黑河中游地区作物用水效率比较及种植结构调整方向研究

黑河流域地处西北干旱区,水资源短缺是限制其中游绿洲农业发展、下游生态环境保护的首要原因。该流域的中游绿洲农业用水约占总用水量的80%,因此农业节水对流域发展至关重要。在干旱区绿洲农业节水探索中,众多学者主张通过节水技术来提高用水效率,而关于农业种植结构调整对农业节水影响的定量研究较少。本文采用2012年黑河流域蒸散发数据、土地利用数据、降水数据和农业经济统计数据,定量分析黑河中游主要作物需水特征和用水效率差异,尝试从调整作物种植结构角度为其绿洲农业节水提供依据。结果表明：(1)研究区4种主要作物中,玉米生长期需水量最大,其次为小麦、油菜和大麦;(2)考虑降水补给,发现大麦和油菜生长需水可很大程度上依赖降水,而小麦和玉米则需要灌溉,且玉米灌溉需水量远超小麦;(3)作物用水效率由高到低依次为大麦、油菜、小麦和玉米。从用水效率角度而言,考虑种植区位,在黑河中游适当扩大小麦种植规模更有利于提高中游农业用水效率。     

祁连山中部亚高山草地作物系数估算

利用Lysimeter蒸散仪于2011-2014年对祁连山中部黑河上游天涝池流域亚高山草地实际蒸散量进行观测。用FAO Penman-Monteith模型对草地参考蒸散量进行估算,根据草地植被高度结合气象数据,以估算日尺度作物系数,以估算的作物系数与模拟的参考蒸散量计算草地实际蒸散量,并用观测值进行验证。结果表明：FAO改进后的作物系数计算方法适合该区域草地作物系数的计算;以FAO Penman-Monteith模型估算的日蒸散量为0.50~7.26 mm,生长季日均蒸散量有年际变化,2011年 > 2014年 > 2012年 > 2013年。总体来看,土壤蒸发总量年际变化不大,影响蒸散量年际变化的主要部分是植被的蒸腾。     

黑河中游湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素

以黑河中游湿地为研究对象,分析木本、高草、低草3种湿地植被类型土壤有机碳的分布特征及影响因素,结果表明,土壤有机碳含量的大小依次为高草>低草>木本植被类型,0~20 cm的差异均达到显著水平(p<0.05)。低草植被类型有机碳的空间变异最大,木本植被居中,高草植被最小。高草、低草和木本植被0~40 cm土壤有机碳密度分别为7.33、5.44和4.25 kg/m2。高草、低草植被以表层土壤(0~10 cm)有机碳含量更高,分别占0~40 cm的32%,31%,木本植被以亚表层(10~20 cm)最高,占33%。土壤有机碳含量与土壤含水量、磷素呈显著正相关(p<0.05),与土壤质量、pH值呈显著负相关(p<0.05)。     

李海负与黄河石

说起内蒙古的黄河石,凡熟悉黄河石者,都会想到一个人,他就是内蒙古观赏石宝玉石协会高级顾问李海负先生.黄河石早已有之.上世纪80年代初,在爱好者的视野里,它还不是观赏石,也未曾有人于黄河边采集黄河石.其主要品种“木纹石”,曾作为大理石的荒料和工艺石材被人开采.当时,李海负在内蒙古地质研究队从事地质工作.一次,他与同事在黄河沿岸的清水河县进行地质考察,被老乡砌墙用的一种石头所吸引.石头上分布的红色条带,极似木纹,当地人称之为“木纹石”.他顺藤摸瓜,沿黄河岸边一路寻找,在小缸房、窑沟、单台子等地,都见到了这种石头.返程时,汽车沿着黄河岸边行驶,他想,既然这一带到处有这种石头,黄河砾石中也应该有.就让司机在一个地方停车,他一个人走到河边,果然捡到一块拳头般大小的木纹石,证实了黄河砾石中有图纹清晰的木纹石.这种砾石,正是如今黄河石爱好者们寻找的对象,因为好的黄河石,就出自这种被河水冲刷的砾石之中.他拾起的这块石头,也是内蒙古境内黄河石第一次被人有意识采集的标本.     

黄河中游地区荒漠化变化特征及影响因素

黄河中游地区荒漠化形势十分严峻,为了更好地掌握该区荒漠化变化情况与影响因素,利用全国生态地质环境遥感调查与监测项目提供的1975年、1990年、2000年、2007年4期荒漠化遥感解译变化统计图,提取黄河中游地区32 a来的荒漠化变化信息,利用MapGIS 6.7软件平台对研究区荒漠化情况做了统计分析,并利用SPSS软件对荒漠化的影响因素做了主成分分析,探讨黄河中游地区荒漠化的变化特征以及不同影响因素在荒漠化发展中的作用.结果表明:近年来局部地区荒漠化有所缓解,2007年总荒漠化面积较1975年减少了2.43×103 km2;但总体形势依然严峻,荒漠化面积超过研究区总面积的60％.风成地貌类型上的荒漠化最严重,占研究区总面积的43.1％.短期内,人为因素对荒漠化发展的影响占52％,气候因素的影响占48％,也就是说,相对恶劣的气候条件和不断增强的人类活动共同影响着当地荒漠化的发展.     

21世纪黑河流域降水统计降尺度及预估北大核心CSCD

借助第五阶段国际耦合模式比较计划(CMIP5)多模式集合数据、欧洲中期预报中心再分析资料及黑河流域站点观测记录等,检验了模式降水估计偏差,设计了3种降尺度方法,对2011~2100年模式集合预估降水做了降尺度偏差订正。结果表明,即使去掉模式气候飘移,在黑河流域的模拟或估计降水偏差依然较大。本文选用15个CMIP5模式集合做降水预估。依据贝叶斯模式平均(BMA)和多元线性回归(MLR)构造降尺度模型,其因子有700 hPa位势高度场、经向风和比湿等。检验表明,两种降尺度模型各有优缺点,BMA降尺度降水平均值精度较高,但方差和相关系数较低;MLR的方差和相关系数均较高,但在黑河下游极端干旱区或少雨季节易出现“负降水”偏差。在降尺度模型中加入模式降水因子后,BMA的降水方差和相关系数均有明显提高,MLR的负降水问题得到一定程度抑制。BMA模型在黑河上游最优,MLR在中、下游及整个流域最优。因此,选用BMA和MLR对RCP4.5情景下2011~2100年的降水预估做降尺度偏差订正,结果表明,经BMA和MLR降尺度后预估的整个黑河流域降水呈下降趋势,相对于1971~2000年参考期,流域前期(2011~2040年)、中期(2041~2070年)、后期(2071~2100年)降水下降率依次为−9.7%、−12.5、−12.1%,即前、中期降水明显减少,后期变化不大。其中上游降水有一个弱的增加趋势,其变化率依次为1.4%、1.6%、2.3%;中游降水呈明显减少趋势,其变化率依次为−16.3%、−21.4%、−22.6%;下游降水前期减少,中、后期明显增加,其变化率依次为−13.0%、4.2%、21.4%。该预估结果表明,随着全球气候暖化,黑河上游祁连山区降水会缓慢增加,但中游农耕区降水明显减少,流域水资源供需矛盾可能会进一步加剧。因此,黑河流域未来的分水方案及相关的生态、农业、经济等发展规划需要据此做一些调整,以适应未来气候和黑河流域水资源的可能变化。     

黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验总体设计

介绍了"黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验"的背景、科学目标、试验组成和试验方案。试验的总体目标是显著提升对流域生态和水文过程的观测能力,建立国际领先的流域观测系统,提高遥感在流域生态—水文集成研究和水资源管理中的应用能力。由基础试验、专题试验、应用试验、产品与方法研究和信息系统组成。其中,①基础试验:搭载微波辐射计、成像光谱仪、热像仪、激光雷达等航空遥感设备,开展一系列关键生态和水文参量的观测;发展遥感正向模型及反演和估算方法。形成覆盖全流域的水文气象综合观测网,为流域生态—水文模型研究提供更有代表性的模型参数、驱动数据及更高精度的验证数据。构建无线传感器网络,度量生态水文模型所需的若干关键的驱动、参数和模型状态的空间异质性。开展航空遥感定标和地基遥感试验。依托传感器网络,并辅之以地面同步和加密观测,开展遥感产品真实性检验。②专题试验:开展"非均匀下垫面多尺度地表蒸散发观测试验",采用密集的涡动相关仪、大孔径闪烁仪与自动气象站的观测矩阵,为揭示地表蒸散发的空间异质性,实现非均匀下垫面地表蒸散发的尺度扩展,发展和验证蒸散发模型提供基础数据。③应用试验:在流域上、中、下游分别开展针对积雪和冻土水文、灌溉水平衡和作物生长、生态耗水的综合观测试验,将观测数据和遥感产品用于上游分布式水文模型、中游地表水—地下水—农作物生长耦合模型、下游生态耗水模型,通过实证研究提升遥感在流域生态—水文集成研究和水资源管理中的应用能力。加强试验将在2012年5月起按中游、上游、下游的顺序展开,全流域持续观测期为2013—2015年。在各类试验的支持下,开展全流域生态—水文关键参量遥感产品生产,发展尺度转换方法,建立多源遥感数据同化系统。     

黑龙江黑河八车力矿区及外围隐伏矿体预测及查证

为查明八车力矿区及其外围资源潜力,在综合该矿区已有资料信息的基础上,采用地质草测、土壤地球化学测量、激电中梯测量等方法,对八车力矿区及外围进行Au、Mo 隐伏矿体预测和定位,并实施了探槽和浅井地表工程验证,发现了5 条Au、Ag 矿脉和隐伏钼矿体一处。该矿点的发现是利用地质、物化探等综合信息方法找矿的成功范例。     

渭河中游全新世黄土剖面光释光测年及记录的古洪水事件

通过对渭河流域进行广泛的考察,在中游咸阳附近一处阶地发现保存完好的全新世黄土-古土壤剖面里夹有古洪水滞流沉积层,对其进行了年代学和沉积学研究。对于采集的全新世地层样品,进行粒度、磁化率测量分析,证明所夹沉积物是典型的古洪水滞流沉积物,该层记录了古洪水事件发生的气候水文信息。应用红外后蓝光的SAR光释光测年技术,获得该剖面9个OSL年龄值,确定渭河在距今3.2～2.8ka之间为一个洪水多发时期,并建立了渭河古洪水事件的年代序列。这一结果揭示了古洪水的频发与全新世中期向晚期过渡的转折时期,气候由温湿向干旱化发展,大气系统失稳,气候变化剧烈,降水量异常变化,变率增大,是导致渭河流域特大古洪水多发的主要原因。     

中华民族之魂——黄河壶口瀑布地质构造

壶口瀑布是黄河中游主流上唯一的大型瀑布。其上游河身宽300米,年均流量每秒1000立方米,在瀑布上方500米内,河身被压缩得只有30米的宽度,冲下深20多米的河槽中,于是升腾起五六十米高的灰黄色水雾,发出震天的吼声。构成河床的三叠系灰红色砂岩,由于节理构造发育,平面上已被砌成棋盘状四方块。加上水平的层理,在这种立方体似的砂岩堆砌地层中,瀑布后退速度每年可达1.4～1.7米。在壶口瀑布主瀑的两侧,还有两个副瀑。旧版人民币50元的壶口瀑布风景区画,即西岸副瀑的写实,