河流流量对流域下垫面特性的响应

以美国切斯比克湾地区为例,对该区域150个小流域的下垫面特性(包括土地利用类型、地面不透水系数和土壤物理属性)进行了提取,根据1984—2004年间逐日流量观测数据计算出了33个水文指标,运用逐步回归方法在不同地理区分析了9种下垫面特性对其中17个重要水文指标的影响。结果表明:随着草地和林地比例的增加,流量趋于减小、流量变化趋于稳定,随着建设用地和不透水层的增加,流量增加、流量变化剧烈,随着土壤水文组等级的升高,流量减少;在整个切斯比克湾流域,对流域下垫面特性响应最为显著的水文指标是高脉冲个数及历时,在阿巴拉契亚高地地区响应最为显著的水文指标是年极值流量、高脉冲个数及历时,在皮德蒙特山地响应最为显著的水文指标是高脉冲个数及历时,在沿海平原地区响应最为显著的水文指标是高脉冲个数及历时、流量变化的速率与频率。     

中国主要入海河流河口集水区划分与分类

采用GIS技术开展中国主要入海河流的流域边界及其汇水单元、河口集水区的划分及其分类。基于ArcGIS水文分析模块划分出15条入海河流的汇水单元,并通过5种不同汇水单元面积等级的划分来表达各入海河流汇水单元的详细程度;划分的流域面积与相关文献资料对比偏差在10%以内;在流域与汇水单元划分的基础上,基于感潮河段的数据收集,确定出88个中国主要入海河流的河口集水区。通过建立分类指标体系,采用聚类分析方法,划分出5类河口:第一类EDA主要分布在环渤海地区、山东半岛和广东沿海;第二类EDA主要分布在长江口和杭州湾周围;第三类EDA主要分布在江苏北部沿海和辽东半岛;第四类包括山东江苏交界处沿海、江苏南部沿海;第五类主要分布在福建浙江沿海、珠江口、长江口、海河口附近、辽河河口附近,并利用快速生物评价法验证河口分类的合理性。研究成果可为进一步开展我国近海河口和海域营养盐基准制订与生态分区提供基础空间数据与方法借鉴。     

不同管理主体对泸沽湖流域生态系统影响的比较分析

行政边界将自然生态系统从主观上切割为可供管理的空间单元,而人类介入一个相对完整的生态系统,会从根本上影响生态系统的格局和生态学过程,这种影响对流域生态系统更为显著。以我国西南川滇两省交界处的泸沽湖流域生态系统为例,运用对比分析法,先从不同行政尺度定性比较了流域两侧生态系统管理主体在自然、社会、经济子系统方面的差异性。再采用遥感与地理信息系统变化监测技术,定量分析流域省界两侧土地利用类型、林分结构、归一化植被指数、生态系统服务功能等关键要素上的差异,形成对流域省界两侧生态系统功能的差异性的全面认识,从而对产生生态系统功能差异的驱动力进行了分析。最后,以此为基础,有针对性的提出了泸沽湖流域综合管理的对策,以实现泸沽湖流域生态系统的可持续发展。     

在黄土丘陵区土质路面种草

土质道路水土流失是所有人工生态系统中最严重的土地利用类型,土壤侵蚀模数是相同条件下林地的250倍,农村道路修筑破坏了区域生态景观的完整性,为景观生态修复理论与技术研究提供了重要的实验场地。广大山区农村田间地块道路在种植和收获季节以外长期处于闲置状态,这为植物的种植和生长提供了可能。1997～2001年,以中国黄土丘陵区陕西省延安市小砭沟小流域农田道路为背景,以防止和减轻路面汇流引发的水土流失对道路的破坏和修复农村道路景观生态系统为目的,采用小区径流监测、施工统计和定点观测的方法,在路面进行了为期5a的种草实验。研究结果显示,农田作业道路路面不仅可以种草,而且具有一定生态经济价值,在条播下,胡枝子、小冠花、无芒雀麦每km年产值可达1068.88～3150.27元;同时,路面牧草可承受适度的通行压力,禾本科牧草一般可承受300t·次/a以下车辆碾压;道路种植禾本科牧草后,除有机质外,土壤中其它营养成份均有不同程度的亏损,因此有必要补充各种肥料延长路面牧草使用年限和提高牧草防蚀能力;路面种草后径流量减少46.15%～69.30%,土壤侵蚀量减少54.53%～77.80%,建设成本仅为石子路的27.69%～35.99%,维护费用仅为土质道路的30.52%,是一种经济可行的技术途径。道路种草后,路面雨季泥泞、旱季尘土飞扬的劣质景观被蜿蜒的绿色道路景观所取代,形似镶嵌在绵延山谷中的绿飘带,这无论在理论还是技术方面都是生态修复学和景观生态学研究的重要方向之一。     

黄土丘陵沟壑区不同植被恢复类型昆虫群落结构及多样性的研究

为探讨黄土高原植被恢复过程中植物与昆虫群落的关系,评价人工植被和自然恢复植被种类搭配的合理性,为退化生态系统的植被恢复提供依据。采用样地调查法,在黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域研究比较了不同植被恢复类型昆虫群落组成、结构及多样性的变化。结果表明,2种不同植被恢复类型区昆虫有189种(含蜱螨目),分别隶属13目84科。而不同植被恢复类型昆虫群落的物种数、丰富度、多样性、均匀度及优势度指数值均有明显差异。以20a自然封育植被恢复区昆虫群落的物种数、丰富度、多样性、均匀度指数值均较高,其值分别为160、21.17、1.4914和0.6918。优势度则以人工治理区(0.7251)>自然封育区(0.5845)。说明从人工治理区到自然封育区,随着植被种类增加,昆虫种类相应增加,优势种由突出降至不明显,昆虫群落稳定性提高。     

黄土丘陵区沙打旺草地土壤水分过耗与恢复

研究了黄土丘陵区沙打旺 (Astragalusadsurgens)草地土壤水分的动态规律和恢复过程及人为调控土壤水分的效果。结果表明 :沙打旺在该区生长年限为 6～ 7a,生物量形成的高峰期在第 3～ 4年 ,之后土壤水分大量亏缺 ,生物量逐年下降 ,第 6年生物量和水分均下降到最低点。同时土壤水分的消耗深度与根系的分布相一致 ,土壤干层主要集中在根系分布的密集区 0 .3～0 .8m。随着沙打旺生长年限的延长及根系的下扎 ,土壤干层逐渐加深 ,3～ 6年生沙打旺草地土壤干层平均厚度为 2 .3m;土壤水分要自然恢复到种植前的含水量需要 6～ 7a;通过水平阶和水平沟整地进行人工调控 ,土壤水分比自然恢复可提前 2～ 3a,一般需要 4～ 5 a的时间即可恢复正常     

黄土高原小流域生态-经济重建模式的尺度概念和方法

对黄土高原地区11个水土保持和生态重建科研攻关试验区近20年的研究结果表明,试区设置的区划尺度过粗和小流域治理典型尺度过小,缺乏中尺度研究和不同尺度间模式及内容转换的方法,是典型模式推广不理想的一个重要原因．针对小流域治理在尺度上的局限性,提出相似度尺度推绎和多尺度互补研究等设想,并进行了初步的研究．     

系统保护规划和不可代替性分析在区域规划中的应用

在区域规划中应该把保护和发展密切结合起来,才能为实施可持续发展战略奠定基础。遵循系统保护规划和不可代替性分析的观点,内蒙古克 什克腾旗应该建立10个不同类型的保护区,并与有关部门和社区实施共同管理,建设成为一个可持续发展的示范基地。     

黄土高原人工油松林林冠截留动态过程研究

林冠截留量的大小直接影响着大气降水产生地表径流量的多少 ,也决定着森林涵蓄降水能力的大小 ,是评价森林保持水土效益的关键指标之一。因此 ,一直是森林水文和水土保持研究的重点 ,特别是林冠截留的动态过程的研究 ,对揭示径流、泥沙过程有积极的意义。由于影响林冠截留过程因素复杂 ,目前国内外在林冠截留动态方面的研究较少[1～ 3] ,缺乏好的模型描述此过程[4～ 7] ,限制了森林保持水土机理研究的进展。研究林冠截留的动态过程不仅能够阐明森林保持水土的机理 ,而且对研究林地土壤侵蚀过程有重要意义。1　研究地区与方法1 1　自然概况试…     

Modeling the hydrochemistry of the Choptank River basin using GWLF and Arc/Info: 2. Model Validation and Application

We used the hydrochemical model GWLF to estimate terrestrial diffuse fluxes from ungauged areas of a coastal plain catchment, the Choptank River basin. The gauged area of the basin is 17% of the land surface, and we divided the remaining ungauged area into 21 subbasins. Three comparative approaches were used: (1) application of area yield coefficients based on 11 years of observations from the gauged area to extrapolate over ungauged subbasins without modeling, (2) application of GWLF to estimate export from all subbasins using model parameters calibrated in the gauged subbasin, and (3) application of GWLF with parameter adjustments based on the local characteristics in each subbasin. Comparison of the predicted export from 6 selected subbasins with observed export data showed that application of GWLF with local adjustments reduced model errors of N export from 43% to 27%. With only one adjustment for sediment P, application of GWLF alone reduced errors of P export from 92%to 40–45%, with or without local adjustments for flow and sediment retention. The data supported the hypothesis that significant spatial variations in N and P yields introduce large errors when extrapolating from gauged to ungauged subbasins, and estimated TN and TP yield coefficients varied over 1–21 kg N and 0.1–0.5 kg P ha^–1 y^–1 in ungauged areas due to varying human population densities, soil drainage characteristics, and amounts of agriculture. The most accurate estimates of terrestrial diffuse sources were combined with point source discharges and wet atmospheric inputs to estimate annual average inputs of 2.5 × 10⁶ kg N and 5.8 × 10⁴ kg P y^–1 to the Choptank estuary during 1980–1996. These results illustrate the problems of spatial extrapolation from gauged to ungauged areas and emphasize the need for application of local characteristics for accurate assessment of watershed export.