A greenhouse study on root dynamics of cactus pears, Opuntia ficus-indica and O. robusta

Over the last 10 years a great interest in spineless cactus pear was shown in the drier areas in terms of both fresh fruit and fodder production. However, there is a lack of knowledge on quantitative data on root dynamics of these plants needed to fully understand its potential under water limiting conditions. This study aimed at quantifying the effects of water stress on the growth of tap roots, side roots and rain roots of the species Opuntia ficus-indica (L.) Miller (cultivar Morado—green cladode) and O. robusta Wendl. (cultivar Monterey—blue cladode). One-year-old cladodes were planted in root boxes and pots (2002/2003 season) that were kept in the greenhouse at day/night temperatures of 25–30 °C/15–18 °C. Placing the cladodes flat on the soil, more areoles came in contact with the soil and therefore more roots developed in both species with an average of only 3.4% areole complexes not rooting. Each areole complex formed on average 3 roots. The highest daily tap root growth was 42 and 36 mm for O. ficus-indica and O. robusta, respectively. Tap root growth increased in the morning with water stress for both species but decreased in the afternoon. Side root growth increased with water stress, with that of O. robusta more per tap root than O. ficus-indica. O. robusta showed a finer root system than O. ficus-indica. The side roots grew as much as 8 and 5 mm per day for O. ficus-indica and O. robusta, respectively. Whitish rain roots developed on the established roots within the first hour after rewetting the soil and grew for only 3 days. Rain roots grew up to 7 and 5 mm within a day for O. ficus-indica and O. robusta, respectively. Considering all studied aspects of their roots systems, O. robusta appears to be better adapted to drought (less sensitive to water stress) than O. ficus-indica.     

民勤绿洲水资源利用与生态系统退化分析

石羊河流域生态平衡失调,生态系统退化在我国干旱、半干旱地区内陆河流域中具有典型的代表性。通过对石羊河流域近代地表水资源开发及其绿洲变迁,近年来流域用水量分配,降水特征及其对植被的影响,流域下游民勤绿洲地下水位、水质的变化等因素多年来观测研究,认为：降水量对天然植被的生长没有大的作用;由于人口的增加,流域地表水资源分配不均,水资源开发过度,地下水位急剧下降,造成流域生态系统退化。流域经济因素促进社会因素的变化,社会因素的变化导致自然环境的变迁,社会、经济、自然诸因素相互作用,通过水资源的变化驱动石羊河流域生态系统的变化。     

黄土高原西部植物耗水实验研究

针对兰州地区8种常见植物的盆栽试验,比较了其耗水量的变化特征,结果表明：在充分供水条件下,8种植物在试验期间内都能正常生长,植物耗水量从大到小排序为：柽柳＞柠条＞芨芨草＞侧柏＞甘蒙锦鸡儿＞紫穗槐＞红砂＞珍珠;在集雨条件下,植物耗水排序为：芨芨草＞珍珠＞柠条、侧柏、甘蒙锦鸡儿、＞红砂、紫穗槐＞柽柳,但柽柳和紫穗槐在集雨条件下生长出现干枝,生长不好。在雨养条件下,除红砂、甘蒙锦鸡儿、珍珠受到干旱胁迫不明显外,其余植物不同程度上有枯叶出现。紫穗槐死亡,柽柳接近死亡,其他植物耗水排序为：珍珠、芨芨草＞侧柏、甘蒙锦鸡儿、柠条＞红砂。     

长江口滨岸湿地无机氮界面交换通量量算

基于3年长江口滨岸湿地沉积物－水界面无机氮季节性交换通量连续实测数据,建立无机氮界面交换通量空间插值模型与量算模型,对无机氮界面交换通量季节性空间分布特征、滨岸湿地不同岸段无机氮季节性界面交换总通量量算等研究。结果表明：修正GIDS插值模型在无机氮界面交换通量空间插值预测过程中精度明显优于IDS方法,而略优于普通Kriging方法;长江口滨岸湿地沉积物－水界面无机氮交换通量空间分布在不同季节表现出复杂的空间分异特征;利用修正GIDS插值模型对长江口滨岸湿地无机氮交换通量进行空间插值过程中,为提高通量量算模型精度,应采用1.2'×1.2'的空间尺度为最佳;长江口滨岸湿地无机氮界面交换总通量量算表明,长江口滨岸湿地在春季向水体释放无机氮,是水体无机氮的释放源,释放量为1.33×10⁴ t,夏季、秋季和冬季表现为净化水体中无机氮,是水体无机氮的吸收汇,分别净化无机氮量为4.36×10⁴ t、6.81×10⁴ t和2.24×10⁴ t,全年总体表现为净化水体中无机氮,净化量为12.1×10⁴ t;长江口多年水体中无机氮通量多项式拟合分析得出,2002~2004年3年长江口水体中无机氮通量平均值为52.6×10⁴ t,滨岸湿地对长江口水体中无机氮的年均净化率达23.0%。     

元江-红河跨境水质环境问题和保护研究

在红河干流不同污染流域,设立5个环境监测断面,同时选定人烟稀少、无工业、自然条件良好的李仙江加禾断面为对照。利用1999～2002年对水质影响大的DO、COD、BOD5、NH 3-N、NO3-N、NO 2-N、Cu、Pb、Cd、T-P、石油类及SS 12项污染物,均在枯、丰、平3个不同水期采样监测,将监测结果做数理统计分析,研究污染物的迁移、转化规律,并得出:出境断面NH 3-N平均含量高达0.18～0.86m gL/,T-P高达0.045～0.315m g/L,SS高达69～3412m gL/,从而提出小流域治理、退耕还林、城市水网改造及控制含磷洗涤剂使用的建议。     

沙漠区调水工程施工道路的设计与施工

石羊河下游地区近年来由于河水注入量的持续减少,使得依赖河水补给的地下水相应减少,造成区域性地下水位的下降,从而出现了一系列的生态环境问题。石羊河流域下游的民勤绿洲面临严重的生态危机,如何抢救和保护民勤绿洲,引起了社会各界的广泛关注。为了恢复和重建受损的生态系统,实施了下游调水工程——甘肃省景泰川电力提灌二期向民勤调水工程,该工程是国内第一个长距离穿越沙漠的跨流域调水工程,线路经过腾格里沙漠流动沙丘区,无水无路,施工条件非常艰苦;经过试验研究,提出了以当地材料为主的沙漠区施工道路的设计与施工方案。工程施工和运行实践表明,该方案施工简便,费省效宏。     

重庆三峡库区水环境研究

重庆三峡库区水环境质量好坏直接关系三峡库区乃至长江流域经济社会和环境的可持续发展,也是三峡水利枢纽工程是否成功的重要标志。目前,重庆三峡库区水质总体保持Ⅱ~Ⅲ类水质,无明显恶化趋势,但随着三峡水利枢纽工程建成蓄水,水环境形势将十分严峻。在深入剖析水环境存在的主要问题以及形成原因的基础上,指出工业污水、固体废物、生活垃圾、农业非点源污染是造成近年来水环境污染加重的主要原因,最后提出了可持续水环境保护的对策。     

黄河中下游沿线城市水资源利用效率的时空演变及影响因素

采用超效率DEA模型、GIS空间分析方法、动态面板的系统GMM估计方法对2010—2017年黄河中下游沿线城市水资源利用效率时空格局及影响因素进行分析,结果表明:①黄河中下游沿线城市水资源利用效率整体由2010年的0.70波动下降为2017年的0.67,且区域内70%以上的城市水资源利用效率变动趋势与其一致;②黄河中下游沿线城市水资源利用效率呈"U"型区域两侧相对较高,中间区域相对较低的空间分布态势,且空间分布重心始终位于地理重心的北方;③环境规制、经济发展水平、产业结构优化、技术水平对水资源利用效率呈显著正向影响,农田水利设施建设、城镇化对水资源利用效率呈显著负向影响。研究结论可为黄河流域生态保护与高质量发展的推进提供决策支持。     

汾河流域城乡聚落体系发展潜能测度及空间模式探究

以11 188个自然聚落斑块为研究对象,基于场强模型,定量测度汾河流域城乡聚落体系发展潜能,借助GIS技术和地理探测器模型,分析其空间格局特征及驱动因素,进而探讨流域城乡融合发展空间模式。结果表明:①城乡聚落斑块发展潜能差异显著,且空间分布极不均衡;纵向上中游流域高于下游流域高于上游流域,横向上河谷盆地区高于周边缓丘区高于两侧山丘区。②聚落斑块发展潜能具有正向空间自相关性,高值斑块聚类显著;具有空间异质性特征且方向性明显,汾河主河道方向联动效应最强,空间联系最紧密;存在局域热点区,并呈现"主核–廊道–次核"的空间结构形态。③自然基础、社会经济发展水平和区位条件共同影响着城乡聚落体系发展潜质及空间结构形态;融合发展采取非均衡增长路径,市、县、镇、村全局考虑,构建"强化核心点–培育发展轴–扶持特色区–带动全流域"的逐层推进式空间发展模式。     

中国区域水资源系统韧性与效率的发展协调关系评价

在界定水资源系统韧性概念的基础上,综合应用赋权法、SBM-DEA模型及发展协调度模型对2000—2016年全国31个省区的区域水资源系统的效率、韧性以及两者之间的发展协调关系进行评价。结果如下:①中国区域水资源系统效率整体上处于非有效区,在研究期间呈现出在波动中上升的趋势。②中国区域水资源系统韧性的平均值为0.39,总体水平较低,研究期间整体上呈波动上升趋势。③中国区域水资源系统效率与韧性的发展度总体呈现平稳上升—较快上升—急剧下降—上升的趋势,呈倒"U"型发展;协调度在研究期间呈现波动中上升趋势,大部分省区的发展度较好,而协调度较弱。④2000—2016年,水资源效率与韧性的发展协调度一直维持着"东-中-西"阶梯式递减格局,失调省区的数量降低,初级协调、中级协调、良好协调省区的数量逐渐提升,整体向协调趋势发展;空间格局上呈现由2000年倒"E"型对称式分布格局向如今北部围绕天津、中部围绕上海、南部围绕广东的三级格局演变,格局分布与中国三大经济区基本吻合,可知中国水资源系统效率与韧性的发展协调水平与经济发展水平之间有明显的关系。