猫跳河流域梯级水库磷的夏季变化特征

调查了我国第一条全流域梯级水电开发的河流——猫跳河中梯级水库对磷的拦截效应。于2007年丰水期7～9月在猫跳河流域采集水库坝前分层水样以及下泄水，分析和测试水样中的总磷和正磷酸盐。结果表明：丰水期猫跳河流域梯级水库内部总磷和可溶性正磷酸盐变化趋势相似，而下泄水的磷含量均大于该水库表层水体的磷含量。在猫跳河流域的梯级水库中，上游水库（红枫湖和百花湖）的磷含量明显高于各下游水库，即猫跳河流域各水库顺水流方向磷含量具有逐渐减少的特征，说明该流域梯级水库开发对于全流域磷具有梯级拦截效应；另一方面，各水库的富营养化指数表明该流域各水库均处于较高的富营养化状态，全流域富营养化状态差别与磷的分布特征相似，表现为顺水流方向减弱的规律。

贵州省猫跳河流域耕地空间分布格局模拟

选取贵州省猫跳河流域1995年度海拔高度、坡度、人口密度、人均GDP等栅格数据,通过随机空间采样,建立1995年耕地空间分布概率多元Logistic回归方程。运用GIS技术,结合2000年相关数据,模拟2000年该流域的耕地空间分布格局,并与实际的2000年耕地空间分布格局进行验证,结果较为理想,为土地利用变化的空间分布格局模拟提供一种新方法。

Regional Response of Ecological Effects of Cascade Reservoirs Development within the Maotiaohe River Watershed

研究水利工程生态效应区域响应,对于提高水资源利用效率和弱化水利工程的负效应具有重要意义。本文在提出猫跳河流域梯级开发生态效应区域响应概念模型的基础上,从时间尺度和生态空间尺度上,把相互联系和相互制约的河流生态系统、陆地生态系统和人类生产生活系统,按照生态效应区域响应的层次顺序进行分析和概括。通过大量的调查研究资料,比较全面地分析了猫跳河流域河流生态系统中水文情势与水量、水质与水环境、水生生物群落等非生态和生态变量的区域响应;陆地生态系统中大气环境质量、区域气候变化、陆地植被与野生动物等非生态和生态变量的区域响应;人类生产生活系统中土地资源、耕地面积、人群健康等方面的区域响应。结果表明：猫跳河流域开发在带来流域人口增长、产业集聚和社会发展的同时,也出现了一系列不可逆转的生态环境问题,人地矛盾更加突出。猫跳河流域应该积极实现产业转型,从高耗能、高污染的重化工业转化为其它的产业,提高资源附加值,弱化其生态负效应。文章同时对于即将上马和将要进行梯级开发的流域提出建议：流域梯级开发应当综合全流域状况进行开发模式选择,并通过建立合理的河流生态补偿机制,协调各利益相关方的关系,以确保流域内社会、经济。

土地利用变化的ANN-CA模拟研究--以西南喀斯特地区猫跳河流域为例

为了准确把握西南喀斯特地区土地利用格局的变化规律,以贵州省猫跳河流域为例,采用人工神经网络与元胞自动机的耦合模型对喀斯特地区1990—2002年间的土地利用格局变化进行了模拟。将模拟结果与实际土地利用图进行对比发现:在数量变化方面,两者的混淆矩阵和性能指数的总精度分别达到了87.62%和57.36%;在空间格局方面,模拟结果的景观格局指数均接近真实值。研究结果表明,该模型模拟精度较高且可操作性强,能够作为西南喀斯特地区小尺度范围土地利用变化研究的有效工具。

贵州省猫跳河流域土壤侵蚀动态变化分析

以贵州省猫跳河流域为案例区,运用RUSLE模型对流域1973,1990,2007年土壤侵蚀空间格局进行了模拟。分析了该流域土壤侵蚀动态变化规律,为流域土壤侵蚀的有效防治提供了科学依据。结果表明,(1)流域下游以及上游西部溶蚀丘陵谷地土壤侵蚀较严重,土壤侵蚀量主要来源于强烈、极强烈及剧烈侵蚀区域,旱地和灌草地是流域发生土壤侵蚀的主要用地类型。(2)近30a来,流域土壤侵蚀经历了趋向严重—减轻的变化过程。1973—1990年低强度土壤侵蚀面积在减少,而高强度侵蚀面积在增加。1990—2007年,除了微度侵蚀面积大幅度增加外,其余侵蚀等级面积均在大幅度减少。6°～25°坡度带是发生土壤侵蚀的主要区域,也是水土流失防治及治理的重点区域。

猫跳河梯级开发流域土地利用与景观格局空间分异

通过1973—2010年4期遥感影像土地利用变化信息提取和景观格局指数计算,分析水电梯级开发背景下以流域主要干支流为轴线的不同缓冲区内土地利用和景观格局的空间分异动态。结果表明:各缓冲区内不同时期的综合土地利用变化动态度在0.13～0.39之间变动,由内向外综合土地利用变化动态度有增大的趋势;各缓冲区内各时间段的土地利用均达到理论可利用程度的60%以上,内圈开发利用更加活跃,处于土地利用发展时期的时间也更长;内圈受到的人为干扰最大,形状指数最小,斑块的几何形状最简单,外圈相反;各圈层的景观破碎度指数呈先减小后增大的趋势;内外圈分别由于人为活动和自然景观本身的复杂性而使得景观多样性指数偏大;外圈聚集度指数呈先增大后减小的趋势,内圈和中圈聚集度指数变化不明显。

猫跳河流域平水期浮游植物与水质评价

于2007年10月平水期对猫跳河流域梯级水库进行浮游植物的样品采集.猫跳河流域梯级水库共检出浮游植物236种(含变种和变型),隶属于6门8纲18目29科44属,其中蓝藻门40种,占总种数的17%,硅藻门62种,占总种数的26%,隐藻门19种,占总种数的8%,甲藻门7种,占总种数的3%,绿藻门108种,占总种数的46%.梯级水坝的建设改变猫跳河流域的水量时空调配,严重降低其水流速度,导致浮游植物群落从河流向"湖沼型"转变.通过几个指标的测定,各梯级水库的水体不同程度的受到污染,水质均在中度污染以及中度富营养化状态.

贵州猫跳河流域土地利用变化及其对土壤侵蚀的影响

土地利用／土地覆被变化及其环境效应研究成为当前土地变化科学研究的热点领域。我国西南喀斯特山区山高坡陡，地形破碎，土壤侵蚀严重，不合理的土地利用方式是造成喀斯特山区土壤侵蚀的主要人文因素。本文采用“3S”技术和RUSLE模型，分析了近30年来贵州省猫跳河流域土地利用／覆被变化的时空特征，模拟了不同土地利用空间格局下的土壤侵蚀状况，探讨了土地利用变化对土壤侵蚀的影响。结果表明：近30年来流域内土地利用／覆被发生了显著变化，1973年～1990年，水田、灌木林、其他林地、灌草地均在减少，旱地、有林地、水域、建设用地、裸岩地均在增加；1990年～2002年，水田、有林地、灌木林、灌草地、水域、城镇农村居民点建设用地均明显增加．旱地和裸岩地均大幅度减少。流域土壤侵蚀模数由1973年的30．88t／（hm^2·年）上升到1990年的35．08t／（hm^2·年），2002年下降到28．16t／（hm^2·年）。旱地和灌草地是流域发生土壤侵蚀的主要土地利用类型。封山育林、植树造林和退耕还林，减少陡坡旱地，是流域进行水土流失治理的有效措施。

猫跳河流域底栖动物群落结构与水质生物评价

调查河流底栖动物群落结构并进行水质生物评价,对制定流域环境管理策略有重要意义。为摸清长江二级支流猫跳河流域水生态环境状况,用底栖动物作为指示物种,对猫跳河水污染状况进行评价。调查发现:猫跳河有底栖动物82种,隶属于4门7纲51科,其中水生昆虫的种数占据明显优势。底栖动物总平均个体密度为84 ind./m^(2),总平均生物量密度为11.01 g/m^(2);Shannon-Wiener多样性指数平均值为1.57,Pielou均匀度指数平均值为0.66。水质生物评价结果表明,猫跳河流域大多处于污染状态,其中支流受污染的状况比干流更严重。Shannon-Wiener多样性指数和BMWP记分系统2种评价方法的结果存在一定差异,采用BMWP记分评价得到的结果普遍劣于Shannon-Wiener多样性指数评价的结果。

猫跳河梯级开发岩溶工程地质理论与实践

猫跳河流域范围,碳酸盐岩分布面积达70％以上,岩溶强烈发育。从50年代至70年代,在全河进行了水利水电梯级开发,90年代初又增建了一座电站。七座电站总装机25.2万kW,是我国目前在岩溶发育区梯级开发最系统的一条河流。本文旨在对描跳河梯级开发20余年的岩溶工程地质实践,作一概要回顾和总结。

基于GIS查询的生态重建模式构建及其成本效益分析——以贵州省猫跳河流域为例

我国西南喀斯特山区地形破碎,土层瘠薄,生态环境非常脆弱,通过社会投入对退化土地进行生态重建是实现生态、经济和社会可持续发展的必然途径。以贵州省猫跳河流域为案例区,以蓄水、治土、造林为核心,将生物、工程、技术措施相结合,在GIS技术支持下,通过对研究区土壤侵蚀状况及社会经济条件的查询,得到不同治理措施的面积及空间分布情况。各种治理措施面积为98232hm2,占研究区面积的31.52%。其中封禁治理占治理总面积的28.1%,荒山造林占治理总面积的16.4%,退耕还林还草占治理总面积的6.78%,6°～25°坡耕地治理占治理总面积的48.72%。在此基础上,分析了各种治理措施的成本和效益,探讨了重建模式的可行性,为指导当地生态重建和实现土地资源可持续利用提供科学依据。

猫跳河流域梯级水库夏-秋季节溶解无机碳(DIC)含量及其同位素组成的分布特征

于2007年7月(夏季)、10月(秋季)2次对猫跳河流域河流-水库水体样品进行了采集,分析其水化学组成特征,溶解无机碳(DIC)含量及其同位素组成,研究了猫跳河流域河流-水库的碳元素地球化学行为,目的是阐明梯级水库拦截后河流的碳元素含量和碳同位素(δ13CDIC)组成的分布特征.水体DIC及其同位素(1δ3CDIC)组成的总体特征为:DIC含量夏季低于秋季,夏季DIC含量为1.35~2.84 mmol/L,平均值为2.12 mmol/L,秋季DIC含量为2.03~3.98 mmol/L,平均值为2.67 mmol/L;1δ3CDIC值则相反,夏季较秋季偏正,其1δ3CDIC值流域夏季为-10.3‰^-5.1‰,平均值是-8.6‰,秋季为-13.0‰^-6.9‰,平均值为-9.0‰,表明夏季藻类光合作用优先富集12C,水体富集13C.夏季水库的DIC含量随着深度的加深而增大,而δ13CDIC值则随着深度的加深而偏负,表明表层水体受藻类生物作用影响较大,下层水体主要受有机质的降解影响.DIC含量从上游至下游呈逐渐降低的趋势,而δ13CDIC值从上游至下游呈逐渐偏负的趋势,表明河流受水坝拦截后河流水化学性质发生了改变,水坝建成对于河流生源要素C具有一定的拦截作用.

西南喀斯特山区土地利用/覆被变化研究——以贵州省猫跳河流域为例

我国西南喀斯特山区山高坡陡,地形破碎,生态环境非常脆弱,是土地利用变化的敏感区域,也是全球环境变化响应比较突出的区域。本文根据贵州省猫跳河流域1973年MSS影像数据、1990年、2002年和2007年的Landsat-TM影像数据,利用遥感、GIS技术和数理统计方法,系统地分析了该流域土地利用/覆被变化的时空格局和特征,为喀斯特其它地区土地利用变化的研究和区域土地可持续利用政策的制定提供了参考和依据。结果表明:近30年来,流域内土地利用/覆被发生了剧烈变化。1973年-1990年,由于陡坡开荒以及城镇化发展,流域内旱地、裸岩地和城镇建设用地增加,水田、灌木林、其它林地、灌草地均在减少;1990年以后,由于生态建设相关政策和项目的实施,流域内旱地和裸岩地大幅度减少,林地大幅度增加,城镇用地、农村居民点和交通工矿用地呈持续增加趋势;1973年-2007年,各地类土地利用类型转化与土地利用强度存在较大差异,主要表现为灌木林、灌草地、有林地、其它林地、旱地和裸岩地之间的转化,土地利用强度表现为先增大后减小;流域内绝大多数地类分部的平均海拔高程和坡度呈增加趋势,说明流域内人类活动对土地的干扰空间在扩大,趋向于高海拔和陡坡地区。

不同土地利用结构下的土壤侵蚀经济损失——以贵州省猫跳河流域为例

本文以贵州省猫跳河流域为例,运用环境经济学理论和方法,计算了流域不同时期不同土地利用结构下的土壤侵蚀经济损失,分析了流域土壤侵蚀经济损失现状结构、土壤侵蚀经济损失的动态变化及其与土地利用结构的关系。结果表明:①2007年流域土壤侵蚀经济损失37381.64×104元,其中氮、磷、钾、有机质养分损失33739.98×104元,占土壤侵蚀总损失的90.26%。旱地和灌草地土壤侵蚀经济损失最大,分别占年土壤侵蚀经济损失的47.08%和44.24%。流域北部下游地区土壤侵蚀单位面积经济损失较大。②近30年来,流域年土壤侵蚀经济损失经历了由趋向增加到减少的过程。1973—1990年,流域年土壤侵蚀总经济损失增加了3092.98×104元,增加了8.74%。1990—2007年,流域年土壤侵蚀总经济损失减少了11162.43×104元,减少了22.99%。究其原因,这主要与不同时期土地利用结构具有密切关系。旱地和灌草地是流域土壤侵蚀经济损失发生的主要土地利用类型,清镇、平坝、修文是流域土壤侵蚀防治和治理的重点区域。

不同土地利用类型的地表特征参量的遥感反演研究——以猫跳河流域为例

利用2007年5月Lansat5TM数据,运用单通道算法,基于全国遥感监测土地利用/覆盖分类体系,对贵州省猫跳河流域的地表特征参量进行了反演,得到不同土地利用类型下的典型地表特征参数值。在3种主要的土地利用类型中,林地的植被指数最高、地表温度最低,农田的植被指数最低而地表温度最高,草地介乎林地和农田之间。城镇建设用地主要表现为热岛效应,而水域则主要表现为地表温度(LST)和归一化植被指数(NDVI)的双低特征。进一步对二级土地利用类型的分析表明,由于结构、功能的不同,土地利用二级类在地表特征参量方面也表现出了有规律地变化。有助于深入认识不同土地利用类型的物理特征,可以丰富主要土地利用类型的影像分类的先验知识,有望将不同土地利用方式的生态环境效应研究推进一步。

贵州高原猫跳河流域浮游植物功能群组成特征及其与环境因子之间的关系

猫跳河是典型喀斯特河流,其下游水库为贵阳市重要饮用水源。为探究猫跳河流域浮游植物功能群组成的动态变化特征及其与环境因子的相关性,基于冗余分析、相关性分析方法,于2020年6月、8月和11月对浮游植物与理化指标进行采样分析。结果表明:猫跳河流域调查期间共检出浮游植物7门67种(属),其中绿藻门种类最多;浮游植物群落结构呈时空异构,各采样断面浮游植物细胞丰度变化范围为0.11×10^(6)~17.71×10^(6)cells·L^(-1),生物量变化范围为29.85~1256.16μg·L^(-1);猫跳河流域浮游植物可划分为24个功能群,其中B、MP、S1、Y和D为猫跳河流域主要优势功能群,功能群D的生物量在8月达到峰值1256.85μg·L^(-1),主要优势功能群适应生境均为浑浊的中富营养水体;浮游植物功能群呈现显著时间演替特征。冗余分析结果显示:水温、pH和电导率是影响猫跳河流域浮游植物功能类群动态分布的主要环境因素。

典型喀斯特地区国土空间生态修复分区研究--以贵州猫跳河流域为例

国土空间生态修复是实现生态系统服务可持续供给的重要保障,明确其空间分区是开展生态修复的前提条件。针对现有生态修复分区方法的层级单一、结果针对性欠佳等问题,以典型喀斯特地区贵州猫跳河流域为研究区,构建“自然立地条件—主导生态功能—生态胁迫问题”生态修复分区框架。选取海拔、坡度、地形起伏度、植被类型等自然立地条件指标分析流域内地域分异规律,进而划定生态修复一级分区;基于水源涵养、土壤保持、生物多样性维护、粮食供给等主要生态系统服务功能评价结果识别区域主导生态功能,据此划定生态修复二级分区;结合石漠化敏感性、水土流失敏感性及生态退化度等关键生态胁迫问题指标构建生态修复分区指数识别生态修复重点区域,进而开展生态修复三级分区划分。最终,将猫跳河流域划分为3个生态修复一级分区、10个生态修复二级分区及30个生态修复三级分区,并提出了相应的生态修复策略。研究可为猫跳河流域生态修复实践提供参考,并为西南喀斯特地区生态修复分区提供理论借鉴。