根据生态系统保护的要求, 以提高生态系统承载力、保护河口生态系统完整性和稳定性为原则, 以促进区域生态系统的良性维持为目标, 从生物多样性保护的角度, 研究确定了 23600 hm2 的黄河三角洲应补水的湿地恢复和保护规模。在此基础上, 采用景观生态学的原理和方法, 在湿地植物生理学、生态学、水文学研究基础上及遥感和GIS 技术的支持下, 研究 水分—生态耦合作用机理, 建立基于生态水文学的黄河口湿地生态需水及评价模型, 并运用预案研究方法和景观生态决策支持系统的规划评价思想, 预测和评价了黄河口湿地不同补水方案产生的生态效果, 重点研究了丹顶鹤、东方白鹳、黑嘴鸥等指示性物种适宜生境条件与 湿地补水后的生态格局变化。评价结果表明, 黄河三角洲湿地具备东方白鹳及丹顶鹤等保护性鸟类的繁殖和越冬的潜在生境条件, 但其生境质量并不十分理想, 通过湿地补水, 作为珍稀鸟类重要栖息地芦苇湿地面积从现状的10000 hm2 增加至22000 hm2, 生态承载力大幅提高； 研究在统筹黄河水资源条件、水资源配置工程措施和湿地生态系统综合保护需求后, 推 荐提出了黄河三角洲湿地恢复和保护的3.5 亿m3 黄河补水量及补水时期。
利用中日合作项目在华北平原设置的自动监测设备KADEC-MIZU II 型地下水水位自计仪, 对2004-2006 年39 处浅层地下水水位监测的结果, 结合区域影响地下水宏观动态类型 的主要因素,如地形地貌、地下水埋深、地下水开采程度、地下水漏斗以及河流湖泊等, 叠加各影响因素分区图得到地下水动态影响因素综合分区图, 结合观测孔地下水水位体现的动态 特征, 将华北平原地下水观测点分为山前开采型、山前侧向补给- 径流- 开采型、中部河道带补给- 开采型、中部地下水浅埋区降水入渗- 蒸发型动态、黄河影响带侧向补给- 蒸发型 动态和滨海平原区入渗- 蒸发型6 大地下水动态类型。在此基础上阐明了大区域范围内不同类型地下水水位年内及多年动态变化的特点, 比较了不同类型区地下水动态所受影响因素的不同。
辽中地区矿业城市是我国重要的能源生产和重工业基地, 研究其水资源供需变化有利于实现水资源可持续化管理, 促进经济、生态协调发展。分析了水资源供需平衡框架, 可利用水资源和需水量的计算方法, 以及水资源供需平衡的影响因子。结果表明: 1997-2005 年, 辽中地区矿业城市水资源供需区域差异明显, 鞍山市水资源供需失衡明显, 但缺水量逐渐降 低, 2005 年仅缺水0.32×108 m3, 水资源开发利用率平均达到65.56%, 用水属于高度紧张； 抚顺市水资源供需基本持平, 近几年余水量逐渐增大, 2005 年余水5.25×108 m3, 水资源开 发利用率平均达到35.11%, 用水属于中高度紧张； 本溪市水资源供需平衡, 可利用水资源大 于需水量, 2005 年余水8.65×108 m3, 水资源开发利用率平均达到27.96%, 用水属于中高度 紧张。鞍山的需水结构以农业需水和生态环境需水为主, 两者达到总需水量的76%； 抚顺以生态环境需水为主, 达到60%, 农业需水次之, 达到23%； 本溪生态环境需水达到67%, 工业需水次之, 为15%。自然条件的差异是水资源供需变化差异的基础, 人类社会经济活动和政策法规是水资源供需变化的主要影响因子。
利用中国地区1981-2002 年的常规观测资料和ECMWF 再分析资料, 研究了中国地区水汽输送的异常特征、水汽输送异常与长江流域降水的关系及其环流特征。研究表明: 中国地区水汽输送异常存在一些主要的模态, 其中第一模态最为显著, 其空间分布表现为在长江流域的水汽辐合或辐散, 其变化与长江流域的降水存在很好的关系。当西太平洋副热带高压偏南偏西偏强, 印度季风低压偏弱, 我国北方地区处于中高纬度槽后时, 大量来自孟加拉湾、南海、西太平洋的水汽在长江以南形成强大的西南风水汽, 与我国北方的冷空气在长江流域辐合, 容易导致长江流域降水偏多。当西太平洋副热带高压偏北偏东偏弱, 印度季风低压偏 强, 中高纬为平直西风气流时, 不利于引导低纬海洋水汽进入我国, 长江流域以南没有稳定的西南风水汽输送, 我国北方冷空气偏弱, 不易南下到长江流域, 导致在长江流域没有明显的水汽辐合, 降水容易偏少。
使用小波、交叉小波多尺度分析、相关和突变检验以及线性趋势等方法研究了阿克苏 河天然径流与北大西洋涛动的关系。结论如下: (1)对NAO 与阿克苏河径流的年代际变化、周期、相关等分析表明两者关系密切； (2) 交叉小波谱表明: 阿克苏河径流与NAO 在年、冬季和夏季各周期尺度上的20 世纪90 年代相关性高, 相关显著区多集中在90 年代； (3) 阿克苏河径流与NAO 年代趋势强弱变化具有一致性； (4) NAO 突变影响阿克苏河径流突变； (5) NAO 通过大气环流变化来影响阿克苏河流域温度和降水, 进而影响其径流。
在TM 解译的三峡库区重庆段1999 年和2004 年水土流失数据及相关辅助数据的支持下, 借助GIS 技术, 分析了研究区5 年来水土流失的时空演变及地理空间分异特征与规律。 研究结果表明: (1) 研究区水土流失总体呈现好转趋势, 极强度和剧烈水土流失面积下降变幅最大。(2) 水土流失主要分布在紫色土、黄壤、石灰(岩) 土、水稻土和黄棕壤分布区。(3) 水 土流失主要发生在受人类活动影响最为剧烈的旱坡地和疏林地。(4) 水土流失表现出明显的垂直分异特征, 主要集中于高程200~1500 m 的低山、丘陵地区。(5) 水土流失与坡度具有很好的相关性, 主要分布在15o以上的陡坡地。(6) 水土流失与坡向分异无明显的相关关系。各坡向水土流失面积和强度分布基本相当。(7) 水土流失主要集中在300~320 和320~340 j.cm/hm2. h 的降雨侵蚀力(R) 值分布区。剧烈水土流失与高降雨侵蚀力具有较好的对应关系。
以1951-2005 年长系列实测泥沙等资料为依据, 从泥沙淤积特性与资源环境之间的关系上, 探讨了洞庭湖区的泥沙淤积效应。研究表明: 由于洞庭湖区始终处于淤积状态, 加之人类活动影响, 导致了泥沙淤积循环演进的格局, 以至于使泥沙的灾害性效应与资源性效应 均在湖区得到充分的显示。主要表现在: ① 塑造了水体滩地、泥沙滩地、湖草滩地、芦苇滩地等类型滩地, 构成了湖泊巨系统的主体； ② 孕育或诱发了泥沙淤积→洲滩扩展、围垦→调洪功能下降、鱼类资源枯竭、生物多样性减少灾害链: 泥沙淤积→洲滩扩展→洪涝、水质污染； 泥沙淤积→植被洲滩浮涨→血吸虫病、害鼠致害灾害链； 泥沙淤积→洪溃决堤→土地沙 化灾害链。这些淤积型泥沙灾害链给湖区直接或间接地造成巨大的经济损失。③ 近55 年间, 泥沙塑造土地约98.13×108hm2, 人类合理开发利用洲滩资源获得了巨大的经济效益, 就地挖沙加高防洪大堤2~3 m, 累积土石方约55×108 m3, 节省了购买大量原材料的开支。
在对中坝和玉溪遗址考古断代和AMS14C 测年基础上, 根据对中坝遗址201 个地层样品ICP 等离子发射光谱的Na、Ca、Mg 元素测定及玉溪遗址47 个地层样品的Na、Ca 元素测 定, 发现中坝制盐遗址地层中存在明显的Na、Ca 元素含量反向相关期有35 处之多, 即: 当Ca 元素为峰值时, Na 元素为谷值, 反之亦然。其中, Ca 元素为峰值、Na 元素为谷值的反向相关期有21 次, 揭示出中坝遗址近5 ka 来制盐业有过近21 个兴盛期。另有14 个Na 元素为 峰值、Ca 元素为谷值的反向相关期, 揭示中坝遗址近5 ka 来制盐业也有过近14 个衰落期。考古发掘得出的“中坝制盐业萌发于新石器时代、夏商发展、西周至汉代为鼎盛期、唐宋时代维持稳定发展、宋以后由于海盐进入川江地区导致中坝制盐业逐渐衰落、但20 世纪70-80 年代仍有生产”的结论证明本文Na、Ca 元素含量反向相关性得出的研究结果是正确的。以上研究结果表明, 中坝制盐遗址中Na、Ca 元素含量有明显的反向相关规律, 这一规律可以用于揭示盐业遗址的制盐业兴衰过程历史。
在长江口滨岸及临近排污口、滨岸河流、城市中心城区采集悬浮颗粒物、表层沉积物、街道灰尘等样品, 分别利用GC-MS 和GC-C-IRMS 定量分析了不同环境介质中的多环芳烃 (PAHs) 与有机单体化合物稳定碳同位素(δ13C), 开展了基于PAH 环数、分子量特征比值和有机单体化合物稳定碳同位素组成等参数指标的长江口滨岸悬浮颗粒物与表层沉积物中PAHs 源解析研究。研究结果显示, 长江口滨岸悬浮颗粒物与表层沉积物中的PAH 化合物主要以3~4 环为主, 与吴淞排污口、石洞口污水处理厂、黄浦江、滨岸小河流以及上海中心城区等潜在来源区域不同环境介质中的PAHs 组成特征相似, 主要来源于汽油、柴油、煤炭和木材的不完全燃烧以及石油残余物的混合。其中, 木材和煤炭不完全燃烧形成的PAHs 以及石油残余物, 枯季经过滨岸河流及排污口直接输入, 洪季则为城市街道灰尘被暴雨冲刷, 随地表 径流最终汇入河口； 汽车排放(汽油、柴油不完全燃烧) 产生的PAHs 主要富集在城市交通区和商业区的街道灰尘中, 枯季借助区域盛行风迁移至河口区, 洪季则主要通过暴雨径流冲刷进入河口。
对我国天山东部三个研究点乌鲁木齐河源1 号冰川、奎屯哈希勒根51 号冰川和哈密庙尔沟平顶冰川积雪中大气粉尘沉积进行了分析研究。微粒特征分析表明, 自西向东随着研究 点地理环境的变化, 积雪中不溶微粒的质量浓度、沉积通量和体积粒径分布众数都表现出增 高趋势: 奎屯哈希勒根51 号冰川最小, 乌鲁木齐河源1 号冰川次之, 哈密庙尔沟平顶冰川最大； 三个研究点粒径0.57 < d < 26 μm 微粒的平均质量浓度分别是969 μg/kg、1442 μg/kg、3690 μg/kg, 年均沉积通量分别是58.2 %g/cm2、72.1 μg/cm2、73.8 μg/cm2。表明, 哈密冰川受粉尘源影响较大, 而乌鲁木齐河源与奎屯河源区受影响则相对较小。雪坑微粒浓度剖面和 离子相关性分析表明, 天山东部冰川积雪中污化层富含亚洲粉尘的富Ca2+ 、Na+ 矿物； 微粒 体积—粒径分布众数介于3~22 μm, 粒径分布显示了单结构模式。研究区最近4 年积雪的污化层剖面揭示了春季零星的粉尘浓度峰值以及沉积数量上较大的年际变化, 意味着天山东部 雪冰中粉尘沉积对大气环境变化的敏感性。
从2006 年9 月至2007 年6 月间对西江河口段溶解无机碳稳定同位素组成(δ13CDIC) 及 其相关的水体理化参数进行了一个水文年的季节性采样调查。夏、秋两季δ13CDIC 平均值(-13. 91‰、-13.09‰) 小于春、冬季节(-11.71‰、-12.26‰), 呈现出明显的季节性。δ13CDIC 与温度 呈负相关(p = 0.000； r = -0.646), 而与氧化还原电位正相关(p = 0.000； r = 0.569), 表明河段 表层水体δ13CDIC 受到季节性变化的水体理化性质等河道有机质氧化分解条件的控制； 夏季洪水期δ13CDIC 与航测距离呈正相关, 而春季枯水期的δ13CDIC 与航测距离负相关。δ13CDIC 的这种时空变异证明了研究河段河- 海作用过程影响了水体的理化性状进而控制了河道表层水体DIC 的性质。研究河段δ13CDIC 的上述时空分布规律与流域所处的地理环境关系密切, 汛期的夏季受陆源有机质的强烈分解作用的影响, DIC 的同位素组成向海洋方向变轻； 枯期的春季因海洋作用加强以及咸潮的入侵, 河道DIC 的同位素组成向海洋方向变重。
