东北黑土区坡耕地水土流失危险程度评价

富含有机质的黑土层是东北黑土区成为我国重要商品粮基地的基础,目前面临水土流失使黑土层变薄和丧失的危险。水利部现行的SL718—2015《水土流失危险程度分级标准》主要针对植被恢复,是否适宜评价黑土区坡耕地水土流失危险程度?为此,本研究从水土流失危害黑土层的角度进行评价。在松嫩黑土区20.7万km2的范围内采集196个坡耕地样点的土壤剖面样品,利用中国土壤系统分类暗沃表层和均腐特性的定量指标,判断当前黑土层厚度。在此基础上,首先依据标准提出的抗蚀年限指标和植被恢复年限与坡度组合指标2种方法,判断了196个样点的水土流失危险程度;然后依据黑土成土速率,对抗蚀年限标准进行修订,利用修订后的标准重新判断水土流失危险程度。结果表明:抗蚀年限能反映水土流失导致的土层变薄或丧失的危险,但为维持作物正常生长,将临界土层厚度由10 cm改为20 cm对于维护耕地生产力更有意义。应用现行标准评价196个坡耕地水土流失危险程度时,用抗蚀年限指标评价的轻度以上危险程度样点只有13.8%,没有反映出水土流失危害黑土层的危险;用自然植被恢复年限与坡度组合指标评价的结果集中在轻度、中度和重度危险3个级别,轻度危险比例为84.7%,没有反映水土流失危害黑土层危险和地区差异。标准导致黑土区坡耕地水土流失危险程度被明显低估,不利于黑土资源的保护。为了维持黑土资源可持续利用,土壤流失速率应小于成土速率。以成土速率作为微度和轻度以上危险程度分界,提出抗蚀年限标准为:2000年以上是微度危险,>500~2000年是轻度危险,>100~500年是中度危险,>50~100年是重度危险,≤50年是极度危险。据此判断196个坡耕地样点中,轻度以上危险程度比例为92.3%。其中轻度、中度、重度和极度危险程度比例分别为36.7%、36.2%、5.1%和14.3%。该标准既体现了水土流失对黑土层的危害,又反映了区域分异特征,可为水土保持规划提供依据,对于维护黑土可持续生产力具有重要意义。

《从地方分治到参与共治——中国流域水污染治理研究》评析

水资源是十分重要又很特殊的自然资源,它是人类赖以生存的基本物质,是人类社会可持续发展的限制因素;它在自然界中以不同的形态存在并循环不息,其水质也受多种因素的影响而变化。我国水资源总量不少。

东北松嫩黑土区土壤密度传递函数及其适用性

利用野外实测土壤性质数据,通过相关分析和回归分析,对土壤密度传递函数的参数选取、方程形式进行了研究,建立了松嫩黑土区土壤密度传递函数,并对函数的适用性进行了讨论,旨在为该区域土壤密度的预测提供支撑,并揭示土壤密度传递函数在跨地区、跨尺度应用时的适用性规律.研究结果显示:松嫩黑土区土壤有机碳质量分数与土壤密度的相关关系最强,对土壤密度变异的解释率达到67.2%,机械组成和土壤深度对密度的影响次之.利用指数为0.5的幂函数来描述有机碳质量分数与土壤密度之间的关系效果最优.利用有机碳、砂粒质量分数和深度建立的土壤密度传递函数,决定系数能够达到0.72.土壤密度传递函数,在被应用于同一地区、同一土壤类型或其包含的小范围的区域时效果较好;在跨地区、跨土壤类型应用时,需要提前验证、适当调整.

我国西北干燥区降水变化规律

利用多种资料并参考已有研究,综合分析、讨论了我国西北干燥区现代降水变化的特征和可能原因,获得如下认识：1在最近半个多世纪,实测记录揭示出西北地区降水量存在较明显的上升趋势,其中西部上升更加显著。进入21世纪以来,全区降水量比20世纪90年代有进一步上升,其前10 a平均降水量比1961年以来任何年代都高,2010年秋季和年总降水量达到有记录以来的最高值。2新疆北部和天山地区树轮气候重建表明,20世纪80年代初期的大气降水增加现象很可能是近200 a未曾发生,但并非史无前例,现代降水量的增加没有明显超过历史时期的最湿润阶段,这样就不排除其仍为多年代到世纪尺度上气候自然振动节律表现的可能性。3根据再分析资料,1979年以来,整层积分的净水汽通量出现较明显增加趋势,但这种增加并非是由西、南和北边界的输入通量增加造成的,主要是东边界输出通量显著减少的结果,同时大气可降水量增加并不显著。因此,实测降水量增加似乎与全球大气水汽含量增加及区域外水汽输入通量变化关系不大,可能是对区域内气候变化与变异响应的表现形式。4已有研究显示,相比华北地区,在过去和未来大气温室气体浓度持续上升条件下,全球和区域气候模式更为一致地模拟出了西北地区降水量显著增加的趋势,暗示西北降水量增加可能是对全球气候变暖的响应,但与近几十年水汽通量趋势变化分析和多数古气候重建结论不完全一致。5区域和局地灌溉面积扩大以及城市发展等＂绿洲化＂过程,可能显著增加了陆面的实际蒸发量,成为西北地区气象观测站附近降水量增多的重要驱动因子。气候变暖与气溶胶排放引起的山地冰川融化及其河湖水位上升,可能加强了这种局地人为气候效应。6在全球、区域和局地不同尺度的人类活动综合影响下,预计西北干燥区绿洲及其城市和附近局部区域未来20～30 a降水量总体上仍将增多,但这种长期变化趋势很可能与年代到多年代尺度的自然降水变异节律相互叠加,而在新疆北部和天山等地,自然气候演变预示可能进入一个多年代降水偏枯时期,致使未来特定区域和时段的合成降水量变化情景趋于复杂化。

我国北方TOMS气溶胶光学厚度与地面沙尘天气频数的比较

利用卫星监测和反演沙尘天气频率或沙尘气溶胶光学厚度,检验卫星监测和反演结果是否与地面观测一致。采用地面观测记录获得全部沙尘天气事件频数(DF)资料,对1979—2002年TOMS(臭氧总量绘图系统)反演的气溶胶光学厚度指数(AI)进行检验分析。结果表明:1 AI高值区基本与我国北方地面观测的沙尘天气频数高值分布区一致,两者均在我国西北部极端干旱的盆地和高原地区出现最高值,相对低值一般分布在气候湿润的东部地区,但东北平原和华北平原AI值相对较高,冬季尤其明显,与地面沙尘观测差异很大;2 AI和DF年内变化也具有很高的一致性,均在春季最大,4月达到峰值以后减小,但前者在冬季12月和1月出现次高值,而后者冬季为全年低谷;3相关性分析表明,AI和DF相关系数一般在夏季最大,冬季最小,年和季节的相关系数具有随时间呈下降的趋势;4 TOMS AI数据在反映我国北方沙尘天气频数时空变化特征方面,区域上西北干旱区效果最好,东部季风区的华北和东北较差;季节上夏季、初秋和春季较好,冬季效果较差。同时还对AI和DF资料时空分布差异的可能原因及其潜在应用意义进行了讨论。