阐述了天津市水资源现状和20世纪以来湿地萎缩的趋势和成因,论述了该地区进行汛期洪水资源存储的必要性。基于ArcG IS开发了蓄滞洪区蓄洪过程的三维演示模块,实现对蓄水量和淹没面积实时计算。建立了考虑蓄滞洪区的淹没损失、防洪效益、供水效益和生态效益等指标的评价体系,引入模糊理论优选蓄水方案,为实施洪水资源化方案提供量化依据。基于N ewtonR-aphson方法和松弛算法建立一维河网非恒定流水动力学模型,构建了集河渠、闸门、分洪口门和蓄滞洪区于一体的水系联合调度系统。提出了天津市洪水资源存储总体实施思路,对于缓解当地水资源危机、改善水生态环境有积极意义。

对扎龙湿地1956—2000年的水循环要素特征进行分析,并计算了扎龙湿地在自然条件下的水量平衡关系。结果表明,扎龙湿地在研究时段内蓄水量总体呈下降趋势,蓄水量平均每年减少16.8×106m₃。大气降水是扎龙湿地的主要水源,占总来水量的61.5%,其次是上游乌裕尔河和双阳河的河川径流量,占36.5%,区间径流很小,只占2.0%;扎龙湿地的主要耗水项是蒸散(发),占总耗水的74.4%,其次是渗漏,占14.5%,下游出流只占11.1%。

通过对北京市蔬菜和菜地土壤镍含量状况进行大规模调查,研究蔬菜和土壤镍含量及其健康风险,并筛选出抗镍污染能力强的蔬菜品种。根据蔬菜的消费量同时兼顾品种多样性的原则,在北京市规模化蔬菜栽培基地(采集蔬菜及土壤样品)和蔬菜批发市场(蔬菜样品)共采集97种蔬菜412个样品和54个土壤样品。研究发现:北京市菜地土壤镍含量呈正态分布,其含量范围、算术均值和中值分别为2.8～46.5、25.89和25.75m gk/g,均远低于《土壤环境质量标准》中的农业土壤标准p(H>7.5时,250m gk/g);北京市蔬菜镍含量范围、算术均值、几何均值和BoxC-ox均值分别为0.7～1689.0、91.3、53.0和55.4μgk/g;瓜果类蔬菜的镍平均含量显著高于叶菜类,其它类型差异不显著;北京市本地产蔬菜与市售外地产蔬菜的镍含量没有显著差异;裸露地蔬菜镍含量显著高于设施栽培蔬菜;云架豆镍富集系数较高,黄瓜、小白菜、萝卜、甘蓝、辣椒、大白菜和冬瓜次之,而大葱、叶甜菜、茄子、西红柿和部分特菜等镍富集系数最低。北京市居民从蔬菜中摄入镍的量为99.5μg/(人.d),蔬菜镍对北京市部分人群存在一定的健康风险。

1988—1989年安西极旱荒漠自然保护区进行了首次全面的综合考察,为了解1988年以来保护区鸟类资源的变化及其原因,2002—2004年又4次调查了该地区鸟类的种类及数量。15年来安西自然保护区的鸟类资源变化明显。鸟类种类新增加31种(其中甘肃新记录3种),但同时减少了36种。国家重点保护鸟类由原来的18种下降到16种。与1988—1989年相比,2002—2004年春季和夏季鸟类数量下降,秋季数量增加;各个季节的优势种的种类和数量都发生明显变化。影响安西自然保护区鸟类资源变化的主要原因是鸟类迁徙和人类活动。

根据土地整理措施对农地质量的影响,评定土地质量整理等级,确定区域农地整理时空配置,可以为科学的区域农地整理规划提供依据。文章以山东省青州市为例,在深入分析农地整理特点和青州市自然、社会条件的基础上,构建了农地整理质量评价指标体系和评价模型;运用综合指数法和GIS技术取得各评价单元综合得分,在此基础上进行了区域农地整理时空配置。研究结果表明,青州市一级(近期)土地质量整理区分布于东部平原,整理面积106.21km₂,占整理总面积的8.85%,二级(中期)整理区分布于中部平原和西部丘陵区,整理面积234.04km₂,占19.51%,三级(远期)整理区分布在西部平原和中部丘陵,整理面积559.36km₂,占46.63%,四级(暂不整理)区分布在北部平原和南部丘陵,占25.01%。研究结果为青州土地整理规划和实施提供了科学依据。

根据新疆和田河流域3个测站的多年实测径流资料,从径流的年内分配和年际变化2个方面分析了和田河流域河川径流的变化特征。计算结果表明,在年内分配方面,由于径流补给来源的作用,流域径流绝大部分集中在夏季,这就使得径流年内分配不均匀系数和集中度普遍较高,而计算所得的集中期也与实测最大月径流出现的情况相吻合。在径流的年际变化方面,尽管和田河流域的年降雨量存在递增的趋势,但是由于源区高山的雪线高程上升、冰川退缩,再加上人类活动的影响越来越显著,从而导致流域的河川径流呈现微弱的下降趋势。经过周期图法分析得到,和田河流域的年径流量不存在明显的周期成分。

论文从理论上区分自然资源在经济发展过程中的代价性损失、市场失灵导致的过度性损失I和政府失灵导致的过度性损失II开始,分析了合理利用资源的度就是保证资源利用在代价性损失范围以内。然后从计算是否存在过度性损失入手,间接衡量了合理利用资源的度,进而判断资源利用是否符合代价性损失的标准。其中,分别以森林资源和土地资源为例,讨论了计算过度性损失I和II的方法,测算了S市某林场的过度性损失I和中国1989至1996和1999至2002年间的农地非农化的过度性损失II。结果显示,随着碳价格的变化,所研究林场的过度性损失I(提前砍伐年数)从0年增加到12年,社会净损失也从0增加到9954元h/m²。中国在两阶段内农地非农化过度性损失II共计596548hm²,占这两阶段农地非农化总数量的37.33%。文章最后提供了协调自然资源利用与经济可持续发展的途径。

全球气候变暖引起上海地区热量资源的变化。为了摸清20世纪90年代以来上海地区热量资源变化规律,论文根据1991至2003年上海地区11个站年气温、地温资料,在与前30年(1961至1990年)平均比较的基础上,统计分析1991年以来气温、地温、积温、界限温度及无霜期等体现热量资源特征气候值的变化情况,结果表明:1991至2003年,上海地区气温年平均升高0.9℃,5cm深度地温年平均升高0.5℃,≥3℃有效积温年平均升高219℃.d,≥10℃有效积温年平均升高77℃.d,稳定通过0℃、10℃持续期平均延长12.5d和5.7d及无霜期平均延长9.4d,热量资源增加。

小波分析的时域局部变化特征可展现气候序列的精细结构,能够揭示不同时间尺度气候序列所隐含的不同变化规律,是进行时域分析的有力工具。论文以郑州市小麦、玉米生育期间的光热水农业气候资源分析为例,用Morlet小波变换法对其进行多时间尺度变化特征及演变规律分析。结果表明:郑州小麦、玉米生育期间的光热水气候要素具有不同的年际及年代际时间尺度周期变化规律和转换特征;小波变换能很好地揭示农业气候资源变化所包含的周期分量;其气候变化特征与全球气候变化趋势相比,有其一致性,也有其局地特殊性。

海岸湿地是全球生物生产量最高的生态系统之一,具有极高的资源开发价值和环境调节功能。王港地区是江苏沿海盐沼湿地发育的典型地区之一,随着盐沼湿地围垦的进行,湿地面积减少,环境退化。为了实现盐沼湿地资源的可持续利用,必须改变盐沼湿地开发利用的方式,发展科学的、有利于生态环境健康发展的产业,如开辟科研基地保护区、发展花卉、草坪业、滩涂生态旅游业、建立盐沼林牧复合生态系统、实行盐沼湿地的综合管理等,同时,还要严格执行相关的法律法规。

吉林省西部草地退化严重,研究该区草地时空演变对其畜牧业及生态环境可持续发展具有重要意义。利用1980、1995、2000年三期遥感影像,在RS与GIS支持下,解译提取该区草地信息,分析其时空变化。结果表明:①20年来,草地面积减少40.70%,尤其高覆盖度草地,净减少率达51.96%;②1980至1995年,从动态度可以看出高覆盖度草地对草地整体变化影响较大;1995至2000年,总动态度和高、中覆盖度草地动态度接近,这两种草地类型对草地整体变化影响较大;③草地主要转化为耕地和盐碱地,转移面积分别达475799.43hm²和303182.06hm²;④20年来,各类型草地重心向东北方向偏移,不同阶段各类型草地重心偏移表现出无规律性、多向性。自然因素对该区草地退化起到一定的驱动作用,人类活动干扰则是主要驱动力。

土壤水分是土地持续利用、水资源规划与管理及节水农业技术研究的基础,土壤水分的动态变化已经成为前沿研究领域的热点之一。论文以黄河流域43个国家级农气站点资料为数据基础,以Sufer7.0为技术手段,就不同旱作类型区土壤水分季节和垂直变化动态进行了比较分析。研究结果表明:①由半干旱偏旱区→半干旱区→半湿润偏旱区→半湿润区土壤水分含量的季节变化呈逐渐增加趋势,而且半干旱偏旱区和半干旱区,因大量失墒的时间长、耗水强度大而引起的干旱比半湿润偏旱区和半湿润区更为强烈;②不同旱作类型区土壤水分垂直变化的趋势均表现为上层变化幅度较下层大。且由干旱区→半干旱偏旱区→半干旱区→半湿润偏旱区→半湿润区,表层0～5cm→下层50～100cm的变化幅度逐渐减小。同时,可将土壤含水量从上到下的变化趋势分为增长型、降低型和波动型三种情况;③黄河流域土壤水分活跃变化层大致为0～30cm,缓慢变化层为30～100cm,相对稳定层为>100cm土层。活跃变化层由干旱区向半湿润区依次加厚,从0～5cm到0～30cm。

以长江干流岸线南京段为例,首先从港口布局对岸线资源条件的要求入手,选取岸线稳定性、岸线前沿水深两个主要因子,确定评价指标体系,划分科学合理的评价单元,对岸线资源进行评价,将其划分为一、二、三级;其次根据岸线承担功能的重要程度及其对港口布局的生态敏感性的大小,将岸线划分为生态敏感岸段、生态较敏感岸段和生态不敏感岸段;最后综合考虑岸线资源条件和生态敏感性,以生态保护优先为原则,确定不同岸段港口布局的取向,将其划分为港口优先布局岸段、港口有条件布局岸段、港口从缓布局岸段、禁止港口布局岸段。

根据已有的分布式水文循环模型及水文监测资料统计分析得出,玛纳斯河流域绿洲引用水对2000m以上的山地暂无影响,但人工绿洲却在平原区水资源再生循环竞争中居于优势地位,人工补给已占总补给量的73.5%,人工开采已占总排泄量的41.78%,平原区水循环发生了以人工水循环为主导的二元分化。人工绿洲、天然绿洲、过渡带和荒漠间生态统一性出现无序化趋势,人工绿洲水分垂向循环加强,蒸发下渗量加大,而天然绿洲及过渡带水平方向径流通量减少,可利用生态水量大幅减少,造成绿洲-荒漠生态呈现出对抗趋势。

采用MannK-endall非参数检验方法和反距离权重插值法IDW对长江流域近40年来20cm蒸发皿蒸发量及其影响因素进行了时空变化趋势分析,研究结果表明:近40年来,长江流域年平均蒸发皿蒸发量在全流域和不同区域内均呈现显著的下降趋势,且中下游地区(99%的置信度)比上游地区(95%的置信度)下降趋势显著,夏季(99%的置信度)比其它季节下降趋势显著。影响蒸发皿蒸发量的主要气象因子太阳净辐射和风速呈现显著下降趋势,气温表现为显著升高趋势,但中下游地区夏季温度微弱下降,降水微弱增加,但中下游地区夏季降水显著增加。因此,长江流域年平均太阳净辐射和风速的显著下降是年平均蒸发皿蒸发量显著下降的主要原因,而中下游地区夏季气温的微弱下降和降水的显著增加使得中下游地区夏季蒸发皿蒸发量下降趋势尤其显著。

中国北方农牧交错带受自然条件和人为活动等多种因素的综合影响,生态环境问题比较突出,成为生态环境研究的典型区和理想地带。论文以此作为研究对象,选择能反映生态环境特点的多种空间数据信息,利用数字网格模型,通过采用空间叠加的分析方法,评估北方农牧交错带1989年和1999年的生态环境背景状况,并对北方农牧交错带生态环境变化及空间格局特征进行研究。结果表明:①1989至1999年,北方农牧交错带生态环境背景状况从东南向西北逐渐变差;②1989至1999年来,北方农牧交错带生态环境背景状况逐渐变差;③北方农牧交错带生态环境背景状况变化严重地区集中在晋陕蒙宁甘交界处、科尔沁沙地区、青海海东地区3个区域;④在205个旗县中,宁夏盐池县、内蒙古翁牛特旗、陕西定边县、甘肃环县、青海尖扎县、山西汾西县等12个旗县的生态环境变化最为严重,60%以上的面积生态环境背景状况逐渐变差。

为了解沙棘人工混交林的改土效应,实验采用国家标准森林分析方法进行研究,结果表明:沙棘人工混交林增强了土壤稳定性,改善了土壤理化性质,具有良好的改土效应。土壤的水稳性团聚体比油松纯林提高了20.8%,而表征土壤团聚体稳定程度的破坏率却比油松纯林低40.76%;土壤容重和坚实度分别较油松林低5.9%和15.1%,孔隙度和通气度分别高12.16%和16.9%,持水量和含水量高13.6%和5.9%;有机质、全N、P2O5、速效P、速效K较油松纯林分别增长了10.5%、22.6%、20.2%、25.4%和12.6%;林内蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶分别比纯林平均提高了17.5%、89.6%、2.9%、39.1%;沙棘-油松混交林改土效果优于沙棘-侧柏混交林;随着林龄增加,改土效果越佳。