根据月降水、径流资料进行水循环要素分解,并应用Mann-Kendall方法分析了7个主要的水循环要素的变化趋势。分析表明:对于兰州控制断面而言,地表径流有明显的减少趋势,而其它水循环要素变化的趋势并不十分明显。但是,对于花园口控制断面而言,天然径流、地表径流和地下径流减少的趋势十分明显,而降水、蒸散发、壤中流和土壤水分通量也都呈减少趋势,但变化并不突出。进一步的研究表明了用水量的增加、降水减少以及径流系数减小与黄河流域水循环变化的关系。水循环是水资源科学评价与合理开发利用基本依据,黄河流域地处半干旱地区水循环具有垂向运动的特征,蒸发旺盛。因此,对黄河流域来说,应从其水循环的特征,考虑用水结构的调整。

应用干旱的气候分析方法和遥感监测方法,分别利用1982～1998年(1999年)降水和气温气象数据,以及AVHRR的NDVI遥感数据计算了黄河流域气候干旱指数和距平NDVI。以像元为单位,应用线性回归斜率和相关系数分析了流域内干旱状况的气候特征和植被特征的变化状况,并进行了流域干旱状况类型的区域划分,从气候和植被特征方面分析了黄河流域近18年来干旱变化状况。通过研究得出以下结论:黄河流域在1982～1999年间干旱的气候特征比较突出,在101°20'E以东地区受干旱威胁,共占黄河流域面积的71%;黄河流域在101°20'E以西的源头地区,干旱的气候特征和植被特征目前都处在相对减弱的趋势中,干旱没有进一步严重恶化的迹象;黄河流域灌溉农业地区植被基本不受气候干旱的影响。

运用小波分析等方法对黄河上中游天然径流序列进行了分析,揭示了河川径流多时间尺度变化规律,并对径流在不同时间尺度上变化的影响因素进行了探讨。研究结果对于认识黄河径流的变化规律、开发利用管理黄河水资源有着重要的意义。

数字高程模型(DEM)是当前用于流域地形分析的主要数据,由DEM可以提取河网,为不同尺度的水文模型计算和存储地形参数。对黄河小浪底—花园口区间,面积范围为100～1×10⁴km²的8个研究流域,应用网格大小分别为100～1000m6种水平分辨率的栅格DEM进行了流域特征参数的提取和分析。研究表明,DEM的水平分辨率对提取河网的精确性有影响,网格的增大增加了平地处流向确定的随意性。提取的流域面积、长度等有关的参数差别不大,但坡度值变化明显。参数的差别导致主要受长度和坡度因素影响的流域的汇流时间和滞时有较大的不同。

地表蒸散的准确估算在流域水资源的评价、干旱监测及农作物产量模拟研究中很重要,论文通过建立年蒸散量与累积NDVI及相对湿润指数之间的关系,利用1982～2000年8km分辨率的AVHRRNDVI资料及月平均气温和月降水量资料,对黄河流域近20年来地表蒸散的时空分布进行了分析,并利用水文站径流观测资料对估算结果进行了检验。结果表明,黄河流域多年平均年蒸散量是389mm,年际间变化很大,空间分布格局是东南部蒸散量最大,其次是兰州以上区间,宁蒙河段及鄂尔多斯高原蒸散量最小;全流域平均蒸散估算误差比较小,吻合比较好。

以涡度相关法的实测资料为标准,对波文比—能量平衡法、空气动力学法、Penman-Monteith模型、Shuttleworth-Wallace模型进行对比研究,并分析了各种方法的精度和灵敏度。结果表明:Penman-Monteith模型和波文比—能量平衡法的精度最高,Shuttleworth-Wallace模型和空气动力学法的精度较差。Penman-Monteith模型的稳定性较好,波文比—能量平衡法受Δe和ΔT观测精度的影响大,风温湿观测高度以及下垫面是否均一对空气动力学法影响较大,Shuttleworth-Wallace模型对各类阻抗较为敏感。

基于DEM的分布式水文模型是数字化时代水文模型发展的主要方向。论文回顾了分布式水文模型30年的发展历史,对国内外分布式水文模型的研究状况做了简要评述。归纳出基于DEM的分布式水文模型的主要特点。在分布式水文模型的构建中,水文单元的划分是一个十分关键的环节,论文重点探讨了3种基于DEM常用的流域离散化方法。在模型结构方面,提出了一个典型的分布式水文模型框架,包括分布式输入模块,单元水文模型和河网汇流模型。在模型参数方面,提出了3种分布式水文模型参数的确定方法。最后,对分布式水文模型存在的几个典型问题进行了分析和讨论

利用2期土地利用图形数据对科尔沁沙地及其周围地区的土地利用变化进行分析发现:1985～2000年该地区耕地增加15.34%,林地增加2.48%,草地减少6.28%,水域减少7.72%,城乡工矿居民用地增加1.99%,未利用地减少4.04%;其中草地向耕地转化的面积最大,为4932.00km²,占全区土地利用变化总面积的63.85%,转化的空间分布呈现出向科尔沁沙地边沿及其外围扩展的态势。经相关分析及文献调研得知,人口增长和经济发展是研究地区耕地增加、进而导致系列土地利用变化的根本原因;此外,土地开发和生态环境保护等宏观政策也是影响区域土地利用变的重要人文驱动力。

论文以典型黄土高原丘陵沟壑区安塞县为例,运用市场价值法、替代工程法、影子价格法、机会成本法等方法对其境内7种不同类型农业生态系统的保持土壤(Es)、涵养水分(Ew)、固定CO²和释放O²(Ea)、维持营养物质循环(En)、净化环境(Ee)等服务功能进行了价值核算,初步估算出安塞县生态系统各服务功能的价值总量为3169870.46×10⁴元,是其农林产品服务价值(Vp)的170倍。这一方面表明脆弱生态系统依然担当了重要的生态系统服务功能,为其经济生产力提供了巨大的生态服务。各种服务价值的大小依次为En(占89.85%)、Ew(占4.39%)、Ea(占4.18%)、Vp(占0.58%)、Es(占0.81%)、Ee(占0.18%)。另一方面也充分反映出在该地区“生态生产力”与“经济生产力”严重失衡。

论文根据一系列1∶1000000自然资源专题图,把青藏高原生态资产划分为森林、草地、农田、湿地、水面、荒漠6个一级类型,应用GIS技术进行了数据处理与统计分析,编制了青藏高原1∶4000000自然资产图。生态资产价值评估以Costanza等人(1997)对全球生态系统服务价值评估的部分成果为参考,同时综合了对我国专业人士进行的生态问卷调查结果,建立了中国陆地生态系统单位面积服务价值表。以此表为基础,通过生物量等因子的校正,对青藏高原不同生态资产的服务价值进行了估算,结果表明,青藏高原生态系统每年的生态服务价值为9363.9×10⁸元/年,占全国生态系统每年服务价值的17.68%,全球的0.61%。在青藏高原生态系统每年提供的生态服务价值中,土壤形成与保护价值最高,占19.3%;其次是废物处理价值,占16.8%;水源涵养价值占16.5%,生物多样性维持的价值占16%。高原不同生态系统类型中,森林生态系统和草地生态系统对青藏高原生态系统总服务价值的贡献最大,贡献率分别为31.3%和48.3%。

论文对澳门2001年的生态足迹进行了计算和分析,结果表明,澳门2001年人均生态足迹为2.993hm²,制造业外移、大量居民到邻近的珠海消费及密集的城市结构使生态足迹较低,只有香港的一半。澳门人均生态承载力面积仅0.011hm²;澳门生态足迹是生态承载力面积的272倍,表明澳门生态系统承受着较大的压力。澳门以旅游业为主,旅游业产值占GDP的60.7%。从生态消费的角度,澳门每hm²生态足迹可产生4202美元的产值,是世界平均水平的3.8倍。澳门是一个以旅游为主的城市,游客每hm²生态足迹的产值是15258美元,是世界平均水平的13.8倍,充分反映了澳门旅游业的经济高效性。研究表明,在澳门三岛中,澳门半岛的生态足迹最大,是半岛真实面积的1554倍,表明澳门半岛生态压力和强度甚高。文章还对澳门发展旅游业优势性进行了探讨。

论文在收集已有资料的基础上,补充调查了长白山自然保护区中沿不同海拔高度形成的不同森林生态系统的细根生物量和一些森林类型的根系总生物量,并且对自然环境因子对根系生物量的影响进行了相关分析。研究表明,由高海拔到低海拔(岳桦林、苔藓岳桦暗针叶林、暗针叶林过渡带、苔藓红松暗针叶林、红松针阔混交林)树木细根(<2mm)生物量分别是458.92gm^-2、537.42gm^-2、390.35gm^-2、397.25gm^-2和660.21gm^-2;根系总生物量分别是2578.00gm^-2、2794.00gm^-2、2680.00gm^-2、3459.25gm^-2和5155.00gm^-2。分别对细根生物量和根系总生物量与降水量和活动积温之间进行相关性分析时,发现细根生物量与不同海拔高度的活动积温和降水量没有明显的相关性;而根系生物量与这些因子存在着指数相关关系。该研究同时对不同海拔高度根系中的C、N含量和土壤中有机质的含量进行了分析和测定。结合已有的倒木和凋落物的资料,估算了长白山自然保护区中沿不同海拔高度形成的不同森林生态系统地下C的贮量。在长白山自然保护区内,由高海拔到低海拔,林地C贮量分别是15493.88gm^-2、21005.74gm^-2、19819.24gm^-2、14232.51gm^-2和7344.02gm^-2。

我国油气可采资源量分别为140×10⁸t和9.3×10¹²m³,但与世界平均水平相比,我国油气资源却相对贫乏。目前,我国石油资源勘探程度较高,储量、产量增长的潜力有限,石油在未来一次能源消费中的比例只能略有上升,保持在25%～26%;而天然气资源勘探程度却很低,正处在高速发展阶段。天然气在未来一次能源消费中的比例有望较快增长,预计从2000年的2.5%上升到2015年的9.4%;与之对应,煤炭消费比例会有所下降,但不会改变煤炭在一次能源消费中的首要地位。为此,根据我国油气资源、能源消费和能源需求变化等特点,对未来能源发展战略提出5条建议:节能降耗,提高能源利用率,实施可持续发展战略;大力发展洁净煤技术;依靠科技进步,加大油气勘探开发力度,优化能源结构;实施“走出去”战略,积极参与国际油气市场;积极开发新能源,实现能源供应多元化。