百脉泉泉群泉水氢氧稳定同位素时空变化特征

研究泉水氢氧稳定同位素时空变化特征,探究泉水的补给来源,对水资源管理及旅游业可持续发展具有重要指导意义。以百脉泉泉群为研究区,通过分析降水及泉水中的氢氧稳定同位素特征,获取了本地大气降水线、泉水同位素时空变化特征及蒸发线,并探究了百脉泉泉水的补给来源。结果表明:大气降水中δ2H的波动范围为-151.55‰δ18O—-4.28‰,δ18O的波动范围为-19.93‰δ18O—-0.52‰,δ2H和δ18O在时间上的分布规律相似,均呈现双峰状(“M”型),本地大气降水线(LMWL)为:δ2H=7.58×δ18O+4.17。百脉泉泉水的δ2H的波动范围为-65.23‰δ18O—-37.01‰,δ18O的波动范围为-8.99‰δ18O—-4.04‰。泉水δ2H—δ18O均落在本地大气降水线上或附近,泉水同位素蒸发线(LEL)为δ2H=5.75×δ18O-δ18O13.23,斜率(5.75)小于本地大气降水线斜率(7.58),表明泉水的补给来源主要为大气降水,且在入渗之前经历了较弱的蒸发作用。各泉泉水的补给区海拔均高于298 m,补给高程呈现百脉泉和东麻湾>墨泉和梅花泉>筛子泉和龙湾泉。且因地形、地层、岩性及降水量和持续时间等因素的制约,泉水同位素值及喷涌量的变化滞后于降水,降水至泉水喷涌时的补给周期尚需进一步结合同位素定年及水文地质条件厘定。相关研究结果将为百脉泉泉水资源合理利用及泉域旅游业的可持续发展提供借鉴。

黄河口海岸线遥感动态监测

本文以1976年至2002年间18景多时相遥感影像为主要数据源,在遥感与GIS技术的支持下,对影像进行几何校正与配准,并运用近红外波段的水体反射辐射率明显单一并低于其他地物的特性提取了逐年河口海岸的平均高潮线,另外经GIS叠加分析计算等获取了海岸线时空变化的数据,进一步分析了海岸线的演变过程,并根据河口来水来沙等条件提出了防止海岸蚀退的对策。

沙地景观中矢量数据栅格化方法及尺度效应

针对景观生态学研究中的数据转换(矢量数据转换为栅格数据)问题,从斑块面积、周长、数量对转换方法及尺度的响应角度进行了详尽的分析。以库布齐沙漠地区的2003年1∶10万的矢量数据为例,转换尺度以10m为起点,200m为终点,10m为间隔,利用最大面积值方法(RMA)和中心属性值方法(RCC)两种转换方法分别进行栅格化,讨论了面积、周长、斑块数量对不同尺度及不同转换方法的响应,同时还讨论了运算时间对转换方法及尺度的响应。得出了"30m大小的转换尺度为最佳尺度,最大面积值方法(RMA)优于中心属性值方法(RCC)"的结论。

黄河水文特征对河口海岸变化的影响

论文选取海陆变化频繁的黄河口作为研究区,在3S技术支持下采用平均高潮线法对1976—2002年18个年份的遥感影像进行了海岸线信息提取。对研究区海岸变化的叠加分析表明:1976—2002年间黄河口海岸的演变过程分为直线增长、波动增长和波动减少3个阶段。同时,黄河口水文特征的变化规律及其对岸线变化影响的分析揭示了黄河水沙状况与河口海岸线的年际变化呈线性回归关系,指出了输沙量为河口海岸变化的主要驱动力,而径流量和含沙量是通过影响输沙量而间接影响河口海岸线变化,确定了输沙量3.517×108t/a为河口海陆变迁的临界值。

山东半岛丘陵区典型流域河流径流的影响因素分析

应用3S技术生成数字高程模型(digital elevation model,DEM),解译出大沽夹河流域范围。采用空间内插法计算流域内年平均降水量,通过选择流域内人类活动的人口数量、GDP、土地利用现状以及气候变化的降水量和气温等9个因子,采用单因子相关分析和主成分分析(PCA)方法,分析了各因素及综合因素对径流量的影响。单因子分析表明,降水量、林地和果园与径流量的相关程度显著。主成分分析表明,人口数量、耕地面积、果园面积、林地面积和水域面积对径流量影响较大,占所有分析因子贡献率的73.96%;降水量对径流量的影响次之,因子贡献率为11.38%。

山东半岛丘陵区典型流域影响河流径流的人文因素分析

采用3S技术根据1∶250 000地形图生成DEM,确定出大沽夹河流域。通过选择烟台市大沽夹河流域内人口数量(总人口、非农业人口)、国内生产总、各产业总产值(第一产业总值、第二产业总值、第三产业总值)等6个因子,采用灰色关联分析,揭示了各因素对径流量的影响。关联分析表明,各因素与径流量的关联系数分别为:0.715 59、0.770 47、0.705 65、0.724 79、0.699 24、0.694 82,对关联程度进行排序为:非农业人口>第一产业>总人口>国内生产总值>第二产业>第三产业,并由此讨论了烟台市水资源可持续利用的对策。

山东半岛丘陵区典型流域降水对农业的影响分析

采用3S技术并根据1:250000地形图生成DEM,确定出大沽夹河流域。同时用空间内插法计算了流域对应的大气降水量,通过选择烟台市大沽夹河流域内农业产值和作物单产量等因子,采用滑动平均和相关分析,揭示了降水对农业的影响。结果表明,降水对产值具有累积效应,主要表现在牧业产值和渔业产值上,分别在2a和10a滑动平均相关性极显著;呈线性回归关系,相互之间有较高的置信度。同时揭示了降水与流域内作物单产量相关性不大,主要是由于人为活动通过修建水利措施,拦蓄大气降水、增加农用水资源的补给源,影响降水在单产量中的作用地位。并由此讨论了烟台市水资源可持续利用的对策。

粮食产量变化及影响因素分析——以山东省东营市为例

分析了山东省东营市1983～2002年粮食产量变化情况。通过选取气温、降水量、蒸发量、粮食播种面积、农业机械动力、化肥施用量、农业人口等7个因子，分别采用单因子关联分析和多因子P（认分析，揭示了东营市影响粮食产量变化因素的内在联系。单因子分析表明：气温、播种面积、化肥用量、机械动力、农业人口等5个因子与粮食产量的关联程度极显著（在0．01水平），关联系数＞0．586。PCA分析表明，气温、化肥用量、机械动力及农业人口作为第一主分量对粮食产量影响较大，占有分析因子贡献率的50．99％，降水量、蒸发量与播种面积作为第二主分量对粮食产量影响较大，占有分析因子贡献率的21．18％。第三主分量表现在播种面积，贡献率为12．93％。

黄河三角洲城市化发展对土地利用格局的影响

采用3S技术和统计分析的方法对黄河三角洲腹地城市——东营市的1984、 1990、1996年和2002年的TM影像和1984～2002的统计数据进行了土地利用格局变化和城市化过程分析。结果表明:三角洲的城市化水平呈逐渐增加的趋势(y=0．01× -25．72(R2=0．97));土地利用格局主要以耕地的减少(平均每年减少1158．2 hm2)和居民地(平均每年增长744．4 hm2)和园地(平均每年增加286．3 hm2)的增加为主要特点。关联分析表明,城市化水平与耕地、园地、居民地、水域的关联程度极为显著(在0． 01水平上),关联系数>0．853。各土地类型变化与城市化发展水平之间存在回归关系,其中上述4种类型与城市化过程的关系比较密切,呈线性回归关系。经相关系数检查相互之间有较高的置信度。

江南丘陵典型地区土地利用/覆被目视解译尺度效应

选取江南丘陵典型地区作为研究对象,从研究区整体、不同等级斑块及土地利用类型等3个层面,探讨了斑块数量、面积、形状等量化指标对目视解译尺度的响应。结果表明,随解译尺度增大,斑块数量在3个层面上均呈减少趋势;分布较广的丘陵水田、平原水田和林地等土地利用类型的面积均呈增加趋势,其他土地利用类型的面积呈减少趋势;研究区整体、小斑块和各土地利用类型(河渠类型除外)的平均分维数均呈增大趋势。随解译尺度增大,分布于丘陵区且斑块面积较小的丘陵水田、丘陵旱地、湖泊、居民地及草地主要被解译为林地,平原区面积较小的平原旱地、河渠、滩地、居民地及林地斑块主要被解译为平原水田。分析尺度对目视解译的影响主要体现在小型斑块损失上,对大型斑块影响不显著。若将损失精度控制在小于5%,居民地、湖泊等面积较小的土地类型的解译尺度需在1∶10万以下,草地可扩至1∶20万,平原旱地可扩至1∶30万;而对于面积大的丘陵水田和林地类型,解译尺度可放到1∶50万,精度损失小于3.9%。

科尔沁沙地自然与人为因素对沙漠化影响的累加效应分析

采用滑动平均法分析了科尔沁沙地年平均温度、年降水量(代表自然因素)和耕地指数、草场载畜量(代表人为因素)对沙漠化影响的累加效应。结果表明,年平均温度和年降水量的累加作用持续的时间较短(在4a之内),其中年平均温度对沙漠化影响的累加效应作用在2a最大,但作用不明显;年降水量对沙漠化的影响以4a最高,累加效应最明显,关联系数为0.801,而且二者之间有较显著的回归关系。年降水量和年平均温度的波动特点是决定累加作用时间和影响强度的关键。代表人为因素的耕地指数和草场载畜量对沙漠化影响的累加效应都比较明显、作用持续的时间较长(大于8a),其中耕地指数对沙漠化的影响以7a的累加效应最明显;草场载畜量对沙漠化的影响以10a的累加效应最明显,耕地指数和草场载畜量与沙漠化之间存在着较显著的回归关系。人口持续增长导致的对资源环境压力的增大是耕地指数和草场载畜量对沙漠化影响产生累加效应的根本原因。

青海湖流域50年来(1956-2007年)河川径流量变化趋势——以布哈河和沙柳河为例

通过对青海湖流域布哈河和沙柳河50年来的河川径流量分析发现,布哈河和沙柳河年径流量50年来没有显著的变化趋势,这两条河流的河川径流量对青海湖水位下降所起的作用不明显;布哈河月平均流量的年际变化在1月、2月和3月有减少的趋势,沙柳河月平均流量的年际变化在1月、2月、4月和5月亦有减少的趋势;布哈河的径流量大于沙柳河的径流量,在55%-91%频率范围内,布哈河的径流量小于沙柳河的径流量,在其它频率范围内,布哈河的径流量显著大于沙柳河的径流量,在一年中,布哈河和沙柳河的月径流量具有显著的差异;布哈河来水丰沛期是20世纪60年代,贫乏期是90年代,70和80年代为平水期;沙柳河月径流量从20世纪60年代到90年代一直比较稳定,没有发生显著的变化.

青海湖流域及周边地区蒸发皿蒸发量变化(1961-2007年)及趋势分析

采用单调趋势的非参数统计检验Mann-Kendall(M-K)法和灰色关联分析方法对青海湖流域及周边地区1961-2007年20cm小型蒸发皿蒸发量及其影响气候因子的变化趋势进行了分析.结果表明,近47a来青海湖流域及周边地区的蒸发皿蒸发量平均每年减少4.47mm,各季节的蒸发皿蒸发量除秋季变化不显著外,其它各季以0.55-1.83mm/a的速率减小,其中春季减幅最大,其次是夏季,冬季减幅最小;日照时数的减少导致了气温日较差变小和空气饱和差的减小,是造成该研究区域蒸发皿蒸发量减小的主要原因.

沟垄集雨结合砾石覆盖对沙棘生长的影响

为了解沟垄集雨结合覆盖措施在高寒半干旱地区生态环境保护和恢复中的应用效果,该文以青海湖流域为例,基于野外试验分析了高寒半干旱地区沟垄集雨结合砾石覆盖对沙棘生长的影响。结果表明:试验区所在地2009年膜垄(窄垄)、土垄(窄垄)和平地3种处理产流后的集流效率分别为62%、33%和23%;沟垄栽植沙棘成活率平均为49%,比平地栽植的成活率高27%,同等条件下窄垄的沙棘成活率(59%)高于宽垄(40%),垄上覆膜和沟内覆砾石处理的沙棘成活率较低;相对于平地栽植而言,沟垄集雨结合砾石覆盖可以有效促进沙棘生长,但丰水年宽垄结合砾石覆盖条件下沟内贮存的水分过多则可能抑制其生长;小雨条件下砾石覆盖的雨水拦截作用和保墒作用在一定程度上相互补偿并导致其对沙棘叶片水势的影响不明显。因此,沟垄集雨结合砾石覆盖可以促进沙棘成活和生长,但应结合各地降水特征并根据植被的需水规律确定合适的处理措施。

山东半岛典型流域土地利用格局分析

本文以烟台市1996年土地利用现状图图斑分类和地面调查为斑块属性引导,在3S技术的支持下,对2002年9月9日的ETM影像进行解译分析,选取斑块密度(PD)、形状指数(SI)、景观多样性(DV)和景观均匀度指数(EV)等,对烟台市12个典型流域的土地利用结构进行了分析。结果表明:在斑块尺度上,6种主要土地类型与流域面积和形状指数进行的关联分析表明,灌木林斑块和旱地斑块的相对面积(在0.01水平上)与流域面积的关联程度显著,关联系数分别为0.843和0.796,且呈对数回归关系;水浇地和旱地斑块的相对面积与形状指数关联程度极为显著(在0.01水平上),关联系数大于0.729。从相互关系来看,在本文所研究的流域面积范围内,灌木林斑块和旱地斑块的相对面积随着流域面积的增大呈增加趋势;而形状指数与水浇地斑块相对面积呈正相关、与旱地斑块相对面积为负相关。在景观尺度上,斑块数量与流域面积的关联程度极为显著(在0.01水平上),关联系数为0.987,有较高的置信度,斑块数量与流域面积之间存在正相关回归关系。

科尔沁沙地生态环境特征分析

科尔沁沙地典型地区生态环境特征的分析表明,40年来科尔沁沙地的年均气温呈逐渐增加的趋势,与全球气温升高变化一致。年降水量的变化呈波动式增加,特别是从20世纪70年代中期到90年代中期年降水量的波动幅度增大。气候类型年际间呈半干旱、半湿润和湿润交替出现,其中半干旱气候出现频率为47.5%,半湿润气候为45%,湿润气候为7.5%。沙尘暴的发生日数从1961年以来呈下降趋势,到1984年以后低于平均水平。科尔沁沙地的土壤和植被的异质性决定了该区域的农牧交错特征,特定的风沙环境促进了农牧交错特征的变化。

黄土高原不同气候区降水时空变化特征

充分认识黄土高原不同气候区降水时空分布特征,对于揭示该区域水土保持及自然环境变化的驱动因素至关重要。以黄土高原73个气象站点、1961—2014年的降水日值数据为基础,通过变差系数、集中度与集中期、Mann-Kendall检验和Kriging空间插值等研究方法,探讨黄土高原全区和4个气候分区的降水时空变化特征。结果显示:近50年间,黄土高原及各个气候区的年际降水量均呈波动下降趋势,年内降水均集中于夏秋季节,且存在集中度逐渐升高和集中期逐渐推后的现象。空间上降水由东南半湿润区向西北干旱区呈阶梯状递减,变差系数恰与之相反;集中度表现为由南向北递增,集中期则受地形影响显著,体现为平原和谷地地区早于高原和山地地区。因地理位置和季风强度的差异,各气候区年降水量及其波动幅度和集中性差异较大。该研究旨在揭示黄土高原降水的时空分布规律,为合理利用配置水资源、规划部署水土保持工作等,提供一定的参考。

流动沙丘土壤紧实度对沙米生长状况的影响

通过对流动沙丘迎风坡不同部位的沙米种群生长状况和其所对应的主要土壤理化性质测定,分析了其对沙米种群的影响。结果表明,在不同部位,土壤紧实度(F2,87=146.843,P<0.001)和沙米地上生物量(F2,87=324.986,P<0.001)存在显著差异;相反,土壤有机质(F2,12=0.007,P=0.993)和土壤水分(F2,12=11.349,P=0.002)的差异相对不显著。进一步的回归分析显示,土壤紧实度与沙米地上生物量呈负相关。这种关系不仅表现在水平尺度上,而且还表现在垂直尺度上。土壤紧实度对沙米生长状况的影响具有尺度性,其中,在0.013～0.029kg/m2的范围内,土壤紧实度与沙米的相关关系相对较低;当土壤紧实度变化在0.030～0.113kg/m2之间,经相关系数置信检查,二者之间存在线性回归关系。

库布齐沙漠典型地区沙漠化动态分析

以库布齐沙漠东部达拉特旗的农牧交错区为研究区域,以达拉特旗1987年、1995年、2000年和2003年四期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对遥感影像进行解译,获得1987—2003年来沙漠化动态变化数据,分析了该地区20世纪80年代中期到21世纪初的沙漠化变化情况,从土地流向角度探讨了沙漠化发展演变的动力机制。结果表明:该地区近20a来,四个时期的沙漠化土地面积处于减少—增加—再增加的过程中,而沙漠化程度呈现减少—减少—增加的趋势,且2000—2003年间,是该地区沙漠化程度动态变化最大的时期。从土地流向看,各种土地类型向沙漠化土地之间的转化是导致沙漠化的一个重要原因之一,而土地利用类型之间的转化主要是由人类不合理的土地利用方式造成的。

青海湖流域气候变化及其对湖水位的影响

选取青海湖流域1958～2009年刚察和天峻气象站的气象资料及青海湖水位资料,分析了流域的气温、降水、干旱指数和地温的变化特征及对青海湖水位的影响。研究得出:①20世纪80年代中期是青海湖流域气候由暖干向暖湿变化的转折时期,2000年后暖湿的气候特征更加明显;②气温和地温均呈现显著上升趋势,气温的变化率为0.27～0.31℃/10a,5～320cm地温的增加趋势比气温显著,变化率为0.49～0.64℃/10a(P<0.01);③和气温相比,地温与水位的线性关系更明显,相关系数为-0.66～-0.8(P<0.01),随着土层深度的增加,线性关系增强;④当年的干旱情况影响次年水位的变化,降水和气温的变化对次年水位的影响大于对当年水位的影响;⑤当年的水位变化量与前一年冬季气温的变化量呈显著的负相关(P<0.01),与前一年秋季降水的变化量呈显著正相关(P<0.01)。