基于多维Copula函数的澜沧江-湄公河流域气象干旱特征分析

为全面揭示变化环境下澜湄流域多维气象干旱特征,采用标准化降水蒸散指数SPEI表征流域气象干旱,基于游程理论分别提取澜沧江段和湄公河段上、中、下游流域1901—1960年和1961—2021年两个时段的干旱事件,利用Copula函数分别构建两个时段不同子流域二维和三维干旱特征变量联合分布,计算不同干旱特征变量组合条件下的干旱联合发生概率,对比分析不同子流域多维气象干旱特征的时空变化。结果表明:时间上,1961—2021年各子流域平均干旱程度均较1901—1960年更严峻,尤其是极端干旱事件(单变量累积频率为25%、50%)的多维干旱联合发生概率增幅最大;空间上,1961—2021年,随着干旱历时、烈度和烈度峰值的增加,“或”情况下多维干旱联合发生概率最高值区自北向南转移,“且”情况下多维干旱联合发生概率最高值区自南向北转移。

伊犁河三角洲水资源条件变化对景观格局演变的影响

在分析1992—2020年伊犁河三角洲水资源条件和定量评估研究期内土地利用变化的基础上,选取景观类型水平和景观水平指数解析景观格局变化特征,采用皮尔逊相关系数分析了水资源条件变化对景观格局指数的影响。结果表明:乌斯热尔玛水文站年径流总体偏大,巴尔喀什湖年平均水位在2002年发生突变,三角洲水资源补给总体处于增加状态;湿地和稀疏植被面积增大且聚集性增强,裸地向稀疏植被转化且优势度不断下降,林地破碎程度剧烈;景观水平指数在时程上呈阶段性变化,2016年伊犁河三角洲破碎化程度最低,在空间上伊犁河沿岸连通性增强,巴尔喀什湖沿岸景观多样性增加;景观水平指数与巴尔喀什湖年平均水位相关性最高,与乌斯热尔玛水文站年径流量的相关性次之,与伊犁河三角洲年降水量的相关性最低,且景观水平指数对三角洲水资源条件变化存在迟滞响应。

基于新安江模型的老挝南俄河流域径流变化贡献率分析

为分析20世纪60年代以来气候变化和人类活动对老挝南俄河流域径流变化的贡献率,基于流域内地面站点实测降水数据,对广泛应用于湄公河流域的APHRODITE和MSWEP两种卫星降水产品日降水数据进行了偏差校正,采用经校正的基准期卫星日降水和白冠洪、欣赫普两站点实测日径流资料构建了新安江模型,模拟还原了流域水库影响期的天然日径流过程,定量分析了气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明:南俄河流域年径流总体呈下降趋势;白冠洪站两个水库影响期气候变化对径流变化的贡献率分别为-429%和-399%,欣赫普站水库影响期气候变化对径流变化的贡献率为-380%,而对应的人类活动贡献率分别为529%、499%和480%,人类活动是流域径流变化的主要原因;以水库运行为主的人类活动对径流年内分配影响显著,丰水期人类活动影响量的绝对值超过气候变化影响量绝对值的2倍。

高寒岩溶土壤微生物群落组成及其多样性

高寒岩溶是四川黄龙风景区独特的地质特征。为分析高寒岩溶区土壤微生物群落组成特征与土壤理化性质间的相关性,以黄龙风景区土壤为研究对象,对土壤细菌的16SrRNA基因序列和真菌ITS序列进行高通量测序。结果表明:不同岩溶区的土壤细菌多样性和丰富度具有显著差异,但土壤真菌差异不显著,且土壤细菌群落占主导地位;细菌群落以变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)为主;真菌群落以子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)为主,真菌在门和属水平的差异较大。冗余分析发现总磷和温度是黄龙风景区土壤微生物群落结构变化的重要环境因子,pH是第二重要的环境因子。

伊犁河上游流域三种日尺度降水产品性能评估

伊犁河上游喇叭口地形条件导致其降水空间分布极不均匀,有限的地面观测站点难以真实反映日降水时空变化,因此,有必要评估不同降水产品在伊犁河上游的适用性。选用7种统计指标与广义三角帽法分别对三种降水产品(GPM、ERA5、CHIRPS)在伊犁河上游地区的精度与不确定性进行评估。结果表明:(1)ERA5的相关性、探测率、错报率最高,其估计的中雨与大雨降水量最准确;GPM的均方根误差最小,探测率、错报率最低;CHIRPS的相对偏差与平均误差最小,其探测率、错报率均介于GPM与ERA5之间,其估计的小雨降水量最准确;三种降水产品估计的暴雨降水量精度均不高,但ERA5要好于GPM与CHIRPS。(2)ERA5的日降水量不确定性介于GPM与CHIRPS之间,信噪比最大;GPM的日降水量不确定性最小,信噪比介于ERA5与CHIRPS之间;CHIRPS的日降水量不确定性最大,信噪比最小。(3)ERA5的日降水质量好于GPM与CHIRPS,可用于伊犁河上游地区降水特征分析;GPM的日降水量不确定性最小,通过系统校正提升其质量的可能性最大。研究成果可为伊犁河上游流域水文模拟与水资源变化分析提供支撑。

变化环境对NamLik1-2水库下游生态水文情势的影响研究

为探究重要国际河流湄公河支流NamLik河在NamLik1-2水库建设后下游的生态水文情势变化,基于水库下游Hinheup水文站1980—2018年日平均流量数据、流域ERA5再分析气象数据以及NamLik流域地理信息数据,采用IHA_RVA法定量分析水库运行后河流水文情势改变;基于SWAT模型分析了气候变化和水库调度对水库下游径流年内分配变化的贡献率。结果表明:(1)NamLik1-2水库建库后下游水文情势发生较大改变,整体水文改变度达79%,属于高度改变;下游河道流量年内分配变化显著,月均流量指标的水文改变度达到70.4%。(2)基于SWAT模型对无水库情景的天然径流还原结果,计算得到水库对径流汛期减少和枯季增加的贡献率分别为142%和71%,而气候变化的相应贡献率分别为-42%和29%,水库运行是引起下游径流年内分配变化的主要原因。

西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征

为了解西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征,采用西南地区1968—2017年101个气象站观测资料和8个水文站月径流资料,计算了标准化降雨蒸散发指数(SPEI)和标椎化径流指数(SRI),基于皮尔逊相关系数(PCC)确定了干旱响应时间并结合游程理论识别、融合和剔除干旱事件,构建了线性干旱传播模型并确定了西南地区部分流域气象干旱向水文干旱传播的触发阈值。结果表明:西南地区干旱响应时间为2~7月;水文干旱敏感度分布与气象干旱传播率分布较为一致;干旱烈度传播阈值较小的流域,水文干旱事件历时更长。

粒子群优化极限学习机模型在河南省干旱预测中的应用

干旱预测是提高防旱抗旱能力的重要非工程措施。在评价不同时间尺度标准化降水蒸散指数(SSPEI)对河南省干旱识别能力的基础上,以能有效表征河南省干旱状况的SSPEI为模型输出,以基于信息变化率和条件互信息的特征变量选择方法(ICR-CMIFS)筛选得到的河南省主要致旱气候系统指数为模型输入,构建了基于粒子群算法优化极限学习机(PSO-ELM)的干旱预测模型,通过对比该模型与标准极限学习机(ELM)、差分进化算法优化极限学习机(DE-ELM)模型的干旱预测结果,验证PSO-ELM模型在河南省干旱预测中的适用性。结果表明,SSPEI-3能有效识别河南省典型干旱事件,从时间和空间上可较准确地反映河南省干旱状况;ICR-CMIFS筛选出的河南省主要致旱气候系统指数为西太平洋副高面积指数和NINO指数;PSO-ELM模型能较准确地预测河南省干旱,且预测精度优于DE-ELM模型和标准ELM模型,在河南省干旱预测中具有较好的适用性。

黄龙风景区藻席嗜冷硅藻群落结构变化及其驱动因子分析

硅藻群落对环境变化十分敏感,是自然河流水质变化的指示生物。为了解黄龙风景区藻席及藻席嗜冷硅藻群落结构与环境变量的关系,对景区内8个典型景点进行水样和藻席的采集并分析。结果表明,黄龙风景区藻席是以钙华作为基底,丝状藻作为骨架,栖息着大量硅藻的高寒岩溶微生态系统,共鉴定出25属72种硅藻,其中优势种13种,以桥弯藻属(Cymbella)为主。通过冗余分析发现,水温(F=2.8,P=0.02)和溶解硅(F=2.3,P=0.04)是影响黄龙风景区藻席嗜冷硅藻群落结构特征的主要驱动因子,TN是潜在驱动因子。硅藻可以为高寒岩溶区地表水监测提供重要的补充信息,建立完整的硅藻物种数据库,有利于区域水质监测。

不同情境下公共流域水资源动态一体化调控——以澜湄流域为例

从一体化视角出发针对不同的水文情境分析公共流域水资源调控能够应对复杂多变的气候变化。文章采用DPSIR模型构建流域水资源系统分析框架,并构建其系统动力学模型组从供需方面分析流域水资源系统的因果关系。以澜沧江−湄公河流域(文中简称澜湄流域)为例,运用系统动力学模型探究流域现在和未来的水资源供需情况,结合不同水文情景进行仿真分析,分析其演化过程和调控机制。结果显示:不同水文情景下流域内的水资源供需矛盾存在较大差异,结构性措施主要影响水资源的供给,非结构性措施主要影响水资源的需求。两种类型措施单独实施时都能够缓解流域内水资源短缺的压力,但对于较为极端的水文情景,流域未来仍会面临水资源短缺的压力。当结构性措施和非结构性措施同时实施时,流域内水资源的供给具有较大韧性,即使在较为极端的水文条件下仍然能够调节流域的水资源供需平衡,有利于流域内水资源的长期可持续发展。研究结果揭示了一体化视角下澜湄流域在不同水文情境下水资源的调控效果,以及各种调控措施对水资源供需的影响,将为澜湄流域水资源系统调控的联合行动奠定了基础。

黄河流域多源蒸散发产品评估

准确估算蒸散发对流域水循环研究具有重要意义。文章以黄河流域为研究区,通过引入植被初级总生产力以实现对SW模型的改进,并对改进SW模型(ET_(SW_GLASS))、陆表特征参数蒸散发产品(ET_(GLASS))和基于蒸散发互补方法蒸散发产品(ET_(CR))进行对比评价。结果表明:ET_(GLASS)、ET_(CR)和ET_(SW_GLASS)在流域时空变化格局方面有较大差异;与基于水量平衡方法计算的值相比,ET_(SW_GLASS)的精度最高;ET_(SW_GLASS)的栅格尺度月均不确定性低于ET_(GLASS)和ET_(CR)。该结果可为黄河流域水循环研究提供重要参考。

人类活动对长江泥沙特性的影响

随着长江流域水资源开发利用程度的提高,长江泥沙特性在一定程度上也发生了变化.为分析水资源开发利用对长江泥沙特性的影响,以长江万县、宜昌、汉口、大通、白河、仙桃6个水文站为研究对象,以丹江口、葛洲坝及三峡水库关闸蓄水时间划分研究阶段,利用各站近50 a的日含沙量资料对比分析了各研究阶段长江年、汛期、非汛期、月输沙量变化特性.结果表明,不同历时的输沙量均呈显著减少趋势.该研究成果为评价人类活动对长江生态系统健康与稳定性的影响提供了参考.

哈茨木霉(Trichoerma harzianum)T23生防菌筛选及防治中药材根腐病的研究

研究表明，引起麦冬、丹参、川芎等中药材根腐病的主要病原种群是尖孢镰刀菌及腐皮镰刀菌．为了有效防治中药材根腐病，保护环境，提高品质和产量，通过不同生态区的土样采集，采取病原菌诱饵法及稀释平扳法分离菌株，经筛选、纯化得到抑菌拮抗效果达80％以上的哈茨木霉生防菌T23；不同剂量试验结果表明，施用哈茨木霉T23生物制剂7．5kg／hm^2效果最佳，田间防治麦冬、丹参、川芎等中药材根腐病效果达70％以上，显著优于50％多菌灵粉剂，比对照增产14．2％～24．5％．大面积防治中药材根腐病的防病增产效果与田间小区试验的一致．

柠檬酸对黄龙碳酸钙矿化影响的模拟实验研究

为探索生物因素在黄龙钙华沉积过程中的作用及参与程度,本研究以黄龙水体中2株嗜冷细菌胞外特征有机酸组分——柠檬酸为研究对象,通过模拟黄龙常年水温和p H值,结合碳酸钙晶体晶型和形貌,探讨柠檬酸钙化体系中的钙化过程及柠檬酸对碳酸钙晶型和形貌的影响。结果表明:1柠檬酸浓度高、p H值低和温度低都会一定程度地抑制碳酸钙沉积;2柠檬酸浓度(20、40、80、160mg/L)对碳酸钙晶型影响不大,主要合成方解石型碳酸钙,但随着浓度的增加,伴随有花瓣状形貌的生成;3随着p H值的增大,棱柱体形貌转变为边缘较为圆滑的椭球体。综上可见,柠檬酸对碳酸钙的钙化速率、晶型和形貌具有一定的影响和调控作用,其结果可为黄龙钙华生物成因的探究提供理论基础。

纤维素分解菌的分离及产酶条件研究

[目的]寻求最适宜的纤维素分解菌产酶条件。[方法]通过菌种筛选与鉴定试验,研究5种碳源(麸皮、滤纸、葡萄糖、蔗糖和CMC)、5种氮源(蛋白胨、硫酸铵、草酸铵、硝酸铵、柠檬酸)、培养时间、液体发酵培养基初始pH值和5个培养温度(22、263、03、4和38℃)对微生物产酶的影响。[结果]从土壤、牛粪样品中共分离出17株微生物菌株,其中1株T2菌丝密集,菌落在PDA培养基上生长快,经鉴定为木霉菌。T2菌株最适宜的产酶条件是:碳源为麸皮、羧甲基纤维素等纤维素物质、氮源为蛋白胨和硝酸铵、培养时间为3~4 h、液体发酵培养基初始pH值为4~6、培养温度为26~34℃。[结论]T2菌株在30℃下培养时,相应的滤纸酶活力、CMC酶活力最高值分别为10.72和47.52 U/g。

微生物与放射性核素相互作用的研究进展

利用微生物处理放射性废物正日益引起人们的关注,是对现有核素固化方法的新的补充及探索,也是极有应用前景的新尝试。用微生物菌体作为生物处理剂,富集回收存在于水溶液中的铀等放射性核素,效率高,成本低,耗能少,而且没有二次污染物。通过微生物的吸附富集核素作用,可以实现放射性废物的减量化目标,为核素的再生或地质处置创造有利条件。文章综述了目前国内外利用微生物进行放射性核素处理的研究进展。

不同施肥配方对川麦冬产量的影响

分别探讨氮肥、磷肥、钾肥对川麦冬产量的单因素效应,发现3个因素对川麦冬产量影响的顺序为钾肥>氮肥>磷肥;互作效应分析显示,氮肥、磷肥的交互效应对川麦冬产量的影响极显著,其中低氮低磷及高氮高磷组合均能促进川麦冬增产;边际效应分析显示,产量变化速率顺序为磷肥>氮肥>钾肥。当肥料的施用配方为氮498.525 kg/hm2、磷573.525 kg/hm2、钾231.18 kg/hm2时,川麦冬产量达到最高,为5 612.827 5 kg/hm2。

二溴对甲基偶氮甲磺分光光度法测定调味品中的钙

用分光光度法测定加钙盐和钙强化醋中钙的含量。在HCl介质中,钙与二溴对甲基偶氮甲磺反应生成兰色的配合物,其最大吸收波长为638nm,摩尔吸光系数为5.5×104L(/mol·cm)。钙量在0μg/50mL～20μg/50mL范围内符合比尔定律,该法具有很好的选择性,可直接用于测定调味品中钙的含量。

气象变化趋势对蒸发皿蒸发的影响分析

为分析老哈河流区域的气温、净辐射、相对湿度、风速等气象要素的变化趋势及其对蒸发皿蒸发的影响,选用初头朗子流域实测资料进行计算分析。结果表明,年、季时间尺度的蒸发皿蒸发和风速均呈显著下降趋势,而气温、净辐射、相对湿度在不同时间尺度和不同季节的变化趋势则略有不同;风速和相对湿度是影响蒸发皿蒸发的最主要因素,其他气象要素对蒸发皿蒸发的影响则视时间尺度和季节的不同而不同。

麦冬、丹参、川芎根腐病的发生及生物防治研究

调查表明，麦冬、丹参、川芎等中药材根腐病的一般发病株率为15．2％-67．5％，重病地高达80％以上。通过采取染病植株进行室内分离、纯化鉴定，3种中药材根腐病的病原，属尖孢镰刀菌及腐皮镰刀菌。利用筛选出的哈茨木霉T23生物制剂，对麦冬、丹参、川芎等中药材根腐病防治试验，结果以每公顷施用7．5kg的剂量最佳，防治效果分别为74．5％、71．2％及70．9％，显著优于多菌灵粉剂农药处理，产量比对照增产14．2％～24．5％。大面积防治示范，防病增产效果一致。