青藏高原多年冻土区典型小流域径流水化学特征

基于2008年6月风火山小流域五个径流控制断面水样分析结果,综合运用描述性统计、相关性分析、Gibbs图和主成分分析方法,对主要可溶无机离子的质量浓度特征及其成因进行分析。结果表明:阳离子以Na~+,Ca~(2+)为主,阴离子以SO_4~(2-)为主,且各断面大部分离子质量浓度日变化特征为单峰型;浅层土壤中水分运移携带的离子质量浓度高,对河水总溶解性固体(TDS)含量贡献最大;岩石风化作用和蒸发浓缩作用对风火山小流域水化学变化起主要作用;研究流域蒸发盐岩风化作用最强烈,其次为碳酸盐岩的溶解;初步分析认为河水离子质量浓度较高的原因是受蒸发浓缩作用、土壤冻结融化作用和径流活跃期时间短等共同影响的结果。     

东北黑土区小流域侵蚀产沙影响因素分析

利用东北黑土区拜泉县17个水库控制流域作为分析样本,提取水库控制流域侵蚀产沙及相关影响因子,采用相关性分析、多元线性回归分析和主成分分析等方法,开展小流域产沙及其影响因素研究。研究得出:该研究区产沙模数变异大,与流域面积相关性不显著,而在0.01水平上与流域平均坡度、最大高程、高程差和降雨侵蚀力等呈显著正相关,与水土保持因子和聚集指数呈显著负相关;构建的多因素产沙模数回归方程中,水土保持措施因子和地形起伏度2个因素对悬移质产沙模数SSY的解释度达到68.0%。流域景观水平因子、流域形态因子、地形因子和土壤可蚀性因子对流域产沙的贡献率分别为25.1%、13.8%、7.1%和26.1%,这4个主成分对SSY的解释程度为72.2%。研究表明,在东北黑土区设法减小流域坡度、高差和土地的破碎化是控制土壤侵蚀的有效办法之一。     

洪泽湖河湖交汇区典型杨树人工林碳通量月尺度变化特征

【目的】揭示洪泽湖水位夏低冬高的独特水文特点对河湖交汇区杨树人工林净生态系统碳交换(NEE,简称碳通量)产生的影响。【方法】采用涡度相关及土壤水热监测系统,对洪泽湖湿地河湖交汇区典型杨树人工林碳通量及其环境因子进行了连续3 a(2016—2018年)的观测,分析月尺度上碳通量变化及其与环境因子的关系。【结果】①洪泽湖河湖交汇区杨树人工林的NEE值具有明显“V”形变化曲线,白天表现为碳吸收,夜间表现为碳释放,日均碳汇时间为10 h;②研究期间各旬NEE值在2018年的2月上旬最高(7.117 g/m²),最低值出现在2017年的7月中旬(-212.256 g/m²);3年间年均NEE值为-1 413.403 g/m²;③在洪泽湖开闸时期(5—8月)水位低,土壤含水率和风速是影响NEE的主要因素,关闸时期(9月至翌年4月)水位高,NEE主要受空气温度和饱和水汽压差影响。【结论】夏季对洪泽湖开闸放水,有利于河湖交汇区杨树生长及碳汇增加,冬季蓄水地下水位抬高,对杨树生长产生的不利影响可以通过开沟筑垄来消除,进而有利于区域杨树人工林全年碳汇功能的提升。     

基于GIS的典型黄土小流域边界线分形特征研究

流域边界线是影响流域发育的重要地形控制线,尽管它不具有特征标度区间,但在不同的尺度上都有着精细的空间结构特征,具有重要的地理意义.论文以分形理论为指导,在借鉴现有河流与水系分形特征计算方法的基础上,结合GIS研究了典型黄土小流域边界线的分形特征值计算方法.以5 m分辨率的高精度DEM数据为主要信息源,以陕西省绥德县韭园沟流域为典型研究样区进行了流域边界线的二维、三维分形特征值估算实验.实验结果表明流域边界线的三维分形特征值比二维分形特征值具有更好的区分度,可以较为客观地反映流域内部的地貌形态特征,今后应该进一步深化对流域边界线所蕴含的地学特征信息的科学认识.     

天然温带典型草原N2O和CH4通量的时间变化特征

以内蒙古温带半干旱典型草原类型羊草草原土壤为主要研究对象,利用静态箱技术在野外连续多年原位观测草地N2O和CH4排放通量.通过对1995,1998,1999,2001,2002和2003年的野外观测资料的数据分析,发现温带半干旱典型草原N2O通量的日变化特征明显,草原植物的不同生长阶段对其具有显著的影响;CH4通量的日变化没有明显的规律性特征,植物生长状态对其影响不明显,但对于草地吸收CH4的日较差有显著的影响.多年观测资料显示:我国温带草地N2O通量的排放峰值在四季中均有可能出现,低值通常出现在冬季,不同实验年份,不同季节都有出现N2O吸收通量的可能性,N2O季节通量的变化形式多样,通常是春、夏季较高,冬季最低.CH4通量季节变化规律相对明显,其峰值主要出现在春季,冬季较低.在不同的季节都观测到CH4的排放通量,这同草地出现N2O的吸收通量一样不影响温带草地作为N2O源和CH4汇的功能.N2O较CH4通量的年际变化显著,两者年通量的变异系数分别是71.6%和18.7%,5个实验观测年(跨9个年度),N2O和CH4年通量的平均值分别是:(1.14±0.82)kg·hm-2·a-1和(-3.52±0.66)kg·hm-2·a-1.统计分析结果表明:只有CH4的季节通量与降雨量之间存在显著线性关系.以此估算我国温带草地N2O和CH4年排放总量分别是:以氮计0.23 Tg和以碳计-0.83Tg,分别是全球温带草地N2O排放总量的23%以及全球土壤吸收CH4总量的11%.     

罗地河小流域侵蚀景观格局的变化

分析了罗地河小流域治理前后侵蚀景观的变化。研究结果表明：集中的强化治理虽然没能改变景观的基质，但能大大改变流域的侵蚀景观，且明显改善了生态环境。对于强度流失而言，一次性的强化治理难以达到减轻流失程度的目的，只有持续地维护治理成果，才能实现生态环境的不断改善。     

中国典型酸雨区大气干沉降化学特征研究

以湖南蔡家塘、贵州雷公山和重庆铁山坪3个小流域长年大气干沉降的监测数据为基础,对三地大气和气溶胶的化学成分的分布特征进行了分析研究.结果表明:三地大气干沉降中主要的酸性物质均为SO2,SO42-,NO2;主要的碱性物质均为NH+4,Ca2+,K+,NH3.SO2的干沉降跟当地S的来源有密切的关系,且具有季节性变化.三地...     

黄土地貌区水力侵蚀敏感性分析：以山西省五寨县为例

在自然与人为因素的干扰下,黄土高原地区常年遭受较为严重的水力侵蚀。为了减缓水力侵蚀进程并避免对人类生命财产的损害,对其进行敏感性分析是具有重要意义的。从CSLE模型出发,以地貌单元作为评价单元,对降水侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡长坡度因子、生物/耕作措施因子以及工程措施因子分别进行正向化处理与熵值法确权叠加后建立了一个水力侵蚀敏感性评价模型,借助面积-高程积分对该模型进行评价后,利用该模型对研究区进行水力侵蚀敏感性分析。结果表明：在区域尺度下,文中提出的水力侵蚀敏感性评价模型的评价因子为0.61,相对优于作为对比验证的CSLE模型,因此可以利用该模型对研究区进行水力侵蚀敏感性评价;水力侵蚀敏感性值在不同地貌单元之间表现为：大起伏山地>洪积平原>黄土塬>黄土梁峁>中起伏山地>冲积洪积平原;为了避免对人类生命财产造成损害,北部冲积洪积平原与中起伏山地相交地带、南部大起伏山地的清涟河流域应重点进行治理。该文提出的方法有效解决了黄土地貌区的水力侵蚀敏感性分析问题。     

不同耐火原料抗K_2CO_3侵蚀性能分析

以六铝酸钙、镁铝尖晶石、板状刚玉及镁铬砂为耐火原料,在750℃×3h条件下分别对其进行抗K_2CO_3侵蚀试验,分析其抗K_2CO_3侵蚀性能。结果表明,经过K_2CO_3侵蚀后,六铝酸钙、镁铝尖晶石均能保持原料内部原有的形貌,侵蚀程度较小,其中六铝酸钙原料几乎无侵蚀,所引起的体积膨胀较小;而板状刚玉、镁铬砂与K_2CO_3反应后分别生成低密度化合物K_6Al_2O_6和K_2CrO_4,反应程度大,所引起的体积膨胀较大;六铝酸钙、镁铝尖晶石抗K_2CO_3侵蚀性能优于板状刚玉、镁铬砂。     

洱海北部典型小流域农业氮磷流失特征的初步研究

为揭示洱海北部区域农业面源污染物氮磷流失的特征,以凤羽河小流域为研究对象,于2011年7月对1次降雨-径流的全过程进行了氮磷浓度的测定,分析了降雨过程中污染物负荷、浓度随降雨-径流变化过程的特征。结果表明,污染物负荷变化与流量变化呈现出大致相同的趋势;污染物浓度的峰值提前于流量峰到达。今后开展相关监测时应将降雨时间间隔、上游生产生活方式考虑进来,以更好地阐释降雨-径流过程中凤羽河小流域农业氮磷流失的规律性。     

铜绿微囊藻生长过程中CO_2通量及其影响因素分析

采用静态箱-气相色谱法对铜绿微囊藻生长过程中水-气界面CO2通量进行18 d连续观测,同时监测表层水体相关指标。实验结果表明:铜绿微囊藻生长过程中表层水体经历了"碳源"到"碳汇",CO2通量值在4天后出现大幅变化且由正转负,水体表现为较强的固碳能力,其最大值出现在第7天,吸收通量为-8.89 mg/(m2·min),实验期间CO2通量均值为-4.1 mg/(m2·min)。利用偏最小二乘回归分析法对各监测数据进行回归分析:CO2通量主要影响因素有比增值速率、氨氮与p H。CO2通量与p H呈负相关关系,CO2通量与氨氮呈现正相关关系,铜绿微囊藻在低氨氮浓度下能够更好地生长。铜绿微囊藻的增值作用是控制CO2通量的关键因素。     

长汀县红壤侵蚀区土壤生态化学计量学特征

土壤碳氮磷生态化学计量比可以很好地体现土壤肥力特征和微生物生命活动特征.福建省长汀县朱溪小流域是我国南方红壤侵蚀区的典型代表,通过对朱溪小流域土壤碳、氮和磷养分的数据分析,发现朱溪小流域侵蚀区的土壤有机质质量分数变化范围为0.29~67.38g/kg,平均值(±标准偏差)为(22.40±17.28)g/kg,低于全国平均水平.不同样地之间有机质质量分数差异较大;氮的变化范围为0.04~1.30g/kg,平均值(±标准偏差)为(0.42±0.34)g/kg;磷的变化范围为0.04~0.80g/kg,平均值(±标准偏差)为(0.24±0.23)g/kg.计算土壤生态化学计量比,发现侵蚀区土壤C/N、C/P和N/P的变化范围分别为3.31~91.80、1.65~248.23和0.31~6.06;平均值(±标准偏差)分别为(34.94±13.17)、(69.60±52.06)和(2.02±1.30).     

砒砂岩地区典型小流域支干沟道特征要素关系初步分析

为了研究砒砂岩地区沟道特征要素与侵蚀特性,于2005年对内蒙古鄂尔多斯市东一支沟内支干沟道的沟长、沟深和沟底宽等特征要素进行了详细测量.通过对实测资料的分析,发现流域面积是影响支干沟道各特征要素的主要因素,并分别建立了沟道长度、平均沟深、平均沟底宽与流域面积之间的关系.验证结果表明,这些关系可应用于邻近相似小流域支干沟道特征要素的计算.     

基于雨型的南方典型小流域城市降雨径流污染特征研究

为研究不同雨型条件下南方典型小流域城市的降雨径流特征,以深圳市观澜河流域为研究对象,通过对研究区域连续进行为期半年的降雨监测,从中选择常见的3种基本雨型(双峰型、前峰型、后峰型)条件进行水体中常规污染物的浓度分析,并为典型南方降雨径流控制措施的制定提供理论指导。得出结论如下:①双峰型降雨条件下,研究区域内不同功能区典型污染物浓度存在单一峰值,峰值时段位于降雨初期;②前峰型降雨条件下,典型南方小流域城市不同功能区典型污染物浓度存在2个峰值,前期峰值时段位于降雨初期,后期峰值时段位于降雨10 min左右;③后峰型降雨条件下,典型南方小流域城市不同功能区典型污染物浓度存在2个峰值,前期峰值时段位于降雨初期,后期峰值时段位于降雨60 min左右。     

南极苔原近地面CO_2、CH_4、N_2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原 ,首次系统地研究了近地面CO2 、CH4、N2 O浓度及通量的相互关系 ,结果表明 :天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大 ;在天气较晴稳及雪天条件下 ,CO2 与CH4、N2 O浓度日变化存在明显的消长关系 ;而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致 ;整个夏季CO2 与CH4浓度变化趋势基本一致 ,而N2 O却与二者浓度的变化趋势相反 ;另外 ,在雨、雪天气条件下CH4、N2 O通量日变化存在消长关系 ,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系 ;南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用 ,对N2 O主要起着源的作用 .此外 ,CO2 浓度变化对苔原CH4通量有较大影响 ,CO2 浓度增加会适当减缓CH4汇的作用 ,甚至使南极苔原由CH4的汇变为源     

土壤水力侵蚀能量力学机理的理论分析

根据力学和物质与能量原理，对土壤水力侵蚀这一自然地理现象从哲学的高度进行分析，认为水动力作用是土壤水力侵蚀的根本原因；物质与能量守恒是土壤水力侵蚀的基本法则；侵蚀与沉积并存是土壤水力侵蚀的普遍规律。提出基于能量力学机理的3个土壤水力侵蚀的新理论，即侵蚀平衡理论、最大梯度理论和水流侵蚀力理论。指出按这种思想建立的数学模型能揭示土壤水力侵蚀的规律，因而具有重要的理论和应用价值。     

北京地区中全新世以来特征时段环境变化对土壤水力侵蚀的影响

基于作者对北京地区中全新世以来环境演变研究和未来１０年预测结果，利用ＧＩＳ、ＳＰＳＳ软件包，通过建立水力侵蚀遥感信息模型，制作了北京地区现代土壤水力侵蚀图，依据将近论古的原理，恢复了北京地区小冰期时期和仰韶文化时期的土壤水力侵蚀深度，探讨了未来１０年水力侵蚀演化趋势，这可以为该地区土地利用和泥石流分布规律研究提供理论指导。     

长江营养盐浓度的增加对邻近海区海–气CO_2通量的影响

近50年来,长江溶解无机氮和溶解无机磷营养盐浓度不断增加,对长江口邻近海区生态系统产生影响的同时,也对海–气CO_2通量带来扰动.基于三维的东中国海生态动力–无机碳循环耦合模型,设计敏感性实验,在不考虑营养盐结构变化的前提下,假设长江营养盐浓度各增加50%,,模拟长江营养盐输入增加情景,探究其对长江口邻近海区海–气CO_2通量的影响.结果表明:与参考实验相比,长江营养盐浓度的增加使得夏季长江浅滩大气CO_2向海通量增加,海表可多吸收约68%,的大气CO_2,而冬季长江浅滩和苏北浅滩大气CO_2向海通量减小,即冬季碳汇作用减弱,全年尺度上长江浅滩吸收CO_2的能力增强约6%,.长江营养盐浓度增加所致的生物效应主控长江口邻近海区溶解无机碳的变化,进而对海–气CO_2通量产生影响.     

CO_2减排林特征及生态预警分析

基于干旱区CO_2减排林区自然地理与环境背景,以SPAC系统理念,重点研究减排林水盐耦合规律、生态安全机制以及减排林生态效应等问题;特别是从减排林区合理生态水位界定、水环境监测与人工调控等方面研究减排林区水资源的时空变化特征.研究表明:地下水合理生态水位以2.5~5.0m为宜,地下水中的全盐Mg~(2+)和Cl~-的变化最为明显,并通过布设样地取样、监测及实验室分析,揭示水盐动态变化及互馈关系.将结果推广到整个减排林区,约有62.5%林区属于中警水平,风险等级较高.最后从减排林区生态安全预警与风险分析及水土资源合理利用的模式等方面,探讨减排林区可持续发展的若干问题.