长江源区通天河基流的计算与分析

通天河是长江源区最大干流,其径流与基流的变化基本上反映了整个源区的水文与水文地质特征.根据长江源区通天河流域的径流变化及区域水文地质条件等特征,首次选用改进加里宁方法计算了通天河直门达水文站1957-2009年实测径流量的基流;分析了该流域基流量的多年变化,研究了拐点流量Q0、退水指数α值及比例系数B值与基流量的关系....     

季节冻土对包气带水分迁移的影响

采用智能化土壤墒情监测仪,对东北吉林集安季节冻土带进行地温和含水率观测,历时一个水文年。通过分析不同深度地温、含水率随时间的变化,研究地温场变化、降水入渗等因素对水分迁移的影响。寒季,气温急剧下降,地温随深度增加而增高,气态水在包气带上部的低温带凝结,当凝结速率大于渗透速率时,含水率不断增加,水分蓄积。季节冻土形成后,孔隙水以固态水的形式储存,是包气带上部水分主要的聚集期。暖季,地温随深度增加而降低,气态水向下运移凝结,即使降水入渗量很大也不会引起水分蓄积。因此,温度场控制着气态水凝结方向,是引起包气带内水分运移的重要影响因素之一。     

1996—2015年黄河源区植被覆盖度提取和时空变化分析

研究黄河源区植被覆盖度时空变化对于深入理解青藏高原多年冻土区在气候变化和人类活动双重作用下的植被响应,以及为黄河源区生态环境保护和治理提供决策具有重要的意义。以陆地卫星（Landsat）影像为主要数据源,利用多端元混合像元分解模型（Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis,MESMA）,完成了1996—2015年黄河源区4.4万km²、7个时相的植被覆盖度提取,并基于转移矩阵和一元线性回归趋势法分析了植被覆盖度变化情况。结果表明：黄河源区东南部植被覆盖度较高,西北部植被覆盖度较低,且植被覆盖度在空间上由东南向西北呈递减趋势。1996—2004年植被覆盖度整体呈下降趋势,2004—2015年植被覆盖度呈增加趋势。1996—2015年植被覆盖度呈增加趋势的区域占57.25%,基本不变的区域占16.02%,植被覆盖度呈下降趋势的区域占26.73%。植被覆盖度下降的主要原因是黄河源头及一些河谷地带、环湖地区受人类影响较大,且东南部海拔较低地区受到过度放牧的影响。尽管黄河源区1996—2015年植被覆盖度总体呈改善趋势,但毒杂草的面积也由1996年的16 060 km²增加到2015年的22 942 km²,20年间增加了6 882 km²,毒杂草面积的增加对黄河源区局部地区畜牧业的发展有不利影响。     

基于支持向量回归和贝叶斯优化的海岸线预测

模拟预测海岸线的动态变化对于沿海地带的开发和科学管理有较重要意义。在获取围头湾研究区Landsat-8卫星时序影像和验潮站数据的基础上,利用支持向量回归模型,结合贝叶斯优化获取最佳超参数,进而预测得到未来年份的海岸线数据,并采用ROC匹配、平均偏移量和均方根误差3种方法验证预测得到的海岸数据。结果表明：基于贝叶斯优化的支持向量回归模型,可以较好地预测围头湾区域未来海岸线,对应的完整度、正确度和质量分别为87.06%、86.10%和80.05%,平均偏移量和均方根误差分别为0.64像素和0.96像素;对于自然岸线预测结果较好,而人工岸线预测部分结果较差。     

青海贵德县扎仓温泉特征及其开发利用

扎仓温泉位于青海省贵德县扎仓寺村,其开发利用至今已有600多年的历史。温泉出露于断裂带交汇部位,地下热水矿化度为1 310~1 390 mg/L, 水化学类型属于SO₄·Cl-Na型。研究结果表明,温泉的补给来源为大气降水,温泉水年龄约165 a。利用SiO₂温标法计算出热储温度为136 ℃,估算热水循环深度为1 385 m。温泉的天然放热量大于1.23×10¹⁴J/a,扎仓沟地区的地热资源量达2.07×10¹⁴J以上。热水宜直接用于供暖、洗浴、温室种植和养殖等。该地热田深部尚有地热能潜力。     

生态水文学与生态水文地质学

在分析生态水文学学科发展过程的基础上,对生态水文地质学的研究对象、内容和方法进行了讨论。生态水文地质学是生态学与水文地质学交叉渗透后形成的学科,是地下水资源可持续利用的理论基础。当前中国生态水文地质学研究的主要任务是生态状况的定量描述、水文地质条件与生态状况的关系、多重界面水分转换机制及其生态效应、含水层中地下水各种物理化学过程的生态效应和气候变化对地下水的影响及其生态响应等问题。生态水文地质学必将在中国实施可持续发展战略的过程中发挥巨大的作用。     

近21年青藏高原植被覆盖变化规律

利用GIMMS NDVI遥感数据和GIS技术，结合多种统计、计算方法，定量分析了1982—2002年青藏高原植被覆盖随时间和空间的变化规律，评定了植被变化的自然和人类的影响。结果表明，21年来，青藏高原植被覆盖呈总体增加的变化趋势，平均增长率为3 961.9 km2/年，仅局部出现退化现象，人类对高原植被覆盖未造成破坏性影响。1982—1991年，高原植被呈现良好增加趋势，增加幅度从东部南部向西部北部逐渐减弱，表明由东南向西北逐步减弱的有利气候条件具有经向和纬向的变化规律。1992—2002年，高原中部和西北地区植被呈现退化趋势，强烈退化的地区集中在长江、黄河、澜沧江和怒江的源头地区，显示了高原中部和西北地区的气候条件向不利于植被生长方向转变，高原中部和西北地区植被是响应气候变化的最敏感区。高原植被变化具有7年、3.5年两个显著周期，均为温度所致，表现对温度的变化敏感性。21年期间，高原的8种主要植被类型中有7种类型表现为波动上升的趋势，且寒区旱区植被表现出脆弱性和难恢复性。     

黄河源区冻土对植被的影响

黄河源区由于近年来气候变化的影响,打破了高寒植被与冻土环境之间稳定的适应性关系,由此引发了一系列生态环境退化的现象.在黄河源区多年野外工作的基础上,定量分析了冻土与植被之间的关系.研究表明:多年冻土埋深通过影响浅层土壤含水量影响植被生长的,多年冻土的埋深与浅层土壤含水率和植被的覆盖率具有良好的相关性规律.冻土埋深<2 m时,冻土埋深决定浅层土壤含水率,成为影响植被的生长主要因素;埋深>2 m时,冻结层上水水位低、补给量少,冻结层上水水量小,毛细上升高度不能达到植被根系分布的浅层土壤中,植被生长环境干旱化,多数植被生长受限制,这时只有少量根系发达的耐旱植被存活,覆盖率小,一般不超过35%.因此,2 m的多年冻土埋深为“生态冻土埋深”.近20 a来,黄河源区地温长期处于增温状态,多年冻土出现表层融化,形成深埋的或少冰的冻土等现象;部分地带完全融化消失,连续多年冻土变成不连续冻土或岛状冻土.多年冻土退化后,土壤含水量减少,导致植被物种更替、“黑土滩”等退化现象.     

基流计算方法的进展与应用

基流是由地下水补给河流的基本径流,被视为具有维持生态系统稳定功能的河道基本径流,其水量的准确计算在河流断流、湖泊萎缩和植被退化等一系列生态环境问题的研究中具有重要意义。本文阐述了基流的定义与研究意义,归纳评价了基流计算方法的类型、适用范围和优先发展方向。其中计算方法可分为图解法、数值模拟法、水文模型法、物理化学法及数学物理法等五类方法。在此基础上,还着重总结了基流研究在模型校验、水资源利用、生态需水量、河流输沙量和河流自净力等方面的应用。该研究将在如何合理估算基流量及相关领域中具有重要的参考价值。     

鄂尔多斯高原地下水与植被盖度的相互影响

鄂尔多斯高原位于我国干旱-半干旱过渡带,发育毛乌素沙地和库布其沙漠,其生态环境对地下水有较强的依赖性。利用2005~2012年地下水观测数据、2008年8月中下旬MODIS NDVI数据和同期陆面蒸散量评估数据,以NDVI为基础定义植被相对盖度,本文研究了鄂尔多斯高原植被盖度与浅层地下水的依赖关系,以及植被盖度对地下水补给的影响。研究区植被盖度的统计特征近似符合Gamma随机分布函数,当地下水埋深小于10m时,其均值和峰值明显随地下水埋深增大而减小,且峰值对地下水更敏感。植被盖度同时受到气候条件和地下水的影响,呈斑块状分布。蒸散系数（实际蒸散强度与蒸发潜力的比值）随植被相对盖度的增大而升高,两者的依赖关系可以近似表示为分段线性函数。基于此近似关系,本文估算了鄂尔多斯高原地下水净补给强度的多年平均值。结果显示植被稀疏的沙地有利于地下水补给,而植被生长较为旺盛的低洼地带因蒸发强烈形成地下水的排泄区。地下水、植被和陆面蒸散之间存在耦合关系。