三峡库区香溪河流域滑坡类型及发育规律

三峡库区香溪河流域处在秭归向斜和黄陵背斜之间,地质环境脆弱,滑坡灾害频发,给香溪河流域村镇居民的生命财产安全及沿线公路的正常运营带来严重威胁。本文依据现场勘查,将滑坡分为两类,其中河流西侧的层状反向结构岸坡主要发育“弯曲-滑移”型滑坡,东侧的层状同向结构岸坡则发育“滑移-拉裂”型滑坡。对滑坡的空间分布状况、发育特征及数量作了统计与分析,结果表明:地形地貌是控制滑坡发育的因素之一,凸形坡、20°~40°的岸坡以及处于三面临空的凸岸山体均易发育滑坡;岩性与滑坡发育也有对应关系,泥砂岩互层的滑坡发育密度总体高于灰岩地层;滑坡发育尚与岸坡地质结构相关密切,泥砂岩互层同向结构岸坡的滑坡发育密度最高,泥砂岩互层反向结构岸坡孕育的滑坡规模最大;水库蓄水及公路建设是诱发滑坡的两大人为因素。

香溪河流域河岸带植物群落物种丰富度格局

通过不同海拔高度的样带调查来研究香溪河流域河岸植物群落物种丰富度格局 ,并探讨河岸带中生物多样性维持的生态学机制。结果表明 :河岸植物群落总的物种丰富度、乔木层物种丰富度和草本层物种丰富度沿海拔梯度均表现出相似的格局特征 ,利用抛物线方程进行拟合 ,物种丰富度与海拔之间有显著的相关性。灌木层物种丰富度和藤本植物物种丰富度格局特征不明显 ,且物种丰富度与坡度相关。在流域尺度上 ,海拔对物种丰富度有着重要的控制作用 ;在局部尺度上 ,季节性洪水干扰导致的空间异质性和小地形对群落的生物多样性有着重要的影响。研究结果支持关于总的物种多样性在原始河流的中间河段将达到最大值的预测。

三峡库区香溪河流域河岸带种子植物区系研究

根据详细的植物群落调查资料,对三峡库区香溪河流域河岸带种子植物区系进行了研究。结果表明:河岸带维管束种类在科级水平上占神农架的65.8%,在属级水平上占47.3%,在种级水平上占26.7%。河岸带植物区系的性质为温带特性,与神农架地区种子植物属的性质相一致。河岸带这一独特自然景观的植物区系在整个区域自然景观中具有相当的代表性。在香溪河流域河岸带中,维管束植物种类较丰富,分布着大量的珍稀濒危植物种类,表明河岸带在生物多样性保护中具有重要的作用。

香溪河流域梯级水库底栖动物群落比较

对香溪河流域3座梯级水库(古洞口一级水库、古洞口二级水库和三峡水库香溪河库湾)的底栖动物进行了比较生态学研究。运用主成分分析(PCA)对梯级水库的水质进行研究,表明沿着水库的梯度水质逐渐恶化。运用非度量多维标度法(NMS)对梯级水库的底栖动物群落结构进行相似性比较,表明选择水库湖泊区的样点进行梯级水库底栖动物生态学研究具有典型代表性。在物种组成和密度方面,古洞口一级水库和香溪河库湾都是寡毛类占优势,古洞口二级水库是摇蚊幼虫占优势。但3个水库都是耐污种占优势。采用典型对应分析(CCA)解析底栖动物群落结构与环境因子的关系,显示3个水库群落结构的差异主要由浊度造成。用TOC/Turb来表征有机物对浊度的贡献,结果显示古洞口二级水库有机物对浊度的贡献相对较小,因而表明泥沙等无机物对浊度的贡献相对较大。

兴山县香溪河流域农业源氮磷排放估算及时空特征分析

基于典型调查与统计分析,应用排污系数法估算了兴山县香溪河流域2007—2013年种植业源、畜禽养殖业源和农村生活源TN、TP污染物的排放量,并对排放量、排放强度及其时空格局进行了分析。结果表明,香溪河流域农业面源污染TN、TP年均排放量分别为1 145.2、56.5 t·a-1,排放强度分别为44.5、2.14 kg·hm-2·a-1。农业源TN和TP的年排放量逐年增加,2013年较2007年增幅分别为38.0%和85.1%,TN∶TP为21∶1,TN排放占主导,为香溪河流域兴山县段重点防控指标。从各类污染源贡献来看,畜禽养殖业源是TN的主要贡献源,占农业源污染总量的77.9%;种植业源是TP的主要贡献源,占55.4%。从不同源氮磷排放量空间格局来看,各乡镇中水月寺镇、黄粮镇和峡口镇的TN、TP排放量均最高。从氮磷排放强度空间格局来看,峡口镇、高桥乡和黄粮镇对TN排放强度最高;峡口镇、昭君镇和黄粮镇对TP排放强度最高。

香溪河流域浮游植物调查与水质评价

报道了1996年10月～1997年7月和2003年对香溪河流域浮游植物2周年的调查结果。数据显示,香溪河流域的浮游植物主要由硅藻、绿藻和蓝藻组成。1996～1997年硅藻的种类最多,绿藻次之,蓝藻居第3位;2003年绿藻的种类数跃居首位,硅藻次之,其它藻类亦有不同程度的变化。藻类的细胞密度表现出明显的季节变化,最高、最低值分别出现在夏季和冬季。应用Margalef多样性指数和Menkinick多样性指数对香溪河流域的水质进行评价的结果显示:2003年该流域的水质营养等级为中-富营养型,水环境质量较6年前有所下降。

香溪河流域土地利用变化过程对非点源氮磷输出的影响

选取三峡库区香溪河流域(3150 km^2),根据1990、2000、2010年Landsat TM/ETM遥感影像,在Arc GIS支持下,应用景观特征分析和氮磷输出系数模型方法,在分析流域景观格局转变过程的基础上,研究了土地利用变化对非点源氮磷输出的影响。结果表明:1990—2000年土地利用变化较为缓和,2000—2010年土地利用转变较为剧烈,变化面积占到总面积的4.3%,为前10年变化量占比的3倍之多。1990—2000年和2000—2010年,土地利用转变量最为明显的均为林地转旱地和旱地转林地;从单位时间土地利用变化率来看,1990—2000年旱地变化最为剧烈,2000—2010年居民地变化最为剧烈;从土地利用相对动态度来看,1990—2000年和2000—2010年旱地均最高。1990—2000年土地利用的变化对非点源总氮(TN)和总磷(TP)输出影响较小,TN增加1.57 t·a^(-1),TP减少0.073 t·a^(-1);2000—2010年土地利用的变化显著降低了TN、TP的输出量,净值分别为78.5、6.1 t·a^(-1)。土地利用转变方式对TN、TP的负荷影响不同,旱地转变为林地时TN负荷表现为消减,林地转变为旱地时TN负荷增加;水田转变为林地时TP负荷减少,旱地转变为水田时TP负荷增加。在输出系数与各土地利用类型面积关系的建立中,使用土地利用状态量变化面积不能真实计算出其对非点源氮磷负荷输出量的影响,通过土地利用过程量面积的变增才能真实反映土地利用变化导致的非点源氮磷负荷输出量。

香溪河流域河流中树叶分解速率的比较研究

应用分解网袋法 ,对神农架地区的 1条 1级支流河岸林 4种乔木树种的树叶凋落物进行了连续90d的分解研究 .结果表明 ,不同树种树叶干重的损失程度不一样 .华西枫杨、连香树树叶干重损失达77%、71%;而米心水青冈和多脉青冈树叶干重损失为 43%和 42 %.利用指数方程Wt=W0 e-kt对 4种树叶凋落物的干重损失过程进行拟合 ,效果较好 .根据分解速率值的大小 ,将华西枫杨、连香树划分为快组 ,米心水青冈和多脉青冈为中等组 .收集到无脊椎动物 2 2种 ,分属于 3纲、6目、2 1科 .在不同时期 ,不同植物种类叶袋中无脊椎动物的数量各不相同 .可能与树叶中营养成分的不同有关 .在早期分解阶段 ,无脊椎动物数量较多 ,个体体长较短 ;在分解中后期 ,个体绝对数量减少 ,但个体体长增加 .

三峡水库香溪河流域梯级水库浮游植物群落结构特征

于2005年10月、2006年1、4、7月对三峡水库香溪河流域3座水库(古洞口一级水库、古洞口二级水库和香溪河库湾)组成的梯级水库的浮游植物种类组成、优势种、群落结构、密度和生物多样性指数进行了周年调查研究.共鉴定出浮游植物7门58属121种(含变种),以绿藻和硅藻种类最多,绿藻有26属49种,占40.50%;硅藻14属41种,占33.88%;其次是甲藻,3属11种,占9.09%;蓝藻5属7种,占5.79%;隐藻3属7种,占5.79%;其它藻类仅占4.96%.浮游植物在古洞口一级水库共有25属31种,古洞口二级水库29属40种,香溪河库湾46属81种.优势度分析显示:古洞口一级水库藻类优势类群为硅藻门、绿藻门,古洞口二级水库为硅藻门、隐藻门和甲藻门,香溪河库湾为绿藻门、硅藻门、甲藻门和隐藻门.3座水库浮游植物年均密度分别为1.110×106、4.837×105和1.734×106 cells/L;其中,最高密度出现在香溪河库湾(4.87×106 cells/L),最低密度出现在古洞口二级水库(5.76×105 cells/L).运用主成分分析对梯级水库进行水质分析,表明沿着水库的梯度水质逐渐恶化.Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在3座水库间无明显差异,而香溪河库湾Margalef丰富度指数显著大于古洞口一级、二级水库.前两个指数与浮游植物优势种的评价结果显示,香溪河流域梯级水库处于中污染状态.

香溪河流域近60年来降雨量变化趋势及突变分析

为研究香溪河流域多年降雨特征,以流域1952—2011年10个雨量站日降雨资料为基础,得到流域面雨量序列。分别采用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall趋势检验、M-K突变检验、Sen′s斜率估计和小波分析等方法,对流域60a来降水量的年、季变化趋势和突变进行了检验。结果表明:香溪河流域年降水量以0.66mm/a速率减少;春、秋季节降水量呈下降趋势,下降速率分别为0.33,0.81mm/a,冬季降水量轻微下降趋势,夏季降水量呈上升趋势,速率为0.5mm/a;年均和四季变化均未通过5%的显著性检验。研究时段内,年降水量发生了三次突变,分别在1954年,1989年,2006年。夏季降雨突变发生时间与年突变发生时间一致;春、秋、冬三季降雨在60a内发生突变的时间分散、多变。

典型岩溶泉水文地质条件的调查与分析——以香溪河流域白龙泉为例

以1∶5万水文地质调查兴山县幅内的白龙泉为例,介绍了如何在水文地质调查工作基础上,综合利用地球物理勘探、示踪试验、同位素测试等手段,查明岩溶泉的成因,并对其水文地质特点进行分析。在此基础上,对多手段查明岩溶泉成因的应用进行了探究。裂隙测量等基础地质调查测得了研究区代表性含水岩组的裂隙发育程度,为岩溶发育规律的研究提供了重要的参考;地球物理勘探确认了白龙泉的补给径流区中存在岩溶径流管道;示踪试验数据可分析岩溶径流管道的管道结构;而同位素测试则从水化学角度佐证了上述方法所得的结论。技术方法可以为南方岩溶大泉或地下河的水文地质调查提供一些有价值的经验。

香溪河流域大气降水稳定氢氧同位素时空分布特征

香溪河流域地处不同地理、气候、岩溶地貌分区的重要过渡位置,研究其大气降水氢氧同位素时空分布特征,是利用氢氧同位素示踪技术研究流域水循环特征的基础。本文通过不同高程布设的观测点,获取到研究区大气降水稳定氢氧同位素(D、^(18)O及17O)观测数据,由此首次建立了香溪河流域大气降水线(δD=8.17δ^(18)O+13.38),氧同位素间的关系式(δ'17O=0.512δ'^(18)O+0.024),并深入分析氢氧同位素时空分布特征。

香溪河流域资源环境状况及开发策略探讨

位于湖北省西部濒临长江三峡坝区的香溪河流域(包括神农架林区、兴山县、秭归县的部分),环境秀美,自然资源极为丰富。在地方经济的发展过程中,存在着水土流失、洪涝灾害和环境恶化等系列问题。从发挥香溪河流域自然资源条件优势出发,根据其地处山区的特点,提出应以新的发展思路,合理开发利用该流域优美的自然环境、人文景观以及丰富的森林资源和天然野生动、植物资源,同时相应发展矿山开采和相关企业,并结合当地实际情况,发展农业生态系统,使地方经济得以持续发展。

香溪河流域水体环境因子研究

基于香溪河及其三大支流古夫河、高岚河与九冲河的8年监测数据,对该流域水体的环境因子及其时空动态进行了比较分析。结果显示,香溪河流域的水体呈中性偏弱碱性,属于中等硬度水,水体溶解氧丰富,还原性物质以及氯化物水平不高,具有较强的缓冲能力。多数环境因子具有明显的季节变化,而年际变化规律不显著。香溪河流域水体的主要营养元素氮含量较高,并以有城镇影响的古夫河为最;高岚河由于受到生活污水与农业活动的影响,水质相对较差;香溪河的磷污染严重;森林覆盖率较高的九冲河的水质最佳。在香溪河流域,氮主要以面源污染的方式进入河道,而香溪河的磷则主要以点源污染的方式进入河道。水土流失是香溪河流域面源污染的主要途径,磷矿和磷化工厂的排污则是磷点源污染的主要途径。从保护三峡水库香溪河库湾的生态学角度考虑,应重点控制香溪河磷的点源污染。

湖北宜昌香溪河流域环境同位素特征及其水循环意义

为研究鄂西南岩溶山区的水循环过程,以湖北宜昌香溪河流域为研究对象,通过现场调查并结合环境同位素,对香溪河流域地表水和地下水进行了取样,通过测定其氢氧同位素组成,分析了同位素变化特征以及流域地下水和地表水的转换关系及其水循环特征。流域水中δD、δ18 O值组成分析表明:流域内各种水体主要分布在当地大气降水线的附近,构成斜率明显小于雨水线的蒸发线,3个子流域δD、δ18 O值的富集程度为:南阳河流域<古夫河流域<高岚河流域。南阳河流域上游受神农架山区地方性大气降水控制。响水洞和响龙洞(暗河出口)水中氘过量参数(d)值分别反映出不同的地下径流途径与滞留时间、水岩反应强度。子流域同位素沿程变化的特征反映出:在上游段,水来源不同以及地表水和地下水转换频繁是δD、δ18 O值变化的主要影响因素;在中下游段,流域内地下水流入河流,河水流量逐渐增大,不同的水源混合均匀,经过一定的蒸发作用,δD、δ18 O值的变幅趋于稳定。

三峡地区香溪河流域叶片凋落物分解过程中N、P含量动态研究

在香溪河流域1160、930、658 m 3个海拔梯度,利用凋落物分解袋法,研究黄栌(Cotinus coggygriavar.pu-bescens)、五裂槭(Acer oliverianum)和扇叶槭(Acer flabellatum)3个物种叶片凋落物的分解速率和主要营养元素N、P含量动态。结果表明,凋落物分解过程中干物质流失动态符合指数衰减方程;叶片初始N含量对分解速率没有显著影响,初始P含量与分解速率呈显著负相关;N、P含量动态在不同属物种间存在显著差异;海拔梯度的差异对N、P含量变化没有显著影响;凋落物在河岸陆地分解比较稳定,分解速度慢于同海拔河流;叶片分解N含量动态在河流与陆地中没有显著差异,而P含量变化差异显著。

香溪河流域降雨侵蚀力特征及简易算法初步研究

降雨侵蚀力表示降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,对土壤侵蚀定量预报及评价研究有重要意义。利用三峡库区香溪河流域兴山气象站1990—2009年20a的逐日降雨量资料,采用日降雨侵蚀力模型估算了研究区的降雨侵蚀力,分析了降雨侵蚀力的年内、年际演变特征,并以此为基准值建立了降雨侵蚀力简易算法模型。结果表明:香溪河流域年内降雨侵蚀力R主要集中在5—8月,占全年的71%,峰值与侵蚀性降雨峰值一致,均出现在7月;R值年际变化较大,变异系数达到0.36,多年平均降雨侵蚀力为4 361.55(MJ·mm)/(hm2·h),R值与年降雨量和年侵蚀性降雨量年际变化趋势基本一致,但也存在少数异常年份,多年降雨侵蚀力年际变化趋势系数为0.106,呈增加趋势;简易算法模型决定系数均在0.9以上,相对误差较小,均能满足要求,可应用于研究流域,但降雨侵蚀力精确值未知,模型参数有待进一步优化。

三峡库区香溪河流域降雨侵蚀力的时空分布特征

为研究流域降雨侵蚀力变化规律,利用三峡库区香溪河流域内10个雨量站1971—2010年的日降雨资料,采用降雨侵蚀力日降雨简易模型,分析该流域降雨侵蚀力的年内分配和年际变化规律。在Arc GIS软件支持下,采用克里格插值研究流域降雨和降雨侵蚀力时空变化特征。结果表明：香溪河流域降雨侵蚀力多年变化范围为2 465.26~7 419.29 MJ·mm/（hm2·h）,多年平均均值为4 535.63 MJ·mm/（hm2·h）,降雨侵蚀力R值的年际分配差异明显,最大年R值为最小年R值的3倍;流域侵蚀力空间变化趋势为从西向东逐渐递减;流域近40多年的降雨和降雨侵蚀力系列比较平稳,经Mann-kendall检验无显著的变化趋势。流域降雨量、侵蚀性降雨量和降雨侵蚀力年内分布较集中,汛期降雨量、汛期侵蚀性降雨量、汛期降雨侵蚀力占全年的比例分别为85.4%、92.4%和94.0%。

三峡库区香溪河流域水沙关系变化及其驱动因素

[目的]分析降水量及水土保持措施等人类活动对流域水沙关系的响应,为水土保持措施效益评价提供科学依据。[方法]以香溪河流域兴山站输沙量数据为基础,采用Mann—Kendall趋势检验、线性回归、水文频率曲线及双累积曲线等方法,分析了1973—2010年香溪河流域面降雨量、径流量和输沙量变化,并进一步量化分析了流域水沙变化极其驱动因素。[结果]香溪河流域年降水量,年径流量和年输沙量均呈下降趋势,年降水量和年径流量变化趋势不显著,但年输沙量减少趋势显著;年输沙显著减少开始的年份是1994年,流域径流量开始减少的年份是1991年。[结论]水土保持等人类活动是香溪河流域水沙变化的主要驱动因素。

香溪河流域土壤有机碳储量影响因素的空间相关性分析

采用第二次土壤普查资料估算了香溪河流域不同类型土壤的有机碳密度和碳库,并通过野外土样采集和室内测试获取土壤有机碳含量数据,选取信息熵模型定量研究香溪河流域不同土壤类型、地形地貌类型、成土母质类型、植被覆盖度、土壤厚度、坡度和土地利用方式与土壤有机碳密度之间的关系。研究结果表明,香溪河流域土壤有机碳总储量为75.18Tg,香溪河流域SOC密度主要集中在6.00～16.00kg/m2范围内,SOC密度呈现流域北部高、干流高,其他区域SOC密度高低相间的分布特征,这种分布特征与主要土壤类型和地形地貌类型的地理分布关系密切。香溪河流域各种土壤类型对各级有机碳密度的信息熵值差异明显,土壤类型对有机碳密度的影响作用与香溪河流域土壤有机碳密度与碳库计算结果一致,高山区,林地、农田和灌丛利于高密度有机碳的存储;植被覆盖度越高,越利于有机碳的存储;土壤厚度与有机碳密度的相关性高,而坡度与有机碳密度的相关性不明显;信息熵法实现了对各影响因子定量计算分析,结果较合理和可靠。