②水热指数的空间分布也具有明显的规律,气温的纬度差异和雨带季节推移是根本原因;大地貌单元和季风气候是重要原因。其时间系数具有明显的冬夏差异,冬半年时间系数的绝对值及变率均较夏半年小,即水热组合冬半年差异小,夏半年差异大。③NDVI与水热指数之间呈现出高度正相关,但人类通过各种方式改变着地表覆盖和水热组合,使得两者之间的高度正相关在局部地区受到影响。     

Quantifying the Degree of Water Resource Utilization Polarization: A Case Study of the Yellow River Basin

The overexploitation of water resources has a substantial influence on their sustainable utilization and the ecological environment in a river basin. Quantification of the development and utilization of water resources plays an important role in guiding the rational utilization of water resources. Based on this, this paper develops the concept of water resource utilization polarization (WRUP) in order to qualitatively analyze whether water resources are being overexploited in the process of utilization. An index model of WRUP was built to quantify the degree of water resources overexploitation. In addition, taking seven secondary basins of the Yellow River as examples, the available quantity, overdraft and polarization indexes of surface water and groundwater resources were calculated. The results show that there are 34.49×10⁸ m³ of surface water available, which accounts for 56.21% of the total surface water volume. A total of 5.84×10⁸ m³ of groundwater is available, which is 58.74% of the total groundwater resources. We also found that the water resources are heavily overexploited and that there is extensive polarization in the middle and lower reaches of the Yellow River. The highest polarization of water resources occurs from Lanzhou to Toudaoguai where the polarization index is 19.88 and from Longmen to Sanmenxia where it is 11.81. There is no polarization above Longyangxia or from Toudaoguai to Longmen. Overall, the polarization of water resources is 7.95 over the entire Yellow River area. These results provide a reference for the availability of water resources that can be used to determine the degree of overexploitation of the water resources in the Yellow River.     

海伦地区粮食生产资源利用系统分析

采用机制法对作物生产潜力模型进行了光、温、水、土逐级订正,对海伦地区的主要粮食生产潜力进行估算;并选取产量衰减量、资源满足率和资源增产潜力三个指标评价了农业资源的利用效率。结果表明,光合生产潜力为16801.4kg/hm2,光温生产潜力为12483.9kg/hm2,气候生产潜力为9799.1kg/hm2,农业自然生产潜力为8248.4 kg/hm2。如果以光温生产潜力作为目标产量,海伦地区尚有74.01%的上升潜力,且玉米的资源增产潜力高于大豆。社会经济因素是影响生产潜力实现的重要因素,自然资源中温度对产量的限制作用最大,其次是水分和土壤。在此基础上结合实地考查,对当地的粮食生产资源进行了系统分析,寻找影响粮食产量持续增长的限制性因素。     

东北温带旱作农业主要作物生产潜力及资源利用效率评价——以黑龙江海伦市为例

将作物生产潜力模型(PS123模型)与常规方法相结合,对1999~2001年海伦市玉米、大豆、小麦作物生产潜力进行计算;选取产量损失量、资源满足率和资源组合利用率,定量评价资源利用效率,寻找影响资源集约高效利用的限制性因子及其定量制约程度。结果显示,自然资源中温度对于产量的限制最大,其次为水分和土壤,如果把光温生产潜力作为目标产量,玉米、大豆、小麦的光温生产潜力分别为11998、7068、8813 kg/hm²,资源利用率分别为51.0%、29.0%、20.2%,海伦市粮食生产仍有较大潜力。在特定自然资源状况下,海伦市的社会经济状况是限制潜力实现的重要因素,在实地调查基础上,本文提出了提高该市作物产量的主要措施。     

东北黑土区容许土壤流失量研究(英文)

Soil loss tolerance(T) is the maximum rate of annual soil erosion that is tolerated and still allows a high level of crop productivity to be sustained economically and indefinitely.In the black soil region of Northeast China,an empirically determined,default T value of 200(t/km2?a) is used for designing land restoration strategies for different types of soils.The ob-jective of this study was to provide a methodology to calculate a quantitative T for different black soil species.A field investigation was conducted to determine the typical soil profiles of 21 black soil species in the study area and a quantitative methodology based on a modified soil productivity index model was established to calculate the T values.These values,which varied from 68 t/km2?a to 358 t/km2?a,yielded an average T value of 141 t/km2?a for the 21 soil species.This is 29.5% lower than the current national standard T value.Two significant factors that influenced the T value were soil thickness and vulnerability to erosion.An ac-ceptable reduction rate of soil productivity over a planned time period of 1% is recommended as necessary for maintaining long-term sustainable soil productivity.Compared with the cur-rently used of regional unified standard T value,the proposed method,which determines T using specific soil profile indices,has more practical implications for effective,sustainable management of soil and water conservation.     

基于水文随机方法的大尺度径流空间插值图化研究——淮河流域蚌埠以上区间为例

跨越不同时空尺度水文径流时空分异性及其图化问题的研究是当前国际地理水文科学研究的热点前沿。本文针对中国湿润流域年平均径流特点,探讨了基于地理相关关系的水文随机方法(Hydro-Stochastic) 在大尺度流域上应用的可行性。在淮河流域蚌埠以上区间开展径流空间插值实验,通过对流域出口流量在空间随机场内的分解生成研究区内10 km×10 km分辨率产流分布图,以及以1 km长度为基本单元的河道内径流量图。该方法在描述径流空间分异性的过程中,综合了水文学、地貌学、地理学的特点,以地统计空间插值方法为基础,结合了水量平衡约束以及数据不确定性分析理论,最终输出不同形式的径流空间分异结果。分析表明,径流插值结果能够很好的反映流域内产流的空间分布特征,并满足河道上下游的水量平衡关系。该方法避免了水文模型的复杂性,描述径流时不依赖气象资料,可以方便的在广大地区推广使用。     

西北内陆河流域“自然—社会—贸易”三元水循环模式解析

持续的强人类活动大大改变了流域水循环演变的结构、路径和驱动力,后者又反过来影响着人类生存发展的水安全。日益深入的市场经济使人类活动对水循环的影响从一个流域扩展到流域之外更宽广的区域范围,以产品贸易为纽带的水“流动”已成为驱动区域水循环演变与影响区域水安全的重要内在因素。以流域为单元的传统水循环研究,难以揭示不同区域之间的水循环联系、双向回馈机制与协同进化机理。本文从西北内陆河流域长期大量输出高耗水农产品这一现象分析入手,采用理论解析与案例相结合方法,阐述分析内陆河流域自然水循环、“自然—社会”二元水循环、区域间贸易水循环的基本过程、显著特征及其驱动机制,继而首次明确提出内陆河流域“自然—社会—贸易”三元水循环模式,并就其通量计量模型、影响因素与生态环境效应、科学前沿进行了探索分析,以便未来西北内陆河水循环、水文水资源等研究能更多重视对驱动内陆河流域水循环的外部力量及其双向互馈、协同进化的分析,更新内陆河流域水安全、生态安全的思考范式。     

黑河流域典型区土地利用格局变化及影响比较

在黑河流域选择两个典型区域进行土地利用变化的空间差异与影响的对比研究,利用20世纪60年代以来的三期遥感数据,通过定量表征指标体系,对比分析了两个区域不同空间土地利用格局变化和土地利用类型变化的分异特征,定量评价了土地利用变化对不同区域绿洲系统的稳定性和水资源空间分配的影响。结果表明：过去35年来两个对比区域不同的土地利用格局变化,形成了显著的绿洲沿河流的溯源迁移和以基于下游老绿洲的渐进性绿洲外围拓展两种不同模式,前者导致流域水资源过度集中消耗于流域上游和源区,中下游水资源可利用量急剧减少,在35年间下游荒漠化土地增加了85.1%,灌溉绿洲萎缩了25.5%;后者则不同,水资源利用量的空间配置在区域下游具有小幅度集中,区域绿洲系统整体的稳定性较高。从流域整体的水土相互关系出发,合理规划干旱内陆流域土地利用模式和空间土地资源配置,对于促进流域整体的可持续发展具有重要意义。     

流域主体功能区划方法与指标体系构建——以长江流域为例

在对国内外空间区划与流域规划研究成果评析、主体功能区划与流域规划关系梳理的基础上,针对目前自然单元主体功能区划不足与流域协调发展实践需要,以长江流域为例,开展流域主体功能区划理论与方法研究。阐述了流域主体功能区划的内涵与特征,提出其本质是主体功能区划与流域规划的有机结合体,进而构建区划逻辑思路与方法路线。基于科学性、系...     

海南省耕地地力水平分布及影响因素——以澄迈和陵水县为例

以澄迈和陵水黎族自治县为研究区,在构建包含土壤理化性质、土壤养分、立地条件和土壤管理在内的4个子目标、11个具体指标的耕地地力评价指标体系的基础上,采用模糊数学理论确定指标隶属度,结合层次分析法进行加权求和,对澄迈和陵水进行耕地地力水平综合评价,阐明其耕地地力水平的分布特征和影响因素。结果表明：1）澄迈和陵水的耕地地力为中等水平,且澄迈的耕地地力相对较高,母质和地形因素是两县耕地地力水平差异的主导因素;2）耕地地力水平分布格局与地形和水系分布关系较为紧密,谷底平原、平原和山麓平原地区耕地地力水平较高,降雨和地形因素是导致区内耕地地力分布不均的主要因素。     

新疆孔雀河流域生态基流与天然植被需水量研究

研究和确定流域生态基流及天然植被需水量是为了遏制因河道断流或流量减少而造成的生态环境退化,以确保流域生态系统健康发展.根据孔雀河流域植被类型分布及多年径流状况,将河道分为A、B两部分,A段为孔雀河上游塔什店至第三分水枢纽常年未断流河道;B段为第三分水枢纽以下天然植被主要分布区.基于塔什店水文站近50 a水文数据,结合T...     

内蒙古温带草原典型草地生态系统生产力对水分在不同时间尺度上的响应

水分是干旱、半干旱区草地生态系统生产力的主要限制因素,但水分如何影响生产力的季节内变异,以往研究相对不足。本研究以内蒙古温带典型草原为研究对象,基于多通道自动原位监测箱系统获得的生态系统日尺度总初级生产力(GPP)及遥感植被归一化指数估算年尺度的地上净初级生产力数据,在不同时间尺度上研究了水分对生产力的影响。结果表明:年降水量对该典型草原草地生态系统地上净初级生产力年际变异无显著影响,但土壤水分显著影响GPP的季节变异,土壤水分解释了GPP季节变异的22%;其他环境因子对生产力的季节变异也有一定影响;温度是生态系统处于干旱时GPP的主要限制因素,GPP随温度的升高而降低;而辐射是生态系统处于湿润时GPP的主要限制因素,GPP随辐射的升高而升高。本研究结果将有利于提升未来降水格局改变对草地生态系统生产力影响的认识。     

分布式水文模型在黄河流域的应用

流域的水资源规划和管理都离不开水资源的定量化评估。而准确评估流域的水资源量,尤其是在大流域,必须明晰不同气候、地形、土地利用等自然条件下的水文循环过程。同时农业灌溉及水库调节等人工的直接取水和调控使水文过程变得更为复杂。仅依靠气象及水文观测数据,已很难拟合出单一的降雨-径流关系来模拟和预测流域水资源的时空分布。这时就需要一种新型水文模拟手段,它可以利用地理信息来描述流域的空间不均一性,并基于物理控制方程来描述水文过程,这就是分布式水文模型。作者介绍了这种模型及其在黄河流域的应用。     

河西内陆河流域水生态安全评价研究

水安全评价相关研究已有较多成果,但绝大多数采用P-S-R(压力-状态-响应)及其扩展模型,且评价指标体系的优化校准几乎从未提及.本文将W-SENCE(与水有关的社会-经济-自然复合生态系统)模型引入水生态安全评价领域,从水生态安全的自然属性和社会经济属性方面构建水生态安全评价指标体系,结合模糊系统分析及改进生态位理论对...     

基于逐级递减法的洞庭湖区晚稻生产潜力模拟与预测

洞庭湖区是中国的重要商品粮基地,也是长江流域重要的农产品产业区。本文利用2003~2007年气象数据及全国第二次土壤普查相关资料,按照光、温、水、土逐级递减的过程,采用逐级递减法,对水稻生产力不同预测方法进行了对比研究。结果显示:2003~2007年实际产量均值为5904 kg/hm²,逐级计算光温潜力法所得的均值为7808.072 kg/hm²;而基于FAO-AEZ方法计算的晚稻生产力5年均值仅为5687.45 kg/hm²,小于实测产量。基于逐级计算光温潜力的预测模型比较适合洞庭湖区域的晚稻生产潜力预测。晚稻生产力空间分布研究结果表明,洞庭湖区晚稻生产潜力呈现由西北向东南递减的过渡趋势,中高产区主要集中于常德市所属的澧县、安乡、汉寿和临澧一带,低产区则多分布于长沙市、益阳市和岳阳市等几个区域所属县市;洞庭湖区整体的水稻生产潜力偏低,低产潜力区域达到45%,通过各种耕作措施进一步增产的空间较大。     

基于GIS的甘肃省农业生产潜力研究

在气象数据库、属性数据库和GIS支持下,采用机制法对作物生产潜力模型进行了光、温、水、土逐级订正,得到了甘肃省的光合、光温、降水、水资源及土地的生产潜力,其结果很好的反映了甘肃省农业生产和农业资源分布的空间格局,各级订正的有效系数进一步揭示了各种资源因子对农业生产的限制程度。