考虑生态耗水的干旱区绿洲灌溉用水效率评价指标与方法

针对现行干旱区绿洲尺度灌溉用水效率评价对生态服务效益考虑不足的问题,提出了在绿洲尺度上考虑生态耗水的灌溉用水效率评价指标和方法,并应用于宁夏引黄灌溉绿洲。结果表明:宁夏引黄灌溉绿洲农田蒸散消耗水量中的灌溉水量平均占比达74.7%,生态系统蒸散消耗水量中的灌溉水量平均占比达39.8%,灌溉水对生态系统的支撑作用显著;考虑生态耗水前后的灌溉用水效率差为0.052~0.074,占未考虑生态耗水灌溉用水效率的13.9%~16.1%,灌溉水的生态服务效益明显;提出的评价指标与方法合理可行,能客观反映干旱区灌溉用水的综合效益。

基于MSPA_(P)-MCR_(F)的干旱区层级生态网络构建与优化——以宁夏中卫市为例

基于Landsat8 OLI_TIRS遥感影像、数字高程模型(digital elevation model,DEM)、路网、水系等多源数据,修正能量因子模型和重力模型,改进了形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis,MSPA)和最小累积阻力模型(minimum cumulative resistance,MCR)生态网络构建方法,以宁夏中卫市为例,探讨了层级生态网络的构建及其优化。结果表明:①干旱区生态源地识别中,需要将林地、草地和水体作为前景数据,并结合生态红线选择生态源地;②中卫市生态网络呈现出“四核三廊多点”的空间结构模式。识别出生态源地17个,占研究区面积的22.33%,其中1级和2级共计4个源地的能量因子显著高于其他源地,形成“四核”,其他源地形成“多点”,生成潜在生态廊道33条,其中一级生态廊道3条,形成“三廊”;③从生态源地质量提升、廊道加固、断裂点修复等方面提出了生态网络优化策略,除1号、7号、9号源地之间的廊道较为稳定外,其他源地间连通性较低,生态网络稳定性较差,需要建立24个生态踏脚石,并发现38个亟待开展修复的生态断裂点;④优化后生态网络的稳定性有所提升,α指数、β指数和γ指数分别提升9.5%,3.8%和4.2%,有利于促进生态物质及信息流动和生物多样性保护。

江河源区四十多年来干湿变化分析

江河源区的干湿变化关系到流域水源涵养功能和生态安全。利用Holdridge可能蒸散率(PER)对江河源区18个站点1961-2002年的气象资料进行了计算。结果表明,在时间序列上,PER始终处于波动变化中, 前19年的趋势线基本上高于后23年的趋势线,多数地区自20世纪80年代中期缓慢波动上升;在空间上体现为从东南向西北干燥度逐渐增加,干湿变化的幅度亦增加。根据江河源区PER大小、变化趋势及变幅,可将源区分为西北部、中部和东南部3组;在变化过程中,西北部和东南部干湿差异有缩小的趋势。根据Holdridge模型模拟、NPP 估算、AVHRR／NDVI计算和土地覆盖变化等相关研究可知,这种干湿变化还未对植被分布产生质的影响,但可以影响植被覆盖度和净第一性生产量。

宁夏50a冰雹气候特征

利用宁夏20个气象站1961～2010年冰雹天气实测资料和宁夏冰雹灾情资料,统计分析了宁夏全区及3大区域(引黄灌区、中部干旱带和南部黄土丘陵区,下同)冰雹天气的时空分布特征,归纳了出现冰雹的极端年、月,以及冰雹与农事关键期的对应关系,列举出冰雹多发期的主要受灾农作物。

干旱扬黄灌区漫灌方式下土壤水盐运移模拟

干旱扬黄灌区田间灌溉过程的水盐运移具有独特性。选取甘肃景电灌区的典型试验点,构建基于HYDRUS-2D软件的土壤水盐运移模拟模型,模拟了间歇性定额灌水-蒸散发条件下饱和-非饱和土壤盐分的运移过程。结果表明,经过两次灌水-蒸散发循环试验,各试验点耕作层土壤平均含盐量均大幅下降,土壤盐分缓慢下移,耕作层土壤脱盐趋势明显。各试验点耕作层土壤在灌水压盐及蒸散发返盐双重作用下,交替发生了脱盐和积盐现象。灌溉和蒸散发是影响干旱扬黄灌区田间土壤水盐运移的重要因素。灌水定额取4 000-6 000 m^3/hm^2的土壤脱盐效率较高,且首轮灌溉使田间0-100 cm土层含水率达到饱和、后几轮灌溉逐步增加灌水量的灌溉方案更有利于排出田间土壤盐分。

讲好“黄河故事”的干旱区版本 --中国干旱区治水文化建设的思考

加强挖掘黄河流域治水文化,是保护、传承与弘扬黄河文化的重要内容。黄河上游干流穿行中国干旱区边缘,黄河流域治水事业突破流域的自然地理边界,深刻影响更为遥远的干旱区腹地。其中蕴含的科技文化、制度文化、生态文化,集中体现我国治水事业的独特传统与优长之处。从历史与现实两个维度深入解析“黄河故事”在中国干旱区的变奏与回响,有利于未来中国治水事业从文化层面获取灵感,对于中国治水事业“走出去”亦有着独特的助推作用。

黄河谷地干旱区绿地草坪喷灌系统的应用

通过在黄河谷地干旱区草坪中喷灌系统的应用,针对该区域气候与土壤类型对喷灌系统选型的影响,较为详尽地阐述了管网设计,划区轮灌、喷头选型、安装与调试的原则和方法,对该区域最适草坪灌水量进行了分析,并对喷灌系统的管理与维护提出了建议,为在相同生态区推广和应用提供了借鉴。

设施农业滴灌用黄河水安全净化处理技术试验研究

引用高含沙地表水作为滴灌水源是解决干旱地区滴灌工程水源的主要途径之一,滴灌用高含沙水净化处理成为亟待解决的重要问题。以宁夏中南部地区设施农业滴灌用黄河水净化技术为对象,开展试验研究,主要结论有：扬黄水经2次沉沙池除沙后泥沙含量降至0.04~0.08 kg/m3,悬浮物含量0.98~1.40 mg/L,COD平均含量1.26~2.28 mg/L,已可满足滴灌要求;筛网过滤器在泥沙量0.05~0.08 kg/m3时,除沙率约1%,过滤效果差;叠片式过滤器除沙率约5%,且优点较多可作为主过滤设备;过滤设备悬浮物去除率13.1%~20.6%,COD去除率5.8%~26.5%,综合去除率21%~50%;宁夏半干旱风沙区和黄土高原区区域,以扬黄水为水源的设施农业,净化系统工程投资5.07~7.8万元/hm2,其中工程净化投资4.8~7.35万元/hm2,设备投资0.27~0.45万元/hm2。

西北干旱区地气温差变化与黄河流域夏季降水的关系

本文利用西北干旱区92站1961～2008年逐月0cm地温和1．5m气温资料．黄河流域40站1961-2008年逐月降水资料，研究了我国西北干旱区春夏季地气温差与黄河流域夏季降水各自的变化特征．和二者之间的相关关系及其成因。结果表明：①黄河上游流域和河套地区平均降水量比下游流域少，且整体随时间有减少趋势，1985年之前降水量偏多，之后偏少。②西北干旱区地气温差全年6月最大，12月最小。春夏季地气温差空间分布为全区正值．年际变化存在整体增加趋势，1981年之前偏弱，之后偏强。③西北干旱区春夏季地气温差与黄河流域夏季降水存在反相关关系，地气温差偏强（弱）年，黄河流域夏季降水异常偏少（多）。

西北干旱区黄河沿岸典型工业带表土磁性特征及其环境意义

对西北干旱区黄河沿岸典型工业带中两个工业城市乌海和石嘴山表土样品进行了系统的环境磁学参数的测量,分析了表土磁性矿物的含量、种类、颗粒大小,并对其环境指示意义进行研究.结果表明,表土的磁性矿物以假单畴-多畴磁铁矿为主.磁性矿物的浓度和颗粒大小在不同功能区表现出一定的差异,工业区表土磁性矿物的浓度最高,颗粒最粗,农业区次之,原煤区浓度最低,颗粒最细.环境磁学监测手段对于因化石燃料燃烧而造成的污染指示较为敏感,而对未经燃烧原料的污染指示作用并不显著.χlf、SIRM、SOFT是指示城市土壤污染状况的有效指标,环境磁学方法是监测和评价城市土壤污染状况的一种重要手段.

西北干旱区气候和土地利用变化对水沙运移的影响——以小南川流域为例

认识区域水沙运移规律及其对气候和土地利用变化的响应能够为水土流失防治提供理论依据,是水土资源综合开发的重要前提.本研究以1963—2013年逐月实测气象、径流和泥沙资料为基础,结合20世纪80年代和2000年土地利用数据和归一化植被指数(NDVI)数据,采用Mann-Kendall趋势分析和突变检验方法,系统分析了西北干旱区典型小流域——小南川流域的气候和水沙长期变化特征,并识别了研究区土地利用及植被覆盖度变化特征.在对单要素变化充分解析的基础上,利用多元线性回归等方法,定量探讨了气候和土地利用变化对小南川流域水沙运移的影响机制,并明确了关键作用因子.结果表明:小南川流域气温向两极化发展,降水量逐渐增加,总体气候变化趋势朝向暖湿方向,极端气候事件发生频率增加,且在20世纪90年代发生突变后,其变化速度和程度均进一步加剧.自20世纪80年代以来,随着经济社会发展,流域内耕地和城镇扩张,林地增加,自然生态环境向良性发展.在土地利用和植被覆盖度变化的主导驱动作用下,流域径流量和输沙量分别以1.7×106m3·(10 a)-1和1.5×108kg·(10 a)-1的平均速率呈减少趋势.定量化研究结果揭示了植被覆盖度和月平均最高气温是影响该区径流变化的最关键因子,而植被覆盖度和日最大降水量是影响输沙变化的最关键因子.在当前气候变化背景下,生态修复是防止干旱区流域水土流失的最有效途径之一.