太湖流域上游地区不同施肥技术下水稻生产对环境的影响分析——基于生命周期评价方法

本文以太湖流域上游地区为例,应用生命周期评价方法对比分析了生产1t水稻采用传统施肥技术和测土配方施肥技术对环境造成的影响。结果表明:与传统施肥技术相比,测土配方施肥技术可以降低环境影响综合指数,从0.116减少到0.083;环境影响指数削减率由大到小依次是环境酸化、富营养化、温室效应及能源消耗。受一些因素影响,虽然减小幅度不大,但是测土配方施肥技术有效地减少了能源消耗和环境污染。因此大力推广这一环境友好型农业生产新技术是实现农业生产和环境保护协调发展的可选择路径之一。

洱海北部上游不同修复类型湿地氮磷分布及污染风险评价

以洱海上游4种典型修复湿地(原生沼泽湿地、人工修复河口滩地、低洼库塘湿地、人工修复湖滨湿地)为研究对象,对湿地水体氮磷的空间分布特征进行探析,并利用优化的对数型幂函数普适指数对水体富营养状态进行评价。结果表明:(1)洱海上游4种湿地水体中TN在0.44~3.28 mg/L,TP在0.03~0.23 mg/L,其中低洼库塘湿地氮磷含量最高,人工修复湖滨湿地最低;(2)4种湿地水体N/P(质量比,下同)集中在16以下,表现为氮限制状态;(3)根据富营养状态评价结果,洱海北部上游4种湿地水体富营养化程度在中度营养化偏富营养化水平,严重区域达到富营养化偏重富营养化水平。在洱海北部上游不同修复类型湿地中,人工修复模式会为湿地生态修复带来显著效果,但也应注重湿地自身净化截留的作用。

洱海流域上游2005—2019年土地利用时空动态特征分析

土地利用对湖泊水质具有重要影响,研究其在重要时间节点的转化对保护洱海水质具有重要意义。基于人机交互解译遥感影像,得到2005年和2019年两期洱海流域上游的土地利用数据,运用地理信息系统(geographic information system,GIS)空间分析、转移矩阵等多种研究方法,分析洱海流域上游近14年来各种土地利用类型在时间、空间及数量上的动态变化情况。结果表明:耕地、林地和草地是洱海流域上游主要地类,耕地分布在中、南部平缓地带,林地和草地呈环状分布在盆地边缘,城镇用地零散分布在耕地中,且靠湖泊区域更为集中;14年间,转换主要在耕地、林地、建设用地和草地4种土地利用类型之间进行。建设用地和草地是总面积增加和减少最多的地类,分别为47.240 km^(2)和97.398 km^(2);土地利用动态度呈现两极分化态势,园地是动态度最大(1549.895%),林地动态度最低(0.198%)。研究结果可为洱海流域上游的土地利用规划、生态保护提供理论支撑。

南方红壤区长期水土流失综合治理显著减少河流输沙——以鄱阳湖流域赣江上游平江为例

长时间序列水沙数据分析有助于科学评价流域尺度水土保持减流减沙效应,为科学开展区域水土保持成效评估提供实现路径.本文选取南方红壤区水土保持工程最为集中、持续时间最长的典型流域——平江流域,基于1975-2014年的逐日降水量、流量、含沙量数据,综合应用预置白M-K检验法、Theil-Sen趋势度估计法、Pettitt检验法与累积量斜率变化率比较法,开展河流水沙变化特征及归因分析,揭示长期水土流失治理对河流水沙的影响.结果表明:(1)1975-2014年平江年输沙量、汛期输沙量和非汛期输沙量均存在显著减少趋势,年均减少率分别为2.38×10^(4)、1.75×10^(4)和0.44×10^(4)t/a,汛期输沙量在流域开始实施系统水土流失治理时即发生突变,而年输沙量和非汛期输沙量在系列国家水土保持重点工程实施一段时间后方开始突变;(2)流域长期水土保持显著减少平江输沙,但对径流无显著影响,重点治理期、治理后期以水土保持为主的生态保护工程对输沙量减少的贡献均在94.0%以上,且生态保护工程对汛期输沙量减少的贡献较非汛期的更为突出;(3)以水土保持为主的长期生态保护工程导致平江全年、汛期、非汛期输沙量分别减少59.3%、60.7%和55.7%;(4)在剔除大型水利工程(尤其是大中型水库)建设影响后,南方红壤区可以基于长时间序列水沙数据分析科学评价流域尺度水土保持减流减沙效应.研究结果可以为南方红壤区流域尺度水土保持减流减沙效应评价提供参考,并有望为区域系列国家生态保护与建设工程的布局和管理提供科学依据.

基于最小累积阻力模型的洱海流域上游面源污染“源-汇”风险格局研究

[目的]对洱海流域上游面源污染“源—汇”风险格局进行研究,为保护洱海生态和快速识别面源污染“源—汇”风险的关键区域提供理论依据。[方法]以2005,2010,2015和2020年数据为例,构建阻力基面评价体系,基于最小累积阻力模型建立阻力面,划分面源污染风险等级并探讨洱海流域上游16 a来面源污染的风险等级变化。[结果]①阻力因子的空间异质性使阻力基面的分布存在区域性差异,而“源”的分布则影响阻力面的分布,2020年比2005年阻力面值提高了7485.40。②研究区极高风险区面积所占比例达30%,而中风险区以上所占比例超过60%,面源污染风险等级偏高;16 a间,极高风险区面积减少最多,为35.74 km^(2),而中风险区面积增加最多,为38.69 km^(2)。③面源污染风险等级距离“源”越近,风险等级越高,表现为中部高于边界,南部高于北部,而极高风险区是面源污染的关键区域。④16 a间中风险区转出面积最多,为80.93 km^(2)。茈碧湖镇、凤羽镇和右所镇三镇交界处以及牛街乡的北部是面源污染风险等级转移的主要区域。[结论]关键区域的景观优化、种植业调整等措施对减少氮磷的流失及风险等级格局的改变具有更积极的作用,可进一步改善洱海未来水环境。