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碳酸盐岩地貌占据了全球陆地面积的10%至15%,由于其强烈的可溶蚀性,导致土层浅薄,下伏表层岩溶带裂隙、管道网络遍布,空间异质性高,水文过程极其复杂且易受外界环境的影响。随着全球变化的加剧,预测喀斯特区水文过程如何响应极端气候及人类干扰变得至关重要。要在类似喀斯特区极高异质性地质背景下,实现基于有限参数条件的水文及物质迁移转化过程的准确刻画,关键在于深入研究水文过程、植被、土壤、表层岩溶带、基岩和...
喀斯特约占我国国土面积的1/3。其中,西南喀斯特是全球碳酸岩连片出露面积最大的区域。碳酸岩具有强烈的可溶蚀性,致使土壤层浅薄,下伏表层岩溶带管道、裂隙网络遍布,空间异质性高,水文过程复杂且迅速。由于技术手段的限制,阐明土壤-表层岩溶带厚度及复杂性是当前研究的难点。这限制了科学家对喀斯特关键带结构与水文过程的相互作用机制的认知,制约了西南喀斯特区植被恢复初见成效背景下的生态水文功能评估。
喀斯特占我国国土面积约1/3,其中西南喀斯特是全球碳酸岩连片出露面积最大的区域。由于碳酸岩强烈的可溶蚀性,导致土壤层浅薄,下伏表层岩溶带管道、裂隙网络遍布,空间异质性高,水文过程复杂且迅速。然而,由于技术手段的限制,如何刻画土壤-表层岩溶带厚度及其复杂性仍然是当前研究的难点,限制了对喀斯特关键带结构与水文过程的相互作用机制的认识,制约了西南喀斯特区植被恢复初见成效背景下的生态水文功能评估。
高山河流、湖泊系统是对全球气候变化的高度敏感区域,也是碳循环的重要组成部分。溶解性有机物(DOM)是水生生态系统中最大的碳库之一,其来源和组成直接决定其生物和光化学反应活性。水生生态系统中DOM的组成受到自然过程和人为活动的强烈影响,并表现出高度的空间异质性。在区域或流域范围内,气候和水文特征、湖泊营养水平和水力停留时间、以及流域土地利用的变化均会影响DOM组成。在土壤贫瘠、人类干扰较弱的高山水生...
我国农村受劳动力析出和产业结构调整滞后影响,部分地区耕地撂荒现象日益明显,且以季节性撂荒为主。耕地撂荒通过改变下垫面性质,引起地表蒸散、土壤水分和降水径流等关键过程变化,造成能量循环和水分情势改变,深刻影响到区域水文过程和水资源的时空分配。
中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站陈洪松课题组依托木连小流域水文监测系统,结合物探技术和稳定氢氧同位素/水化学(NO3-、TOC、Ca2+、Mg2+、HCO3-)示踪技术,分析了地表溪流水和不同类型泉水的补给过程,评估了土壤-表层岩溶带和管道-裂隙-基质系统对溪流水补给的调蓄作用。结果发现,溪流水平均滞留时间为43周,间歇泉(1号泉水)平均滞留时间(23周)明显低于常流泉(...
中国科学院亚热带农业生态研究所徐宪立研究团队基于半分布式半集中式VarKarst水文模型,通过增加“坡地洼地两种水文响应单元”模块、土壤厚度和表层岩溶带厚度随机模拟模块、快速流慢速流模拟模块,构建了适用于模拟中国西南喀斯特流域水文过程的生态水文模型,并应用于西江流域与乌江流域中七个独立流域(图1)。研究通过不同八种方案组合,筛选出适用于喀斯特流域的最佳改进方案,其中八种方案分别为:原VarKars...
在全球气候变化背景下,强降雨及暴雨等极端降雨事件频次和强度都将增加,由此导致的径流增加可携带流域及周边城市大量悬浮物、营养盐、重金属和有机污染物等进入湖库水体,必将对湖库物理化学过程及生态系统结构和功能产生显著影响。在国家自然科学基金与中国科学院前沿重点项目的资助下,张运林研究员团队在千岛湖利用原位高频浮标和遥感数据开展了强降雨事件对水库生态环境的影响研究。
根据鄱阳湖独特的水情变化特征以及洪泛区系统的界定,可定义赣江等五河入湖河口水体以及鄱阳湖主湖区均为湖泊系统,而水位消退期与主湖区脱离的湿地(包括碟形湖)属于典型的湖泊型洪泛湿地。鄱阳湖洪泛湿地及广泛分布的碟形湖除了维护鄱阳湖湿地生物多样性和生态系统完整性之外,也对季节性洪水过程起到缓冲作用。进入21世纪以来,长江三峡工程、流域水库调度和湖区人类活动在不同程度上增加了洪泛湿地受干扰的频率和程度。此外...
针对上述问题,中国科学院新疆生态与地理研究所研究员陈亚宁团队结合野外调研,利用塔里木河流域24个国家气象站和32个水文站的日数据,构建了塔里木河流域的分布式水文模型,并利用同位素水文技术、多目标优化技术进行了模型率定和评估(图1),并分析了这些流域的关键水文过程。该研究基于SWAT模型,扩展了度日因子的冰川融化模块,以表达高山山区的冰川融化过程。构建了两个目标函数,分别是日流量的纳什效率系数NS和...
中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室研究员王世杰带领研究团队率先分析了中国南方典型喀斯特流域径流量与气候演变特征及未来趋势,并首次将累积量斜率变化率比较法(SCRCQ)应用于该流域气候变化和人类活动对径流量变化影响的有效分离和其主要影响因素贡献率的定理评估研究中;此外,以喀斯特槽谷下垫面地表流域为系统,首次定量评估了流域地表系统内部人类活动和流域系统外部气候变化对流域地表系统出口总径...
2018年1月30日,由成都山地所主持,清华大学、武汉大学、成都理工大学、中科院青藏高原所共同承担的国家自然科学基金重大项目“青藏高原东缘地形急变带山地生态-水文过程与山地灾害互馈机制及灾害风险调控”项目启动与专家咨询会在北京召开。专家组由孙鸿烈院士、郑度院士、刘昌明院士、陈运泰院士、夏军院士、黄润秋教授、石根华教授、姚仰平教授和彭建兵教授组成。国家自然科学基金委副主任刘丛强院士、地学部姚玉鹏处长...
2017年9月2日至3日,水土保持研究所安塞站科研样地建设项目(试点站)验收会议在延安市安塞区召开。中国科学院科技促进发展局成立了以水保所李锐研究员为组长,中科院半导体研究所冯仁国、中科院西北生态环境资源研究院赵文智、中科院西安分院杨星科、中科院地理科学与资源研究所孙晓敏、水利部国际泥沙研究培训中心刘广全、中科院生态环境研究中心吕一河等专家组成的验收组,对安塞站“半干旱区小流域生态水文过程科研样地...
西南喀斯特地区虽降雨充沛,但土层浅薄且入渗快,二元水文地质结构高度发育,水文过程异常迅速,岩溶干旱频发。因此,以典型喀斯特小流域为研究对象,深入分析土壤、表层岩溶带结构及水文过程特征,对提升小流域水源涵养功能,指导水资源管理有重要意义。
地下水是干旱区地下水依赖型生态系统(Groundwater Dependent Ecosystems)维持的根本,其中浅层地下水位的动态、地表水/地下水之间的转换过程,以及生态植被与地下水环境之间的关系研究是干旱区生态系统保护的基础。

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