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   科技导报
2020年 38卷 17期
刊出日期:2020-09-13

卷首语
封面图片说明
研究论文
综述
院士论坛
智库观点
专题:黄河流域生态保护
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封面图片说明

封面图片说明:治理黄河,重在保护,要在治理 Hot!

科技导报. 2020, 38 (17): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (5853 KB)  ( 57 )
摘要 ( 124 )
加强生态环境保护。把黄河生态系统作为一个有机整体来谋划,上游以提高水源涵养能力为主;中游要突出抓好水土保持和污染治理;下游要注重保护湿地生态系统,提高生物多样性。
卷首语

科学施策,构建黄河流域生态安全新格局

王双明
科技导报. 2020, 38 (17): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (402 KB)  ( 64 )
摘要 ( 40 )
地质研究表明,中生代燕山运动奠定了中国大陆的轮廓,新生代喜马拉雅运动塑造出中国西高东低的阶梯状地貌格局,奠定了黄河形成的地质背景。黄河的孕育发展经历了单一湖盆水系发育期、不同湖盆水系贯通期和海洋水系形成期3个阶段。黄河流域有3000多年是全国政治、经济、文化中心,黄河哺育了中华民族,孕育了璀璨夺目的华夏文明,是中华民族的母亲河。
院士论坛

协同推进黄河流域生态保护和高质量发展

王金南
科技导报. 2020, 38 (17): 6-7.
全文: HTMLnew PDF  (364 KB)  ( 24 )
摘要 ( 9 )
黄河是中华民族的母亲河,是古老中华文明的中心,孕育了多姿多彩、璀璨夺目的华夏文明,塑造了伟大的中华民族精神。习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会,擘画了新时期黄河流域发展的总体蓝图。中央财经委员会第六次会议再次研究了黄河流域生态保护和高质量发展问题,黄河重大国家战略已经成为牵动全国人民心弦的一件国之大事。

构建黄河水沙调控体系,保障黄河长治久安

胡春宏
科技导报. 2020, 38 (17): 8-9.
全文: HTMLnew PDF  (459 KB)  ( 21 )
摘要 ( 5 )
黄河难治的根本症结是水少沙多,以善淤、善决、善徙而闻名于世。公元前602年以来,下游河道决口1590余次,较大的改道26次,呈三年两决口、百年一改道,洪涝灾害频繁。治理黄河历来是中华民族安民兴邦的大事,新中国成立后,党和政府高度重视黄河治理开发与保护,取得了巨大成就:一是黄土高原“变绿了”,黄河“变清了”。流域水土流失面积治理了近50%,黄土高原林草覆被率由20纪80年代的20%增加到现状的63%,梯田面积由1.4万km2提升至5.5万km2,建设了各类淤地坝5.9万座,累积拦截泥沙194亿t,黄土高原主色调由黄变绿,入黄泥沙由1919—1959年的16亿t/a锐减到2000年以来的2.4亿t/a。二是水沙调控体系初步建成,洪水得到有效控制。黄河干支流上建成了龙羊峡、刘家峡、三门峡和小浪底等控制性工程,已建水库库容近800亿m3,下游两岸1371.2 km临黄大堤进行了4次加高培厚,调水调沙使下游河槽平均冲深2.5 m,水沙关系不协调问题得到初步改善,“悬河”得到遏制,河道游荡性大幅减小,保障了伏秋大汛岁岁安澜。三是水资源综合管理能力显著提高,资源分配日趋合理。黄河在全国率先出台了“八七”水量分配方案, 1999年开始实施全河水量统一调度,保障了黄河20年不断流,生态环境逐步改善。黄河以占全国2.5%的水资源量,养育着全国12%的人口、灌溉着全国15%的耕地。
专题:黄河流域生态保护

高山积雪:母亲河之源——积雪分布时空演化的多物理过程、多尺度研究

黄宁, 李广
科技导报. 2020, 38 (17): 10-22. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.001
全文: HTMLnew PDF  (2945 KB)  ( 33 )
摘要 ( 16 )
雪是地球上最为活跃的自然要素之一,是组成极地冰盖和高山冰川的重要物质来源,同时也是地表径流的主要补给。积雪的时空分布和演变深刻影响着全球的水文循环、生态系统、气候演化以及其他自然过程,在高寒山区水文过程中扮演着重要的角色。高山积雪与冰川融水是黄河源头水源补给的主要形式,因此亟需开展黄河源区积雪水资源综合科学研究,在准确评估黄河源区水资源现状及其变化规律和发展趋势的基础上提出科学合理的保护和开发黄河水资源的策略。积雪分布研究涉及大气湍流与颗粒相互作用等具有挑战性的科学前沿及热点问题,以及多场耦合、多尺度等科学共性问题,还涉及力学学科与地理学、大气物理、气候变化等相关学科的交叉问题。目前对积雪分布的研究手段包括野外观测、遥感反演和基于动力学过程的模式研究。鉴于前两种手段的局限性,开展多物理过程、多尺度、多场耦合的积雪分布时空演化模拟已成为积雪水资源研究的重要手段之一。介绍了积雪分布研究现状及进展,指出了面临的挑战以及下一步研究方向。

黄河下游滩区治理的关键问题及协同治理体系构建

左其亭
科技导报. 2020, 38 (17): 23-32. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.002
全文: HTMLnew PDF  (2136 KB)  ( 54 )
摘要 ( 27 )
黄河下游滩区长期受洪涝威胁,经济发展相对滞后,生态环境脆弱,其治理涉及因素多、部门多、问题多。回顾了黄河下游滩区发展、治理的历史,综述了代表性的治理观点和思路;阐述了黄河下游滩区治理的关键问题,认为黄河下游滩区治理问题复杂,需要系统考虑防洪保安、生态保护、产业发展、群众安居乐业的诉求,需要多部门、多行业、多层次、多区域、多学科协同治理;提出一套系统的黄河下游滩区协同治理体系,包括治理目标、指导思想、治理主体、治理客体,治理主体是针对多部门、多行业、多层次、多区域、多学科协同,治理客体包括保护开发协同、工程建设协同、金融投资协同、政策制度协同、行政管理协同、文化旅游协同、技术研发协同。提出了黄河下游滩区协同治理思路和建议。

青藏高原高寒湿地生态系统演变、修复与保护

赵志刚, 史小明
科技导报. 2020, 38 (17): 33-41. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.003
全文: HTMLnew PDF  (536 KB)  ( 107 )
摘要 ( 11 )
探讨了青藏高原高寒湿地的动态变化及演变趋势,分析了湿地面积变化、生态系统结构与功能退化现状与原因。分析表明,国家近20年来在青藏高原实施的生态保护、修复及生态工程项目取得了一定的成效,但高寒湿地生态系统的退化形势依然严峻。生态保护和修复是一项系统、长期的工作,今后要加强生态修复技术研发项目与工程类项目的衔接,建立长效管理机制,提高退化湿地的自然恢复能力。同时,要构建适于青藏高原高寒湿地保护效应的评价模型和指标体系,完善重大工程项目的系统监测与评价。在黄河、长江上游源区布局高寒湿地生态系统的长期监测,将与三江源区同样重要的黄河首曲湿地、若尔盖湿地纳入国家公园管理体系,统筹规划,建立健全科技服务平台和信息共享机制。

气候变化对黄河流域的影响及应对措施

张镭, 黄建平, 梁捷宁, 于海鹏, 管晓丹, 马金珠, 沈禹颖, 邓建明, 黄宁, 孟兴民, 王澄海, 李常斌, 牟翠翠, 巩杰, 张帆宇
科技导报. 2020, 38 (17): 42-51. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.004
全文: HTMLnew PDF  (647 KB)  ( 82 )
摘要 ( 14 )
分析了全球气候变化对黄河流域区域气候、水资源量、生态格局、农业牧业生产、地质灾害、文物保护的影响,阐述了应对研究的主要进展及存在的主要问题,探讨了气候变化对黄河流域影响的未来趋势,提出了进一步研究工作的建议:即统筹建设黄河流域气象、水文、环境、地质灾害观测和预报预警系统;厘清多因素影响下的流域水资源时空过程,提升流域水资源效能;调整坡耕地和生态用地,加强流域水源涵养能力;加强植物生理生态适应性研究,优化流域农业和草业布局;修订文化遗产赋存环境区划,进行预防性保护技术研发;加强流域黄土滑坡加固新材料和生态修复协同技术研究。

黄土高原旱作农业生态化与高质量发展

李凤民
科技导报. 2020, 38 (17): 52-59. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.005
全文: HTMLnew PDF  (575 KB)  ( 36 )
摘要 ( 10 )
总结了新中国成立以来旱作物农业取得的主要进展:长期有组织大规模地进行梯田建设,有效地减少了水土流失;梯田建设标准不断提高,越来越方便于机械化大片农田生产;以合理施肥与多种耕作措施相结合的集成技术体系提高了土地生产力。进入21世纪以来,以沟垄地膜覆盖为主体的作物栽培与耕作体系获得大面积推广。在半干旱及其偏旱地区,相较于过去的作物系统,土地生产力几乎成倍增加。特别是玉米和马铃薯在地膜覆盖栽培下,产量增幅远大于其他作物,为粮草畜经协同发展创造了有利条件,有力地推进了脱贫攻坚和全面建成小康社会目标的实现。提出了旱作农业生态化主要内容和目标:面对新时期黄土高原高质量发展的要求,将创新旱作农业生态化技术体系和发展模式,推进优质特色旱作农业发展,探索生态重建由被动向主动的方式转变,实现区域生态优良化发展目标。

黄河兰州段污灌区生物监测与生态修复

黄德军, 张迎梅
科技导报. 2020, 38 (17): 60-65. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.006
全文: HTMLnew PDF  (947 KB)  ( 58 )
摘要 ( 15 )
黄河兰州段水体中的污染物,随着灌溉进入农业生态系统,在水-土-生物-人体中迁移和富集,不仅给两岸的生态环境带来严重影响,还对动物植物造成各种损伤,甚至危害到人体健康。综述了在黄河兰州段污灌农业生态系统中的环境污染监测、生态风险评估及生态修复方面的工作进展,总结了存在的问题,提出了一些措施与对策。

青藏高原退化草地恢复的制约因子及修复技术

贺金生, 刘志鹏, 姚拓, 孙书存, 吕植, 胡小文, 曹广民, 吴新卫, 李黎, 卜海燕, 朱剑霄
科技导报. 2020, 38 (17): 66-80. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.007
全文: HTMLnew PDF  (2124 KB)  ( 38 )
摘要 ( 6 )
分析了退化高寒草地恢复的主要制约因素,包括植物种源、土壤微生物、土壤养分和人文因素;提出了针对这些制约因素的退化高寒草地恢复的主要途径:(1)研发乡土草种子采集、扩繁、包衣等技术,不同乡土草种种子组配及免耕补播技术,解决种源制约;(2)筛选适用于退化草地恢复的复合微生物菌种并研发菌剂,解决退化草地恢复的微生物制约; (3)研发以土壤养分调控为基础的植被恢复技术,解决退化草地恢复的土壤制约;(4)构建基于牧民新技术应用的草地适应性管理模式。分析认为,基于乡土草种、微生物、养分调控为主的物源途径的“近自然恢复”,有潜力成为青藏高原退化草地恢复的有效措施。

黄土高原退耕还林(草)以来植被水分利用效率的时空特征及预测

邵蕊, 李垚, 张宝庆
科技导报. 2020, 38 (17): 81-91. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.008
全文: HTMLnew PDF  (5710 KB)  ( 40 )
摘要 ( 11 )
水分利用效率(WUE)是评估生态系统水碳循环的重要指标。基于PT-JPL模型的区域尺度实际蒸散发(ET)的模拟结果,结合黄土高原的总初级生产力(GPP),分析了退耕还林(草)工程实施后黄土高原水分利用效率WUE的时空变化趋势,结合CMIP6对未来3种情景下黄土高原的ET、GPP和WUE进行了预测。结果表明:2001—2015年,黄土高原植被显著增加, GPP和ET分别以每年3.59 g C·m-2和4.39 mm的速率增加。WUE在72.68%的地区呈增加趋势,区域增长率为0.003 g C·mm-1·m-2·a-1。在2015—2100年的3种情景中, ET均呈增加趋势,而GPP和WUE在SSP126中变化不大,在SSP245、SSP370情景中显著增加, WUE随着GPP的增加而增加。WUE结合了水资源的“消耗”和“利用”来阐明退耕还林(草)工程的成效,植被恢复虽然增加了区域耗水量,但是显著改善了植被覆盖情况,有效地提高了植被的固碳能力和水分利用效率,整个黄土高原植被的抗旱能力在增强。未来需进一步分析不同树种的WUE,筛选出抗旱性更高的树种进行植被恢复工作。
智库观点

国内外院士信息综合集成与展示平台的对比

武虹, 高洁, 李砚章, 王昉, 黄金霞
科技导报. 2020, 38 (17): 92-99. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.009
全文: HTMLnew PDF  (486 KB)  ( 25 )
摘要 ( 21 )
建设系统化的新型中国院士信息综合集成与展示平台,可以为各类学术研究、科学精神教育提供素材。在充分调研已有的国内外院士综合集成平台的基础上,结合中国院士信息集成平台建设现状,选取具有代表性的系统开展对比分析研究,对新型院士信息集成平台的建设和未来院士信息展示的方向提出了4点建议:推动不同机构间院士信息资料开放共享;加快院士信息资料标准化建设;多视角完善新型院士信息集成平台服务功能,多方位满足用户需求;明晰平台定位,形成长效可持续的平台运营模式。

关于空间科学概念的若干考证

范全林, 白青江, 时蓬
科技导报. 2020, 38 (17): 100-114. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.010
全文: HTMLnew PDF  (687 KB)  ( 68 )
摘要 ( 36 )
空间科学在不同语境中产生了各种各样的表达,带来一些不必要的歧义。为厘清基本概念、促进事业发展,在追根溯源、国际对照研究基础上,考证了空间科学概念,指出地球物理学和天文学是最早进入空间开展研究的自然科学;空间科学在中国学科专业目录和国家学科分类标准中,虽不是独立的门类,但下属的学科领域均属母学科的重大前沿,使得母学科得到前所未有的发展。辨析了空间科学与空间技术和应用、空间科学与天文学、日球层顶与太阳系边界、空间科学与深空探测、科学卫星与业务卫星、空间科学任务以及有效载荷技术等概念的内涵,呼吁各界重视和支持空间科学,加快发展空间科学卫星系列,使空间科学成为开放型的研究体系和学科群,可为相关战略规划、学科研究、项目申请和科学传播提供参考。
综述

纳米粒子液/液界面自组装:结构化液体的设计与构筑

刘倓, 史少伟, Thomas P. Russell
科技导报. 2020, 38 (17): 115-126. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.011
全文: HTMLnew PDF  (6501 KB)  ( 46 )
摘要 ( 16 )
概述了利用纳米粒子与高分子配体液/液界面协同组装构筑新型结构化液体的研究进展;分析了结构化液体在封装、分离、催化、储能、生物医学等领域展现出的广阔应用前景;指出新型纳米粒子表面活性剂的开发、多重响应型结构化液体的构筑及其应用拓展等将成为未来结构化液体研究的重点方向。

海上油田化学驱技术研究与应用进展

山金城, 李保振, 张延旭, 王旭东, 施雷庭
科技导报. 2020, 38 (17): 127-133. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.012
全文: HTMLnew PDF  (2384 KB)  ( 24 )
摘要 ( 4 )
针对海上油田开发的特殊性,总结了海上化学驱技术在多功能高效驱油剂、平台注入设备、采出液处理等关键技术方面取得的最新进展;分析了该技术在国内3个海上油田应用的成功经验与增油效果;以国外实施海上化学驱的油田为实例,总结其在深水聚合物驱与水平井聚合物驱实践方面取得的经验。研究与实践证明海上化学驱技术可行、经济有效,可大幅度提高海上油田采收率。
研究论文

污染土壤热修复技术及其对土壤性质的影响

张汝壮
科技导报. 2020, 38 (17): 134-140. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.013
全文: HTMLnew PDF  (1304 KB)  ( 27 )
摘要 ( 23 )
分析了8种典型的土壤热修复技术的修复效果和成本;从可持续化修复的角度出发,探讨了热修复技术对土壤pH、有机质组成、矿物结构、生物结构等造成的不同程度的影响;探究了热修复后土壤的再利用途径。
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