长江三角洲蓝图重绘的基础科学问题:进展与未来研究     

汪亚平  贾建军  杨阳  周亮  冯威  高建华  魏稳  李占海  史本伟  高抒 《海洋科学》2019,43(10):2-12

在全球气候变化和人类活动影响加剧的背景下,作为河口海岸重要子系统的三角洲正在发生快速变化。长江三角洲地处长江入东海交汇处,是中国最重要的经济核心区之一,对邻近区域乃至整个长江经济带经济社会发展都起着重要作用。由于全球变暖、海面上升和强烈人类活动引发了三角洲系统状态转换,因此以往基于恒定系统状态而获得的有关长江三角洲的认识已不能满足未来需求,迫切需要对未来海面变化、极端事件、流域与河口工程影响下的三角洲物质循环条件、物理过程、地貌冲淤演化、源-汇格局调整等科学问题进行深入研究。在三角洲系统行为、未来演化趋势的预测能力建设中,应重视从海面到海底的综合立体观测系统的发展,以获取关键数据;基于三角洲系统的时、空演化特征,建立三角洲本征态和衍生态的谱系理论。未来需针对系统状态转换而调整原先的经济社会发展模式,以便保护自然资源、重建生态系统,更好地支撑长江经济带发展,重绘长江三角洲发展蓝图。  相似文献   

Inter- and intra-annual trend analysis of water level and flow in the middle and lower reaches of the Ganjiang River,China     

Di Zhu  Yue Ben  Xinfa Xu 《水文科学杂志》2020,65(12):2128-2141

ABSTRACT

The Ganjiang River is the largest tributary of Poyang Lake in China, and its hydrological regime variation greatly affects the utilization of regional water resources and the ecological environment of the lake. In this study, a novel trend analysis method, the Moving Average over Shifting Horizon (MASH), was applied to investigate the inter- and intra-annual trends of flow and water level from 1976 to 2016 at the Xiajiang and the Waizhou hydrological stations in the Ganjiang River. The Significant Change Rate Method (SCRM) was proposed to determine the MASH averaging parameters. The trend analysis results show a statistically significant decrease in water level series throughout the year and the relationship of flow and water level have changed greatly at the Waizhou station. The sediment load reduction, large-scale sand mining and water level decrease of Poyang Lake are identified as the main causes for the water level decrease.  相似文献   

Impact of flooded rice paddy on remotely sensed evapotranspiration in the Krishna River basin,India     

Pardhasaradhi Teluguntla  Dongryeol Ryu  Biju George  Jeffrey P. Walker 《水文研究》2020,34(10):2190-2199

Evapotranspiration (ET) is one of the major water exchange processes between the earth's surface and the atmosphere. ET is a combined process of evaporation from open water bodies, bare soil and plant surfaces, and transpiration from vegetation. Remote sensing-based ET models have been developed to estimate spatially distributed ET over large regions, however, many of them reportedly underestimate ET over semi-arid regions (Jamshidi et al., Journal of Hydrometeorology, 2019, 20, 947–964). In this work, we show that underestimation of ET can occur due to the open water evaporation from flooded rice paddies ignored in the existing ET models. To address the gap in ET estimation, we have developed a novel approach that accounts for the missing ET component over flooded rice paddies. Our method improved ET estimates by a modified Penman-Monteith algorithm that considered the fraction of open water evaporation from flooded rice paddies. Daily ET was calculated using ground based meteorological data and the MODIS satellite data over the Krishna River Basin. Seasonal and annual ET values over the Krishna Basin were compared with two different ET algorithms. ET estimates from these two models were also compared for different crop combinations. Results were validated with flux tower-based measurements from other studies. We have identified a 17 mm/year difference in average annual ET over the Krishna River Basin with this new ET algorithm. This is very critical in basin scale water balance analysis and water productivity studies.  相似文献   

基于GIS的白龙江流域舟曲—武都段的滑坡危险性评价   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

刘杰  武震 《地震工程学报》2020,42(6):1723-1734

本研究以围绕着白龙江流域的甘肃省南部的宕昌县、舟曲县和武都区部分地区为研究区，根据全国滑坡编目中得到的272个历史滑坡数据以及选取的高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、归一化植被指数（NDVI）、降雨、岩性、距道路距离和距河流距离10种影响因子，利用三种具有代表性的定量方法：信息量模型、以及基于频率比模型的逻辑回归模型和人工神经网络模型对研究区内滑坡灾害危险性进行评价。三种评价结果均显示研究区内滑坡灾害的极高和高危险区主要沿白龙江河谷地区呈带状分布。从危险性分区图可看出，人工神经网络模型得到的分区图较为合理，既表现出沿河谷地区集中分布的趋势，也呈现出对滑坡历史数据较为独立的特征，这一研究结果与前人研究结果一致。根据受试者工作特征曲线（ROC曲线）对三种模型的精度进行检验，检验得到的AUC值分别为0.818、0.829和0.837，说明三种评价结果均具有较高的可靠性，基于频率比模型的人工神经网络模型相比其他两个模型具有更好的评价精度，能更好地进行滑坡危险性的预测和评价，其中高程、降雨、岩性以及距道路距离对评价结果影响更大，这四种影响因子重要性值占比为52.1%。为该地区的城市扩建与灾害预防预测提供了参考。  相似文献   

Multivariate adaptive regression splines for estimating riverine constituent concentrations     

Hong Huang  Xiaoliang Ji  Fang Xia  Shuhui Huang  Xu Shang  Han Chen  Minghua Zhang  Randy A. Dahlgren  Kun Mei 《水文研究》2020,34(5):1213-1227

Regression-based methods are commonly used for riverine constituent concentration/flux estimation, which is essential for guiding water quality protection practices and environmental decision making. This paper developed a multivariate adaptive regression splines model for estimating riverine constituent concentrations (MARS-EC). The process, interpretability and flexibility of the MARS-EC modelling approach, was demonstrated for total nitrogen in the Patuxent River, a major river input to Chesapeake Bay. Model accuracy and uncertainty of the MARS-EC approach was further analysed using nitrate plus nitrite datasets from eight tributary rivers to Chesapeake Bay. Results showed that the MARS-EC approach integrated the advantages of both parametric and nonparametric regression methods, and model accuracy was demonstrated to be superior to the traditionally used ESTIMATOR model. MARS-EC is flexible and allows consideration of auxiliary variables; the variables and interactions can be selected automatically. MARS-EC does not constrain concentration-predictor curves to be constant but rather is able to identify shifts in these curves from mathematical expressions and visual graphics. The MARS-EC approach provides an effective and complementary tool along with existing approaches for estimating riverine constituent concentrations.  相似文献   

新疆艾比湖流域枯、丰水期三维荧光光谱特性及其与水质的关系     

王迪  张飞  张兆永  张海威  朱世丹  张贤龙 《湖泊科学》2020,32(2):483-495

以艾比湖流域主要入湖河流为研究对象，在5月（丰水期）和8月（枯水期）分别沿博尔塔拉河（博河）和精河进行采样，采用平行因子模型（PARAFAC）和三维荧光区域积分法对水体三维荧光特性进行研究并对其与水质的关系在枯、丰水期下的变化进行探讨.结果表明①河流DOM在枯水期与丰水期都含有C1（240、425 nm） UVC类腐殖质，C2（225、290 nm）紫外区内络氨酸类有机物，C3（230/280、330 nm）蛋白类有机物，C4（265、260 nm）腐殖质类共4种组分.通过对水体三维荧光进行区域积分可以看出DOM荧光成分的占比在不同时期的变化.博河在枯水期时EEM光谱中的区域Ⅲ富里酸含量低于丰水期，枯水期时区域Ⅱ芳香类蛋白质、区域Ⅳ可溶性微生物代谢物以及区域Ⅴ类腐殖质酸高于丰水期；对于精河来说，区域Ⅱ芳香类蛋白质和区域Ⅳ可溶性微生物代谢物在枯水期的含量高于丰水期，区域Ⅲ富里酸和区域Ⅴ类腐殖质酸的含量枯水期低于丰水期，这表明水体腐质化程度较高.②本研究选取了一些常规的荧光指数来描述枯、丰水期水体的荧光指数特性.经研究发现，精河的荧光指数、自生源指数和腐殖化指数在不同时期的变化幅度较小，而博河的变化幅度较大.③将荧光指数与水质参数进行相关性分析并建模，结果表明枯水期自生源指数（BIX）与化学需氧量呈显著正相关，相关系数R=0.688；丰水期时BIX与铵态氮浓度呈显著负相关，相关系数R=-0.493.通过对比分析艾比湖主要入湖河流的三维荧光光谱特性与水质在枯、丰水期时的关系进一步表明水体中DOM的特性以及在枯、丰水期下的差异，为艾比湖流域的治理改善提供一定的理论支持和参考依据.  相似文献   

长江下游区域地温场特征及其能源意义     

朱戈  刘绍文  李香兰  吴迪 《地学前缘》2020,27(1):25-34

区域地热特征及深部温度估算对于油气勘探和地热能资源评价和开发利用具有重要意义,长江下游地区是我国东部经济社会高度发达的地区,其能源需求大,区域热状态研究能为该区地热资源评价提供关键约束。通过整合长江下游地区已有的温度数据和实测岩石物性参数,勾勒出该区的现今地温场特征,并进一步估算其1 000~5 000 m埋深处的地层温度。研究表明,长江下游地区现今地温梯度为16~41 ℃/km,且以18~25 ℃/km居多,苏北盆地区呈现高地温梯度。大地热流值为48~80 mW/m²,其均值为60 mW/m²,表现为中等的地热状态,有利于油气和地热能形成。此外,长江下游地区深部地温估算表明,1 000 m埋深处的温度范围为30~54 ℃,2 000 m时温度范围为50~95 ℃,3 000 m时温度范围为65~130 ℃,4 000 m时温度范围为80~170 ℃,5 000 m时温度范围为100~210 ℃。区域深部地温的展布趋势呈NE向,高温区域集中在安徽南部和江苏东北部。结合60 ℃和120 ℃等温线的埋深分布及区域地质、地球化学和地热特征,初步探讨了该区油气与地热资源的有利区带及其相应的开发利用类型。  相似文献   

巢湖杭埠河流域湖相沉积物多指标揭示的全新世以来环境演变     

周慧  吴立  马春梅  管后春  孙小玲  路曙光  尚广春  汪勇  徐仪红  徐军  陈晔  鲍远航 《湖泊科学》2020,32(6):1869-1881

在巢湖杭埠河流域中的古湖盆中心——三河圩区获取28.6 m长的湖相岩芯（SZK1507孔），利用AMS¹⁴C测年技术建立可靠的地层年代序列，通过对SZK1507孔738 cm以上段湖相沉积物平均粒径、磁化率、总氮（TN）、总有机碳（TOC）及C/N的综合分析，高分辨率重建了巢湖杭埠河流域全新世以来的古环境演变过程.结果表明，本区域的环境变化过程可以分为4个阶段，阶段Ⅰ（约10050—9700 cal.a B.P.）与阶段Ⅲ（约9250—5300 cal.a B.P.）气候较为湿润，巢湖水位较高，平均粒径、磁化率值较低，TN、TOC、C/N也偏低；阶段Ⅱ（约9700—9250 cal.a B.P.）与阶段Ⅳ（约5300 cal.a B.P.以来）气候干燥，巢湖水量减少，水位降低，平均粒径、磁化率值、TN、TOC、C/N均较高.一些全球范围内显著发生的气候突变事件在SZK1507孔沉积记录中也有体现，如9.3、8.2和4.2 ka B.P.事件等.将巢湖杭埠河流域10000 cal.a B.P.以来的平均粒径、磁化率、TN、TOC、C/N沉积记录与全新世以来的北纬30°夏季太阳辐射量、太阳黑子数、火山喷发对大气中硫酸盐含量贡献率等进行对比，发现巢湖杭埠河流域全新世气候突变事件主要受控于北半球夏季太阳辐射量变化、太阳活动以及火山活动等因素，并与它们之间复杂的响应机制有关.  相似文献   

基于SWAT模型的森林分布不连续流域水源涵养量多时间尺度分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

林峰  陈兴伟  姚文艺  方艺辉  邓海军  吴杰峰  林炳青 《地理学报》2020,75(5):1065-1078

为解决森林分布不连续流域森林水源涵养功能及其多时间尺度特征的定量评价问题,根据分布式水文模型（SWAT）的特点,提出了反映森林斑块空间分布的水文响应单元划分方法,以及基于水量平衡法的森林不连续分布流域森林水源涵养量计算公式。以东南沿海的晋江流域为例,构建了2006年土地利用条件下的日时间步长SWAT模型,统计分析了2002—2010年降水条件下森林水源涵养量的时空变化规律。结果表明：① 构建的晋江流域SWAT模型精度较高,面积阈值为零生成的水文响应单元比较准确地反映流域森林斑块分布,提出的森林水源涵养量计算公式适用于森林空间分布不连续流域森林水源涵养量的多时间尺度分析,为流域森林水源涵养功能评价提供了一个新的方法。② 晋江流域森林水源年涵养量271.41~565.25 mm;月涵养量-29.15~154.59 mm;日尺度的极端降水期皆为正值,极端枯水期都为负值。表明年际之间不存在森林水源涵养的蓄丰补枯调节作用,但在年内的部分月份得到体现,而日尺度的森林蓄丰补枯功能充分发挥。从而揭示了不同时间尺度森林水源涵养量及其蓄丰补枯功能的差异。  相似文献   

石羊河下游人工梭梭林土壤呼吸变化特征及其与水热因子的关系          下载免费PDF全文

王新友  马全林  靳虎甲  樊宝丽  张进虎  林慧龙 《干旱区地理》2019,42(3):570-580

土壤呼吸不仅是反映土壤生物活性的重要指标，也是全球碳循环研究中备受关注的热点问题。在地处典型干旱区的石羊河下游，以流动沙丘和去除土壤结皮人工梭梭林为对照，采用LI-8100土壤碳通量监测系统研究了栽植约40 a、30 a、10 a和5 a的人工梭梭林生长季和非生长季的土壤呼吸日变化，并分析了土壤水分和温度对土壤呼吸的影响。结果表明：（1）不同林龄梭梭林生长季和非生长季土壤呼吸速率的日变化均为明显的单峰曲线，且呈现出一定的波动性，日最大排放速率出现在12:00～14:00时，最小值出现在8:00时左右。（2）梭梭林营造和去结皮处理显著提高了沙漠土壤呼吸速率，而且不同林龄土壤呼吸速率大体上随着种植年限的增加而递增，表现为MC >40 a>30 a>10 a>MS >5 a，非生长季表现为MC >40 a>10 a>5 a>30 a>MS。（3）不同林龄梭梭林土壤呼吸速率均具有明显的季节变化特征，生长季（8 月）的土壤呼吸作用明显强于非生长季（1月）。（4）相关性分析表明，生长季和非生长季土壤呼吸均与0～5 cm土壤水分显著相关，且均呈二次曲线关系，分别为Y =-0.205 8X ²+0.946 5X-0.316 6（R ² =0.506 ²，P= 0.041 7）和Y= 0.118 7 X ²+0.156 3X+0.118 8（R ²=0.675 7，P =0.001 1）；但与10 cm土壤温度的相关性不显著，土壤水分是影响人工梭梭林土壤呼吸的关键因素。该研究进一步证明了人工梭梭林的营造有效改善了沙漠土壤的生物活性，提高了土壤碳通量水平，以土壤结皮破坏为基本特征的人工梭梭林退化和沙漠化必然在短期内加剧碳排放。因此，需要在沙漠地区合理营造人工林，并在造林和林业管理过程中注意保护土壤结皮，以减少CO²排放。  相似文献