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1. chinaXiv:201906.00005 [pdf]

中国飞蝗(Locusta migratoria)灾害地理分布模拟及其生物气候因子分析

张 杰; 张 旸; 赵振勇; 李 敏
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

飞蝗Locusta migratoria (Linnaeus)系斑翅蝗科Oedipodidae飞蝗属Locusta Linnaeus洲际性农业重大害虫,在我国主要包括东亚飞蝗L.migratoria manilensis (Meyen)、亚洲飞蝗[WTBX]L.migratoria[WTBZ] (Linnaeus)和西藏飞蝗L.migratoria tibetensis Chen。掌控飞蝗灾害的地理空间分布并预测起潜在的适宜分布区,对于我国飞蝗灾害的综合防控具有重要意义。结合三种中国飞蝗灾害记录地理信息和生物环境环境因子参数,应用最大熵模型(MaxEnt) 和地理信息技术(GIS) ,在3 km×3 km尺度上对三种飞蝗灾害在中国的地理分布空间格局梯度、灾害风险概率和风险等级进行了模拟预测与分析,并对影响分布的关键生物气候环境因子进行了分析。结果显示,蝗灾害风险区的地理分布模拟结果与历史记录完全符合,ROC检验表明MaxEnt 模型预测可靠性极高。三种飞蝗东亚飞蝗、亚洲飞蝗和西藏飞蝗在中国的灾害风险区总面积依次分别为315.87×104 km2、395.80×104 km2和125.00×104 km2,分别占国土面积的33.43%、41.96% 和13.25%。东亚飞蝗和亚洲飞蝗的灾害风险区存在75.8×104 km2的空间重叠,主要分布于我国农牧交错区及以南区域。三种飞蝗灾害风险区的地理梯度与分布格局与中国三大自然地理区高度吻合,其地理分布格局表现出显著的经度和纬度空间梯度异质性。刀切法检测(Jackknife test)表明,三种飞蝗灾害的主导生物—气候影响因子的不同导致了其地理分布格局的显著差异,表明蝗灾爆发概率同时受到各自不同飞蝗物种对气候环境的适应性与地理空间隔离作用的共同制约。研究结果可为我国飞蝗灾害的跨界联合全程防控、区域联网监测联控和综合治理提供参考依据。

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2. chinaXiv:201906.00007 [pdf]

额河源流采金矿区不同恢复措施对矿区物种多样性和地上生物量的影响

许 佳; 祝晓瞳; 苑塏烨
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

额河源流采金后废弃矿区为研究对象,于2011—2015年期间,通过采取不同恢复措施从被破坏矿区草地植物多样性和生物量的角度分析植被恢复效果。结果表明:(1)不同恢复措施促使各植物群落的物种数增加了5%~30%,说明采取恢复措施使得矿区生态环境得到了一定程度的恢复。(2)综合植被群落结构、盖度和地上生物量、物种多样性指数分析,措施A5(推平+圈羊)、A4(推平+补水)、A3(推平+覆土+黑加仑)较其他措施恢复效果更为显著。(3)通过对各样地植被丰富度指数(R)、ShannonWiener指数(H′)、Simpson指数(D)、Pielou (Jsw)指数与地上生物量分别进行回归分析,发现指数曲线拟合关系最好。表明物种多样性与地上生物量均存在较显著的正相关关系(P <0.05)。本研究可为类似矿区的植被恢复与重建提供参考和借鉴。

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3. chinaXiv:201906.00008 [pdf]

石羊河下游人工梭梭林土壤呼吸变化特征及其与水热因子的关系

王新友; 马全林; 靳虎甲; 樊宝丽; 张进虎; 林慧龙
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

土壤呼吸不仅是反映土壤生物活性的重要指标,也是全球碳循环研究中备受关注的热点问题。在地处典型干旱区的石羊河下游,以流动沙丘和去除土壤结皮人工梭梭林为对照,采用LI-8100土壤碳通量监测系统研究了栽植约40 a、30 a、10 a和5 a的人工梭梭林生长季和非生长季的土壤呼吸日变化,并分析了土壤水分和温度对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)不同林龄梭梭林生长季和非生长季土壤呼吸速率的日变化均为明显的单峰曲线,且呈现出一定的波动性,日最大排放速率出现在12:00~14:00时,最小值出现在8:00时左右。(2)梭梭林营造和去结皮处理显著提高了沙漠土壤呼吸速率,而且不同林龄土壤呼吸速率大体上随着种植年限的增加而递增,表现为MC >40 a>30 a>10 a>MS >5 a,非生长季表现为MC >40 a>10 a>5 a>30 a>MS。(3)不同林龄梭梭林土壤呼吸速率均具有明显的季节变化特征,生长季(8 月)的土壤呼吸作用明显强于非生长季(1月)。(4)相关性分析表明,生长季和非生长季土壤呼吸均与0~5 cm土壤水分显著相关,且均呈二次曲线关系,分别为Y =-0.205 8X 2+0.946 5X-0.316 6(R 2 =0.506 2,P= 0.041 7)和Y= 0.118 7 X 2+0.156 3X+0.118 8(R 2=0.675 7,P =0.001 1);但与10 cm土壤温度的相关性不显著,土壤水分是影响人工梭梭林土壤呼吸的关键因素。该研究进一步证明了人工梭梭林的营造有效改善了沙漠土壤的生物活性,提高了土壤碳通量水平,以土壤结皮破坏为基本特征的人工梭梭林退化和沙漠化必然在短期内加剧碳排放。因此,需要在沙漠地区合理营造人工林,并在造林和林业管理过程中注意保护土壤结皮,以减少CO2排放。

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4. chinaXiv:201906.00009 [pdf]

不同空间尺度的山洪灾害风险评价模型对比研究

田 丰; 张 军; 冉有华; 刘金鹏; 周 翼
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

以山洪灾害风险评价的多准则决策模型、最大熵模型、信息量模型三种常见模型为研究对象,选取河西走廊和张掖市为地理区划(大中)、市域(小)空间尺度研究区,构建山洪灾害风险评价指标体系,分别完成基于三种模型的两种空间尺度的山洪灾害风险评价制图,基于甘肃省地质灾害调查与区划报告数据从模型验证、空间自相关、精度对比和尺度效应等角度对比分析三个模型应用于不同空间尺度的适应性,并给出优选模型。结果表明:最大熵模型是河西走廊(地理区划)空间尺度上山洪灾害风险评价的优选模型;多准则决策模型不适用于张掖市(市域)空间尺度评价,且三个模型运行结果均没有河西走廊(地理区划)空间尺度上表现良好;三个模型的尺度效应明显,在地理区划空间尺度上应用较良好,缩小至市域空间尺度上模拟结果误差增大;不同空间尺度上,最大熵模型均优于多准则决策模型和信息量模型,适用于地理区划(大中)、市域(小)空间尺度的山洪灾害风险评价。

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5. chinaXiv:201906.00013 [pdf]

青藏高原中部色林错湖泊沉积物色度反映末次冰盛期以来区域古气候演化

杜丁丁 ; Muhammad Saleem Mughal; Dembele Blaise; 张成君
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

色林错湖位于青藏高原内部,是西藏第一大咸水内陆湖。研究区剖面选自色林错第三湖泊阶地,利用常用气候替代指标色度,结合粒度、碳酸盐含量[CaCO3(%)]、矿物分析和全有机质(TOC)等进行对比分析,同时采用14C测年方法对剖面进行准确的年代划分,初步探讨了末次冰盛期以来色林错湖泊沉积物色度增强机制的差异性。研究表明: a*、b*与中粗粒砂、磁化率具有较好的相关性;亮度L*与CaCO3(%)具较好相关性;因而沉积物色度变化可反应区域古气候变化。同时对湖泊沉积物矿物分析发现,影响色度变化的制色矿物主要是针铁矿,且以还原环境为主。红度a*高值与亮度L*低值对应气候暖湿气候环境,沉积物粒度较粗,碳酸盐含量低,有机质含量高,磁化率较高值;反之,红度a*低值,L*高值,粒度较细,碳酸盐含量高,有机质含量低,磁化率低值,对应干冷气候。在17.4~15.5 cal ka BP阶段,对应干冷的气候特点;在15.5~10.4 cal ka BP阶段,对应温暖湿润的气候;在10.4~5.2 cal ka BP阶段,整体属于温暖湿润的气候特点;其中,在9.7~9.4 cal ka BP和8.75~8.5 cal ka BP为两个重要的冷事件,属于干湿的气候特点;在5.2~1.2 cal ka BP阶段,反映了干冷的气候特征;在4.3~4.0 cal ka BP,3.3~3.0 cal ka BP和2.4~1.75 cal ka BP,反映了干旱温暖的气候特点;在1.2 cal ka BP以后,色林错湖湖水迅速下降。

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6. chinaXiv:201906.00014 [pdf]

1990—2015年喜马拉雅山东段中国和不丹边境地区冰川变化研究

王 晶; 杨太保; 冀 琴; 秦 艳; 胡凡盛
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

利用Landsat影像,EDM影像等数据资料,使用遥感图像处理及目视解译方法提取了喜马拉雅山东段中国与不丹边境地区冰川从1990—2015年4期边界,研究其与气温降水变化关系,并选取特定冰川,对其表面流速进行估算。研究表明:1990—2015年,该地区冰川退缩速率达0.43%·a-1,并且冰川年退缩率逐渐增大,表明冰川消融速度逐渐加快。该时段内,气温呈现明显上升趋势,导致了冰川的快速消融。通过对冰川表面流速的估算,得出中国与不丹边境地区研究选取的冰前湖对冰川流速具有促进作用,加速冰川消融。

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7. chinaXiv:201906.00015 [pdf]

基于模糊隶属度的雷电危险度等级评定

王秀英; 王 军; 罗少辉; 冯有成
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

利用2013—2017年青海省西宁市测站半径10 km的闪电定位监测数据,选取地域范围一小时内的地闪数目和一小时内的最大雷电流幅值作为雷电危险度因子。确定因子分级的上下限和因子区间划分,计算出单因子雷电危险度等级的隶属度与权重。采用梯形分布函数和模糊统计方法确定雷电危险度因子的隶属度函数,根据隶属度函数得出模糊矩阵,并进行模糊矩阵复合运算,求出雷电危险度综合指数,得出雷电危险度等级。结果表明:根据建立的模糊综合评判方法能够全面、客观、准确地反映一次闪电过程的危险度状况,有效评定雷电危险度等级,评定结果较为客观地反映了雷击事件的实际状况,从而为气象防灾减灾、雷电灾害调查和雷击风险评估等业务提供科学性的决策服务和参考依据。

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8. chinaXiv:201906.00016 [pdf]

近25 a来新疆农作物水足迹与经济增长的空间关系分析

王杰 ; 龙爱华; 杨广; 邓晓雅; 张沛; 海洋; 李扬
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

水—经济空间关系是干旱区与半干旱区水资源研究的热点,揭示水—经济空间分布演变规律和因果关系,可为优化水资源合理配置、合理部署产业结构调整政策提供理论和决策参考。研究应用水足迹理论,核算新疆各地州1991—2015年农作物水足迹,结合信息熵值理论分析新疆各地州农作物水足迹、国内生产总值、第一产业增加值其熵值的空间演变规律及因果关系。结果表明:新疆农作物水足迹与第一产业增加值、国内生产总值空间演变整体向着均衡有序的方向发展,水—经济的空间不均衡性逐步缩小;新疆农作物水足迹显著影响其第一产业增加值空间演变,影响期1~5 a,农业经济空间分布受农业用水空间分布的长期制约;农作物水足迹和国内生产总值没有空间演变因果关系,全疆经济发展向着第二产业、第三产发展转型,农业经济不再显著影响全疆经济发展。

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9. chinaXiv:201906.00017 [pdf]

祁连山东部大气降水δ17O变化特征及水汽输送

马兴刚 ; 贾文雄; 丁 丹; 朱国锋; 巩宁刚; 徐秀婷; 袁瑞丰
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

祁连山作为我国西部重要生态安全屏障,是河西走廊内陆河流域核心水源区。通过测定2013年7月~2014年7月收集的降水样品中δ17O与δ17O值,分析了祁连山东部乌鞘岭大气降水中δ17O的特征,在此基础上对水汽来源进行了研究。结果表明:降水稳定同位素17O存在夏高冬低的变化特征;17O存在显著的温度效应而不存在降水量效应,17O与水汽压在干季呈现正相关关系。研究区大气降水的氧同位素降水线方程为:δ′17O = 0.509δ′17O -0.16,低于氧同位素全球降水线斜率;过量δ17O表现出夏低冬高的特点;综合分析氧同位素大气降水方程线和过量δ17O变化,发现该区域大气降水主要受局地水循环和大陆气团控制。祁连山东部地区主要受到西风和东南季风携带水汽影响,东南季风携带水汽对于祁连山东部的影响主要集中于夏季。研究可提高对祁连山区降水同位素演化的认知,为寒旱区同位素水文学的进一步研究奠定基础。

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10. chinaXiv:201906.00018 [pdf]

城市化及湖泊湿地修复对银川市气候影响初探

谭华; 智海; 李艳春; 陈楠; 杨亚丽
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

利用银川市国家基准气象站及受人类活动影响较少的麻黄山气象站1961—2015年气温、降水及相对湿度资料,对比分析了城市化及湖泊湿地修复对银川市城市气候演变的影响。结果表明:随着银川市城市化规模的不断扩大,整个城市的暖干化程度日趋严重,城市周边湖泊湿地的修复和重建对银川市大范围气候的调节作用明显弱于城市化的影响。具体表现为:自1961年以来,银川站年平均气温上升速率为0.46 ℃·(10 a)-1,比麻黄山站快0.16 ℃·(10 a)-1,银川市城市化使城市内年平均气温较对比站麻黄山站升高1.1 ℃,特别是2001—2015年上升了0.8 ℃,2011—2015年上升了0.5 ℃,其中冬季上升快,夏季相对稳定,气温年较差减小;从1975年以来,银川市年平均空气相对湿度下降了11.2 %。

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