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金沙江流域降水结构演变及非平稳性特征

长江科学院院报 2024年

作者：朱玲慧关颖慧北京林业大学水土保持学院

研究降水结构的演变及其非平稳性对深入了解区域水循环的变异规律具有重要意义。以金沙江流域为研究对象，基于1960-2021年50个气象站点的日降水数据，采用Mann-Kendall非参数检验和Pettitt检验探讨了金沙江流域总降水量、极端降水量和... 详细信息

研究降水结构的演变及其非平稳性对深入了解区域水循环的变异规律具有重要意义。以金沙江流域为研究对象，基于1960-2021年50个气象站点的日降水数据，采用Mann-Kendall非参数检验和Pettitt检验探讨了金沙江流域总降水量、极端降水量和不同等级降水事件的时空演变特征和非平稳性。结果表明：（1）金沙江流域总降水量变化趋势不明显，但极端降水量以2.67 mm/10a的速率上升(P金沙江流域以小雨、中雨、大雨三种等级降水事件为主，发生率合计高达94 %，降水贡献率为70 %，成为流域总降水量的贡献主体。（3）随降水等级的增加，降水发生率和贡献率的峰值中心均呈现出由北往南逐渐转移的空间格局。（4）小雨发生率和贡献率呈显著下降趋势，中雨及以上等级降水事件的发生率以及大暴雨的贡献率均呈显著上升趋势。（5）降水发生率相比贡献率呈现出更明显的非平稳性特征，位于金沙江下段和雅砻江流域的站点的非平稳性最为显著。以上研究表明，1960-2021年金沙江流域降水结构发生了显著变化，区域内强降水事件增多、弱降水事件趋于减少，未来需要科学调度与管理当地水资源。

关键词：金沙江降水结构降水发生率降水贡献率非平稳性

金沙江干热河谷典型水电开发对局地气候的影响

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水土保持学报 2024年第1期38卷 158-166页

作者：汪东川俞长锦孙苗苗魏奥泽王思润李亭蓉张万恒天津城建大学地质与测绘学院天津300384 天津市水质科学与技术重点实验室天津300384 航天宏图信息技术股份有限公司天津300384

[目的]探究水电开发对局地气候的影响,是预防和减轻水电开发可能带来的负面效应,实现能源的可持续发展与环境保护的重要保障。[方法]选取金沙江中游的龙开口、观音岩及下游的溪洛渡、向家坝4个典型水电站,运用气候倾向率、M-K趋势检验... 详细信息

[目的]探究水电开发对局地气候的影响,是预防和减轻水电开发可能带来的负面效应,实现能源的可持续发展与环境保护的重要保障。[方法]选取金沙江中游的龙开口、观音岩及下游的溪洛渡、向家坝4个典型水电站,运用气候倾向率、M-K趋势检验和小波分析等方法,定量分析了中下游水电局地气温、降水在蓄水前后的月、季、年变化及在水电开发中的突变情况和周期性特征。[结果](1)蓄水后,水电站对河谷内最高温起抑制作用,最低温起抬升作用;夏季和秋季,下游水电站发挥了降温作用,月平均气温2,6,7,9,10,11月下降显著,而中游水电站调温作用不明显,仅7月平均气温略有下降。(2)蓄水后,各季节降水量均有增加,在4,8,9月增加显著,增幅为0.71~27.95 mm。(3)气温、降水与水电开发相关,中下游水电站的气温、降水在开发中和蓄水后发生不同时间的突变。(4)气温和降水在小波变化周期上呈现相似的特征,蓄水后,局地降水呈现出更显著的周期性,并且具有一定稳定性。[结论]不同时间尺度上,水电开发在不同河段上影响局地气温和降水的程度不同,受到地理位置、周边环境及蓄水时长的多重因素制约。

关键词：局地气候金沙江河谷蓄水定量分析时间尺度

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金沙江上游主要支流着生藻类群落的空间格局及其影响因子

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湖泊科学 2024年第5期36卷 1392-1402,I0006-I0009页

作者：尚坤钰韩毓高欣孙丹丹姜昊吴兴华林鹏程中国科学院水生生物研究所武汉430072 中国科学院水生生物多样性与保护重点实验室武汉430072 中国长江三峡集团有限公司长江生态环境工程研究中心北京100038 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都611130 水电水利规划设计总院北京100120

着生藻类是河流生态系统重要的初级生产者,在维持生态系统多样性、能量流动和物质传递中起关键作用。着生藻类对人为干扰和环境变化响应迅速,广泛应用于河流生物多样性监测和水环境质量评价。比较不同河流着生藻类群落结构及其与环境因... 详细信息

着生藻类是河流生态系统重要的初级生产者,在维持生态系统多样性、能量流动和物质传递中起关键作用。着生藻类对人为干扰和环境变化响应迅速,广泛应用于河流生物多样性监测和水环境质量评价。比较不同河流着生藻类群落结构及其与环境因子的关系,有助于认识河流生物多样性的维持机制。为此,于2021年春季(5-6月)对金沙江上游主要支流色曲、赠曲、欧曲和藏曲的着生藻类多样性及河流环境进行了调查分析。结果显示,38个样点共鉴定出着生藻类3门34属91个分类单元,各采样点种类数均以硅藻门占比最高。各支流着生藻类密度范围为0.002×10^(5)~2.43×10^(5)cells/cm~2,生物量范围为0.3×10^(-3)~1.56 mg/cm^(2),各支流着生藻类密度和生物量无显著差异。不同支流优势种存在一定差异,色曲主要优势种为半丰鞘丝藻(Lyngbya semiplema)、眉藻未定种(Calothrixsp.)和微型舟形藻(Navicula minima)等;赠曲主要优势种为半丰鞘丝藻、纤细等片藻(Diatoma tenue)、和平片针杆藻(Synedra tabulata)等;欧曲主要优势种为半丰鞘丝藻、中型脆杆藻(Fragilaria intermedia)和胡斯特桥弯藻(Cymbella hustedtii)等;藏曲主要优势种为半丰鞘丝藻、希罗鞘丝藻(Lyngbya hieronymusii)和极小桥弯藻(Cymbella perpusilla)等。冗余分析显示,电导率、pH、河宽和溶解氧是影响金沙江上游着生藻类多样性的主要环境因子,表明环境过滤在金沙江上游着生藻类群落多样性的空间格局中起着一定的作用。本研究为金沙江上游河流生态系统的保护及水质管理提供了基础资料。

关键词：水生生物指示物种群落结构河流健康青藏高原金沙江

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金沙江滑坡群InSAR探测与形变因素分析

自然资源遥感 2024年第3期36卷 259-266页

作者：武德宏郝利娜严丽华唐烽顺郑光成都理工大学地球科学学院成都610059 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

金沙江流域是中国典型地质灾害高发区,为精准辨识金沙江流域潜在滑坡隐患,利用差分干涉测量短基线集时序分析技术(small baseline subset interferometric synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)对Sentinel-1A卫星升降轨数据进行处理,从... 详细信息

金沙江流域是中国典型地质灾害高发区,为精准辨识金沙江流域潜在滑坡隐患,利用差分干涉测量短基线集时序分析技术(small baseline subset interferometric synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)对Sentinel-1A卫星升降轨数据进行处理,从2个不同探测方向对金沙江白格滑坡及其下游约100 km区域进行滑坡早期识别和形变监测。研究结果显示:①升降轨卫星联合探测能有效减少几何畸变干扰,识别出长期蠕变隐患点;②Sentinel-1A升轨视线(line-of-sight,LOS)向形变速率为-142~80 mm/a,降轨LOS向形变速率为-71~56 mm/a,结合光学遥感影像目视解译,探测出2个大型滑坡群,共计9个滑坡;③对色拉滑坡、沙东(雄巴)滑坡和尼马寺堆积体滑坡等3处典型滑坡进行地表形变特征分析,发现滑坡最大形变量与降雨量、河水径流量峰值相关,降雨和河水侵蚀冲刷是影响滑坡形变的重要因素。研究结果可为汛期流域性地质灾害预报预警及防治提供参考依据。

关键词：金沙江滑坡隐患形变监测 SBAS-InSAR

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基于Vortex模型分析金沙江水电开发对圆口铜鱼种群生存力的影响

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生态学报 2024年第9期44卷 3984-3998页

作者：杨红义韩瑞流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院北京100038

圆口铜鱼(Coreius guichenoti)是长江上游特有鱼类,研究金沙江梯级水电开发背景下圆口铜鱼种群生存力变化对该物种的保护具有重要意义。Vortex模型在传统种群评估方法的基础上,引入种群年龄结构、繁殖体制、性比等因素,并考虑了环境、... 详细信息

圆口铜鱼(Coreius guichenoti)是长江上游特有鱼类,研究金沙江梯级水电开发背景下圆口铜鱼种群生存力变化对该物种的保护具有重要意义。Vortex模型在传统种群评估方法的基础上,引入种群年龄结构、繁殖体制、性比等因素,并考虑了环境、灾害、遗传等随机性对种群的影响,可模拟种群数量和生存力变化特征,是一种应用广泛的种群生存力分析模型。基于1981—2021年金沙江圆口铜鱼资源调查数据,采用Vortex模型构建了金沙江中下游干流大规模水电开发前、后两个时期圆口铜鱼种群生存力分析模型,考虑了水电开发下,水温、流速等环境变化对圆口铜鱼种群的影响,对比了两个时期圆口铜鱼种群数量、结构及生存力等。结果表明:水电开发前,严重过度捕捞对圆口铜鱼种群产生了显著威胁,10年内种群数量下降了12.5%,百年内种群内禀增长率为0.085,种群的生存和繁殖能力较稳定,灭绝概率为1%;水电开发后,10年内种群数量下降了42%,百年内种群内禀增长率降至-0.087,灭绝概率增大至36.1%,种群平均灭绝时间为83.7年,圆口铜鱼抵抗环境干扰的种群恢复能力降低,种群生存力受到影响。

关键词：金沙江水电开发圆口铜鱼种群生存力漩涡模型

金沙江梯级库区生态系统服务供需耦合协调度及驱动因素

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水土保持研究 2024年第1期31卷 280-289页

作者：王浩赵旭赵菲菲刘小雪龚磊三峡大学经济与管理学院湖北宜昌443002 三峡大学水库移民研究中心湖北宜昌443002 吉首大学土木工程与建筑学院湖南张家界427000

[目的]探索金沙江梯级水电工程库区生态系统服务供需关系的时空演变规律及其驱动因素,为水电工程库区生态管理提供决策支撑。[方法]基于金沙江梯级水电工程库区土地利用、人口、国内生产总值、归一化植被指数和降水量等数据,采用市场价... 详细信息

[目的]探索金沙江梯级水电工程库区生态系统服务供需关系的时空演变规律及其驱动因素,为水电工程库区生态管理提供决策支撑。[方法]基于金沙江梯级水电工程库区土地利用、人口、国内生产总值、归一化植被指数和降水量等数据,采用市场价值法、耦合协调度模型和地理加权回归模型等方法,开展库区生态系统服务供需耦合协调度及其驱动因素研究。[结果]2005—2019年期间库区生态系统服务价值增加了6.8亿元,总量达到了917亿元。生态系统服务供需严重失调和重度失调的区域,主要分布于金沙江北岸的四川省境内,勉强协调和良好协调的区域主要分布于金沙江南岸的云南省境内。植被覆盖对库区生态系统服务供需耦合度呈现正向驱动关系,人口和地形起伏度为负向驱动关系,降水量对库区北部局部地区为正向驱动关系,其余地区为负向驱动关系。[结论]库区生态系统服务供需耦合协调度呈现南高北低的空间分布特征,且受多重因素影响,未来应加强水电工程库区生态系统服务研究。

关键词：金沙江梯级水电库区生态系统服务供需耦合协调度驱动因素

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金沙江干热河谷不同土地利用类型土壤水分变化特征及对降雨响应

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西部林业科学 2024年第2期53卷 9-16页

作者：何苗苗刘芝芹王克勤金奕彤金哲浩西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224

为探究干热河谷地区土壤水分变化特征及其对降雨的响应,选取位于元谋干热河谷流域的草地、青枣林地、银合欢林地、坡耕地为研究对象,运用HOBOH21_USB土壤水分监测系统实时监测土壤含水量,同时使用TE525 mm翻斗式雨量筒测定2021年1—12... 详细信息

为探究干热河谷地区土壤水分变化特征及其对降雨的响应,选取位于元谋干热河谷流域的草地、青枣林地、银合欢林地、坡耕地为研究对象,运用HOBOH21_USB土壤水分监测系统实时监测土壤含水量,同时使用TE525 mm翻斗式雨量筒测定2021年1—12月的降雨量,以探明该流域土壤水分时间变化特征和垂直变化特征及各土层土壤含水量对不同级别降雨的响应。结果显示:(1)研究区4种土地利用类型土壤水分季节变化可划分为稳定期(1—5月)、快速增长期(6—7月)、稳升期(8—9月)和消耗期(10—12月)。(2)土壤水分含量垂直变化整体随土层深度增加而增加,小部分土层与总趋势有偏差。(3)在小雨(0.1~10 mm)情况下,4个样地均只有0~20 cm土层水分含量有微弱响应;在中雨(10.1~25 mm)条件下,降雨量对各样地的0~40 cm土层含水量产生补给作用;在大雨(25.1~50 mm)条件下,降雨量对各样地补给范围扩大到60 cm土层;在暴雨(>50 mm)情况下,各个样地各个土层均对降雨量有反应。结果表明:从土壤水分时空变化以及降雨响应整体来看,在该区域坡耕地比造林地更易储存土壤水分。研究结果可为气候炎热少雨,蒸发量远远大于降雨量的元谋干热河谷地区植被重建和生态恢复工作的开展提供参考。

关键词：干热河谷土壤水分时空变化金沙江

金沙江上中游河段近53年河川径流演变规律研究

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人民长江 2024年

作者：汪琳周波郭卫朱迪卜慧左建长江水利委员会水文局

金沙江中游河段是我国规划建设的重要的水电能源基地，探究变化环境下金沙江中游河川径流演变规律对于促进流域水资源高效利用与管理具有重要意义。本研究采用非参数检验、滑动T检验法、小波功率法系统研究了金沙江中游河段的径流演变... 详细信息

金沙江中游河段是我国规划建设的重要的水电能源基地，探究变化环境下金沙江中游河川径流演变规律对于促进流域水资源高效利用与管理具有重要意义。本研究采用非参数检验、滑动T检验法、小波功率法系统研究了金沙江中游河段的径流演变规律，并结合不均匀系数、完全调节系数、集中度和基尼系数等指标综合分析了梯级水库建设运行对金沙江中游河段径流的影响。结果表明：1970-2022年间，金沙江上中游流域的年径流量呈现出不显著上升趋势，且发生了由丰水期向偏枯水期的转变；流域径流从上游到中游增加幅度越来越大，中游河段的多年平均流量相较上游增加了24.5%，而径流的突变点越来越滞后，且从上游到中游的径流变化周期显著性降低；梯级水库的投运与水库的蓄洪补枯调节作用不仅使得中游河段来水量更加均匀，波动性减小，且河段径流在丰水期水量下降，而枯水期水量增加，月最大流量出现时间滞后，月最小流量出现时间提前。

关键词：金沙江河川径流演变规律水库运行

金沙江下游外来入侵植物入侵风险评估——以乌东德和白鹤滩电站库区为例

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生物安全学报 2024年

作者：熊浩荣邓鑫欣于江邓云木伍小刚张月华何秀林张培春潘开文张林中国三峡建工(集团)有限公司中国科学院成都生物研究所中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室成都龙泉山城市森林公园管委会中国科学院大学

【目的】基于金沙江下游外来物种入侵防控需要，以其干流上乌东德和白鹤滩电站库区为例，调查库区内的外来入侵植物并评估入侵风险，为该区域外来植物入侵防控和生态安全建设提供数据支撑。【方法】运用样线、样方调查法结合文献资料掌... 详细信息

【目的】基于金沙江下游外来物种入侵防控需要，以其干流上乌东德和白鹤滩电站库区为例，调查库区内的外来入侵植物并评估入侵风险，为该区域外来植物入侵防控和生态安全建设提供数据支撑。【方法】运用样线、样方调查法结合文献资料掌握库区内外来入侵植物种类组成和入侵现状，采用层次分析法建立外来入侵植物风险评估体系，对其入侵过程、入侵现状以及危害与防治等方面进行综合评估，并根据等级划分标准确定入侵风险等级。【结果】乌东德和白鹤滩电站库区共记录到外来入侵植物103种，隶属28科70属。其中，Ⅰ级风险的外来入侵植物5种，Ⅱ级风险12种，Ⅲ级风险24种，Ⅳ级风险28种，Ⅴ级风险34种。【结论】乌东德和白鹤滩电站库区的外来入侵植物种类较多，但多数处于低风险等级(Ⅳ、Ⅴ级)，危害较小，高风险等级(I、Ⅱ级)外来入侵植物共17种。建议重点防控高风险等级的外来入侵植物，尽可能降低其对金沙江下游生态安全的威胁。

关键词：外来入侵植物入侵现状入侵风险指标体系金沙江