基于生态足迹法的农业水土资源承载力分析——以三江平原友谊农场为例

本文以三江平原“黑土粮仓”——友谊农场为例,应用生态足迹法对当地的水土资源承载力进行定量评估。结果表明:(1)人均农业水资源生态足迹多年平均值为5.26 hm^(2)/人,生态承载力多年平均值为1.97 hm^(2)/人,水资源生态赤字,生态压力指数平均值为2.82,水资源利用处于不安全状态;人均耕地资源生态足迹小于生态承载力,耕地资源生态盈余,生态压力指数平均值为0.69,耕地资源利用处于安全状态;(2)友谊农场农业水土资源生态足迹和水土资源生态承载力的耦合协调度总体处于一般协调状态;(3)虽然农场土地资源丰富,但水资源稀缺,该地区的水土资源承载力协调水平还有很大的提升空间。研究结果对于黑土地保护,实现农业水土资源可持续发展有重要意义。

珲春河流域极端气候时空演变特征及水库运行的反馈效应

极端气候带来的不利影响已引起全球广泛关注。然而,由于极端气候的时空异质性,仍有待进一步研究。选取中国、朝鲜和俄罗斯三国交界处的珲春河流域为典型研究区,通过RClimDex模型对1979~2018年间极端气候时空演变特征及其水库运行的反馈效应进行了分析。结果发现:流域呈变暖趋势,极端气候事件的发生呈增加趋势且年际波动较大,近10年达到峰值。从空间上看,极端气温事件大体呈纬度越高,高温事件发生越少、低温事件发生越多的规律,极端降水事件呈近10年过度降雨事件和持续湿润情况由西南向东北递减、持续干燥情况则相反。同时水库的运行可以对局部气候变暖情况起到抑制作用,减少局部极端高温事件的发生,缓解局部持续干燥气候,但也会促进夜晚局部极端低温事件的发生。总体而言,老龙口水库的运行可以缓解局部极端气候现象,提高周边地区生态系统的生产力和稳定性。

寒区土壤水运移研究热点与进展--基于科学计量分析法的可视分析

基于CiteSpace可视化软件对CNKI和WOS数据库共30000余篇文献进行了分析,通过关键词、发文机构、发文作者等特征对有关寒区土壤水运移的文献进行了统计分析。结果表明:寒区土壤水运移方向的研究方法包括数值模拟,实验研究与实地观测;研究的主要地区集中在我国中西部地区;其中水热耦合研究是当前关注的重点,针对水热盐运移实验观测和模型规律的研究较少,然而通过近20年的发文量呈现出上升趋势,并且具备了一定的规模。随着气候变化引起的冻土退化程度更加明显,更多的衍生问题被暴露出来,总的来看,为加强对寒区生态环境的保护,有关寒区土壤水分运移的研究开始呈现出精细化、多学科交叉等发展前景。

东北黑土区水土资源配置及其空间格局优化

在水资源刚性约束条件下,如何综合考虑多个目标实现东北黑土区水土资源优化配置仍是有待解决的国际前沿问题.因此,本研究首先分析了该地区水土资源演变规律,然后研发了基于水-碳-经济-生态耦合的水土资源优化配置模型,通过NSGAⅢ智能算法对模型进行求解,最终在4种情景下对黑土区40个城市水土资源进行优化配置和生态安全保障分析.结果表明:(1)在气候变化和人类活动的影响下,1980年之后水田和旱田面积分别增加了91%和14%,林地、草地和湿地分别减少了2%、27%和10%.(2)2001~2020年东北黑土区平均水资源总量为1972亿m^(3),大部分城市的地表水资源量、地下水资源量以及水资源总量呈现增加趋势.(3)4种情景下,东北黑土区主要粮食作物的毛灌溉需水量在491~722亿m^(3)之间.通过优化配置后,在平水年通过增强节水,水稻种植面积仍可增加13.7%;其余水平年通过调整种植结构和增强节水也可大幅度提高粮食产量、农民收入、固碳量和生态效益,减少水资源开发利用,保障东北黑土区粮食安全和生态安全.针对目前水土资源存在的问题,提出了相关对策建议,为东北黑土区粮食增产工程和生态安全提供策略支撑.