作为一种土壤改良材料,保水剂能够有效提高土壤的保水能力,改善干旱和恶劣环境下的植物生长环境,已广泛应用于农业和生态恢复领域。该研究聚焦于不同温度和冷冻条件下保水剂的吸持水性能变化,探究不同温度、冷冻方法、成分、粒径对保水剂吸持水性能的影响,通过单因素、多因素方差分析和熵权逼近理想点排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)法,对10种保水剂的吸持水性能进行分析和研究。结果表明:1)这10种保水剂在吸水倍率方面呈现出极大的差异,为167.99~527.5 g/g,这与保水剂的主要成分密切相关,主要成分为高分子聚合物的保水剂吸水倍率较高,保水剂的主要成分对其保水性能也有显著的影响,多数复合型的保水剂在保水性能上较优;2)保水剂的吸水速率受粒径的影响较大,呈现出随粒径的增大而下降的趋势,低温会限制保水剂的吸水速率,同时,显著影响保水剂的保水性能,保水率随环境温度的上升,呈现增加趋势;3)多因素方差分析表明,保水剂的粒径对反复吸水倍率的衰减率和冷冻/冻融后的吸水倍率具有极显著影响(P <0.001),而冷冻/冻融过程同样会显著影响保水剂的吸水倍率和保水率(P <0.001)。4)通过熵权TOPSIS法分析可知,不同保水剂,在吸水、保水和耐寒性能上表现不一,以聚丙烯酸钾为主要成分的保水剂,其综合性能排序相对靠前。研究可为保水剂的应用和新型保水剂的开发提供理论依据和参考。
藏东-川西生态维护水源涵养区位于西南高山峡谷区北部,是中国典型的生态脆弱区,生态系统抗干扰能力差,对气候变化的反应敏感。产水量是生态系统服务中的一项重要功能,研究产水量空间分布特征及其影响因子对该地区水资源保护、涵养,开发和利用有重要意义。基于2000—2020年地表覆盖产品、气候、基岩深度、土壤和地形等数据,运用InVEST模型Annual Water Yield模块模拟了藏东-川西地区产水量;结合地理探测器(GDM)分析了造成产水量空间分异的各因子的解释能力;对q>0.1的因子引入多尺度地理加权回归(MGWR)分析它们对研究区不同地理位置产水量的影响程度,并运用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验得到了产水量及其主导因素时空变化特征;同时利用Hurst指数预测了未来短期内产水量上升或下降趋势和评估了研究时段内产水量在不同空间位置的波动水平。结果表明:1)降水量和产水量空间分布在研究区内呈现“东西高,中部低”的分布格局,岷江流域降水量为最大,金沙江流域蒸散水平最高,怒江流域产水量领先其余三个流域;2)除降水量和蒸散发外,藏东-川西地区产水量主要影响因子有气候因子(年均湿度和年均风速)、地形因子(高程)、土壤类型、植被因子(归一化植被指数和净初级生产力)与社会因子(地表覆盖类型和人类活动强度指数);其中降水量、蒸散发、高程、归一化植被指数、净初级生产力和地表覆盖类型是产水量的主导影响因素。3)降水、高程与人类活动强度指数对产水服务的影响有较强的正向作用,而蒸散发、归一化植被指数和净初级生产力展现出较强的负向作用。4)研究区南部区域产水量波动水平高。在未来短期内,研究区95.30%的区域有下降趋势。5)藏东-川西地区不应将盲目提升人工植被覆盖度作为提高产水量首要方案,应注意对天然林的保护和预防石漠化。
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