云南杞麓湖沉积物记录的近现代生态环境变化及影响因子识别

随着云南社会经济的持续发展与极端气候事件的频发,高原大中型湖泊面临着水质恶化、生态与环境功能退化的长期胁迫.为识别亚热带大型湖泊面临的主要环境压力,以杞麓湖为研究对象,在对沉积物钻孔进行物理(粒度、烧失量)、生物(色素、硅藻)等指标分析的基础上,结合现代监测和湖泊调查数据,重建了近两百年来湖泊水文条件、富营养化和环境变化的历史,并对硅藻群落结构的演化进行了驱动过程识别.沉积物粒度在1958年之前变化总体较为稳定且有较高的黏土含量;随着围湖造田等流域开发的增强,沉积物粒度组成自1960s开始频繁波动且粗颗粒组分快速增加.1981—2000年期间,随着落水洞泄水工程的修建杞麓湖的水位控制与水文调控得到加强,沉积物砂质含量降低且粒度组成变化较小;2000—2013年期间,湖泊疏浚工程的开展和区域降水的持续减少都导致了沉积物粒度组成波动较大、粗颗粒组成较高.沉积物色素记录了湖泊初级生产力的缓慢上升出现于19世纪中后期,并自1960s开始总叶绿素与蓝藻色素含量总体出现了较大幅度的增加趋势并持续至今.而在2000—2005年期间,湖泊浅水区的疏浚清淤导致了内源营养盐输入量的降低与藻类生物量的明显下降;沉积物蓝藻色素含量在1998、2008和2012—2013年左右出现明显的峰值,指示杞麓湖可能出现了较大范围的蓝藻暴发事件.统计分析结果显示,湖泊硅藻群落结构出现了多次明显转变且呈现底栖硅藻百分比长期降低的特征,水体富营养化的持续是驱动硅藻群落结构演替的主要因子,而水生植物退化、水文条件与气候变化也对硅藻群落的构建产生了重要的叠加影响.本文的沉积物分析结果表明,亚热带大型湖泊的生态治理与环境保护需要重点围绕营养盐负荷控制、水文调控优化与底栖生境恢复,并需应对全球变暖与极端气候事件产生的叠加影响.

云南省文山州富宁县田蓬镇新农村建设中危房情况调查及改造建议

在现今的时代背景下,新农村的建设中,危房改造问题尤为突出。本文以深入调查为基础,对云南省文山州富宁县田蓬镇山区现有农村住房的特点、住房类型、破坏情况及起因进行分析,统计危旧房屋数量。结合当地传统房屋传统工艺做法,地理地质情况,抗灾需求等条件,提出了有针对性的房屋改造建议。高度危险房屋建议拆后重建,而轻度和中度危险的房屋需进行加固修缮。将危改与旅游产业相结合,建设以壮族村寨为主的特色鲜明的原生态旅游,并开发加工绿色食品,经济发展的同时,将更有利于传统民居文化的保护与传承。

山区河谷-水系演化及环境效应研究——以金沙江为例

随着河流地貌学研究的深入,河谷-水系演化及环境效应成为了国內外重要研究领域。首先对河谷-水系演化及环境效应研究的国内外进展进行回顾与前瞻。金沙江可谓是山区河谷-水系演化的典型代表,以金沙江河谷-水系演化及环境效应研究为例,认为:河谷-水系变迁及环境效应实质上是区域性陆地地表环境演变的过程,也是深切河谷区中最基本最重要的演变形式,是中外地学研究急需解决的重要科学问题;立足于基于区域自然地理背景的河流地貌学研究,以河流地貌学为主进行自然和人文的多学科理论与方法的拓展性研究,系统全面地从地质历史和发生学角度分析研究山区河谷-水系及环境效应得到机理性和科学性的认识;将构造与构造运动、气候变化、层状地貌、河谷沉积等综合系统研究,将长时间尺度河谷-水系演化与现代地理过程、格局、特征、效应相结合,既揭示山区河谷-水系发育史,又构建现代河谷地域系统高梯度效应框架体系,突显流域系统演化和系统论的理论与应用,可促进河流地貌学的进一步创新,以及大江流域水系与河谷地貌的应用研究。

湖、库水体CH_(4)冒泡排放研究进展

冒泡排放是湖、库水体CH_(4)排放的主要方式之一,其排放通量和占CH_(4)总排放量比例均具有极其显著的时空差异性,是当前水体CH_(4)排放估算不确定性的主要来源之一。然而,目前关于湖、库水体CH_(4)冒泡排放通量监测、时空分布规律、过程机制和模型模拟的系统梳理鲜有报道。本研究对比了目前水体CH_(4)冒泡的监测方法技术的适用性及优缺点,分析总结湖、库水体CH_(4)冒泡排放及通量的时空分布特征,梳理CH_(4)气泡在沉积物-水体中的产生-成长-迁移-释放的过程、影响因素及模型,并提出了水体CH_(4)冒泡过程模型框架。最后,本研究提出未来研究应基于湖、库水体分类、设备开发和改进来构建适应性的湖、库水体CH_(4)冒泡排放监测标准体系,开发基于过程的CH_(4)冒泡机理模型,为认识变化环境下湖、库水体CH_(4)冒泡过程和准确估算CH_(4)排放量提供支撑。

金沙江河谷-水系发育的年代学框架分析与探讨

通过对近年来金沙江云南段考察研究获得的地貌、湖盆和环境效应记录的总结和梳理,并结合前人研究成果,建立了金沙江河谷-水系形成演化的年代框架,认为金沙江河谷-水系的演化历史可以分为3个阶段,即上新世-早更新世初的孕育阶段、早更新世末-中更新世的发展阶段和晚更新世的定型阶段。现代金沙江河谷-水系的地貌格局以及干热河谷的景观雏形都形成于早更新世末。

金沙江河谷——水系演化的崩滑外动力作用研究

在进一步研究金沙江河谷——水系发育的构造——气候机理基础上,认识到:山区深切河谷中普遍存在着大型堰塞现象:在青藏高原东南边缘地区,由于新构造运动强烈和地震频发及大暴雨等,在山高谷深的金沙江河谷中导致大型滑坡、崩塌或其他形式的外动力作用等,阻塞河谷水流,形成河谷堰塞湖,在堰塞体上游河谷形成静水沉积;在一定时间与条件下,堰塞坝溃决,在其下河谷中形成更大更急水流,加速河谷下切速率与深度,导致更大地形高差;新一轮新构造运动强烈和地震及大暴雨等,导致新一轮大型滑坡、崩塌等,形成新一轮河谷堰塞湖……如此多次重复,逐步加快与促进金沙江河谷——水系向现代形态演化,从而构成了金沙江河谷——水系演化的一种外力动力作用。这一认识对进一步研究山区深切河谷——水系形成与演化、工程建设选址评估和进行灾害防治等有普遍的参考价值与意义。

山地高梯度森林生物质能效应研究(Ⅰ):研究方法

中国是一个山地占2/3的国度。山地因其垂直高差产生了自然与人文现象随高差变化梯变的高梯度效应,森林及其生物质能也呈现出梯变现象。以滇西北梅里雪山极高山地为实证点,尝试综合应用森林生物量及生产力、地理信息技术﹑生物地理统计等方法,建立山地森林生物质能资源高梯度效应研究模式,有助于正确认识山地三维地貌体产生的高梯度效应,更好认识山地生物质能分布规律并加以合理利用,创建优良人居环境。

山地高梯度森林生物质能效应研究(Ⅱ):案例

综合应用森林生物量及生产力计算﹑地理信息技术﹑生物地理统计等方法,对梅里雪山森林生物质能资源赋存量﹑资源总量以及与海拔、山地坡度和坡向等的关系作出定量计算,并对其相关性作分析,发现梅里雪山东坡森林生态系统潜在蕴藏生物质能资源具有明显的空间异质性和空间相关性:在海拔2 000～3 900 m,森林生物质能资源数量随着海拔的升高而逐渐增加,3 900 m以上急剧减少;生物质资源数量在坡度25°～35°期间最大,不同坡向上生物质资源数量差异明显,较为集中分布在东坡、东南坡和西北坡。相关分析表明,生物质能资源数量与地形因子海拔、坡度、坡向具有相关性,与海拔、坡向负相关,与坡度呈正相关,其皮尔森简单相关系数分别为-0.17,-0.86和0.30。在山体中部形成森林生物质能资源富集带,构成环形生态廊道,为山地生态系统和人居环境提供了优良环境条件。

西双版纳热带雨林土壤与叶片生态化学计量特征的干湿度效应

基于地理格局对西双版纳热带雨林的干湿度梯度效应和生态化学计量学的研究思路,结合野外试验监测和室内分析,对西双版纳热带雨林土壤-植物系统元素化学计量特征对海拔和干湿度效应响应进行了研究探讨,结果发现:西双版纳热带雨林土壤和叶片碳氮磷化学计量特征均不同程度的受到海拔和干湿季影响。季雨林与山地雨林的水热梯度受海拔梯度重要影响,随海拔梯度升高,土壤含水率变化显著,且含水率在干湿季均对土壤有机碳(SOC)存在显著影响(P<0.01),雨季其对土壤全氮(STN)和土壤全磷(STP)的影响要显著于干季;叶片全磷(TP)随含水率的增大而升高,而叶片全氮(TN)在干季会随含水率的升高而增大,雨季含水率升高到一定程度时会抑制TN含量的增加并出现单峰现象;而土壤C/P与海拔和干季土壤含水率的极显著相关性(P<0.01)及干季叶片C/N与叶片含水率的显著相关关系(P<0.05)说明,干季水分匮乏条件下,土壤含水率影响土壤P的矿化度和植物对P的吸收利用水平,而且叶片C/N对反馈植物水分含量具有明显指示作用。因此,水热梯度是土壤-叶片系统碳氮磷生态化学计量特征变化的重要驱动因素。此外,全球变化区域响应方面,多雨高温可能会削弱季雨林叶片C的同化能力,且叶N含量降低,但受氮沉降的影响,对C/N的影响尚无法确定;由于P循环对其他元素的耦合作用,雨林土壤-叶片系统的元素循环周期将会被缩短,但干季山地雨林植物生态系统P的限制作用有可能会减弱。

基于GF-2数据结合多纹理特征的塑料大棚识别

塑料大棚在全球范围的大量使用带来经济效益,同时也引发了很多环境问题,及时准确的塑料大棚空间分布信息是农业生产和土壤治理决策的重要依据。塑料大棚的使用改变了土壤表面的光谱特性和空间结构,塑料薄膜材质的特殊性,使其反射光谱具有强烈的方向性和不确定性,因而仅依靠地物反射光谱特征难以准确识别塑料大棚。本文以GF-2影像作为单一数据源,针对塑料大棚特有的空间分布细节信息,分析不同纹理提取算法对塑料大棚识别的适用性。结果表明:1)纹理能有效提高基于遥感影像的塑料大棚识别精度;2)使用单一纹理算法识别不同空间分布结构塑料大棚的分类方案中,采用LBP (local binary pattern)纹理算法的塑料大棚识别精度均优于GLCM (gray-level co-occurrence matrix)、PSI (pixel shape index)纹理算法,其中研究区A基于LBP纹理特征的塑料大棚识别总体精度为96.85%,Kappa系数为0.95,研究区B的总体识别精度为95.58%,Kappa系数为0.94;3)本文使用3种不同的纹理特征组合分类方案,均能提高塑料大棚的识别精度,但不同纹理特征组合算法运用到空间结构差异较大的2个区域时表现不同。加入GLCM的纹理特征组合能提高分布范围较大且聚集度高的塑料大棚识别精度(研究区A塑料大棚斑块平均面积为3.39 hm2,聚集度指数为80.64),对于塑料大棚使用面积小且分布破碎的区域识别精度提升效果不明显(研究区B塑料大棚斑块平均面积为1.37hm2,聚集度指数为72.98)。本试验结果中研究区A的地物光谱特征、NDVI和3种纹理特征组合的大棚识别精度最高,总体识别精度和Kappa系数分别达到了98.13%和0.97,研究区B的地物光谱特征、NDVI、PSI和LBP纹理特征组合识别精度最高(总体精度为96.13%,Kappa系数为0.95)。基于影像对象的多纹理特征能够实现塑料大棚的精细识别,该方法对塑料大棚空间分布精确制图具有重要意义。

昆明主城区地热资源开发利用情况和问题分析研究

地热资源作为一种具有矿产资源和水资源的双重性,是集热、矿、水三位一体的清洁、宝贵、可利用的矿产资源。本文主要通过分析昆明市的地质构造,研究昆明城区的地热分布格局以及地热与地质构造之间的关系,总结地热资源现阶段的开发利用情况和存在的各种环境问题。并提出合理可行的解决措施与对策以供管理决策提供依据。

昆明盆地活断层风险评价

活断层研究是区域地壳稳定性研究的重要方面,对于城市建设场地稳定性、城市地震防灾减灾、城市建筑物地震烈度设防等方面具有重要意义。本文通过对历史文献和前人研究成果的收集、整理,结合野外地质调查结果和航、卫影像的线性结构特征,对昆明盆地普渡河–西山断裂、黑龙潭–官渡断裂、白邑–横冲断裂、大春河–一朵云断裂、富民–呈贡断裂五条活断层活动性进行调查,并分析活断层对昆明市城市规划建设的影响。

腾冲滇滩镇地热资源开发利用研究

地热资源是地球上可持续的再生清洁能源,我国是地热资源大国,地热资源储量丰富。但由于目前我国地热资源的开发利用以直接利用为主,利用率较低,资金不足,技术含量低且设施设备不完善,对深层次的地热资源开发利用缺乏科学研究和长期的发展规划,对地热资源的动态监测不足,政府监管力度不够,导致不合理开采和热污染现象凸显,对地热资源造成严重浪费。本文以腾冲市滇滩地区地热资源为例,分析其开发利用现状,并提出相对的意见和建议,为改善该地区的能源结构,推动该地区的经济发展做铺垫。

高原城市水源地生态补偿额度核算及机制研究——以昆明松花坝水源地为例

高原城市水库是高原城市最主要甚至唯一的饮用水源,建立和完善水源地生态补偿机制将关系到高原城市水资源安全与生态文明建设。通过对昆明市松花坝饮用水源地的实地考察与问卷调查,在明确生态补偿主客体及受访者补偿意愿的基础上,利用"水资源价值"和"机会成本法"模型核算了松花坝水源保护区的生态补偿需求额度。结果表明:现阶段松花坝饮用水源地生态补偿额度不足,且补偿形式相对单一,其生态补偿机制有待进一步完善。建议从生态补偿的主客体、补偿资金来源等方面完善高原城市水源地的生态补偿机制,并建立生态补偿基金、健全生态补偿奖惩机制等。研究结果将为我国高原城市饮用水源地生态补偿和生态建设研究提供参考与借鉴。

前处理方法对激光粒度仪测试碳酸盐岩红土粒度结果的影响

前处理方法的优化研究是促进激光粒度仪分析技术在南方红土区推广的关键环节。以黄土粒度前处理方法为基础,设定不同的H2O2、HCl和分散剂(Na PO3)6的加入剂量以及不同的反应温度和超声波震荡时间来处理采自云南高原程海地区海拔2000 m的碳酸盐岩红土样品,结果发现:(1)加入HCl处理会使激光粒度仪测量结果偏粗,不加HCl只加H2O2可以获得较细的粒度测量结果;(2)加(Na PO3)6分散剂后样品测试结果重现性较高,但粒度偏粗,当加入剂量超过5 ml(0.05 mol l-1)后加入剂量的多少对测试结果影响不大,未加(Na PO3)6的样品测试结果重现性差,但粒度总体偏细;(3)加热处理比未加热处理样品的粒度偏粗,加热不利于样品的分散;(4)经超声波震荡的样品较未震荡的样品颗粒分散程度高,但震荡时间超过2分钟后,增加震荡时间对分散结果影响不大。

热带地区Landsat干季数据的无效像元修复方法研究

热带地区完整中分辨率时间序列遥感数据对于地表过程及地表扰动观测具有重要应用价值。针对热带地区Landsat数据存在云、雾污染及传感器本身缺陷导致的大量数据缺失问题,在现有的条带数据缺失填充算法(GNSPI)基础上,提出三次修复法。该方法能自动识别当前待修复像元前后48 d内有效参考像元,继而经三次修复法实现当前缺失数据的修复。实验结果表明:三次修复法整体平均修复精度(R2)可达0.88,该方法弥补了GNSPI填充算法需要整幅参考影像不存在无效像元方可执行的苛刻要求,提高了有效观测像元的利用率,对于获取热带地区长时间序列有效观测数据具有重要意义。