分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-07-15 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 高寒草甸生态系统对气候变化响应极为敏感，其中土壤C、N、P化学计量特征能更深刻地反映生态系统变化的过程。本文在青藏高原北麓河地区采用红外线辐射器对高寒草甸进行了8 a的模拟增温试验，于每年9月初采集试验区土壤样品，测定土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量，从短期增温（3 a）和长期增温（8 a）两个时间尺度分析其化学计量特征，以探究模拟增温对高寒草甸土壤养分的影响。结果表明：（1）增温显著提高了0 cm和5 cm的土层温度（P＜0.05），增温效果随土层深度增加而减弱，空气温度变化仅在短期增温下达到显著水平（P＜0.05）。（2）从总土层来看，短期增温下C、N、P含量分别减小1.53%、0.25%、2.59%，C:P和N:P分别增大2.10%和3.18%（P＞0.05）；长期增温下C、N含量分别增加1.89%、2.68%，P含量减小2.81%，C:P和N:P分别增大6.02%和6.12%（P＞0.05）。因此，长期增温下C、N、P化学计量特征的变化幅度大于短期增温。（3）从各土层的C、N、P含量来看，短期增温下0~20 cm土层各元素含量呈减小趋势，20~30 cm土层各元素含量均呈增加趋势，表明短期增温下C、N、P有向下层转移的趋势；长期增温下0~30 cm各土层C、N含量总体呈增加趋势，P含量呈减小趋势，但20~30 cm土层各元素增幅较短期增温减小，表明长期增温下C、N、P向下层转移的趋势有所减弱。（4）从各土层的化学计量比来看，短期增温下0~20 cm土层C:P和N:P整体呈减小趋势，20~30 cm土层呈增加趋势，长期增温下各土层C:P和N:P均呈增加趋势。由此可见，随增温时间的延长，总土层C、N、P及其化学计量比变化幅度增大，但在不同土层变化趋势不一致，C、N、P总体呈现出向下层转移的趋势。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2018-10-23 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 水化学分类是实现水资源可持续开发利用的重要前提之一。Durov三线图作为主要的水化学分类图因绘制复杂而限制了其在现实中的应用，且一些常见的水化学软件也不具备绘制Durov三线图的功能。Durov三线图包括原始型Durov三线图及在其基础上演变而成的扩展型Durov三线图。本文详细介绍了两种Durov三线图的差异、组成特征和投影原理，提出了在Durov三线图中建立坐标系的方法，并推导了将水化学数据投影到Durov三线图的公式。在此基础上，本文阐述了基于Matlab语言编程实现原始型Durov三线图和扩展型Durov三线图的方法和流程，并以公开发表的数据绘制了两种Durov三线图。基于相同的数据比较发现，相关水化学软件绘制的原始型Durov三线图及一些公开发表的研究成果中的扩展型Durov三线图与本文所用Matlab语言绘制的Durov三线图相一致，表明该程序准确可行。本程序既可以实现原始型Durov三线图的绘制，也可以实现常见水化学软件不能完成的扩展型Durov三线图的绘制。该程序的应用，将有助于Durov三线图的高效应用，特别是扩展型Durov三线图的应用不但可以作为水化学分类的依据，同时还可以指示某些水化学过程。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： ：新月形沙丘和抛物线沙丘可以相互转化和共存，对共存区地貌特征的研究有助于对其形成原因的理解和为防沙治沙提供科学依据。本文基于Esri历史影像服务，对浑善达克沙地西部新月形沙丘和抛物线沙丘共存区3个时期（2008年1月15日、2011年6月4日和2016年9月20日）的沙丘形态参数进行了提取，并计算了沙丘的移动方向和移动速度。结果表明：典型新月形沙丘集中分布于沙地西部的15个与干湖盆有关的区域，雏形新月形沙丘和雏形抛物线沙丘则依次分布在干湖盆外围，干湖盆的出现是浑善达克沙地典型新月形沙丘发育的关键因素，对湖泊干涸引起的沙漠化应引起足够重视。对共存区最典型的5区分析发现，典型新月形沙丘和雏形新月形沙丘在涉及到两翼的形态参数分布模式上与雏形抛物线沙丘有明显差异。进一步对沙丘形态参数间的相关性分析发现，从新月形沙丘向抛物线沙丘的转变过程中，迎风坡长、背风坡长和底面积的变化具有继承性，两翼在该过程中变化最大。此外，3类沙丘的移动方向在数值上差异不大并与合成输沙势方向（RDD）的变化一致，但三者的移动速度差异明显，且影响不同类型沙丘移动速度的因素也不相同。其中，植被对植被覆盖状况相对良好的雏形抛物线沙丘影响最明显，表现为其移动速度与同时期的沙地NDVI变化趋势一致；而风速对植被覆盖较低的典型新月形沙丘和雏形新月形沙丘影响更显著，表现为其移动速度与同时期输沙势（DP）和合成输沙势（RDP）的变化趋势一致。此外，地形、沙源和人类活动对共存区沙丘的形态和移动均有影响。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-06-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 土林是在干旱-半干旱地区典型的流水侵蚀地貌，研究其物质组成可揭示土林沉积环境演变过程，为进一步探究土林的发育演化奠定基础。本文采用粒度分析方法，对其地层剖面沉积物组成特征进行了研究。结果表明：（1）大同土林沉积物的粒度组成以粉沙为主，平均含量高达50.6%，其次为黏土，平均含量为36.01%，粗颗粒组分的含量较低。（2）自然频率分布曲线呈单峰和双峰分布模式，相应的累积频率曲线也呈单一直线型和两段型分布模式，表明土林沉积物组成以悬移组分占主导。（3）随着土层深度的增加，土林沉积物平均粒径呈波动变粗的趋势，分选性由较差向差波动变化，偏度由负偏经近对称向正偏转变，峰态多为宽和中等。大同土林沉积物主要形成于河流相和湖泊相沉积的环境，并夹有风成地层，且这些地层在垂直剖面上呈互层分布。土林的形成受内、外营力的共同影响，其发育演化过程与当地气候变化密切相关。
分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2020-01-12 合作期刊: 《广西植物》
摘要： 山地草本群落物种多样性的海拔梯度格局及其与环境因子的关系一直是生态学和地理学研究的热点问题。为探究吕梁山草本群落不同尺度物种多样性（α、β、γ多样性）的海拔梯度格局及其与环境因子的关系，该研究采用样方法在吕梁山从北向南选取管涔山、关帝山、五鹿山，并对每个山地划分出高、中、低3个海拔梯度，对草本群落物种多样性和环境因子进行调查分析。结果表明：（1）α多样性随海拔升高呈先升后减的单峰变化格局，峰值出现在中海拔；β多样性中Cody指数在1 900~2 000 m间出现峰值，而Bray-Curtis 指数出现最小值，表明1 900~2 000 m海拔带是草本群落物种更新速率和组成变化较快的过渡地带；γ多样性随海拔升高也呈先升后减的单峰变化格局（R2=0.406，P＜0.01）。（2）海拔对温度、湿度变化的影响极其显著（P＜0.01），海拔、温度、湿度等环境因子共同影响着物种的α多样性，其中海拔是主要影响因素（P＜0.05），温度、湿度影响不显著（P＞0.05）。因此，吕梁山草本群落多样性在海拔梯度上多表现为 “中间膨胀”变化格局，海拔变化是影响多样性变化的主要因素。本研究对吕梁山系草本群落研究进行一定的补充和完善，并为该地区的草本生态资源的管理提供参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-08-01 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 随着互联网技术的高速发展，城市间信息联系更加紧密，空间结构不断重构。本文以2012年与2019年黄河流域内部城市之间及与外部城市相互搜索的百度指数为数据源，采用社会网络分析及空间分析等方法，探讨了本地与全国2个尺度下黄河流域城市网络的时空演化格局。结果表明：（1） 全国尺度下的城市点度中心性与本地尺度高度相关，但相较于本地尺度，中心性高值区愈发向东部集聚，空间非均衡性增加，西安市、青岛市核心地位更加突出。（2） 全国尺度下的城市中介中心性与本地尺度不相关，且相较于本地尺度，中心性高值区由西向东转移，空间非均衡性降低，西安市中介效应优势更加突出。（3） 黄河流域内部联系呈现以西安市-郑州市及青岛市-济南市为核心的相关孤立的骨干网络，域外高层级联系愈发向长三角、成渝等南方城市群集中。（4） 相较于本地尺度，全国尺度下黄河流域首位联系空间组织变化不大，第二位联系大多从流域中心或省域次中心转向链接北京市，第三位联系则大多从邻近链接转向择优链接域外中心城市。研究结果可为协同推进黄河流域高质量发展提供决策参考。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 水中可溶性离子的含量及各离子的比例关系是衡量水质的重要指标，但常用的方法不能同时反映这两种关系。Maucha图既可以反映8种主要阴、阳离子的总浓度，同时也可以指示各离子的相对浓度，兼顾了离子的绝对含量和相对含量，具有较强的实用性。但由于缺乏绘制Maucha图的专业软件，导致Maucha图在实际应用中受到很大限制。通过介绍Maucha图的演化过程，绘制Maucha图时建立坐标系及确定Maucha图各组成部分坐标值的方法，并阐述了基于Matlab语言实现Maucha图计算机输出的编程流程。最后以内蒙古浑善达克沙地东部地区为例，说明了Maucha图在天然水体水化学分析中的应用。该应用表明，Maucha图在反映样品矿化度、指示各离子的相对浓度和绝对浓度、判断水体水化学类型及水化学数据空间分析等方面均具有较强的优势，能显著提高水化学数据的可视化表达能力，丰富水化学图在水文地质中的应用，并为水化学数据更深层次的分析提供参考依据。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 浑善达克沙地东部地区位于内蒙古高原，其天然水体为淡水。利用原始型Durov三线图对其天然水体进行水化学分类，结果表明，地表水水化学类型属于碳酸氢盐组，而地下水属于碳酸氢盐组、混合组和硫酸盐组多种类型。天然水体样品在Gibbs图中的分布表明，岩性控制是形成该地区天然水体水化学组成的主要因素，这种情况不同于我国西部和中部沙漠由于蒸发强烈而受控于蒸发-结晶作用的天然水体。天然水体的离子比例关系表明，地下水中蒸发盐岩和硅酸盐岩的风化程度较高，而碳酸盐岩风化程度低，这可能是由于地下水的水-岩作用时间长、二氧化碳供给不充分引起的；相反，由于水-岩作用时间短、二氧化碳供给充分，地表水中蒸发盐岩和硅酸盐岩的风化程度较低，而碳酸盐岩风化程度高。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 在毛乌素沙地选择半固定沙丘地、留茬地、翻耕地及草地4种土地利用类型，采集土壤表层（0~5 cm）和亚表层（5~10 cm）实验样品，测试并分析粒度和有机质的含量变化及其二者之间的相关性。结果表明：① 留茬地、翻耕地和草地的优势粒级为粉粒（0.002~0.05 mm）。表层土壤粉粒含量草地（61.06%)>留茬地（53.09%）>翻耕地（48.28%）；亚表层为草地（61.25%)>翻耕地（49.43%）>留茬地（48.42%）。半固定沙丘地的优势粒级为细砂（0.1~0.25 mm）。其表层含量52.69%，亚表层含量54.53%。② 土壤有机质含量，表层草地（18.75 g·kg-1）>翻耕地（12.53 g·kg-1）>留茬地（11.25 g·kg-1）>半固定沙丘地（8.13 g·kg-1）；亚表层草地（13.36 g·kg-1）>留茬地（13.05 g·kg-1）>翻耕地（12.67 g·kg-1）>半固定沙丘地（7.73 g·kg-1）。③ 土壤粒度与有机质的相关性表现为留茬地、半固定沙丘地的有机质与粉粒呈显著正相关，翻耕地有机质与中砂、细砂呈正相关，反映了翻耕地土壤有机质不稳定且易受其他因素影响。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-11-12
摘要： 国土空间生态修复是落实国家生态文明战略的重要举措，生态修复关键区域识别是国土空间生态修复的关键一环，是科学开展生态修复的关键和难点，对维护区域生态安全具有重要的意义，但当前我国国土空间生态修复关键区域识别相关理论研究滞后于实践工作。本文以晋西北为研究区，通过形态学空间分析(Morphological Spatial Analysis，MSPA)模型结合生态系统服务价值识别生态源地，采用电路理论识别与提取生态廊道，在此基础上，进行生态修复关键区域识别及时空演变规律分析，从而给出对应生态修复策略。结果显示：2000—2020年晋西北生态源地数量及面积均呈现增加的趋势，20 a间生态源地总面积从1898.43 km2增长到2026.17 km2，空间分布呈现南部集中连片，北部零散分布的特点；生态廊道数量与长度先增加后减少，空间分布上南部保持短且密集，中部和北部由长且稀疏趋向短且密集。生态修复关键区域中，生态夹点面积总体下降，20 a间从262.89 km2下降至194.34 km2，夹点普遍分布于生态廊道的两端邻近生态源地的区域，主要分布在偏关县、平鲁区、神池县和朔城区；生态障碍点整体呈现增加趋势，20 a间从324.61 km2增长到504.72km2，随后又减少到338.86 km2，障碍点普遍分布于生态廊道的中段，由聚集分布转变为均匀分布。研究综合生态修复关键区域时空演变特征及研究区生态本底，提出针对性生态修复策略，即加强夹点和障碍点的小流域、小区域治理，减少人为干扰，以期为区域国土空间生态修复工作提供参考。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2023-06-28 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用19572019年山西省27个气象站点逐日降水数据，使用小波分析等方法对山西省暴雨时空分布特征进行分析，并基于自然灾害理论使用决策分析法（AHP）进行暴雨灾害风险评估。结果表明：（1）从时间尺度上看，山西省暴雨发生时间呈现周期性和季节性；暴雨年际变化存在4 a、9 a、14~15 a和27~28 a 4个时间尺度震荡，且震荡周期在缩短，暴雨发生的频次呈增加趋势；暴雨季节分配不均匀，多集中在夏季且形成暴雨灾害的几率较大，每年68月期间累积暴雨日数占全年比重高达85.23%，其中7月占比最大，达到45.18%。（2）从空间尺度上看，暴雨多发生在山西省中南部和海拔较高的山区，整体呈现出由东南向西北递减的规律，地区差异明显；以恒山为界，以南区域强降水发生的概率以及暴雨量普遍要高于北部区域，其中垣曲、五台山、阳城年平均暴雨量在65 mm以上，累积暴雨日数超过60 d。（3）通过对山西省暴雨灾害风险进行评估，发现山西省暴雨灾害综合风险等级空间上呈现出由南向北逐渐递减的趋势，运城盆地东北部属于高风险区，而山西省东北、西北地区则属于低风险区，其余大部分地区属于中风险区和次高风险区。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以青藏高原腹地典型高寒草甸植被类型为研究对象，采用红外灯加热的方法模拟全球增温，并利用水分探头，于2012年植物生长季（5—9月）获取0~100 cm不同土层深度土壤水分含量数据，并分析其对增温的响应。结果表明：① 短期增温对高寒草甸土壤水分含量有提高作用，但增幅并不显著（P>0.05），平均提高2.85%。② 土壤水分含量随土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势，在10~20 cm土层深度处降为最低值13.8%，在60~100 cm土层深度附近达到了20.57%的最高值；对照组5个月10~20 cm土层深度的土壤水分含量显著低于其他土层，而增温组0~20 cm土层深度的土壤含水量显著低于其他土层深度，表明增温对表层（0~10 cm）的土壤含水量影响较大，对深层土壤含水量的影响则较小，而且短期增温不会对土壤水分的垂直分布趋势产生影响。③ 土壤水分含量随时间的变化，在5—8月呈上升趋势，表明在青藏高原北麓河地区植物生长季，8月是其土壤水分含量最充足的月份，到了9月土壤中含水量开始降低，但5个土层深度降幅均不明显；增温组土壤水分含量随时间的变化趋势与对照组基本一致。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-05-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 乡村聚落是乡村人地关系最集中的表现，探索流域乡村聚落发展潜能及发展路径对流域乡村经济可持续发展具有重要现实意义。立足乡村地域系统理论和现代化乡村发展特征，综合评测乡村聚落发展潜能，制定区划方案，诊断各区优势因子和制约性，探索乡村振兴发展路径，并以汾河流域为例开展实证研究。研究结果：（1）以汾河流域11107个自然乡村聚落为研究对象，从自然条件、资源禀赋、生态约束、社会经济水平、城市外驱5个维度构建了新时代乡村聚落发展潜能评测体系。（2）汾河流域自然乡村地域发展潜能空间差异悬殊，中游、下游高于上游，中部河谷盆地高于两侧山地丘陵。（3）汾河流域自然乡村聚落发展潜能参差不齐，共划分了5个一级区和12个二级区，不同类型区的发展潜能、发展优势和发展路径具有明显特征和差异。研究结果为流域乡村振兴战略的推进和实施提供了新的考量和科学参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2025-02-27 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 生态修复是落实我国生态文明建设的重大工程，划定分区单元是实施国土整治与生态修复差别化建设的前提条件与重要基础，对制定差异化修复措施具有重要理论与指导意义。以黄河流域山西段为例，引入GeoSOM地理自组织特征映射算法对研究区基于栅格格网单元进行生态修复空间聚类，根据Dunn对聚类有效性进行评价并筛选最优方案，最后结合支持向量机进行生态修复分区界线识别，划定生态修复分区。结果表明：GeoSOM网络空间聚类后进行Dunn指数评价把研究区分为4大类，每一类中指标呈现明显的空间分异特征；支持向量机根据聚类结果识别出10个生态修复分区，并对每个分区提出生态修复策略。对传统SOM网络只强调专题属性的特点进行改进，采用的GeoSOM算法进行聚类可同时对专题属性与空间属性进行相似性度量，更符合空间聚类的特点，为生态修复分区方法提供了新的参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-11-12
摘要： NDS(I 归一化差异积雪指数)是一种评估地表积雪覆盖程度的指数，对研究山区积雪变化有重要作用。本 研究基于 2001—2022 年遥感数据和再分析数据，采用趋势分析法、多元线性回归法等，分析了近 20 a 来塔里木河流 域山区 NDSI 时空变化及其归因。结果表明:塔里木河流域山区 2001—2022 年 NDSI 均呈下降趋势，具有显著的空 间异质性。北部和西部山区，NDSI 值的季节变化相同，NDSI 平均值从高到低为:冬季>春季>秋季>夏季，而南部山 区的 NDSI 平均值夏季高于秋季。塔里木河流域山区年均实际蒸散发均呈上升趋势。北部山区的降水呈略微下降 的趋势，而西部和南部山区表现为上升趋势。所有山区的饱和水汽压差均呈上升趋势。下行地表太阳辐射呈下降 趋势。北部和西部山区的最低气温呈上升趋势，南部山区略呈下降趋势，而所有区域最高气温均呈上升趋势。众 多变量中，气温和饱和水汽压对 NDSI 的影响较大。本研究可为政策决策提供科学依据。
分类： 地球科学 >> 地图学 提交时间： 2023-03-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 开展土地利用优化配置，旨在促进区域土地资源科学利用及实现碳减排目标。本文以汾河流域为研究 区，基于2015年、2020年土地利用及阻力因子数据，采用FLUS-MCR模型、碳收支系数法，验证模型精度下，设置 2030年低碳发展优先、经济发展优先、耕地保护优先、生态保护优先及自然发展5种模拟情景，对比未来不同情景下 土地利用类型的布局特征，并提出优化布局方案。结果表明：（1）2020年汾河流域禁止、限制、重点及优化开发区4 类土地利用功能分区面积分别为：2491.76 km2、6445.99 km2、16325 km2、14477 km2；流域净碳排放量为2002.46104 t，禁止开发区为流域碳汇区，碳吸收总量为0.76104 t，其余三区为碳源区，碳排放总量为2003.22104 t。（2）2030年 各情景土地利用碳收支情况由高到低为：低碳发展优先、生态保护优先、耕地保护优先、自然发展、经济发展优先。 （3）2030年，不同情景下除禁止开发区用地结构相对合理，限制开发区仍需适当压缩该区耕地及建设用地比例；重 点及优化开发区应考虑适当开发宜耕草地，促进流域土地利用生产、生活、生态功能协调发展，实现低碳土地利用 目标。
提交时间： 2024-08-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 山西中部城市群是山西省经济发展态势最好的区域，这种经济增长却伴随着生态系统不同程度的破坏。本文基于土地利用格局演变，运用InVEST模型、ArcGIS技术、像元统计分析和四象限模型等方法，评估2000—2020年产水、粮食供给、土壤保持和碳储量服务的时空格局及权衡/协同关系，并深入分析了土地利用格局对生态系统服务的影响。结果表明：（1） 山西中部城市群产水量、粮食供给和土壤保持逐年增加，而碳储量则缓慢递减，不同地类和行政区所提供的生态系统服务能力存在显著差异。（2） 空间格局上，生态系统服务整体以协同关系为主，粮食供给、产水量和土壤保持三者互为协同关系，而与碳储量均为权衡关系。（3） 建设用地扩张对产水服务产生正向影响，林地增加促进土壤保持，而林地和草地减少对碳储量产生负向影响；土地利用强度与产水量、粮食供给、土壤保持之间整体呈正相关关系，但对碳储量的影响却呈现负向趋势。这些结果为山西中部城市群及其他类似地区的生态安全建设和可持续发展提供重要参考。
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