流域分布式水文模型SWAT空间输入数据的不确定性研究

SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型是一个流域尺度具有物理机制的分布式水文模型,该模型在农业非点源污染和水文模拟等方面的应用较为广泛.模型空间输入数据对流域相关特征的准确描述是模型有效模拟的前提和基础.DEM数据的精度及栅格大小、子流域划分水平、土壤与土地利用数据的精度都对模型的模拟产生一定的影响,相对于径流量来说,产沙和营养物质的模拟对这些参数更为敏感,但其参数的选择还没有公认的标准.流域内雨量站的分布和多少同样影响模拟结果,针对国内气象站点较少的情况,寻求气象数据的替代数据势在必行.表1,参42.     

气候变化对挠力河径流量的影响

利用Mann Kendall突变检验法分别分析了1956—2005年50年来的宝清站和菜嘴子站年平均径流量演变的阶段性特征，并建立了径流 降雨的经验模型，利用该模型分析了气候变化和人类活动对径流的影响.研究结果表明：50年来宝清站和菜嘴子站的年平均径流量演变可分为两个阶段:1956—1967年的基准期和1968—2005年的变化期.变化期内径流量的年际和年内都发生了较大变化，体现在年平均径流量减少显著，两个站的年平均径流量减少量都在50%左右.径流变差系数有不同程度的增长，其中菜嘴子站增长了近30%.年内分配变化主要体现在径流峰值上，菜嘴子站的夏季径流峰值和最低值的出现时间都较第一阶段提前了一个月.变化期内年均径流量的变化主要是由人类活动引起的，气候变化引起的径流量变化占年均径流量总变化量的40%左右.     

三江平原典型岛状林湿地土壤水DOC质量浓度分布特征

以三江平原典型岛状林湿地作为研究对象,分别在6、8和10月下旬分层采集土壤水溶液(0-60era),测定土壤水可溶性有机碳(DOC)和其他几种元素的质量浓度,研究三江平原典型岛状林湿地土壤水DOC质量浓度分布特征.结果表明,岛状林湿地土壤水DOC质量浓度具有明显的季节变化规律,6月份土壤水DOC质量浓度最高,10月份次之,8月份最低.土壤水DOC质量浓度还具有明显的垂直分布规律,从土壤表层向下,随深度增加,土壤水DOC质量浓度先减小后增加,剖面层次之间土壤水DOC质量浓度差异显著(P(0.05).不同月份之间土壤水DOC质量浓度的垂直分布特征存在差异性,但差异不显著(P-41.061).土壤有机质数量和分布、土壤的冻融作用、土壤矿物吸附作用是引起土壤水DOC质量浓度分布的主要原因,采样点的排水状况也对土壤水DOC的分布有重要影响.另外,岛状林湿地土壤水DOC质量浓度与TOC、TC、Fe2+、TP、N03‘呈显著相关关系,与NH4+、P043-、TN、pH存在一定相关关系,说明土壤水DOC质量浓度的分布还与其他各种元素迁移、转化紧密相关,尤其营养元素.     

三江平原湿地沟渠侵扰带土壤DOC分布特征

在三江平原选择排水沟渠位于湿地低处的某一特定沟渠,平行于沟渠方向按照1.2m×1.2m的网格布点法分层采集土壤,共设计25个采样点,100个土壤样品,测定土壤可溶有机碳(DOC)含量,研究湿地沟渠侵扰带土壤DOC分布特征.结果显示,随着距沟渠距离减小,土壤DOC含量及其水平和垂直分布变异性有增加的趋势,并且到沟渠边缘达到最大.原因是沟渠对湿地土壤的影响是双重的.它为湿地地下水流创造了一个排泄点.沟渠侧向径流将湿地上坡方向的土壤DOC带到沟渠边缘,引起临近沟渠湿地土壤DOC的累积.沟渠水迅速流走,沟渠边缘土壤产生更大频率的水位波动.另外,排水沟渠对湿地沟渠侵扰带土壤DOC分布的影响大小与土壤本身的剖面过程密切相关.     

生态水利工程设计若干问题的探讨

通过分析水利工程与生态水利工程的差异，提出生态水利工程的开发应有明确的生态服务目标与功能以及工程选址、布局、施工过程的环境友好性与经济性。同时提出生态水利工程设计主要面临4个方面的问题：①缺乏基于不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准；②水利工程设计人员与生态科技工作者往往缺少合作的机会与机制；③生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行；④生态水利工程设计缺少生态水文测验资料。研究结果认为生态水利工程设计应基于以下技术路线：①以生态水文学与工程水文学作为工程设计的基础，进行水文过程的分析与计算；②识别工程可能影响的关键生态敏感目标；③生态水利工程的设计要与环境工程设计进行有机结合。     

纳帕海高原湿地土壤有机质对水分梯度变化的响应

 在气候变化和人类活动的影响下,纳帕海高原湿地干旱化加剧,湿地面积萎缩,湿地的生态功能退化严重.纳帕海湿地土壤有机质对水分环境梯度变化的响应研究结果表明,湿地土壤有机质在不同的水分环境梯度下的分布具有差异性;湿地土壤水分含量增加有助于土壤有机质的积累,同时,土壤有机质的增加改善了土壤结构,增加了土壤的持水性能,土壤有机质和水分的有机耦合对湿地土壤发挥碳“汇”和蓄持水功能有着重要的作用,因此,保护湿地环境对发挥湿地碳"汇"和水源的涵养功能具有重要的作用.     

生态足迹计算模型在区域可持续发展评价中的应用

以珠江三角洲为案例研究区,将遥感获取数据应用到生态足迹的计算中,以此衡量该区域的可持续发展状态.计算结果表明:各土地类型的人均生态足迹之间存在着较大的差异;人均生态足迹的变化速率比人均生态承载力的变化速率快得多;土地类型的生态盈亏由大到小的顺序依次为建筑用地、林地、水域、耕地、草地.2000年珠江三角洲地区的人均生态足迹为1.5403 hm2,而实际人均生态承载力为0.280 7 hm2;生态赤字为O.182.生态赤字的存在表明该区域的发展模式仍处于一种不可持续的状态.     

长春市城市发展与水资源环境约束关系研究

选取长春市作为研究区,通过分析近20年来长春城市化进程特征,认为当前长春市经济发展仍处于工业化中期初始发展阶段.快速的城市化过程加大了城市用水的需求以及水环境污染压力,根据城市发展与水资源环境之间的约束关系,将长春城市发展与水资源环境耦合作用过程在较长时间尺度上分为四个阶段,即低水平协调阶段、拮抗阶段、磨合阶段和高水平协调阶段.长春城市发展目前正处于磨合阶段,也是实现水资源环境约束下的城市可持续发展的最为关键时期.长春未来城市发展战略为城市水资源环境管理提出了很高的要求,由于既要兼顾保持较高的经济发展速度和城市化发展水平,同时又要保证一个较高的生态城市建设目标,因此,"节水型城市"和"水环境友好型城市"是长春未来生态园林城市发展目标的必然选择.     

三江平原沼泽湿地开垦后的热量平衡变化

三江平原沼泽湿地分布广泛且集中，沼泽湿地局地冷湿效应显著，但随着沼泽湿地开垦面积的增加，导致区域热平衡发生一系列的变化，最终会影响整个区域的生态环境。1997－1999年间、以三江平原沼泽湿地生态试验站为研究基地，从热平衡的角度出发，采用小气候自动观测仪器采集数据，研究区域沼泽湿地的热平衡状况。主要观测要素有：总辐射、净辐射、反射率等，并与开垦后的农田进行对比，探讨沼泽湿地生态系统演化的热平衡结构的变化规律。研究结果表明：沼泽湿地开垦后，地表反射率减少了16％左右，地表接受的太阳辐射增加了8％－10％，地表显热交换活跃，虽然这大大改善了土壤的热状况，有利于农田作物的生长，但明显改变了沼泽湿地原有的冷湿效应，减弱沼泽湿地特有的环境效应，随着湿地开垦面积的增加，必然导致区域生态平衡的变化。     

三江平原小叶章湿地土壤的CO2通量

采用密闭箱动态测量法对三江平原小叶章典型湿地土壤CO2通量进行了研究.结果表明,小叶章湿地土壤CO2通量有明显的季节变化和日变化,并且呈现出一定的规律性.7～10月,土壤CO2通量呈现出季节变化的单峰模式.在1d的观测期间,土壤CO2通量从早晨开始增大,到午后达到极大值,后逐渐降低到第2天凌晨达极小值,然后又开始增加.研究同时表明小叶章湿地土壤CO2通量的主要影响因素为地温(相关系数为0.7699).而因湿地环境土壤水分充足,土壤含水量对土壤CO2通量的影响不明显,当土壤水分不成为限制因素时,土壤CO2通量与土壤温度呈正相关.根据测量结果,小叶章湿地土壤CO2通量在整个测量期间的变化范围为0.208～1.265g/(m2*h),平均水平为0.619g/(m2*h).