小浪底大坝对黄河中下游农业景观的影响

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:VBlover
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
小浪底大坝是一座以防洪、减淤、防凌为主,兼顾发电、灌溉、供水的综合性水利工程。小浪底大坝的运行改变了下游黄河天然的径流模式,塑造了全新的水沙关系,同时也对黄河中下游农业景观格局与农业生产实践产生新的影响。因此,研究小浪底大坝运行前后其下游水沙情势的变化特征,阐明黄河下游农业景观格局与农业生产实践对小浪底大坝水沙调节变化的响应,对发挥地区农业生产潜力,构建可持续的农业景观格局具有重要意义。本研究以小浪底大坝下游典型地区为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验法与突变检验法、单因素方差法分析了大坝运行前后其下游水沙情势的变化特征,利用土地利用动态度、土地利用转移矩阵以及景观格局指数分析了黄河中下游农业景观格局的变化特征,运用Pearson相关性分析建立水文要素与景观格局变化的相关关系。利用单因素方差法与问卷调查法分析了农业生产力水平和农业生产环境在大坝运行前后的差异,通过冗余分析法建立了农业生产因子与各影响要素的相互关系。基于大坝当前运行机制下,用FLUS模型预测出了未来不同情景下研究区农业景观的发展状况。主要研究结果如下:(1)小浪底大坝运行后其下游水沙情势变化特征明显。大坝运行后黄河下游的来水来沙量减少,年际、年内水沙变化波动平缓;月均径流量除5、6、7月份在小浪底大坝运行后为增加外,其余各月份都为减少,其中6月份和8月份变化最为显著;大坝运行前,黄河下游月均含沙量高值出现在7、8、9月份,大坝运行后月均含沙量高值出现在5、7、8月份;大坝的运行减缓了黄河下游年径流量和汛期径流量的下降趋势,春灌期的径流量明显增加。(2)小浪底大坝运行前后其下游河道内断面形态与河道外水环境发生了明显变化。小浪底大坝运行前,黄河下游主河道断面为宽浅形态,泥沙淤积导致河床不断抬升。小浪底大坝运行后,黄河下游河道得到持续性冲刷,河槽向窄深方向发展,导致下游水位明显下降。黄河下游出现同流量水位下降;沿黄地下水位降低;引黄灌溉供需时间错位;沿黄涵闸引水能力下降。(3)小浪底大坝运行前后其下游地区农业景观格局变化明显,且与黄河水文变化关系密切。1990-2018年研究区土地利用总体动态度呈先下降后上升趋势,其大小关系为:大坝调水调沙稳定期(2009-2018年)>大坝运行前期(1990-2000年)>大坝调水调沙初期(2000-2009年)。大坝运行前研究区滩地、河渠、旱地转化频繁;研究区旱地景观的优势地位明显,景观连通性较好,景观异质性较高。大坝运行后研究区滩地、河渠、水田主要转变为旱地,水库坑塘面积增多;研究区景观异质性降低,各景观斑块形状趋于不规则化和复杂化。大坝运行前,研究区农业景观异质性水平与黄河下游年径流量存在显著正相关;农业景观的形状变化受到春灌期(3-5月)径流量波动的影响。大坝运行后,受黄河下游年径流量以及水位下降的影响,农业景观的破碎化程度加剧,景观各要素形状趋于不规则化和复杂化。(4)小浪底大坝运行前后研究区农业生产和用水变化差异显著。大坝运行后,研究区农作物的播种面积、粮食播种面积及产量大幅提升,大坝运行前后变化差异显著。大坝运行后,黄河下游引黄灌溉的实际面积不断下降,人们开始转变灌溉方式和提高节水意识。大坝运行后,水文因素、地下水水位、机井数量与农业生产各要素的相关性增强;降水量、年平均温度与农业生产的相关性减弱。(5)基于小浪底大坝当前的运行机制下,利用FLUS模型对研究区2027年农业景观进行自然发展、生态保护、耕地保护三种情景模拟。自然发展情境下,建设用地面积显著增加,耕地及其他非农景观面积下降;生态保护情境下,林地、草地和水库坑塘面积增加,耕地面积小幅下降;耕地保护情景下,耕地面积稳定,河渠与坑塘面积增加。在三种情景下,水库坑塘面积均保持上升趋势。生态保护和耕地保护相结合可以作为未来研究区农业景观发展的方向。
其他文献
开封城市自古就与水有密切的关系。开封水系对开封景观有重要影响,同时对生物多样性也有重要的影响。两栖动物的存在依赖水,水系影响局部生境,改变了两栖类动物栖息地条件。研究开封市水系背景下微生境因子与两栖类动物种群数量与分布的关系、及景观格局与两栖类动物的关系,对于维持区域生物多样性具有十分重要的意义。本研究以开封市区水系为研究区域,依据两栖类动物生存繁殖生境选择偏好的差异,对水系中自然驳岸、人工硬化斜
学位
改革开放后,中国的工业化进入了快速发展时期,在工业化过程中,乡村非农业劳动人口逐渐向工业化迅速发展的县城、乡镇、村庄流动、迁移、再聚集。人口的集聚、乡镇工业企业的发展则打破了乡村原有封闭和稳定的社会、经济及空间结构,引起乡村地理空间的改变。聚落作为地理空间的基本表现形式,其规模在快速工业化的影响下呈现出剧烈变化。分析快速工业化下乡村聚落规模时空演变的特征,探究工业化与乡村聚落时空演变之间的一般关系
学位
关于植物叶片,非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrate,NSC)及其各组成部分,包括淀粉(Starch)与可溶性糖(Soluble sugar,SS)。其指标含量不仅是组成细胞结构的主要成分,而且还是植物新陈代谢发育的主要供能物质。其含量的变化能够反应一个区域植物的碳供应和碳消耗的平衡状态,而且间接反映出NSC在植物体内的动态分变化。基于该研究背景,本研究从北至南
学位
河流-地下水的交互作用是流域生态学的研究热点。近年来在自然因素和人类活动的双重影响下,河流-地下水系统更加趋于复杂。大坝作为人类有意识地改变流域生态系统的实践,改变了流域的水文格局和水文过程。小浪底大坝是我国已建成的第二大水利枢纽工程,在满足人们需求的同时,也改变了黄河下游水文格局和过程。研究小浪底大坝影响下河流-地下水系统的相互关系,阐明小浪底大坝影响下不同水位和河床渗透性对黄河侧渗的影响,具有
学位
森林是陆地生态系统的重要组成部分,凋落物和林下植被不仅为广大生物提供了栖息地,更重要的是,它们在维持地上、地下生物多样性和生态系统养分循环方面发挥着重要作用。为了保证乔木更好的生长,凋落物和林下植被去除常作为传统森林管理措施。但是,凋落物和林下植被去除会改变土壤微气候条件、降低土壤养分循环、抑制土壤生物生长,对土壤生态系统产生负面影响。蚂蚁是土壤生物的重要组成部分,除了对生物多样性的巨大贡献外,还
学位
森林通常表现出较大的生物和结构复杂性,它们覆盖了地球陆地表面约30%的面积,却蕴藏着80%的陆生动植物。其中,植物在陆地生态系统的养分循环和能量流动过程中扮有重要角色,其同时也对土壤生物及其生态功能产生深远的影响。源自植物的碎屑(如凋落物和死根)以及根系分泌物等是土壤食物网的主要食物,其质量和数量的变化有可能影响土壤食物网中的土壤生物。可见不同植物来源碳输入与土壤生物的食物获取和资源利用密切相关。
学位
初中语文教师开展单元教学,要积极整合单元内容,解读单元主题,寻找单元文章的共通之处,调动学生的学习积极性,站在单元的角度思考文章,将单元文章串联起来减轻学生的学习压力,帮助学生构建语文知识框架,为学生学科核心素养的提升创造有利的条件。分析初中语文单元教学设计现状,探索单元教学设计的展开路径,有助于提高单元教学的有效性。
期刊
城市建设用地土地承载着城市第二、三产业的经济活动,是城市发展过程中经济活动最为活跃的土地利用类型。城市土地利用效率是指城市系统与土地利用系统间耦合水平的直接体现,也是衡量土地产出能力及区域发展质量的关键指标。从生态效率演化而来的土地利用生态效率测算,成为土地资源可持续利用的重要评估方法。因此,通过分析城市土地利用生态效率的静态和动态的变化,探索其空间全局演进轨迹以及关键影响因子可以为新型城镇化进程
学位
土壤是全球陆地生态系统中最大的碳库。土壤有机碳在全球碳循环过程和陆地生态系统各方面的基础功能中起着至关重要的作用。深层土壤有机碳的储量很大,是全球碳循环的关键组成部分,深层古土壤有机碳的分解和稳定性也可能影响大气中CO2浓度的动态,进而对全球气候变化产生重要影响。我国有大量的沙地分布,但目前对我国沙地深层古土壤有机碳在长时间尺度下的特性和分解过程的研究很少。在我国北方四大沙地(毛乌素沙地、浑善达克
学位
薄膜梯度扩散技术(Diffusive Gradients in Thin Films Technique,DGT)是一种近年来快速发展的被动采样技术,已被广泛应用于土壤、沉积物、水体等多种环境介质中测定重金属有效态。但是,目前DGT技术在应用过程中,样品的前处理条件还未统一。为了确定DGT技术最适合土壤重金属测定的前处理条件,本文以河南省不同区域的农田土壤为研究对象,利用盆栽模拟实验来研究粒径、含
学位