面向流域系统的生态需水量整合研究

水库（群）的运行调度对坝址下游水文情势产生一定影响,维及到下游河流廊道及与河道存在水力联系的生态系统生态用水安全.为保障下游生态用水,需对水库（群）进行生态调度;而生态需水及其整合计算是其关键支撑.生态需水整合的核心是在对各类生态需水进行评价的基础上,以流域/区域水循环及其伴生水生态过程为主线,将各类生态需水整合成满足水资源配置或调度要求的水量过程.本文结合水库（群）生态调度实践需求,以各类生态系统的生态需水规律及水力联系为基础,整体提出流域生态需水的整合模式;在分布式水文模拟技术的支撑下,构建了生态需水整合模型;并就南水北调西线一期工程雅砻江流域的生态需水及其整合计算进行了研究.结果表明,上述整合模式有效结合了各类生态系统生态需水在时空上的水力联系,与基于集总式水平衡分析的生态需水整合模式相比,克服了多时空尺度上生态需水水源及生态供水难以得到有效保障的不足,可满足水库（群）生态调度的需求.     

黄河下游河道主河槽萎缩特征及其判别参数研究

采用时间序列分析方法对黄河下游河道断面形态参数变化趋势及其变异点进行了系统分析,结果表明:从20世纪50年代以来,断面形态参数发生了趋势性变化,表现为主河槽呈逐年萎缩的态势,且这种趋势在未来仍将延续;黄河下游主河槽萎缩的主要特征是平滩流量和平滩面积的显著下降,相应的平滩河宽、平均水深、最大水深等出现不同程度的下降,同时还伴随着平滩水位和宽深比的上升.提出了黄河下游河道主河槽萎缩的判别参数与判别标准,分析认为下游河道主河槽在70年代开始初步萎缩,90年代以后进入严重萎缩期;提出了三门峡出库水沙过程不协调指数,表明三门峡水库修建后水沙过程不协调性呈增加的趋势;建立了下游河道主河槽萎缩参数与三门峡水库出库水沙过程的响应关系,指出通过水库调控进入下游的水沙过程,特别是调控出库水沙不协调指数,可以缓解和改善下游河道主河槽的萎缩状况,恢复与维持下游基本的输水输沙通道.     

青藏高原东部暗针叶林采伐迹地土壤环境变化

本文综述目前暗针叶林采伐迹地土壤物理、化学、生物学性质及水土流失情况的研究现状，指出其存在：(1)重点轻面，对生态恢复过程研究不多；(2)重植被调查，而对土壤环境变化研究较少；(3)对迹地生态环境变化机理研究不多等问题，提出迹地生态环境变化研究与生态恢复过程相结合，应展开对采伐迹地影响最大的生态环境因子的地下0．4m和地上1．5m的立体空间层次的综合长期定位研究。     

长江上游生态安全的关键科学问题

长江上游生态安全在国家生态安全和国民经济社会中具有十分重要的和不可替代的作用和地位,但脆弱的生态环境与严重的水土流失、长期的植被破坏与生态系统功能持续下降、生物多样性丧失严重、水体污染加剧、频繁的自然灾害以及全球变化等正在威胁着该区的生态安全。因此,生态与增产增收双赢共建、水环境综合治理、生物多样性保育、生态补偿机制、全球变化减缓与适应及跨省(市)的大跨度多学科交叉整合研究被认为是构建长江上游生态安全屏障的最为关键的科学问题。     

黄河下游漫滩洪水造床机理与水沙调控指标研究

本文采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,系统研究了黄河下游漫滩洪水的造床机理与水沙调控指标.结果表明:对于多沙的黄河,漫滩洪水最充分的发挥了水流动力的输沙造床作用,其削峰滞洪与淤滩刷槽的功效十分显著且不可替代.漫滩洪水的造床作用随着洪水漫滩程度的变化而明显不同,可分为三个阶段;漫滩初期,主槽输沙能力降低,淤滩刷槽作用尚未得到充分展现;漫滩中期,滩槽水沙交换充分,淤滩刷槽作用良好;漫滩后期,淤滩刷槽作用趋缓.综合考虑提高河道输水输沙能力与保护滩区防洪安全,提出的黄河下游有利漫滩洪水的水沙调控指标为:洪水漫滩参数1.4γ1.5、来沙系数ρ0.028,即按照目前下游河道主槽平滩流量为4000 m3/s,通过小浪底水库水沙调控,控制下泄洪峰流量5600~6000 m3/s、来沙系数小于0.028的漫滩洪水,对于塑造与维持黄河下游合理规模的输水输沙通道最有利.若控制下游河道不漫滩,通过小浪底水库水沙调控,建议下泄洪峰流量3500~4000 m3/s接近主槽平滩流量的洪水,对于塑造与维持黄河下游合理规模的输水输沙通道较为有利.     

多沙河流的生态环境需水特点研究

输沙功能是多沙河流要求满足的一项重要系统功能,研究多沙河流的生态环境需水必须考虑河流的输沙用水.一般确定河流生态环境需水量的计算方法因其很少考虑多沙河流的生态环境需水特点而往往只适用于少沙河流.以多沙河流黄河的下游河段为例,分河段、分时段系统地分析了黄河下游不同水沙状态下的生态环境需水状况,通过对汛期、非汛期和全年不同情况的考虑,指出了黄河生态环境需水的特点(1)输沙用水需求远高于其他功能用水需求,输沙需水占生态环境需水的绝大部分;(2)当汛期输沙需水得到满足时,不仅可以输送全年的大部分泥沙,而且河流其他功能用水需求可以自动得到满足,此时的生态环境需水量与输沙需水量相当;(3)非汛期输沙需水得到满足时,同样可以满足河流其他功能的用水需求,但因输沙效率较低而导致相应的水资源浪费.根据多沙河流生态环境需水的特点,可利用水利枢纽进行适当的水沙组合调控,将非汛期来沙集中在汛期输送,从而达到减轻河道淤积,降低生态环境需水量,提高水资源利用效率的目的.     

塔里木河干流水资源的形成及其利用问题

新疆塔里木河干流是典型的干旱区内陆河, 自身不产流, 水资源全部依靠其源流补给, 为纯耗散性河道. 采用时间序列分析方法对塔里木河干流上游三源流(阿克苏河、叶尔羌河、和田河)的年径流量动态变化进行了分析, 建立了源流区的耗水模型, 对源流区来水及耗水的增加趋势给出了定量结果. 分析了干流各测站年径流量的变化趋势, 从而粗略推算了现状条件下各站发生间歇性断流的时段. 建立了干流区耗水模型, 分析了干流上、中游各段耗水特点, 得出了各段耗水随干流来水减少而减少、因人类活动而增加的定量关系.     

重庆市生态承载力评价研究

通过生态足迹分析法,以2006年统计数据为基础,对重庆市"十五"末期的生态承载力进行评价.结果表明,重庆市人均生态赤字0.823461 hm2,总生态赤字2609.68万hm2,化石燃料、林地、耕地三类生态生产性土地对生态赤字的贡献率达81%,其中化石燃料达55%,对资源和生态环境造成了巨大压力.综合分析表明,重庆市生产、生活强度超过了生态系统的承载力,导致能源紧张、生态系统功能脆弱等生态问题,生态环境恶化,经济社会发展处于一种不可持续的发展状态.同时,为改善生态环境提出了对策建议.     

生态单元制图及其在西部生态环境保护中的应用

西部大开发是一项关系中华民族共同繁荣、全面振兴的世纪伟业,也是一项艰难复杂的系统工程,而生态环境的建设和保护是西部大开发的根本和切入点。在国外城乡环境保护中,生态单元制图是一项基础性工作。本文阐述了生态单元制图的概念,以及国外历史及现状,详细介绍了德国生态单元制图的方法和程序,并建议将其有选择性的运用到我国西部生态环境保护中。生态单元制图在生态单元划分的基础上,把各种生态单元类型落实在地图上,并建立生态信息数据库,为西部规划提供基础的生态数据,为西部环境保护、生态监测提供依据。此外,本文还提出了西部生态环境保护的其他对策,如生态功能区划、制定西部环境保护规划等等。     

青藏高原东部暗针叶林采伐迹地小气候及植被演替

暗针叶林主要分布在青藏高原东部的多条大江大河的上游和源头地区,具有重要的生态屏障功能,对于维护区域生态安全、促进经济可持续发展具有十分重要的作用。但自20世纪40年代以来,原始林被大规模采伐,形成大面积采伐迹地灌丛和草丛,其生态屏障功能逐步减弱,引起一系列生态环境因子变化。本文综述目前暗针叶林采伐迹地小气候、植被演替的研究现状,指出森林采伐后引起迹地小气候发生剧烈变化,导致迹地植被物种组成、盖度、生物量、生理生态因子等随着人为对其的不同干预也发生着相应的变化。指出今后应加强：（1）暗针叶林采伐迹地植被演替规律的研究;（2）加强人工造林树种的筛选;（3）采伐迹地0～1．5m下垫面小气候立体综合定位监测。     

中国西部亚高山针叶林凋落物的生态功能

森林凋落物具有重要的水源涵养和养分供应功能.中国西部亚高山针叶林由于其特有的地理位置和重要的生态经济价值,作为长江中上游生态屏障对平衡长江流域水分有着积极的意义.有关亚高山针叶林枯枝落叶层的水源涵养和养分归还研究已成为该区域亚高山针叶林生态功能研究的重要问题和热点,对植被恢复与重建具有十分重要的指导作用.本文归纳分析了中国西部亚高山针叶林主要类型及不同恢复演替阶段的枯枝落叶贮量、持水性能及其养分归还量和养分利用效率等凋落物的生态功能.一般地,亚高山针叶林天然林下枯枝落叶层厚度为O～26cm,平均贮量约为40×103kg/hm2,持水量为16.87～461.87×103kg/hm2,主要营养元素归还量为878.4～3854kg/hm2;人工云杉林不同恢复阶段凋落物贮量为6.8～26.7×103kg/hm2,主要营养元素归还量为323.3～1246.2 kg/hm2,排序为Ca＞N＞Mg＞K＞P.人工林的水源涵养和养分归还性能都低于天然林,在对亚高山针叶林恢复与重建过程中应特别加强生态功能的恢复.     

中巴喀喇昆仑公路30年运营对路侧植被的影响

为摸清中巴喀喇昆仑公路(简称中巴公路)30年运营对两侧植被的影响范围与程度、公路干扰区域(取弃土场、施工便道等)处植被自然恢复能力,采用样线法和样方法于2009年9月20日~28日、2010年9月8日~15日和2011年9月22日~27日对中巴公路雷克特桥至红其拉甫段(即K470+500~K811+343段)两侧200 m范围内的各种植被类型及工程占地干扰区域进行了调查和实测。结果显示:公路两侧0~1 m范围内(即土质边沟处)的物种丰富度、盖度均显著高于99~100 m(自然背景)处,且生物量、多样性指数、优势度指数和均匀度指数均有高于其他距离的趋势;公路路侧干扰样方在外貌、结构组成上已与天然背景样方的植物群落无明显的不同,但植物群落盖度、种类组成、植株高度,随着植被类型的不同与天然群落稍有差别。本研究为正在建设中的中巴公路改扩建工程的生态排水沟建设、植被恢复技术策略(以自然恢复为主、人工恢复为辅)的制定提供了理论依据。     

长江干流梯级水库群联合调度

随着2012,2013年金沙江下游向家坝、溪洛渡水库的建成投运,形成了世界上规模最大的流域梯级水库群-长江干流梯级水库群(溪洛渡-向家坝-三峡-葛洲坝).长江干流梯级水库群防洪库容277亿m~3、调节库容239亿m~3、总装机43835 MW,具有防洪、发电、航运、供水和生态等巨大的综合利用效益.近几年,基于梯级水库群联合蓄放次序调度理论,采用库容效率法对长江干流梯级水库群在联合防洪、蓄水和消落等方面进行了初步探索和实践.结果表明:长江干流梯级水库群的联合调度不仅能充分保障长江流域的防洪安全与淡水资源安全,同时也能有效改善长江流域生态环境,发挥长江航运"黄金水道"的作用,以及进一步提高长江流域水资源利用率,服务国家"西电东送"、"节能减排"能源战略,为促进长江经济带的战略发展发挥重要作用.     

横断山区干旱河谷研究现状和发展方向

干旱河谷及其所在的横断山区是独特的自然、气候和地理单元，是我国民族多样性、文化多样性、环境异质性以及生物多样性最为丰富的地区，少数民族分布最为集中的地区之一，也是西南经济最为落后、交通偏远、地质灾害最为严重的区域。干旱河谷以其较好的光热等条件成为整个横断山区人口和城镇分布集中的核心地带，但是由于干旱河谷脆弱的生态系统和特殊的交错带分布格局，决定了干旱河谷具有低阈值生态安全和高风险生态退化的特点。近几十年来在干旱河谷治理方面做了大量工作，在个别区域生态恢复方面取得了一些进展，农林可持续经营模式受到关注，经济资源植物引种和开发日益受到重视，基于地方特色的产业逐步得以兴起并取得初步成效。但从整个区域来看，干旱河谷研究方面还存在研究区域过分集中、人地关系研究缺乏、生态恢复模式过于单一等问题，加上人口和经济发展的压力，干旱河谷治理和开发的选择有限，使整个干旱河谷区次生干旱化仍然在发展中，生态环境退化状况仍在加剧，水土流失严重威胁本地和下游安全，资源和环境压力日益增加。干旱河谷进一步的研究应立足发展的需要，着重从干旱河谷本身演变机制的研究、全球变化背景下干旱河谷响应特征及规律、干旱河谷人地关系与上下游利益协同关系、干旱河谷景观结构和功能演变规律方面入手，在此基础上区分干旱河谷的自然和人为过程，全面制定整个干旱河谷区域的生态环境治理、经济与资源环境可持续战略，实现整个干旱河谷区域经济和环境持续协调发展。     

北京翠湖国家湿地公园浮游植物群落及水体营养状况分析

北京翠湖湿地是北京市唯一的国家级城市湿地公园,为了给科学管理提供依据,2012年4月至11月对该公园水体中的浮游植物进行了监测。从定性、定量水样中共检出浮游植物8门、73属、154种(包括变种),其中绿藻门占50.6%(78种),硅藻门占24.0%(37种)、蓝藻门占12.3%(19种)。浮游植物平均密度为14 243.62×10～4cell/L,其中绿藻门占41.7%,硅藻门占12.3%,蓝藻门占37.2%。浮游植物群落属于绿藻-蓝藻-硅藻型。优势种群为富营养或严重富营养型水体指示种。翠湖浮游植物密度变化与水温呈显著正相关(P0.05),与叶绿素A呈极显著正相关(P0.01),与透明度呈负相关。浮游植物密度,透明度与叶绿素a的TSI_M指数(56.28;81.63),均显示翠湖为富营养—重富营养型水体。翠湖浮游植物多样性指数平均值:H′=1.50;均匀度指数平均值:J=0.32,显示水体为中污染。翠湖为北京的城市湿地,在保护生物多样性、调节地区小气候、补充地下水、洪灾防控和社会文化等方面有重要作用,亟待治理水体富营养化,构建健康的水生态系统。     

落锤冲击下钢筋混凝土梁响应及破坏的实验研究

钢筋混凝土结构在受到爆炸、冲击等荷载作用时的设计及安全性受到越来越多的关注.本文采用落锤三点弯曲实验方法对具有不同黏结强度的钢筋混凝土梁进行研究,探讨不同速度冲击下混凝土结构的破坏机理及钢筋黏结强度作用,实验结果显示:(1)钢筋混凝土梁的冲击力响应曲线峰值与钢筋黏结强度无关,为混凝土结构的响应,随速度提高而提高;(2)裂纹分布和发展模式与冲击速度相关,在较低速度冲击下,钢筋混凝土梁主要呈现弯曲破坏模式,随加载率提高向剪切破坏模式为主转变,更高速度下为冲切破坏控制;(3)钢筋黏结强度对破坏模式转变有影响,钢筋混凝土黏结强度低,越易产生剪切破坏,且易出现混凝土的块状破碎崩落,塑性铰破坏也会提前.     

江西生态经济系统的能值分析及其指标动态研究

能值(emergy)作为价值的一种测度方法,被用于评价维持包括人类经济活动在内的生物圈的能量与资源的流动。本文运用能值理论与方法,对江西省1995~2000年的净能值产出率、环境负荷率、可持续发展指数等指标及其变化趋势进行分析,并与其它国家和地区的有关指标进行比较研究。分析结果为(1)1995~2000年江西的净能值产出率变化曲线呈先下降后上升趋势,大小在2·63~2·93之间,表明江西是一个资源输出型的生态经济区域;(2)可持续发展指数变化曲线与净能值产出率变化曲线的趋势一致,也呈先下降后上升趋势,大小在1·05~1·21之间,表明江西经济有较大的发展潜力;(3)环境负荷率的变化曲线呈上升趋势,这与江西经济发展过程中对资源的利用和进口资源及劳务能值量增加有关。     

基于GIS的县域环境功能区划方法研究——以象山县为例

县域环境功能区划不仅落实上一级环境功能区划,而且是生态空间管制的控制性详规,为产业布局和国土空间优化提供可指导、可操作的生态环境管制空间依据。借鉴传统环境功能区划方法,本文运用Arc GIS构建县域环境功能区划方法。浙江省象山县的实证结果表明:(1)利用Arc GIS信息采集功能,将基础地理信息与规划资料通过拓扑重建、坐标系转换等集中于同一数据库,既能形成详实的分区基础数据,又能准确分析研究区域环境功能空间差异;(2)评价指标体系选取是在国家环境功能区划指标体系基础上根据县域特点加以修正,增加地方性环境风险指标,反映研究区空间异质性,提升方法的科学性、合理性;(3)实例研究证实该县域环境功能区划方法是可行的,但其他县在应用时需要因地制宜修正地方性指标。     

地表城市热岛影响因素研究进展

全球正在经历快速且高强度的城市化,由此产生了更多的城市热岛现象。它会对城市、区域乃至全球许多的生态环境要素产生直接或间接的影响。掌握城市热岛的影响要素是实现对其趋利避害的前提。遥感现已成为一种被广泛接受和采用的监测城市热岛的方法。针对前人相关综述已经无法全面反映地表城市热岛影响要素的发展现状与趋势的问题,本文首先从土地利用/土地覆盖类型、地表生物物理条件、景观格局、人类活动强度、气象条件和地理位置、政策要素及综合分析七个方面对国内外地表城市热岛(Surface Urban Heat Island,SUHI)影响因素的研究进行系统评述;然后依据现有研究中或空白或结论相互冲突或尚需深化的地方指出几个潜在的关键问题与研究方向,主要包括:(1)应同时开展多类气候带上的多个不同规模城市在多个时刻或时间段内的研究;(2)细化土地覆盖/利用类型;(3)引入更多空间分析方法;(4)发展和完善地表生物物理条件、景观组分和配置、人类活动强度、气象条件或地理位置等方面的指标;(5)采用多学科方法提取大数据里的海量信息;(6)综合分析各影响因素并结合其他城市问题给出最优配置方案。     

基于HJ-1CCD数据的西双版纳地区橡胶林分布特征

文中以我国HJ-1卫星为主要遥感数据源,结合野外采样数据,采用决策树的监督分类方法,获取云南省西双版纳地区2011年的橡胶林分布状况,并在此基础上,以覆盖该区域的数字高程模型(DEM)和气象数据为基础,利用地理信息系统(GIS)空间分析方法,着重量化分析西双版纳地区橡胶林分布的气候特征和地形特征,得出西双版纳地区橡胶林的气候边界,界定橡胶林分布的海拔、坡度以及坡向范围.文中得到以下结论:利用环境一号卫星遥感数据能够获得精确的分类信息,表明环境一号卫星遥感影像能够作为获取植被环境信息的可靠数据源,实现重点植被生态问题的动态监测;橡胶林分布的高程上限是2100m,80%的橡胶林分布在高程范围为600-1300m的范围内,90%的橡胶林分布在坡度为0?到24?的范围内,橡胶林分布对坡向不敏感;橡胶林适宜分布在平均气温大于18?C,平均最高气温大于25?C,平均最低气温大于14?C的区域,这些区域的橡胶林分布比率较大.研究还定量分析了西双版纳橡胶林空间分布的地形和气候幅度,为橡胶林种植业的健康发展提供科学支撑.