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Assessment and analysis of ecosystem services value along the Yangtze River under the background of the Yangtze River protection strategy

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Journal of Geographical Sciences 2020年第4期30卷 553-568页

作者： ZHENG Liang LIU Hai huang yuefei YIN Shoujing JIN Gui Faculty of Resources and Environmental Science Hubei UniversityWuhan 430062China Ministry of Environmental Protection Satellite Environment CenterBeijing 100094China College of Urban and Environment Science Central China Normal UniversityWuhan 430079China School of Remote Sensing and Information Wuhan UniversityWuhan 430062China

The Yangtze River is the third largest river in the world and the longest and largest river in *** has adopted a national strategy to protect the Yangtze River.A better understanding of the ecosystem services value along the Yangtze River would provide support for the Yangtze River protection *** Costanza’s method to estimate the ecosystem services value,the value of 10 ecosystem services was estimated within 1 km and 2 km from the Yangtze River in *** 10 services were derived from the four established groupings of provisioning,regulating,supporting,and cultural *** study compared and analyzed the changes in the ecosystem services value in the upper,middle,and lower reaches of the river,and in provinces,cities,and villages along the Yangtze *** total ecosystem services value within 1 km and 2 km from the river was 37.208 and 43.769 billion yuan,*** 1 km,the ecosystem services value in the middle reaches was 12.93 billion yuan,while the next highest value was in the upper reaches at 12.45 billion yuan,and the downstream area had the smallest value of 11.855 billion *** 2 km,the value of upstream ecosystem services was the highest at 16.31 billion yuan,while the second highest value was in the middle reaches at 14.376 billion yuan,and the smallest value was in the downstream area at 13.083 billion *** the Yangtze River Basin,regulating services played a leading role,accounting for 81.6%and 78.9%of the ecosystem services value within 1 km and 2 km from the river,*** the 10 ecosystem services,hydrological regulation was the most important,while the value of raw material production made the smallest *** the provinces and cities along the Yangtze River,the highest ecosystem services value was in Hubei Province,while the lowest values were in Shanghai and the Qinghai-Tibet *** villages within 1 km and 2 km from the river were to be relocated,the total regional ecologi

关键词： Yangtze River Basin 1 km along the Yangtze River 2 km along the Yangtze River value assessment method ecosystem services

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基于贝叶斯网络的梯级水库连溃风险

水科学进展 2018年第5期29卷 677-684页

作者：李平黄跃飞李兵清华大学土木水利学院北京100084

为研究梯级水库漫坝连溃的风险,并探索贝叶斯网络在水库连溃风险分析中的可行性,通过构建洪水作用下双库连溃的贝叶斯网络模型,并选取四川省大渡河上两相邻梯级水库进行分析,以推求水库漫(溃)坝概率及评估连溃风险。分析过程表明贝叶斯... 详细信息

为研究梯级水库漫坝连溃的风险,并探索贝叶斯网络在水库连溃风险分析中的可行性,通过构建洪水作用下双库连溃的贝叶斯网络模型,并选取四川省大渡河上两相邻梯级水库进行分析,以推求水库漫(溃)坝概率及评估连溃风险。分析过程表明贝叶斯网络方法能直观、简便地分析多风险源共同作用下的水库群连溃风险问题。结果表明,两水库天然洪水漫坝条件概率的数量级均为10-6,洪水引发单库漫坝风险较小;正常蓄水位以上,上游水库溃坝洪水致下游水库漫坝条件概率超0. 8,即上游水库溃坝导致水库连溃的风险很大。

关键词：洪水漫坝概率水库连溃土石坝工程贝叶期网络蒙特卡罗模拟

气候与人类活动对丹江口水源区植被覆盖变化的影响

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农业工程学报 2020年第6期36卷 97-105页

作者：刘海黄跃飞郑粮湖北大学资源环境学院武汉430062 武汉大学遥感信息工程学院武汉430079

植被覆盖状况直接影响到区域生态环境质量,动态监测区域植被覆盖变化,分析其影响因素,对有效开展生态工程建设、实现生态环境的可持续发展具有重要意义。丹江口水库作为南水北调中线工程核心水源区,其生态环境状况直接影响到水源区的水... 详细信息

植被覆盖状况直接影响到区域生态环境质量,动态监测区域植被覆盖变化,分析其影响因素,对有效开展生态工程建设、实现生态环境的可持续发展具有重要意义。丹江口水库作为南水北调中线工程核心水源区,其生态环境状况直接影响到水源区的水质和水量,目前此区域植被覆盖动态变化研究存在研究时间较短,人类活动定量评估不足等问题。该研究以丹江口水源地为研究区,以GIMMS NDVI和MODIS NDVI为数据源,运用经验正交遥相关EOT(empirical orthogonal teleconnections)算法对1982-2018年归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据进行重构,分析此区域植被覆盖时空变化特征。在此基础上,分析气候和人类活动因素对区域植被覆盖变化的综合贡献情况。结果表明:1982-2018年间NDVI呈现波动上升趋势。空间上,89.93%的像元年均NDVI呈现增加趋势,10.06%的像元年均NDVI呈现减小趋势。气温与NDVI呈现显著正相关,相关系数为0.792 (P<0.05),降水量与NDVI呈现显著负相关,相关系数为-0.43 (P<0.05),气温对植被的影响大于降水。气候因素对植被的影响呈现明显的空间异质性,在海拔较高的山地区域,植被生长受降水和气温的综合作用影响;而在地势较为低平的盆地和河谷区,NDVI与气温呈现显著的正相关关系,与降水则呈现显著负相关关系。人类活动对区域植被覆盖影响具有双重作用,研究区67.74%区域人类活动对植被覆盖产生正面影响,正向作用表现在为恢复生态环境实施的一系列生态保护与建设工程措施;32.26%区域人类活动对植被覆盖产生负面影响,负向作用表现在为发展社会经济进行的一系列不合理的生产活动。采用残差法分离气候因素和人为因素对区域植被覆盖影响,气候因素对区域植被覆盖变化的综合贡献度为92.14%,人类活动因素的综合贡献度为7.86%,气候因素是影响区域植被覆盖整体变化的主导因素。空间上,在生态措施实施以及中心城市周围等人类活动程度较高的区域,人类活动逐渐成为NDVI变化的关键因素。

关键词：遥感植被覆盖长时间序列 EOT算法气候人类活动丹江口水源区

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三江源地区植被对水分胁迫条件的响应特征

应用基础与工程科学学报 2018年第2期26卷 249-262页

作者：郑裕彤黄跃飞王可昳清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 青海大学高原生态与农业国家重点实验室青海西宁810000

水分胁迫条件是影响植被生长的重要因素之一.本文基于归一化植被指数（NDVI）和标准化降水蒸散指数（SPEI）,研究了三江源地区1983～2010年农田、草甸、阔叶林、针叶林和稀疏草原五种植被类型对于不同尺度SPEI的响应.结果表明,近28年来... 详细信息

水分胁迫条件是影响植被生长的重要因素之一.本文基于归一化植被指数（NDVI）和标准化降水蒸散指数（SPEI）,研究了三江源地区1983～2010年农田、草甸、阔叶林、针叶林和稀疏草原五种植被类型对于不同尺度SPEI的响应.结果表明,近28年来,三江源地区NDVI在年内差异显著,年均值基本稳定不变.中期和长期SPEI呈现微弱湿润化趋势.在非生长季节,短期SPEI和植被存在较强的负相关关系,说明植被对于干旱有一定的适应能力;而在生长季节,植被和长期SPEI存在正相关关系,说明水分盈亏对于植被的影响具有累积效应.三江源地区植被生长动态对于水分胁迫响应具有季节性和滞后性.SPEI对于不同植被类型的影响表现出一定差异性.

关键词：三江源水分胁迫标准化降水蒸散指数 NDVI

青藏高原湖泊沉积物与水体细菌群落共发生网络和群落构建过程差异解析

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湖泊科学 2023年第3期35卷 959-971页

作者：王丹丹黄跃飞杨海娇青海大学水利电力学院西宁810016 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室西宁810016 青海大学黄河上游生态保护与高质量发展实验室西宁810016 青海大学水利部江河源区水生态治理与保护重点实验室西宁810016

研究高原湖泊沉积物和水体细菌群落结构的差异对于水生态治理与保护具有重要的科学意义。本文选取青藏高原中东部共19个湖泊为研究对象,采集沉积物和水体样本,使用高通量测序技术和统计分析,解析湖泊沉积物和水体细菌群落结构、空间分... 详细信息

研究高原湖泊沉积物和水体细菌群落结构的差异对于水生态治理与保护具有重要的科学意义。本文选取青藏高原中东部共19个湖泊为研究对象,采集沉积物和水体样本,使用高通量测序技术和统计分析,解析湖泊沉积物和水体细菌群落结构、空间分布特征、共发生网络模式、群落构建过程的差异及其原因。研究结果表明沉积物细菌群落alpha多样性指数(Chao1指数、Shannon多样性指数、Faith s系统发育指数和Pielou均匀度指数)均显著高于水体细菌群落。沉积物和水体细菌的优势门均为Proteobacteria(相对丰度为45.33%和41.77%),而水体细菌群落结构具有较强的空间异质性。主坐标分析和相似性分析结果表明沉积物和水体中细菌群落结构差异极显著,海拔和纬度分别是青藏高原湖泊沉积物和水体细菌群落结构变化最显著的驱动因子。沉积物和水体细菌群落均具有明显的距离衰减模式,而沉积物细菌比水体细菌群落在空间上的周转率小。采样湖泊沉积物细菌群落共发生网络复杂度和稳定性高于水体细菌。沉积物和水体细菌群落的平均归一化随机率值分别为0.24和0.72,表明确定性过程在沉积物细菌群落构建的过程中起到了重要的作用,而水体细菌群落的主导构建过程为随机性过程。本文在高原湖泊沉积物和水体中细菌群落特征、空间分布模式、生态网络稳定性、群落构建过程及其差异方面的研究,为深入理解高原湖泊细菌多样性和群落结构形成机理提供了科学支撑。

关键词：高原湖泊细菌群落空间分布共发生网络群落构建

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叶片尺度水汽压差的量化方法及其影响因素

应用基础与工程科学学报 2022年第4期30卷 819-833页

作者：聂冲陈星安黄跃飞张硕中国环境科学研究院北京100012 国家长江生态环境保护修复联合研究中心北京100012 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海省黄河上游生态保护与高质量发展重点实验室青海西宁810000

采用FLUXNET2015数据集的104个通量站(半)小时尺度的观测数据,基于物理机理过程量化了生长季叶片尺度水汽压差(VPD),分析了生长季VPD与空气水汽压差(VPD)之间的差异(VPD-VPD),及其与植被类型、干旱指数和植被冠层结构之间的相关关系.然... 详细信息

采用FLUXNET2015数据集的104个通量站(半)小时尺度的观测数据,基于物理机理过程量化了生长季叶片尺度水汽压差(VPD),分析了生长季VPD与空气水汽压差(VPD)之间的差异(VPD-VPD),及其与植被类型、干旱指数和植被冠层结构之间的相关关系.然后基于气孔导度模型及植被内在用水效率系数(G),分析了VPD替代VPD的必要性.结果显示,生长季VPD显著高于VPD,植被叶片温度的升高造成的饱和水汽压的升高是VPD高于VPD的主要原因.叶面积指数较高、冠层高度较高的森林植被的VPD-VPD较小,干旱地区生态系统的VPD-VPD较大.相比于VPD,VPD能显著提升气孔导度模型性能,VPD与生态系统导度(G)的相关性更强,水汽条件对G的影响较大,由VPD估算的G会造成12.83%的低估.VPD能够更好地反映植被直接感受的外部水汽环境.

关键词：水汽压差生态系统导度水分利用效率导度模型

青藏高原东北部湖泊细菌群落结构特征季节性差异及驱动机制

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湖泊科学 2023年第1期35卷 267-278,I0010-I0013页

微生物是湖泊生态系统重要的有机组分。了解不同时期青藏高原湖泊细菌群落特征、环境驱动因子及其群落构建过程的差异,对高原湖泊水生态管理具有重要的指导意义。分别于2020年6和12月采集青藏高原东北部5个湖泊水样,基于高通量测序技术... 详细信息

微生物是湖泊生态系统重要的有机组分。了解不同时期青藏高原湖泊细菌群落特征、环境驱动因子及其群落构建过程的差异,对高原湖泊水生态管理具有重要的指导意义。分别于2020年6和12月采集青藏高原东北部5个湖泊水样,基于高通量测序技术、统计分析和模型分析,解析高原湖泊群在非冰封期和冰封期细菌群落结构、环境驱动因子和中性过程、确定性过程以及随机性过程在细菌群落构建过程的贡献。结果表明:(1)非冰封期湖泊细菌群落的Chao1丰度指数、Simpson和Shannon多样性指数低于冰封期,Spearman相关性分析结果表明非冰封期细菌群落的Chao1丰度指数和多样性指数与水温和海拔显著相关,而冰封期细菌群落的Chao1指数和多样性指数与总氮显著相关;(2)水体细菌群落的优势门均为变形菌门(Proteobacteria),非冰封期细菌中拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的平均相对丰度明显高于冰封期。另外,主坐标分析和相似性分析结果表明非冰封期和冰封期的细菌群落组成差异极显著;(3)冗余分析结果表明不同时期湖泊群细菌群落结构的驱动因子不同,非冰封期环境因子影响的大小顺序为:总氮>纬度>总溶解固体>经度>溶解有机碳,冰封期为:海拔>溶解氧>溶解有机碳>pH;(4)Sloan中性模型计算结果表明冰封期高原湖泊细菌群落比非冰封期更易受到中性过程的驱动,并且冰封期细菌群落的迁移率也大于非冰封期(冰封期:0.289;非冰封期:0.130),反映冰封期细菌菌群扩散能力较强。随机性的扩散限制过程是非冰封期(贡献率=54.74%)和冰封期(贡献率=55.56%)湖泊细菌群落的主要构建过程。本文解析了不同时期高原湖泊细菌群落特征及其驱动机制,为高原湖泊水资源保护和管理以及深入理解细菌群落构建过程提供了基础。

关键词：青藏高原湖泊细菌群落结构驱动因子中性模型零模型

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青海省太阳能-风能发电潜力评估及时空格局

太阳能学报 2023年第10期44卷 255-265页

作者：曹炯玮魏加华李想黄跃飞青海大学三江源生态与高原农牧业国家重点实验室黄河上游生态保护与高质量发展实验室土木水利学院西宁810016 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

为定量评估青海省太阳能、风能资源开发潜力,该文基于地形条件、土地利用、生态保护区等地理空间分析,在10 m×10 m空间分辨率上提取光风电站可开发利用区域,考虑了地形条件对装机折减影响及真实电场设计参数,采用1980—2020年MERRA-2... 详细信息

为定量评估青海省太阳能、风能资源开发潜力,该文基于地形条件、土地利用、生态保护区等地理空间分析,在10 m×10 m空间分辨率上提取光风电站可开发利用区域,考虑了地形条件对装机折减影响及真实电场设计参数,采用1980—2020年MERRA-2再分析数据,评估了青海省光风理论和技术发电潜力,分析了时空格局,识别了开发利用现状。研究表明:(1)1980—2020年青海省太阳能多年平均理论发电潜力1881.1 kWh/m^(2),技术发电潜力301.7 kWh/m^(2);空间上,呈西高东低的分布格局,且东部变化更为显著;时间上,全省呈波动减少特征,整体下降速率为-337.9亿kWh/a,各地区增减不一,其中果洛和玉树缓慢上升,其他地区呈下降趋势。(2)1980—2020年青海省风能多年平均理论发电潜力121.1 kWh/m^(2),技术发电潜力21.9 kWh/m^(2);空间上,呈西北高东南低的分布格局,且西南部变化更为显著;时间上,全省呈先增加后减少的趋势特征,整体下降速率为-27.0亿kWh/a,各地区增减不一,其中海西减少最快,玉树有小幅增加。(3)青海省太阳能和风能2020年发电量分别为167亿kWh和81亿kWh,分别占技术发电潜力的1.1%和9.2%,仍具有较大挖潜空间。

关键词：太阳能风能发电潜力时空分布开发利用

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南水北调中线工程地下水排水数值模拟研究

水力发电学报 2011年第2期30卷 60-66页

作者：左海凤王光谦黄跃飞魏加华清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 北京中水新华国际工程咨询有限公司北京100044

基于南水北调中线一期工程地下水排水设计及其渠道与地下水之间的相互关系,本次研究选取中线工程磁县渠段,建立了研究区三维水文地质结构模型及其内排段地下水向渠道排水的三维数值模型,针对地下水水位动态变化条件下地下水向渠道的水... 详细信息

基于南水北调中线一期工程地下水排水设计及其渠道与地下水之间的相互关系,本次研究选取中线工程磁县渠段,建立了研究区三维水文地质结构模型及其内排段地下水向渠道排水的三维数值模型,针对地下水水位动态变化条件下地下水向渠道的水量转化规律进行了定量模拟研究。结果表明:参照中线工程设计排水能力,地下水排水量将畅通排入渠道,确保中线工程渠道的安全稳定运行;地下水向渠道的排水主要受渠段区域水文地质条件和地下水水位变化等因素的影响;在满足排水条件的情况下,从空间角度而言,与南水北调中线工程相关含水层位存在向渠道的排水量,从时间角度而言,排水过程与研究区潜水水位的年内动态相符合。

关键词：水力学南水北调中线工程排水系统数值模型