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1河流健康的定义与内涵显示文摘近年来,河流健康一词在学术论文、规划文件、媒体论坛、领导讲话中频繁出现,河流健康已成为当前学术界、领导者和公众共同关心的热门话题。这一现象表明,人们的可持续发展观念、人与自然和谐相处的认识和环境意识正在逐渐提高,是十分可喜的。然而,当我们对有关的论文、文件、领导讲话等关于河流健康的论述进行深入学习和分析时发现,人们对河流健康的理解还不深刻、不全面,甚至存在一些偏颇。什么是河流健康?它的内涵是什么?怎样描述河流的健康状况?怎样诊断一条河流是否健康?怎样保护、预警与修复河流的健康?对于这些问题,人们各抒己见,莫衷一是,显得较为混乱。显然,这是由于人们对河流健康概念的理解深度和差异造成的,这样的知识状况不利于我们正确指导和有效进行河流健康的评价与保护实践。基于上述,本刊邀请了部分专家、学者,举办本期笔谈,以期推动关于河流健康的研究和实践。文伏波 韩其为 许炯心 胡春宏 陈吉余 李国英 董哲仁 王光谦 2007水科学进展2007,18,1:96
2气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖变化的影响显示文摘利用GIMMS和SPOTVGT两种归一化植被指数(NDVI)数据对黄土高原地区1981~2006年期间植被覆盖的时空变化进行了研究,并从气候变化和人类活动的角度分析了植被覆盖变化的原因.黄土高原地区植被覆盖经历了以下4个阶段:①1981~1989年植被覆盖持续增加时期②1990~1998年以小幅波动为特征的相对稳定时期;③1999~2001年植被覆盖迅速下降时期④2002~2006年植被覆盖进入迅速上升时期.黄土高原地区植被覆盖变化存在显著的空间差异内蒙古和宁夏沿黄农业灌溉区和鄂尔多斯退耕还林还草生态恢复区的植被覆盖明显提高,而黄土丘陵沟壑区和六盘山、秦岭北坡等山地森林区的植被覆盖明显退化.从不同的植被类型来看沙地、草地和耕地的NDVI上升趋势显著,而森林植被的NDVI呈明显的下降趋势.研究表明:植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果.黄土高原地区气候变暖在加剧土壤干燥化抑制夏季植被生长的同时,提高了春、秋季节植被生长活性,延长了植被生长期.黄土高原地区植被覆盖和降水关系密切,降水变化是植被覆盖变化的重要原因.农业生产水平的提高致使农业区NDVI在不断上升,同时,正在黄土高原大规模进行的退耕还林还草工程建设,其生态效应也正在呈现.信忠保 许炯心 郑伟 2007中国科学(D辑)2007,37,11:325
3黄土高原地区植被覆盖时空演变对气候的响应显示文摘利用GIMSS/NDVI数据对黄土高原地区1982—2003年期间植被覆盖变化的研究表明:黄土高原地区植被覆盖整体呈现增加趋势,并存在明显的空间差异.植被覆盖改善区域主要分布在河套平原、鄂尔多斯高原、兰州北部等黄土高原的北部地区,而退化区从西峰、延安向东到离石、临汾以至太原以西呈条带状分布.值得关注的是虽然20世纪80年代植被覆盖增加趋势明显,但90年代中期以来植被覆盖退化趋势非常显著.降水是影响黄土高原地区植被覆盖变化的重要因素,月降水量小于40—60mm期间,植被NDVI和降水量呈线性关系,但当月降水超过60mm之后,植被NDVI不再有明显的增长趋势.信忠保 许炯心 2007自然科学进展2007,17,6:68
4黄土高原的高含沙水流侵蚀研究显示文摘高含沙水流是黄土高原地区普遍存在的自然现象。在一定意义上,它是侵蚀的产物,但它一旦形成之后,便作为一种强大的侵蚀和搬运营力,在侵蚀过程中发挥了重要作用。进入高含沙水流范畴之后,能耗减小,挟沙能力增大,因而具有较强的侵蚀搬运能力,使坡面侵蚀发育迅速地由片状侵蚀、细沟侵蚀发育到冲沟阶段。高含沙水流搬运与重力侵蚀之间存在着很强的耦合关系,这是黄土高原高强度侵蚀产沙过程形成的重要因素。黄河中游若干支流的泥沙输移比很高,接近于1,这一特征也可以较好地用高含沙水流的作用来解释。由于高含沙水流具有特殊的侵蚀产沙特征。许炯心 1999土壤侵蚀与水土保持学报1999,5,1:67
5近50年来降水变化和人类活动对黄河入海径流通量的影响显示文摘以黄河流域的降水、实测径流量、天然径流量、净引水量以及上中游流域的水土保持措施面积等资料为基础,运用经验统计分析法,研究了近50年来黄河入海径流通量的变化及其与降水和人类活动的关系。结果表明,不同的径流来源区降水的变化对入海径流通量的影响是不同的。引水所形成的侧支循环强度的急剧增大,使入海径流通量大幅度下降。上中游大规模水土保持生效后,这一地区的天然年径流有所减少,也导致入海径流通量的减少,入海径流通量与历年梯田、造林、种草面积之间具有一定的负相关。以入海径流通量作为因变量,以净引水量、流域年降水量和上中游梯田、林草面积作为自变量,建立了多元回归方程。许炯心 孙季 2003水科学进展2003,14,6:68
6无定河流域侵蚀产沙过程对水土保持措施的响应显示文摘以黄河中游多沙粗沙区代表性支流无定河为例,研究了降水量变化的背景下水土保持措施对无定河流域侵蚀产沙的影响.从总体上看,年输沙量和年径流量都表现出随时间而减小的趋势,梯出、造林、种草和淤地坝拦沙造地4项水土保持措施面积随时间增大的趋势极其显著.全流域面平均年降水量和汛期(6~9月)降水量则略有减少的趋势,但其减少趋势的显著性远低于水土保持措施随时间变化的显著性.产沙模数与梯田、坝地、造林和种草面积的关系,均表现出明显的负相关.对基准期(1956~1969年)和措施期(1970~1996)进行了比较,结果表明,实施水土保持措施以后,产沙模数、径流系数和汛期径流能够被降水所解释的百分比,分别由69%、80%和77%,下降为26%、31%和54%.说明在后一时期中,水土保持措施起了很大作用,因而降水变化对于产沙模数、径流系数、汛期径流量变化的贡献率大大减小了.以1956~1996年间41年的资料为基础,建立了全沙产沙模数与径流系数、汛期降雨量、最大一日雨量、最大30日累积雨量、梯田林草面积和坝地面积之间的多元回归方程,该方程表明,全沙产沙模数随汛期降雨量、最大一日雨量、最大30日累积雨量的增大而增大,随梯田林草面积和坝地面积的增大而减小,随径流系数的增大而增大.为了区分人为因素与气候变化对侵蚀产沙变化的影响,采用对数据进行标准化处理之后再进行多元回归分析的方法,来确定相对贡献率.结果表明,降水变化和水土保持措施变化对无定河全沙产沙模数变化的贡献率大致相等,前者占50.3%,后者占49.7%.文中还建立了粗泥沙产沙模数与上述影响因子之间的多元回归方程.许炯心 2004地理学报2004,59,6:56
7黄土高原生态环境建设的若干问题与研究需求显示文摘针对目前黄土高原生态环境建设的新形势 ,提出了当前面临的若干问题与研究需求 ,包括通过退耕还林还草治理黄土高原的前景与重点治理区的选择问题、坡耕地退耕还林还草与沟壑治理相结合的问题、黄土高原不同地区植被恢复前景问题、制定黄河流域生态环境建设区划的理论基础问题、黄土高原生态环境治理后效的预测、监测与评估问题等。许炯心 2000水土保持研究2000,7,2:54
8黄河中游多沙粗沙区的风水两相侵蚀产沙过程显示文摘以黄河中游各支流的资料为基础, 提出了风水两相侵蚀产沙的概念, 并建立了风水两相侵蚀产沙模式, 从而为这一地区强烈的侵蚀产沙过程提出了新的解释. 风力作用与水力作用在时间上是相异的, 前者为高含沙水流搬运作用准备了大量粗颗粒泥沙, 存贮在坡面、沟道和河道中; 后者则形成了富含细颗粒的暴雨径流, 为粗颗粒泥沙的搬运提供了动力条件. 由此形成了高含沙水流, 导致了这一地区高强度的侵蚀产沙过程.许炯心 2000中国科学(D辑)2000,30,5:54
9黄河上中游产水产沙系统与下游河道沉积系统的耦合关系显示文摘本文以黄河为例,运用数理统计方法,研究了河流流域系统中产水产沙子系统与河道沉积子系统之间的关系,得到了描述这种耦合关系的多元回归模型。运用这一模型,可以定量回答来自上中游不同来源区的泥沙,各有多大比例淤在下游河道中的问题。许炯心 1997地理学报1997,52,5:42
10近50年黄土高原侵蚀性降水的时空变化特征显示文摘利用黄土高原及其附近地区99个站点逐日降水观测资料,分析了1956~2005年黄土高原年降水量、侵蚀性降水量、暴雨量的变化趋势和空间特征。研究表明:1956—2005年黄土高原降水在波动中呈现下降趋势,尤其自1980年年以来,降水减少趋势显著。黄土高原地区降水变化具有显著的空间差异,降水偏少最为显著区域位于黄河中游的河口-龙门区间,尤以无定河流域、汾河流域和山西中北部最为典型,年降水量和侵蚀性降水偏少10%以上。存在从北向南沿朔州-离石-临汾一三门峡一带的暴雨异常偏少地带,偏少在20%以上。信忠保 许炯心 马元旭 2009地理科学2009,29,1:45
11近50年黄土高原水土流失的时空变化显示文摘在降水变化和人类活动的影响下,近50a黄土高原水土流失发生了深刻变化。利用黄土高原115个水文站的输沙量数据和276个雨量站的降水数据,分析了近50a来黄土高原输沙强度的时空变化特征,并评估了降水变化对其影响。研究表明:近50a黄土高原输沙强度呈现明显下降趋势,尤其是自20世纪80年代以来,下降趋势非常显著。从水土保持措施实施前后两时期对比来看,黄土高原输沙强度整体呈现减弱态势,并存在明显的空间差异。输沙模数>5000t/(km.2a)区域的输沙强度减弱明显,其面积较前期减少了44.3%。输沙强度减弱最为明显的区域位于无定河中下游以及山西中北部地区,输沙强度减少在40%以上。降水减少是近50a黄土高原输沙强度减弱的重要原因,它们时空变化格局在空间上一致。从黄河中游10条主要支流来看,人类活动对输沙量减少可能起主要作用,其贡献率在61%~93%之间。信忠保 许炯心 余新晓 2009生态学报2009,29,3:42
12国内无甲醛免烫整理研究状况显示文摘本文对国内近十年来在无甲醛免烫整理方面的研究作了简要综述,分析比较了乙二醛-酰胺类整理剂、水溶性热反应性聚氨酯、双羟乙基砜、壳聚糖、反应性有机硅、淀粉改性物、环氧类整理剂及多羧酸化合物无甲醛抗皱整理剂的功能以及各种整理剂存在的不足.为了改善免烫整理效果,通常在整理液中添加某些助剂,并且笔者对渗透剂、柔软剂、增强剂和增白剂等的作用也作了具体介绍.王学杰 许炯 1998印染1998,24,7:46
13长江上游干支流的水沙变化及其与森林破坏的关系显示文摘本文以长江上游支流岷江、嘉陵江和长江上游干流控制站宜昌站的长系列水文资料对长江上游森林生态系统的环境功能、水文效应和森林破坏后的影响进行了分析. 表明, 森林可以显著增大枯水流量, 可以显著削减中小洪水的洪峰流量, 但对全流域性长历时暴雨所造成的特大洪水的削减作用是有限的. 长江上游支流岷江和嘉陵江的输沙变化表现出一定的趋势, 森林破坏和坡地开垦使河流泥沙增多; 水库修建后, 因水库的拦沙作用而使河流输沙量减少. 但干流宜昌站则看不出明显的趋势性变化. 解决洪水泥沙问题, 单靠森林生态系统恢复是不够的, 应该生物措施与工程措施( 重点为修建水库) 并重.许炯心 2000水利学报2000,31,1:45
14黄河三角洲造陆过程中的陆域水沙临界条件研究显示文摘黄河三角洲发育是河口区河流动力及陆域物质通量与海洋动力及海域物质通量相互作用的产物 ,三角洲造陆速率取决于上述两方面的对比关系。当上述两方面处于平衡时 ,三角洲造陆处于临界状态 ,即净造陆速率为零 ,与之相联系的入海泥沙量和径流量可视为黄河三角洲造陆过程的临界水沙条件。运用经验统计方法估算出 :当入海年沙量Qs为 2 78亿t/a、入海年水量Qw为 76 7亿m3时 ,或者当关系式 3 1934Qs+ 0 0 85 6Qw=17 94得到满足时 ,黄河三角洲造陆过程处于临界平衡状态。在黄河流域的环境管理中 ,应将上述两项临界值作为约束条件。黄河流域生态用水量的内涵应予以扩展 ,维持三角洲造陆平衡所必须的入海径流量 ,应作为黄河流域的生态用水量。许炯心 2002地理研究2002,21,2:44
15水土保持措施对流域泥沙输移比的影响显示文摘以黄土高原无定河流域为例研究了水土保持措施对流域泥沙输移比的影响。水土保持措施极大地改变了流域泥沙的侵蚀、输移和堆积过程,因而改变了流域的泥沙收支关系。在天然状况下,无定河流域的泥沙输移比接近1 0。20世纪60年代后流域内大规模地展开水土保持工作以来,泥沙输移比急剧下降为0 2~0 4。泥沙输移比的变化,主要是由于流域内人为沉积汇的形成所致。这种人为沉积汇表现为水库、淤地坝的拦沙作用,导致了泥沙输移比大幅度减小。在目前状况下,人工沉积汇的拦沙作用相当于坡面措施减蚀作用的2 4~6 3倍,表明坡面治理措施的有效性尚有待提高,并亟待在生态环境建设中予以加强。许炯心 孙季 2004水科学进展2004,15,1:46
16我国岩石边坡植被修复技术现状和展望显示文摘就当前我国岩石边坡植被修复的护坡类型、锚固方法、基质配制、植物选择等内容进行介绍和分析的基础上,认为:1.基质配制和植物选择是关键技术;2.充分利用当地资源和废弃物配制基质并实现产业化是可行的;3.开发乡土灌木和草本创造自然演替群落是护坡植物选择中的创新内容;4.尽快研究制定规范化技术;5.加强基础研究为技术创新奠定坚实的理论基础。刘本同 钱华 何志华 邵顺流 许炯 洪利兴 高立旦 卢刚 2004浙江林业科技2004,24,3:37
17人类活动和降水变化对嘉陵江流域侵蚀产沙的影响显示文摘基于大量实测资料,用经验统计方法研究了人类活动和降水变化对嘉陵江流域侵蚀产沙的影响。结果表明。水利水保措施和20世纪80年代以来的降水减少,共同导致了嘉陵江流域产沙量的减少。分基准期(1956—1982)和措施期(1983—2000)分别建立嘉陵江江流域产沙量与年降水的指数方程,运用这些方程对于降水变化与水利水保导致的产沙量变化进行定量区分,得到了措施期中降水量减小所导致的减沙量、水利水保措施导致的减沙量、总减沙量以及降水减少和水利水保措施各自占总减沙量的百分比。水保减沙效益随降水量的增大而减小。当降水量超过某一临界值,还可能出现负效应。研究表明,水利水保减沙量随年降水量而增大,在年降水量为970mm时达到最大值,然后减小;当年降水量为1180mm时,水利水保减沙量变为0。许炯心 2006地理科学2006,26,4:39
18黄土高原面积-高程分析及其侵蚀地貌学意义显示文摘黄土高原是中国乃至世界最为著名的水土流失区之一,黄河的泥沙主要来源于此。面积-高程积分(Hypsometric integral,HI)分析常被用于侵蚀地貌区的地貌发育阶段判定。通过探讨HI与DEM分辨率、分析窗口之间的尺度效应,分析了黄土高原HI空间格局和发育阶段性,并在此基础上揭示了侵蚀产沙和地貌发育关系。研究表明:利用不同分辨率DEM计算的HI具有很好的稳定性,HI对DEM分辨率不具有依赖性;然而,利用不同分辨率的分析窗口所计算的黄土高原HI值,表现出随着分析窗口的增大,HI表现出按照乘幂函数关系下降的趋势。黄土高原HI具有显著的空间分异特征,即汾渭谷地、宁夏内蒙沿黄冲积平原等地堑凹陷区是HI低值区,而黄土丘陵沟壑区是HI的高值区;黄土高原丘陵沟壑区地貌发育处于幼年期、壮年期和老年期的面积分别占总面积的7.9%、83.4%和8.7%,整体来看处于地貌发育壮年期;黄土高原丘陵沟壑区侵蚀产沙强度和地貌发育过程关系密切,HI与输沙模数存在显著的正相关。当前,黄土高原强烈的侵蚀产沙是其地貌发育处于壮年期的自然表现,这将是一个非常漫长的自然过程。信忠保 许炯心 马元旭 2008山地学报2008,26,3:36
19竹纤维与其它天然纤维素纤维的红外光谱分析与比较显示文摘通过测定竹、棉、麻、木的纤维素纤维的红外吸收光谱,并利用红外光谱仪数据处理软件设定标峰灵敏度,研究多种纤维素纤维光谱的细微差异,分析各天然纤维素纤维的结构差别,及碱对天然纤维素纤维结构的影响。研究发现棉、麻、木纤维在1 110 cm-1处红外吸收都强于竹纤维,在993 cm-1处的吸收峰弱于竹纤维;经NaOH溶液处理后,各纤维的红外谱图均发生细微变化。从中揭示出各天然纤维晶格有一定的差异,并认为竹纤维的非结晶区含量较多,这是引起竹纤维吸湿性、凉爽性比棉好的原因。刘羽 邵国强 许炯 2010竹子研究汇刊2010,29,3:35
20黄河内蒙古段支流“十大孔兑”侵蚀产沙的时空变化及其成因显示文摘'十大孔兑'来沙造成黄河干流强烈淤积。为了通过流域治理来减轻泥沙灾害,研究'十大孔兑'侵蚀产沙过程具有重要意义。基于1960—2005年的河流输沙量、径流量和降雨量资料,运用统计方法进行了研究。结果表明:'十大孔兑'输沙量高度集中于几个大水大沙年份,其余年份对46年总输沙量的贡献很小。最大1年、最大3年、最大5年和最大10年的累积输沙量分别占到46年总输沙量的21.26%、37.18%、47.92%和69.29%。1960—1991年和1992—2005年两个时段相比,后一时段输沙量年均值减少了37%。这一差异可以用暴雨特征的差异和下垫面(如植被)的变化来解释。1991年以后,年降水量无明显变化,但最大1日降雨量在p<0.10的水平上呈现减小的趋势。虽然20世纪90年代西柳沟并未大规模实施水土保持治理,但由于农村富余劳动力转移,对土地的压力减轻,对植被的破坏大大减弱,使得植被逐渐恢复,NDVI呈增大趋势,因而侵蚀产沙减弱。'十大孔兑'产沙模数具有明显的空间分异特征,从西向东增大,在西柳沟达到最大值,然后再减小。流域自然地理因素具有明显的变化,从西向东,沙尘暴频率减小,降雨量增大。沙丘类型也发生了变化,由以流动沙丘为主变为以半固定沙丘为主,进入河道风沙的输沙强度减小。另一方面,水力驱动的侵蚀和泥沙输移从西向东增强。上述两种作用叠加的结果,在区域中部西柳沟附近出现了侵蚀产沙的峰值区。许炯心 2014中国沙漠2014,34,6:37
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