岩溶地区石漠化小流域可持续发展评价

运用频度统计法、理论分析法和专家咨询法,构建由资源、环境、经济和社会4个准则层17项指标组成的简单、实用的岩溶地区石漠化小流域可持续发展评价指标体系,并以金沙县5条小流域(水井湾小流域、小洋溪小流域、楠木溪小流域、伍所河小流域、干沟小流域)为例,采用2010年统计数据,运用改进的阈值法进行指标数据的标准化处理,采用层次分析法确定指标的权重,运用线性加权评价模型计算可持续发展度,对岩溶地区石漠化小流域进行可持续发展定量评价。结果表明5条小流域均未达到可持续发展水平。指出石漠化小流域可持续发展的主要贡献指标,并分析各小流域可持续发展的主要限制因素,以为小流域的综合治理提供参考,促进小流域的可持续发展。

岩溶高原地区小流域土壤厚度的空间变异特征

土壤厚度是制约石漠化地区生态修复的重要因子。在贵州省金沙县乌箐河小流域,通过实地调查土壤厚度,结合地统计学和经典统计学方法,研究岩溶高原地区小流域中3种典型土地利用类型下土壤厚度的空间变异及其分布格局。结果表明:研究区土壤厚度总体呈中等强度空间变异,个别样地属强度变异,具有良好的半方差结构,其变异趋势大致为随着坡位的降低而逐渐减小,而土壤厚度随坡位的降低逐渐变厚。坡耕地土壤厚度空间相关性相对较好,存在一定的连续性;荒山和意大利杨树林地土壤厚度的空间变异程度均较大,斑块状分布明显。除个别样地可以用高斯模型和球状模型拟合外,其余样地均可用指数模型拟合,且拟合效果较好(R2≈0.8)。研究结果加深了对岩溶高原地区土壤厚度的认识,为石漠化综合治理工程的合理布局和土地资源的有效开发利用提供重要依据。

通天河干流水电梯级开发景观效应与生态安全评价

为评价通天河干流水电开发对区域生态环境的影响,利用数字影像和野外调查等基础数据,以"3S"技术为支撑,运用景观生态学和生态安全指数等方法对通天河干流水电梯级开发引起的陆地生态环境变化进行了分析和评价。结果表明:水电梯级开发后流域内水体面积增加300.72 km^2,草地面积减少296.80 km^2,主要植被类型和土地利用格局未产生明显变化;流域景观格局中的优势景观类型为草地,其次为裸地和林地,在景观格局水平上景观破碎度降低,景观优势度增加,同时景观多样性增加,有利于区域生态系统的稳定;水电梯级开发未对流域内植被生产力和河流两岸物种丰富度造成显著影响,水电站建成后植被生产力值减小1.83×105t/a,仅占区域原植被生产力值的0.78%;水电梯级开发后流域总体生态安全指数为0.819,较开发前增大0.001,流域生态安全指数总体维持较高水平。通天河干流水电梯级开发后流域景观格局、生态系统的功能与性质未发生改变,未对流域生态环境与安全造成威胁。

基于PROLOG语言的专家系统开发环境

本文介绍了基于PROLOG语言的专家系统开发环境ENDES.该系统将PROLOG语言和INGRES关系数据库系统相结合,形成带有智能性的演绎数据库,为用户提供良好的、通用的和方便的专家系统开发环境,以满足知识信息处理的需要.

北京市常用绿化树种持水能力研究

为了评估北京城市绿化主要树种的林冠截留降水能力,采用浸水法测定了14种树种的叶片和枝条的持水量,计算各树种冠层的降水截留能力,并采用聚类分析进行综合评价。结果表明:(1)油松(Pinus tabuliformis)等针叶树种以及金叶榆(Ulmus pumila cv.‘Jinye’)等叶面积指数高的树种的叶片具有较高的持水能力;(2)油松和白蜡(Fraxinus chinensis)等树种的枝条结构粗糙,具有较高的持水能力;(3)枝条在冠层截留中具有重要作用,枝条持水能力占冠层总持水能力的9.73%~62.03%,平均达到35.76%;(4)综合叶片、枝条和冠层持水能力,油松、刺槐(Robinia pseudoacacia)、白蜡、旱柳(Salix matsudana)持水能力较强,可用于建设更高效截留能力的城市绿地。

青海湖流域NDVI时空变化特征及其与气候之间的关系

作为陆地生态系统中的重要组成部分,植被的时空动态深刻影响生态结构和功能,深入了解植被时空演变特征及其与气候之间的关系,有助于提高对生态系统格局—过程—功能的认识,为生态保护和建设提供重要参考。基于2000—2016年MODIS13Q1 NDVI数据集,结合该区域及周边14个气象站的降水和平均气温数据,采用趋势分析法、突变检验法、IDW空间插值法、偏相关分析法和R/S分析法等方法,分析了青海湖流域近17年的NDVI时空动态特征及其与气候因子间的关系。结果表明:(1)2000—2016年青海湖流域NDVI总体上呈上升趋势,显著和极显著改善的区域占总面积的40.18%。(2)NDVI与年降水和平均气温呈正相关关系,但大部分区域呈不显著相关,NDVI与年降水的相关性高于年平均气温。(3)流域NDVI未来演变多为随机状态,占比为65.07%,由改善转退化的区域占26.73%,多分布在流域上游天峻县境内的多年冻土区。青海湖流域气候朝暖湿化方向发展,辅以生态建设工程的实施,2000—2016年青海湖流域NDVI整体改善,由于青藏高原的典型性和特殊性,未来植被的发展趋势仍具有较大的随机性和异质性。

青海湖主要入湖河流57年径流变化及其对气候变化的响应

水文时间序列的非线性和线性研究,对于揭示水文过程的变化规律及其复杂性具有非常重要的作用。基于布哈河流域和沙柳河流域气象站、雨量站和水文站1960—2016年的观测数据,运用灰色关联分析、小波分析和回归分析相结合的方法,对57 a间两河川流域年径流和气候因子进行多尺度分析,探讨多时间尺度下年径流的非线性及周期性变化特征,完成气候因子对年径流的重要性排序,分析年降水与年径流的线性回归关系。结果显示:(1)年径流与年降水的第一(主要)变化周期一致,均存在27~28 a的第一主周期,但第二及以上周期存在较大差异;(2)年径流量与气候因子关系密切,根据气候因子对年径流的重要性排序结果显示,气温因子与年径流的关联度低于降水因子,布哈河气温对年径流的敏感性略低于沙柳河;(3)两流域年径流差异显著,其地形条件、汇流时间及气候差异等都是造成径流异质性的原因;(4)从径流与气候因子的非线性分析来看,年径流的非线性变化趋势具有很强的时间周期依赖性,尺度越大,径流与降水的关联性越显著;(5)从径流与气候因子的线性分析来看,随着尺度的增大,布哈河年降水对年径流的贡献率是降低的,而沙柳河则是递增的。

青海湖流域潜在蒸散发的气候敏感性及归因分析

研究气候变化背景下潜在蒸散发(ET_(0))的演变特征,有助于了解水循环演变机理,为区域水资源规划管理提供理论依据。基于青海湖流域及周边7个气象站1960—2016年逐日气象数据,利用Penman-Monteith模型计算ET_(0),运用Mann-Kendall非参数趋势检验法、Hurst指数趋势预测、敏感性分析对流域ET_(0)的变化特征及其影响因素进行了分析,并计算了各气象因子对ET_(0)变化的贡献率。结果表明:青海湖流域年平均ET_(0)为874.63 mm,线性倾向率为2.27 mm·10 a^(-1),整体呈缓慢上升趋势;ET_(0)对各气象因子的敏感系数按照绝对值由高到低排列为|相对湿度|>|日照时数|>|最高气温|>|风速|>|最低气温|;各气象因子对ET_(0)变化的贡献率按照绝对值由高到低排列为|最高气温|>|风速|>|最低气温|>|日照时数|>|相对湿度|;ET_(0)与其各影响因子的相关系数绝对值由高到低分别为|相对湿度|>|最高气温|>|日照时数|>|风速|>|最低气温|。综上,青海湖流域ET_(0)对相对湿度最为敏感,而最高气温是1960—2016年间ET_(0)变化的主要贡献因子。最高气温的显著上升、平均风速的显著下降以及其他因子综合作用,导致了青海湖流域ET_(0)增加,未来ET_(0)仍可能呈上升趋势。

施用生物炭对国槐人工林土壤理化性质的影响

为探讨施用生物炭对国槐人工林土壤理化性质的影响,在北京市房山区3年生国槐人工林内设置样地,采用随机区组设计,共设4种处理,各处理分别施用0(CK)、1(T1)、2(T2)、4(T3)kg·m^(-2)碳当量的生物炭,6个月后测定其土壤理化性质。结果表明:与对照(CK)相比,施用生物炭各处理的土壤有机碳含量均明显增加,增加幅度为42.3%~159.8%;土壤饱和持水量均明显增加,增加幅度为6.5%~19.4%,以T2处理的效果最好。>2.000 mm的水稳性大团聚体含量均显著增加,0.053~0.250 mm的水稳性微团聚体含量均显著降低,团聚体平均重量直径和粒径>0.250 mm团聚体含量(R>0.25)均显著增加,团聚体几何平均直径均明显增加,土壤团聚体的稳定性明显提高,以T2处理的效果最好。施用一定量的生物炭可降低其土壤容重,其中T2处理的土壤容重显著低于对照的T1处理的。生物炭的施用明显改善了国槐人工林土壤的理化性质,其中以生物炭施用量为2kg·m^(-2)时对国槐人工林土壤改良的效果最好。

煤矸石与城市污泥混合制备植生基质的试验研究

同为废弃物的煤矸石和城市污泥在性质上存在着一定的互补性,目前针对协同利用这2种废弃物的研究较少。为探究煤矸石与城市污泥混合制备植生基质的可行性并得到具体的高效利用方式,研究使用不同体积占比(50%、60%、70%、80%、90%)和不同粒径大小(≤2目(8.0 mm)、≤4目(4.75 mm)、≤8目(2.36 mm))的煤矸石与城市污泥混合制成15种植生基质,施用于沙土并种植高羊茅(Festuca arundinacea L.),通过测定分析土壤重金属和营养元素含量以及植物的发芽率和生物量积累情况来评价煤矸石与城市污泥共处置的效果。结果表明:污泥可作为植生基质的主要营养源,尤其可以提供大量的磷元素;煤矸石本身含有一定的营养物质且可以调节植生基质的物理结构,使其更适用于困难立地;与其他粒径组相比,煤矸石粒径大小≤8目时土壤中的有机物含量显著提高(P<0.01);煤矸石的体积占比和粒径大小都对高羊茅的生物量积累有显著影响且两变量之间有明显的交互作用,综合考虑得到当煤矸石与城市污泥的体积配比为1∶1(煤矸石体积占比50%),煤矸石粒径大小≤8目时,土壤的保水保肥性表现最佳,煤矸石的养分可以得到更为全面的补充,制得的植生基质可以得到相对最佳的土壤改良效果,验证了煤矸石与城市污泥混合制成植生基质的协同利用方法具有可行性。