中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站水位增温协同控制样地设计与建设

在中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站的毛薹草(Carex lasiocarpa)沼泽中,建成了水位增温协同控制样地。通过水位自动控制设备,实现了沼泽湿地中的原位水位控制,在保持微气候与天然湿地一致的同时,可以对水位进行精确的控制。同时,为了研究全球变化背景下水位与气温对湿地生态系统的协同作用,选择了4种水位(-20 cm、-10 cm、0 cm和10 cm),采用开顶箱(open top chamber,OTC)被动增温方法,进行水位增温协同控制。在该控制样地中,设置了包括水位与增温交互控制在内的6种处理,每种处理重复布设5个样方,共计30个样方,每个样方的水位独立控制。该控制样地的建成将为湿地生态系统过程与功能的相关研究提供强有力的实验支撑。     

若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧化碳排放的影响

利用中型实验生态系,对若尔盖典型泥炭地二氧化碳排放通量开展地下水位控制实验。通过比较不同地下水位条件下泥炭地生长季(5~10月)二氧化碳排放通量的日变化和月变化,探讨若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧化碳排放的影响。结果显示,5~7月中水位(控制水位为地表以下10 cm)下的二氧化碳排放通量最高,其次是低水位(控制水位为地表以下20 cm)下的排放通量,高水位(控制水位为地表0 cm)下的排放通量最低;8月各水位下二氧化碳排放通量差异不明显;9~10月的二氧化碳排放通量随水位降低而增加;整个生长季,水位由低到高的二氧化碳排放通量平均值分别为404.65 mg/(m2·h)、438.76 mg/(m2·h)和359.18 mg/(m2·h);二氧化碳排放通量随土壤温度变化而变化,其中,中水位条件下二氧化碳排放通量对温度变化最为敏感,其次是低水位下,高水位下相对最不敏感。暖干化的气候变化趋势将导致若尔盖典型泥炭地释放更多的二氧化碳到大气中。     

港口工程岩土工程勘察中填方边坡的稳定性分析与探讨

通过对重庆港忠县港区新生作业区一期工程施工图设计阶段岩土勘察中填方边坡稳定性进行分析探讨,对不同水位条件下填方边坡应如何进行稳定性分析提供了具体的思路。认为:长江水位的变化导致在进行稳定性分析时应在145m水位、173.31m水位和水位下降三种水位情况下,按天然和饱和两种工况分别进行。     

长江荆南三口河系水位演变规律及对江湖水量交换关系的响应

为分析荆南三口河系水位演变规律与江湖水量交换关系。依据1956—2017年荆南三口、湖南四水、洞庭湖城陵矶站以及长江干流枝城站月平均水位及流量和该流域8个雨量站的降水数据,运用Mann-Kendall趋势检验法、回归分析、流量年特征值等方法研究了三口水位的时序演变特征及其与流量、降水、江湖水量交换、人类活动的关系。结果表明：① 与阶段一（1956—1966年）相比,阶段二（1967—1980年）、三（1981—2002年）、四（2003—2017年）河系年平均水位、年最高水位分别下降0.74 m、0.37 m,年最低水位上升0.07 m;② 在涨（4—5月）、丰（6—9月）、退（10—11月）、枯（12月—次年3月）四个水文节点上,最低水位降幅最大（-0.98 m）,平均水位次之（-0.78 m）,最高水位最小（0.55 m）,并将其降幅按水文节点排序依次为退水期（-0.95 m）>丰水期（-0.61 m）>涨水期（-0.21 m）>枯水期（0.15 m）;③ 河系水位变化与其流量变化有着较好的一致性（二者的相关系数r =0.65）,与降水量相关性较弱（r =-0.16）,但2002—2017年相对干旱的气候加剧了河系水位的下降。从总体上看,长江枝城来水量减少和以水利工程为代表的人类活动方式是导致荆南三口河系特征水位下降的主要驱动因素。     

珠江河网横向汊道水面线演变过程及原因探讨 ——以东平水道为例

基于1960-2016年东平水道三水、紫洞、澜石、浮标厂月均潮差、余水位数据及三水、马口站月均流量数据,以1993年三水-马口分流比突变为切入口,探讨余水位坡度及潮波衰减率等径-潮动力改变下,东平水道水面线与余水位曲率的时空演变特征及其影响因素.结果表明:东平水道在1993年三水分流比剧增之后,1)余水位坡度或潮波衰减...     

洪湖湿地恢复中的生态水位控制与江湖联系研究

江湖阻隔造成洪湖湿地生态系统呈现出退化态势。维系洪湖湿地生态功能需要一定的水量与适宜的湖泊生态水位。根据洪湖湿地的综合生态功能对湖泊水位的不同要求,确定了洪湖合理的生态水位,以作为科学调度控制水位的重要依据,要建立有机的江湖联系机制,合理而科学地调节洪湖与长江的关系,有利于恢复洪湖湿地生境,保护流域内生物多样性。     

沧州区域可持续发展系统研究

基于控制论对沧州区域可持续发展系统进行研究。以沧州区域行政运行图为背景,抽象出一种简单的闭环控制系统模型,并对该模型的输入信号、被控对象、反馈装置、控制器和系统干扰等特征进行理论分析,说明该控制模型与普通控制模型的区别,以及沧州区域可持续发展系统的特点。利用控制系统反馈思想设计了一种数学计算方法,并通过实际统计数据构建评价指标体系、设计评价模型和系统协调性模型等给出沧州未来几年甚至几十年的总体调控建议。     

湖泊水文情势变化及其生态响应概述

湖泊水文情势(幅度、频率和持续时间)是湖泊生态系统的主要影响因素之一,理解湖泊水位变化的生态响应机制对制定有效的生态水位调控策略具有重要意义。从湖泊水位变化的时间尺度,水位变化对湖泊物理环境的影响,以及水位变化对湖泊大型植物、底栖藻类、大型底栖动物、鱼类和鸟类的影响等方面论述湖泊水位变化的生态后果,为实现湖泊水位的生态调控提供参考。     

长江中游荆江河段同流量-水位演化特征及驱动成因

水库运行改变了坝下游水沙输移条件,在河道冲刷的同时,引起水位过程出现适应性调整.本文以长江中游荆江河段为对象,采用多项式拟合法,对比分析1991-2016年间分级流量一水位变化特征,采用基于河流动力学原理的分离变量法,识别河道冲淤、下游控制水位及河床综合糙率等变化对分级流量-水位变化的影响程度.研究表明:1991-20...     

燕子花形态、生理和繁殖对水位变化的响应

认知湿地植物对水位的响应机制对于保护湿地植物和湿地修复具有重要的意义。以吉林龙湾国家级自然保护区金川泥炭沼泽中一种常见的植物——燕子花(Iris laevigata)为研究对象,通过模拟控制实验,在15 cm、8 cm、0 cm、-8 cm和-15 cm水位下,研究了其形态、生理和繁殖对水位变化的响应规律。研究结果表明,在0 cm(地表)、8 cm、15 cm、-8 cm和-15 cm水位下,燕子花的株高和地上生物量依次降低,0 cm水位下株高最高和地上生物量最大,且都显著大于其它水位下的株高和地上生物量;8 cm水位下的叶片数量最多,显著大于其它水位下的叶片数量;在0 cm水位下,叶片的净光合作用速率和叶绿素含量最大、丙二醛含量最小,而在-15 cm水位下则反之;燕子花的根系活力随着水位降低而减弱。在-8 cm和-15 cm水位下,燕子花不开花;在0 cm(地表)、8 cm和15 cm水位下,燕子花的开花日期和花部综合特征存在差异,但是,燕子花的开花持续时间、花粉数、胚珠数、花粉活力和柱头可授性都无显著差异。较适宜燕子花生长和繁殖的水位范围为0~8 cm,水位变化会对金川泥炭沼泽中的燕子花种群产生一定影响。因此,在湿地管理中,应该适当控制水位,以利于燕子花种群的稳定生长。     

辽河口湿地芦苇叶片蒸腾及其与影响因子关系研究

于2009年8～10月,在辽河口芦苇(Phragmites australis)沼泽地,采用野外培养箱土培模拟实验方法,人为控制水位,用PM-5型稳态气孔计测量了不同水深条件下芦苇叶片的蒸腾速率,研究了芦苇叶片蒸腾及其与影响因子的关系.结果表明,不同水深条件下,芦苇叶片蒸腾速率日变化差异明显;当控制水位在地表以上10 ...     

不同水位梯度小叶章叶绿素含量试验研究

选择三江平原典型湿地植物———小叶章(Calam ogrostis angustifolia)为研究对象,通过人工试验控制水位条件,以对植被的非破坏性为原则,应用SPAD-502叶绿素仪测定该群落的优势种小叶章在5种不同的水位条件下的顶端第3位叶的叶绿素含量,定量地揭示了小叶章群落的优势种小叶章植株的叶绿素含量在人工控制试验条件下的季节性动态变化规律,及其与水位梯度之间的关系。6月中旬至8月中旬2个月时间的人工试验结果显示:①在设定的5种水位条件下,小叶章植株叶绿素含量随水位的升高,先下降而后上升,表明生境的水位条件明显影响小叶章种群植株的叶绿素含量;②对同一水位梯度而言,在试验期间,小叶章植株的叶绿素含量呈递减的季节性变化,反映了叶绿素含量的变化与小叶章植株生长发育的季节性变化特点具有统一性。③在试验期间,小叶章植株叶绿素含量的下降速率随着水位梯度的升高而逐渐增大。     

近50年人类活动引起的杭嘉湖平原区水位变化

针对杭嘉湖地区洪涝灾害日益加剧的现状,基于1960~2007年日降水和日水位资料,采用Spearman检验、有序聚类分析和线性模拟方法,研究了近50 a来降水和水位变化,在此基础上探讨了降水和人类活动对特征水位变化的贡献率。结果表明,区域近50 a降水变化未见明显趋势,水位呈增加趋势,年最高水位、年平均水位和年最低水位增率分别为0.03 m/10a、0.05 m/10a和0.09 m/10a,且平均水位和最低水位增加达到显著性水平。8个代表站点特征水位均呈增加趋势。空间上沿水流方向,线性坡度值增大。水位降水响应率和平水年水位序列分析显示人类活动是水位变化的重要原因。人类活动对最高水位、平均水位和最低水位变化的贡献值分别为39.0%、56.2%和82.9%。     

沙地节水渗灌自动控制系统的研制

文章介绍了一种沙地节水渗灌自动控制系统装置,主要叙述了渗灌装置的结构组成与连接方法,以及系统的软、硬件组成与仪器功能指标,整个系统设计简洁,成本低,可靠性好,能自动监测沙地水分上下限和渗坛水位上下限,根据所需信息系统自动向管道供水,大幅度减轻操作人员的劳动强度。采用微机技术有利于农业现代化管理,是我国节水渗灌农业值得推广的自动化控制系统     

近50年来人类活动对博斯腾湖水位影响的量化研究

博斯腾湖是新疆最大的湖泊,也是中国最大的内陆淡水湖,其巨大的环境、生态和经济价值一向为人们所关注。近50年来,博斯腾湖水位发生了很大变化,1958~1987年水位持续下降,1988~2002年水位又转为持续上升,目前处于50年来的最高水位。针对其水位变化,利用近50年来的实测数据分析了人类活动对水位变化的影响,定量还原了天然状况下博斯腾湖的水位。研究结果表明,自1958年以来人类活动对博斯腾湖水位变化的影响经历了弱→强→弱的变化过程,其中20世纪70~80年代人类活动对水位变化影响最为显著,90年代以后影响强度有所减弱。     

博斯腾湖与伊塞克湖水位变化特征及预测对比

根据1961—2012年湖泊水位观测资料,采用时间序列线性趋势分析与小波分析法,对比研究了博斯腾湖与伊塞克湖近50多年来水位变化特征,并对湖泊未来水位变化趋势进行预测。结果显示:(1)1961—2012年,博斯腾湖和伊塞克湖年水位总体呈显著的下降趋势。20世纪80年代中期之前,两湖水位变化趋势基本一致,都平稳下降;90年代后,博斯腾湖水位变化波动比伊塞克湖更为频繁,经历了迅速上升和下降的阶段,而伊塞克湖年水位较为稳定。(2)水位小波分析结果表明,博斯腾湖和伊塞克湖年水位变化分别存在18a和22a的主周期,从水位未来变化趋势预测结果来看,博斯腾湖水位将来一段时间继续下降,伊塞克湖水位则继续上升。     

气候变化及人类活动对乌伦古湖的影响分析

乌伦古湖是新疆北部的内陆湖。在较长的一段时间内,该湖水位急剧下降。为了分析其原因,本文对气候变化与人类活动两种影响因素作了粗略区分。通过对乌伦古河径流量的还原计算,恢复了乌伦古湖天然径流补给量,同时利用福海站实测气象资料,计算了湖面降水及湖面蒸发。最后用水量平衡式逐年递推计算恢复了天然状况下湖水位的变化过程并与实际的湖水位变化相比较。前者反映了气候变化对该湖的影响。两者的差别则反映了人类活动的影响。结果显示,天然情形下,乌伦古湖水位变化略有下降的趋势,而实际情况下,该湖水位下降剧烈。气候变化对该湖的影响不到三分之一,主要的影响因素是人类活动。     

联合Sentinel-3雷达测高和光学影像的青藏高原典型湖泊水量变化估算

青藏高原湖泊对气候波动表现出高度的敏感性,其动态监测数据为区域甚至全球气候变化研究提供重要证据。受恶劣自然环境的限制,青藏高原大部分地区缺乏实地观测数据,现有的青藏高原湖泊变化分析,多基于遥感,湖泊水位与面积等数据通常来自不同卫星,数据之间存在时间上的偏离。本研究融合Sentinel-3 SRAL (SAR Radar Altimeter)雷达测高数据与相同卫星搭载的Sentinel-3 SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometer)光学影像监测了2016年4月—2022年9月青藏高原四个大型湖泊(阿牙克库木湖、色林错、青海湖、纳木错)的水位及面积变化。通过将监测结果与实测水位及与DAHITI水文产品对比分析,确认Sentinel-3雷达测高数据能够准确地反映高原大型湖泊水位的周际和月际变化特征。结果表明：(1)四个湖泊的水位在监测期内逐年上升,分别上涨了3.01 m、2.04 m、1.62 m、0.28 m。四个湖泊的面积与水位季节变化特征一般表现为：夏季季风期湖面显著增大,非季风期逐渐减小。(2)湖泊水位在第二季度最低,第三季...     

鄱阳湖湿地水位与洲滩淹露模型构建

水是控制湿地生态过程的一个重要因子,为了研究洲滩变化和湿地草洲生长发育规律,以便更好地监测和保护湿地生态系统,有必要研究鄱阳湖水体变化特征,分析湿地洲滩水位的时空动态变化和洲滩淹露规律。本文以鄱阳湖国家级自然保护区为例,在对鄱阳湖多年水位进行分析的基础上,利用多时相遥感影像和DEM提取湿地洲滩特征;并在GIS支持下综合考虑地形、鄱阳湖水位、湖泊缓冲区等因素,建立了湿地水位及洲滩淹露模型。时空验证结果表明,该模型具有较好的模拟效果,精度在85%以上。同时,本文根据研究区特点及水体在TM2、7波段的特征差异,构建了一个新的水体指数FDWI,提取水体精度达到98%,特别是对潮湿的沙地、植被和云有很好的区分能力。     

1958—2012年博斯腾湖水位变化驱动力

利用1958—2012年博斯腾湖流域水文、气象与社会经济资料序列,采用灰色关联法分析了博斯腾湖水位变化特征及其影响因素。结果表明:(1)在过去半个多世纪,博斯腾湖水位经历了下降、上升、再下降3个阶段,各阶段内各驱动因素的权重不同;(2)博斯腾湖水位变化主要是入湖流量、降水及气温波动等自然因素和耕地面积、灌溉面积、灌溉引水量及灌溉净耗水量等人为因素共同作用的结果,特别是入湖流量变化是博斯腾湖水位升降的主要影响因素。1958—1987年,开都河处于偏枯年份,博斯腾湖水位呈缓慢下降的趋势,水位从1958年的1 048.00m下降至1987年的1 045.03m,平均水位为1 047.20m,这期间自然因素对水位的影响较大;1988—2002年,开都河处于丰水年,入湖水量较多,博斯腾湖水位呈快速上升趋势,水位从1988年的1 045.21m上升至2002年的1 048.60m,平均水位为1 046.80m,这期间人类活动对水位的影响开始增强,但自然因素对水位的影响仍强于人类活动对水位的影响;2003—2012年,入湖水量减少,博斯腾湖水位又呈急剧下降趋势,水位从2003年的1 048.55m下降至2012年的1 045.68m,这期间人类活动对水位的影响呈显著增加趋势;(3)1958—2012年博斯腾湖水位变化的主要驱动因素总体呈自然因素向人类活动的变化趋势。