冬小麦遥感冠层温度监测土壤含水量的试验研究

在冬小麦主要生育期(2002年4月初到5月底),对不灌溉的冬小麦测定了冠层温度、地温、气温以及土壤含水量,计算了冠气温差且分析了冠层温度和冠气温差与不同土层厚度的土壤含水量相关关系。结果表明:14:00的冠层温度能较好地反映20cm土层的土壤含水量变化,但与其它各土层相关性有较大的波动性;14:00的冠气温差能较好地反映40cm以上土层的土壤含水量变化,二者的相关性很高,在20cm、40cm土层,两者相关系数R2分别为0.98866、0.99389,这为用区域遥感数据反演主要生育期冬小麦的冠气温差进而监测区域40cm土壤含水量提供了实验性的依据;拔节期和灌浆期,用14:00冠气温差来拟合各土壤层的土壤含水量有较高的精度,从而为用区域遥感数据监测区域土壤含水量提供了经验性的模型。     

青藏高原的水塔功能

青藏高原是维持我国乃至东亚地区生态系统的重要水塔。高原平均海拔在4000m以上,与周边地区形成了巨大的地势差。高原东南部不仅具有丰富的降水,而且在3500m以上以冰川雪被形态储存了巨大的水资源,因此,高原具有重要的水塔功能。基于高原潜在输出总水量和不同海拔区域水体所具有的势能两个方面,建立了高原水塔功能的模型,从而利用GIS方法,通过对我国1∶400万系列图和相关资料的统计分析,计算出高原不同高度带贮存的大气降水、冰川储水量、湖泊水量以及工农业用水量。计算结果表明,青藏高原冰川湖泊的淡水储量达39921×108m3,其中冰川储水量为39228×108m3,可利用湖泊储水量为693×108m3,平均每年由降水获得的水资源量为8495×108m3,高原工农业用水量为129×108m3。因此,高原的输出水量即出境河川径流量为6870×108m3。高原储水主要分布在海拔3000～5000m间,与高原周围相比,平均势差在2000～4000m间,最大的势差达5500m。水体具有巨大的势能,在势能的作用下,自然向周边区域输送汇集,维持着周边地区的生态过程和社会经济活动,因此,青藏高原的水塔功能对于周边地区的生态系统和社会经济系统是极其重要的。     

RIVER SYSTEM AND DISTURBANCE FACTORS IN THE LAKE TOBA

Situated at an elevation of 905 m above sea level in the Province of North Sumatra, Lake Toba and its surrounding landscapes are regarded as a natural heritage in a certain extent, as a quoted national treasure. Unfortunately degradation of the land and water resources in the watershed along Lake Toba is taking place at an alarming and totally unacceptable rate. The quality of the lake is partly depended on input the quality of the rivers. When compared to the control area the water quality that influenced by the piggeries are highly polluted. It can be concluded that the Salbe River at the downstream of the piggeries has been polluted and apparently it is a serious problem to the catchment area management. It should be noted that the polluted river would influence the water quality of the Lake Toba. Based on calculation, the permissible BOD5 according to B- river standard is 238 mg/L, it means the river still in B standard but the condition and quality are decreasing continuously. Following the Indonesian health standard the permissible BOD is - 461 mg/L. It means BOD in the river should be reduced 461 mg/L or clean program is needed.     

极端洪水导致的湖泊水位抬升和氮磷输入增加对苦草(Vallisneria natans)的复合影响

据全球气候变化模型预测,未来极端洪水事件将呈现增多和加剧态势。极端洪水对沉水植物功能性状、生长发育状况及整个生态系统均有深远的影响,研究极端洪水对沉水植物生长发育的影响对理解和预测气候变化过程中水生态系统的变化具有重要意义。本文针对极端洪水事件引起的水位急剧上升和营养负荷量增加双重效应,在实验周期90 d内设置对照(水位保持75 cm)、2种极端洪水条件(水位在第1天从75 cm快速上升至150 cm + NP输入、水位从75 cm逐步上升至150 cm + NP输入)以及水位保持75 cm + NP输入4项处理(后3项处理中营养输入总量相同),研究了极端洪水对沉水植物苦草(Vallisneria natans)生长、繁殖对策及生物量分配的影响,实验过程中还同步监测了浮游植物、附着藻类和水体营养状况(TN和TP)。在苦草的17个测定指标中,只有根生物量分配和有性繁殖分配在4个处理下无明显变化。从水位的单独作用看,相对于营养增加且水位恒定的处理,两种洪水条件(水位急剧上升和逐步上升)均降低了苦草的分株数、叶片数、间隔子数、间隔子总长、最大根长、花果数以及各器官生物量和总生物量,促进了人工基质表面附着藻类的生长。水位急剧上升时,植株对间隔子的生物量投资倾向于最小,而株高和植株对叶的生物量投资倾向于最大。从营养负荷的单独作用来看,相对于对照组,营养增加且水位恒定的处理中水体N浓度显著增加,促进浮游植物和苦草表面附着藻类的生长,但是从二者的Chl.a浓度来看,浮游植物遮光作用相对较大,抑制了苦草叶、根和间隔子的生长,但有性繁殖生物量无明显变化。从水位和营养负荷联合作用的模式来看,水位上升和营养负荷两个环境因素的联合作用会使入湖营养负荷加强水位上升对沉水植物生长的影响效应,二者的联合作用使叶、根、间隔子和有性繁殖生物量均大大降低。因此,极端洪水对沉水植物的不利影响较大,一方面水位抬升会直接影响沉水植物,另一方面会通过浮游植物间接影响沉水植物生长发育。     

煤矸石释放重金属环境效应研究--淮南煤矿塌陷区水体试验场实例调查

概要分析了淮南新孜5号井煤矸石所含的重金属元素对塌陷区鱼塘水质的影响,指出除个别水样中Zn、Cu超标外,其他均不超标,该鱼塘水质适宜养鱼要求。矸石样与华北及整个地壳泥岩中元素的丰度比,矸石中Cr、Pb、Zn与泥岩丰度基本持平,而Cd、Cu均超过其他泥岩中丰度值。因此,煤矸石在地面遭受风化,其所含有害物质可能会释放到环境,在煤矸石堆放处适当进行监测还是必要的。     

黑麦草在净化富营养化水的人工湿地生态工程中的作用

在人工湿地生态工程中利用黑麦草(Lolium perenne L．)净化污水，得到了较好的效果。结果表明：利用黑麦草在冬春季节的生长，可使亚热带地区人工湿地常年运行，黑麦草在3—4月份对水体就有明显的净化作用。在春夏季节，特别在5月份黑麦草可以获得较高的生物量和N、P的积累量，因而净化贡献最大。从产草量方面考虑，延长黑麦草的生长期能获得较高的生物量；从植物体所含营养物质状况和饲用价值看，增加收割次数的黑麦草N、P含量高，饲用价值高；但从黑麦草对污水中N、P的吸收和积累量方面考虑，收割次数过高则不利于黑麦草对污水的净化及N、P的累积。从上述几方面综合考虑，在黑麦草整个生长期收割次数以2．3次为宜。     

贡嘎山东坡亚高山不同林地土壤水分特性与生态环境效应

森林土壤水分特性，包括水分的渗透与蒸发、保持与贮存等对森林生态环境都有重要意义。本文研究了长江上游贡嘎山亚高山不同森林类型土壤的水分特征及其生态环境作用，结果表明：成熟林、过熟林土壤在储水、渗透、容水、蒸发和持水特性等多数方面利于保持和改善生态环境，次生或林分单一森林类型次之，林木皆伐后最差。研究区以成熟林和过熟林为主，生态环境保护较好。尽管该区与长江上游其它地区一样同具自然地理条件差、生态环境脆弱的特征，但由于该区森林植被和环境得到了有效保护，土壤水分特性好，促进了森林生态系统的良性循环，生态环境问题得到进一步改善。     

青藏高原云的研究进展

青藏高原东侧九龙地区是西南涡多发区,利用该地区新型探测设备开展云探测,有助于增强对西南涡多发区云特征的认识。利用2018—2019年6—8月九龙站地基微波辐射计资料,分析了该地区夏季非降水云的出现率、液态水路径及过冷水路径的观测特征。结果表明：九龙夏季非降水云出现率月均值在67%~82%之间,以低云和中云为主,高云较少;低云出现率表现为白天低、夜间高,而中云和高云则相反;云出现率的垂直分布表现为单峰形态,在约2 km高度存在云出现率峰值8.1%;受大气热力层结日变化影响,云出现率的单峰垂直分布呈现日夜差异。另外,九龙夏季非降水云的液态水路径均值为0.433 kg·m^-2,其中低云、中云、高云的液态水路径均值分别为0.665、0.240、0.102 kg·m^-2;低云的液态水路径日变化特征与其出现率相似,而中云和高云的液态水路径日变化特征不明显。此外,九龙夏季非降水云中冷云的过冷水路径均值为0.154 kg·m^-2,其中低云、中云、高云的过冷水路径均值分别为0.065、0.166、0.102 kg·m^-2;总体上过冷水路径在液态水路径中的占比约为34.3%~38.8%,过冷水路径占比随云的高度而增大,这使得中云和高云的过冷水路径日变化与其液态水路径相似。与同纬度华中地区相比,九龙夏季非降水云具有明显不同的特征,这与两地之间的大气水汽特征差异密切相关。

     

FluBiDi – a model to estimate flood based on runoff: validation using extreme and natural basin conditions

FluBiDi is a two-dimensional model created to simulate real events that can take days and months, as well as short events (minutes or hours) and inclusive laboratory tests. To verify the robustness of FluBiDi, it was tested using a previous study with both designed and real digital elevation models. The results highlight good agreement between the models (i.e. Mike Flood, SOBEK, ISIS 2D, and others) tested and FluBiDi (around 90% for a specific instant and 95% for the complete time simulation). In the simulated hydrographs, the discharge peak value, time to peak, and water level results were accurate, reproducing them with an error of less than 5%. The velocity differences observed in a couple of tests in FluBiDi were associated with very short periods of time (seconds). However, FluBiDi is highly accurate for simulating floods under real topographical conditions with differences of around 2 cm when water depth is around 150 cm. The average water depth and velocities are precise, and the model describes with high accuracy the pattern and extent of floods. FluBiDi has the capability to be adjusted to different types of events and only requires limited input data.     

硫多金属矿床开采对水环境的影响——以福建大田地区矿产开发为例

闽西大田地区矿床采选冶活动对水土生态环境系统造成了严重的破坏,矿区采选矿废水pH值、SO4^2-浓度远远超过水环境标准,选矿废水和接纳采选矿废水的河流水体中Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd的含量大部分超过地面5类水标准,少部分超过4类水标准,矿区采选矿业废水是地表水金属污染的重要源头。矿业废水pH值与金属Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd的含量具有明显的负相关关系,SO4^2-浓度与金属离子Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd浓度具有较一致的变化规律。提出整治硫多金属矿山环境污染,应坚持因地制宜、矿业资源开发与环境保护并重的方针,用石灰石碱性中和酸性废水,隔离覆盖尾矿矿堆,对废弃矿山植树种草进行生态修复,对效益低下的开采矿山退矿还林,对严重环境污染的矿山实行关闭,对新开矿山要进行科学规划开发。