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1. chinaXiv:202006.00178 [pdf]

黄河沉积物微塑料污染和表征

龚喜龙; 张道勇; 潘响亮
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

微塑料(<5 mm)对于环境的污染越来越受到社会的关注,本文以黄河流域采集的沉积物为研究对象,通过密度浮选的方式提取其中的微塑料,统计了沉积物中微塑料的丰度、类型、颜色和粒径分布,同时,利用傅里叶红外光谱仪和扫描电镜-能谱仪(SEMEDS)分析微塑料的组成和表面形貌特征。结果表明:① 微塑料的丰度为15~615个·kg-1(干沉积物),下游沉积物中微塑料的平均丰度高于中、上游。主要包括碎片类、发泡类、薄膜类和纤维类4种类型,其中碎片类所占的含量最高,为43.35%,其次是发泡类塑料,约占34.08%,薄膜类和纤维类相对较少,两者之和为20.56%。② 不同形状塑料的红外光谱分析表明:碎片类微塑料的主要成分是氧化聚乙烯,薄膜类的主要成分是聚丙烯,发泡类和纤维类微塑料的主要成分分别是聚苯乙烯和聚乙烯。③ 微塑料的颜色分为透明、白色、彩色和黑色4种,其中透明和白色所占的比例较高,分别为43.28%和34.55%。微塑料的粒径特征表明,其粒径范围主要位于1~4 mm,占比为64.8%,<1 mm的微塑料所占比例为16.62%。④ 微塑料表面形貌特征表现为,微塑料有不同程度的老化痕迹,具有表面粗糙、孔隙多、裂隙明显等特点。

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2. chinaXiv:202006.00179 [pdf]

不同基质上快步麻蜥的运动表现及其与形态特征的相关性

王莉; 郑鹏; 时磊
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

利用采自新疆霍城县图开沙漠的22只(12雌,10雄)成体快步麻蜥(Eremias velox),测量其11项外部形态特征及体重,并在最适温度下进行运动性能测试,探讨不同基质上快步麻蜥的运动表现及其与形态特征之间的相关性。结果表明:快步麻蜥雄性个体的头体长显著大于雌性个体,在泥土基质上,雄性个体的最大冲刺速度显著大于雌性个体,而雌性个体的耐力显著大于雄性个体。雄性个体的头体长与泥土基质上的最大冲刺速度呈显著正相关,而雌雄两性个体的体重均与沙子基质上的最大冲刺速度呈显著负相关。基质类型影响雄性个体的最大冲刺速度,表现为其在泥土基质上的最大冲刺速度和加速度均显著大于沙子基质。而雌性个体的耐力受基质类型影响,表现为在沙子基质的耐力显著小于其余基质。这样,快步麻蜥的最大冲刺速度与耐力之间存在一定程度的权衡,且形态特征和基质类型对不同性别快步麻蜥运动表现的影响有显著差异。

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3. chinaXiv:202006.00180 [pdf]

新疆S214省道高立式芦苇沙障合理间距分析

陈柏羽; 程建军; 李生宇
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

以新疆S214省道沙害防治区段为背景,应用CFD(computational fluid dynamics)数值模拟方法分析了高立式芦苇沙障周围的风沙流场,结果表明: 高立式芦苇沙障周围流场可分为迎风侧减速区,上方加速区和背风侧恢复区,背风侧无明显涡流区生成,沙障间的合理间距与风速呈负相关。现场布置模式对20 m·s-1的风沙流有较好防护效果,低于此风速时,第二道沙障背风侧基本无恢复区生成,后两道沙障迎风侧积沙较多且紧贴沙障分布,压埋沙障速度较快。通过相贴原理优化沙障间距,可以充分发挥各道沙障的防护作用,有效抵御风沙流侵袭,适当延长沙障使用年限。根据前人观测数据、现场调查和数值模拟结果,建议研究区内高立式芦苇沙障间距宜为20~25 m。该研究结果可为研究区内高立式芦苇沙障的合理布置提供理论依据,也可为其他风沙防护工程的建设提供参考。

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4. chinaXiv:202006.00181 [pdf]

乌海矿区几种典型尘源物质的风蚀特征

李雨珂; 辛智鸣; 肖辉杰; 张明浩; 卢斯琦; 王露
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

内蒙古乌海市矿区沙(粉)尘污染严重,测定该地区典型尘源物质的起动风速、风蚀率,对研究该地区近地表输沙率、风蚀量预测与沙尘天气预报有重要作用。本研究以裸沙、壤质砂土、粉煤灰、焦煤、煤矸石5种典型尘源物质为对象,通过风洞试验测定其起动风速、风蚀率,通过室内实验测定尘源物质的容重、粒径分布,分析各因素对其影响,并研究含水率变化与风蚀特征之间的关系。结果显示:① 尘源物质起动风速依次为:裸沙>壤质砂土>焦煤>煤矸石>粉煤灰;裸沙风蚀率随风速呈线性增长趋势,壤质砂土、粉煤灰、焦煤呈幂函数增长趋势,煤矸石增长趋势接近于指数函数;② 尘源物质粒度组成相差较大情况下,较轻的物质更易起动,粒度组成相近情况下,粒径分布、中值粒径较小、难蚀颗粒分布频率高的物质抗蚀性更大;③ 裸沙、焦煤、煤矸石的起动风速与含水率呈正幂函数关系,壤质砂土、粉煤灰在含水率2%~4%、1.46%~4.16%时起动风速无明显变化;裸沙、焦煤、煤矸石的含水阈值在3%、4%、饱和含水率左右,壤质砂土、粉煤灰风蚀率与含水率呈负指数关系;④ 焦煤、煤矸石可通过提高含水率抑制风蚀,裸沙、壤质砂土、粉煤灰需结合环境与影响因素之间的关系合理布置防治措施。

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5. chinaXiv:202006.00182 [pdf]

乌海市沿黄河两岸沙丘风沙流结构差异与冰面风沙特征

胡平; 杨建英; 张艳; 吴红璇; 刘韵; 史常青
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

为了研究乌海市沿黄河两岸沙丘风沙流结构差异与冰面风沙特征,开展以黄河西岸-黄河冰面-黄河东岸为路径的风沙观测实验,通过对比分析黄河两岸沙丘风沙流结构、沙尘粒度特征,为黄河沙尘防控问题提供理论依据。研究表明: 两岸沙丘总输沙率均随着高度增加而减小,东岸输沙率垂直拟合优度较西岸差,风沙流比西岸更容易达到非饱和状态。 黄河冰面裂缝滞留沙尘粒径大于0.19 mm,较小颗粒则输移到东岸,东岸沙丘受矿采区粉尘影响,极细砂粒(0.05~0.1 mm)含量增加,极细砂平均含量东岸<西岸,沙尘平均粒径东岸<西岸。 沿黄河两岸沙丘与冰面沙尘的粒度参数峰度均为宽峰态,沙物质来源相似。

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6. chinaXiv:202006.00183 [pdf]

覆沙坡面微地形变化与侵蚀产沙的响应关系

张建文; 李鹏; 高海东; 杨倩楠; 刘展
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

坡面微地形的发育反映了侵蚀的强度及变化过程。为了定量研究不同覆沙厚度下坡面的微地形变化与侵蚀之间的响应,通过模拟1.5mm·min-1雨强下的3场连续降雨试验,结合三维激光扫描仪技术,分析了坡面微地形与土壤侵蚀的空间变化特征,较好地拟合了微地形变幅与侵蚀量之间的关系。结果表明:坡面平均含沙量随着降雨场次的增加而减小。覆沙坡面主要产沙区的长度是黄土坡面的3倍左右,且坡段侵蚀量的峰值多分布在坡面4~6m的位置,而黄土坡面侵蚀峰值分布在3~4 m的位置。随着降雨场次的增加,黄土坡面微地形因子显著增大(P<0.05),覆沙坡面微地形因子总体呈增大趋势,但并不显著(P>0.05)。与黄土坡面和覆沙坡面的侵蚀响应最强烈的微地形因子分别为地表切割深度和地表粗糙度,黄土坡面微地形变幅与侵蚀量的响应关系较强于覆沙坡面,覆沙坡面应寻找其他敏感的指标对方程进行优化。该研究为揭示风水复合侵蚀地区的侵蚀机理提供一定参考。

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7. chinaXiv:202006.00184 [pdf]

1986—2015年鄂尔多斯高原沙漠化及其驱动因素研究

白壮壮; 崔建新; 丁晓辉
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

本文以1986—2015年Landsat卫星影像为基础,利用多元线性逐步回归分析法,综合气候数据、人类活动数据建立模型,探讨30 a来鄂尔多斯高原沙漠化过程及其驱动因素。研究结果表明:① 1986—2015年鄂尔多斯高原沙漠化总体呈逆转趋势,并以2000年为转折点分为两个发展阶段:1986—2000年鄂尔多斯高原沙漠化面积维持在较高水平,尤其是高原西部、南部沙漠化较为严重;2001—2015年沙漠化面积在波动中逐渐减少,减少区域集中在高原东部、南部,但2012年以后高原西部沙漠化面积又有轻微增长趋势。② 年降水量与乡村人口数量是影响鄂尔多斯高原沙漠化过程最主要的驱动因素,其中降水量又与沙漠化关系最为密切,其他因素与沙漠化关系并不显著

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8. chinaXiv:202006.00185 [pdf]

沙区光伏设施干扰下近地表输沙通量分析

唐国栋; 蒙仲举; 高永; 郑海峰; 贾瑞庭; 石涛
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

了揭示沙区建设光伏电站后沙尘运移特征和形态发育及演变过程,本文定量分析了主要风向(光伏板面向正南,风向为W,即光伏设施排布方向与风向夹角为0°)条件下,库布齐沙漠200 MWp光伏电站腹地区域光伏板不同位置输沙特征、地表风蚀状况和流场分布规律。结果显示:① 光伏板不同部位输沙率随风速的增大而增加,不同风速下平均输沙率板间(1.17 g·cm-2·min-1)>板后(0.86 g·cm-2·min-1)>板前(0.65 g·cm-2·min-1)。0~30 cm垂直断面上,不同部位90%以上输沙率集中分布在0~8 cm高度范围内,95%以上输沙率集中分布在0~11 cm高度范围内,挟沙气流中输沙率随高度的分布均符合指数规律递减[WTBX](R2≥0.98)。② 沙粒平均跃移高度表现为板前>板后>板间,且与风速正相关。风沙流通量系数分析表明,板间和板后风沙流集中在近地层,而板前风沙流有向高层移动的趋势。③ 光伏板不同位置摩阻风速表现为板前(0.5620~0.596 0 m·s-1)>板后(0.331 2~0.436 0 m·s-1)>板间(0.3252~0.3632 m·s-1)。而且板前干沙层厚度显著高于其他位置,土壤可蚀性增加,综合作用下导致板前发生强烈掏蚀现象,观测期风蚀深度可达12.44 cm。研究可为沙漠地区光伏电站内风沙危害的科学防治提供理论支撑。

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9. chinaXiv:202006.00186 [pdf]

2001—2017年开都-孔雀河流域植被物候特征及其对气候变化的响应

杨秋萍; 徐长春; 张晋霞; 罗映雪; 陈丽
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

研究植被物候对气候因子变化的响应对于解析植被与气候的复杂关系至关重要。本文以开都-孔雀河流域为例,基于2001—2017年MOD13Q1数据,结合气温、降水和日照时数,探索流域内植被物候时空变化特征及其对海拔、气候要素变化的响应。结果表明:① 流域植物生长季始期(SOS)主要集中在第90~150 d,生长季末期(EOS)主要集中在第270~315 d,生长季长度(DOS)主要集中在120~220 d。随海拔升高,整体上植物SOS呈推迟趋势、EOS呈提前趋势、DOS呈缩短趋势。② 近17 a研究区植物SOS、EOS均主要呈提前趋势,提前像元面积分别占研究区植被总面积的60.81%和61.83%,DOS主要呈缩短趋势,占比为52.11%。③ 4月气温对植物SOS(负相关)提前影响较大;对植物EOS提前变化影响较大的因素是6月降水(负相关)和11月气温(正相关);6月降水对植物DOS(负相关)缩短变化影响最大。总体上植被生长季始期主要受气温因素的影响,植被生长季末期和生长季长度主要受降水的影响。

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10. chinaXiv:202006.00187 [pdf]

骆驼刺叶形态和荧光参数对光照的响应

岳泽伟; 李成道; 李磊; 李向义; 林丽莎
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-荒漠过渡带防护林下的骆驼刺和自然光照下的骆驼刺为研究对象,研究不同光照环境下骆驼刺地上生物量分配、叶片形态特征、叶绿素含量以及叶绿素荧光动力学参数的变化。结果表明:与自然光照下相比,① 林下骆驼刺比叶面积较高,而叶片厚度和叶干物质含量较低,地上生物量分配存在显著差异,叶比重升高,同化枝比重降低;② 林下骆驼刺的叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)含量明显较高,叶绿素a/b(Chl a/b)降低;③ 林下骆驼刺的最大荧光(Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和单位面积反应中心的数量(RC/CSo)均显著升高,而单位反应中心吸收的能量(ABS/RC)、捕获的能量(TRo/RC)和耗散的能量(DIo/RC)低于对照条件下的骆驼刺。在林荫环境下,除了通过改变骆驼刺地上生物量的分配、叶形态特征来响应光照环境的变化外,叶绿素a/b(Chl a/b)比值的变化和PSⅡ光化学效率的提高,反应中心数量的增加也是骆驼刺适应荫蔽环境的重要生理途径。形态和生理上更好的光资源利用和响应特点是骆驼刺适应弱光环境的主要方式。

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