- 燕玲玲;巩杰;徐彩仙;柳冬青;
以陇中黄土丘陵区定西市安定区为例,开展了土地利用变化及其生态环境响应研究,为区域经济与生态环境协调发展提供理论支撑.基于1995、2005、2015年3期的Landsat遥感影像获得土地利用图,利用单一土地利用动态度、土地利用转移矩阵和生态环境质量指数等探讨了1995-2015年安定区土地利用变化及其生态环境响应.结果表明:1995-2015年,安定区除草地和未利用地外,其余地类面积皆有增长,其中草地面积减少最大,建设用地增速最快;研究期间安定区45.95%的区域生态环境质量指数保持不变, 26.06%的区域生态环境质量指数有所提高, 25.17%的区域生态环境质量指数轻微下降, 2.59%的区域生态环境质量指数呈现中度下降, 0.24%的区域显著下降;土地利用类型间的相互转化对区内生态环境质量影响显著.其中,耕地向林地、草地、水体的转化促进了生态环境质量的改善,林地、水体的转出以及耕地向建设用地的转化是生态环境恶化的主要原因.总体上,土地利用变化对生态环境起改善作用的贡献率(69.71%)要大于恶化作用的贡献率(30.29%),安定区生态环境质量有所改善.
2020年04期 v.56;No.250 427-434页 [查看摘要][在线阅读][下载 3039K] - 薛晓玉;段含明;魏宝成;杜婷;何鸿杰;颉耀文;
基于卫星遥感数据,结合中国北方农牧交错带(APENC)及其周围166个气象站点的气温和降水数据,以及两期土地利用数据,采用趋势分析方法、偏相关分析方法、转移矩阵方法系统地分析了APENC1998-2015年归一化植被指数(NDVI)时空变化特征及其与气候因子和土地利用变化的关系.结果表明,近18 a来APENC的年最大NDVI整体呈增加趋势,增速为4.8%/10 a,空间异质性较大. NDVI显著增加的区域主要分布在研究区西南部、松花江流域以及西辽河流域等地;显著下降的区域较少且零星分散,下降最突出的区域是内蒙古自治区乌兰察布市.在1998-2015年间,生长季年际NDVI与年生长季降水量和年生长季平均气温的正相关性和负相关性共存,空间上, 97.3%像元的NDVI与降水量正相关, 82.4%像元的NDVI与平均气温呈负相关. NDVI与年内生长季当月及上月的月降水量和月平均气温皆呈正相关关系,且都通过了P<0.001的显著性检验.温度对植被生长的影响具有明显的滞后性,通过了P<0.001的显著性水平测试. 2000-2015年间, APENC建设用地和林地显著增加,草地显著减少,各土地利用类型之间相互转变的同时引起NDVI变化.
2020年04期 v.56;No.250 435-443+452页 [查看摘要][在线阅读][下载 5656K] - 任文秀;胡永兴;杨涛;孙柏年;
孢粉分析鄂尔多斯盆地西南缘陇东地区钻孔中的保安群,在环河组和泾川组获得孢粉化石,并首次在罗汉洞组中获得孢粉化石.结果表明:保安群孢粉组合总体以裸子植物双囊型古松柏花粉为主,其次是Lygodiumaporites为主的蕨类植物孢子,通过对比分析认为该沉积的地质时代属于早白垩世早期,孢粉植物群总体反映当时气候相对凉爽湿润;厘定了白垩系保安群和六盘山群的对应关系,认为保安群泾川组与六盘山群上部的李洼峡组至乃家河组相当,保安群罗汉洞组上段与六盘山群和尚铺组相当,罗汉洞组下段与三桥组相当.
2020年04期 v.56;No.250 444-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 2794K] - 王梅梅;刘孟琴;张多勇;任婕;杨永春;
通过ArcGIS和GeoDa技术,根据2016年底的统计数据,分析了环县各村镇脱贫率的空间分布;运用地理探测器的方法,从自然因素和社会经济方面分析了村镇脱贫率的影响因素.结果显示:环县各村镇的脱贫率呈现从南向北、自西向东的增长趋势.村镇脱贫率存在集聚特征,东北部村镇的脱贫率普遍比较高,西南部村镇脱贫率的集聚趋势不明显.单因子测算结果显示社会经济因素对于脱贫率的解释力比自然因素大,但各因素解释力的差异比较大.自然因素和社会经济因素的交互分析中,贫困人口比例和基础设施与自然因素的交互作用对村镇脱贫率的解释力均超过了25%,即社会经济环境在很大程度上能缓解自然地理环境对脱贫的压力,但是自然地理环境仍然是制约村镇脱贫的重要因素之一.
2020年04期 v.56;No.250 453-462页 [查看摘要][在线阅读][下载 8457K] - 李云飞;马晓俊;李小军;
植被恢复与重建是沙区生物土壤结皮拓殖与定居及土壤发育与演变的关键影响因素.研究了不同年代(1956、1964、1981和1987年)建植的固沙植被区藓类结皮及其下0～2和2～5 cm层土壤理化性质.结果表明:不同年代固沙植被区及不同土层的理化性质之间存在显著差异(P<0.05).藓类结皮厚度及其表层土壤黏粒含量、粉粒含量、孔隙度、土壤持水能力、有机碳、无机碳、总碳、碱解氮、全氮、速效磷、速效钾和电导率均随植被恢复年限延长而逐渐增大,随土层深度增加而减小;沙粒含量、容重和pH则相反.除容重外,其他理化性质在表层土壤与结皮层之间存在显著正相关关系(P<0.05),且其相关性随土层深度的增加而减小.表明沙区植被恢复与重建促进了生物土壤结皮的拓殖和发育,这一过程是荒漠生态系统成土过程和土壤理化性质变化的关键影响因素.
2020年04期 v.56;No.250 463-470页 [查看摘要][在线阅读][下载 3244K] - 李素蕾;吴广源;
针对因决策指标具有模糊性和不确定性致使决策过程存在偏差,最终导致决策结果不合理等问题,建立了基于灰色模糊评价和TOPSIS法的大型公共工程投资决策模型.通过灰色模糊评价法确定指标评价值并消除因素制约和指标模糊性,采用TOPSIS法计算评价对象与理想化目标的贴近程度并据此排序,以确定项目投资优先级,最终选择最佳的工程项目投资建设.实例应用表明,该决策模型具有一定的科学性和可靠性,为政府对大型公共工程项目的投资决策提供科学的决策依据.
2020年04期 v.56;No.250 471-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 1528K]
- 付春燕;董晓峰;
分析了河西走廊各区县粮食产量和人口数量的变化情况以及土地人口现实承载力.利用背景值修正的灰色预测模型预测了各区县2015-2024年粮食产量和人口数量的变化情况以及土地人口预期承载力.利用土地承载潜力模型分析了河西走廊各区县的土地人口承载潜力.结果表明:河西走廊地区土地生产潜力较大,人口承载力水平普遍较高,生态环境压力和科学技术是制约城市发展的主要因素;根据预测结果,到2024年除嘉峪关市和敦煌市还处于人口超载状态外,其他地区土地人口承载力大幅增加,土地人口承载力盈余地区不断扩大.
2020年04期 v.56;No.250 477-485页 [查看摘要][在线阅读][下载 2473K] - 张新中;李育;张成琦;刘和斌;
基于MODIS NPP数据、气象站资料和土壤微生物呼吸模型,采用经验正交函数、Pearson相关系数及空间插值等方法,研究了2000-2014年石羊河流域净生态系统生产力(NEP)的空间分布及变化趋势,分析其与NDVI、降水、气温和太阳辐射变化的关系.结果表明,石羊河流域年均单位NEP为-48.56 gC/(m~2·a),中上游表现为碳汇,下游荒漠区表现为碳源,生态系统碳汇总量呈增加趋势;灌丛生态系统碳汇潜力最高,其次是森林和耕地,草地生态系统自2012年已由碳源转为碳汇,荒漠生态系统碳汇能力一直呈波动下降趋势;流域内NEP变化主要受控于降水,与温度呈弱负相关,与太阳辐射相关性不显著,流域不同区域相关性差异明显.
2020年04期 v.56;No.250 486-492页 [查看摘要][在线阅读][下载 3681K] - 高天鹏;万子栋;付靖雯;王雪莹;常国华;陈映全;台喜生;李昌明;
为了探究重金属污染对矿区原生植物根际细菌群落结构的影响,选取下四分作为原生态对照样地、废渣堆和尾矿坝作为试验样地,选取碱蓬和骆驼蓬作为研究植物,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析2种植物根际与根周围土壤细菌群落结构.结果显示:2种植物根际和根周围土壤的主要优势菌门为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和酸杆菌门.尾矿坝细菌群落多样性和丰富度最高,下四分2种植物根际细菌群落多样性和丰富度均高于根周围, 3个样地骆驼蓬根际细菌群落丰富度均高于根周围.主成分分析和UPGMA聚类分析表明同种植物根际和根周围的细菌群落结果相似度较高. RDA分析和相关分析表明, Ni、综合污染指数、Cr、土壤含水量、pH、全氮和全磷是影响根际细菌群落结构的主要土壤因子.
2020年04期 v.56;No.250 493-501页 [查看摘要][在线阅读][下载 2238K] - 谢聪;赵良菊;孟飞;董玺莹;刘全玉;马李豪;
通过对黑河上游青海云杉森林生态系统优势植物青海云杉、金露梅、珠芽蓼和针茅木质部水、土壤水及降水稳定氢氧同位素组成(δD、δ~(18)O)的测定,利用多源线性混合模型分析了不同潜在水源对上述植物的贡献.结果表明:黑河上游土壤水主要来源于降水,植物水分来源于降水补给的土壤水.青海云杉、金露梅、珠芽蓼和针茅对不同土层土壤水的吸收策略有明显的时空变化.植物在雨季吸收利用的水分主要来源于浅层土壤水,其原因是雨季降水对浅层土壤水补给增多,植物优先利用降水补给的浅层土壤水.非雨季,由于植物蒸腾作用的增加和浅层土壤水分的消耗,植物趋向于吸收更深层的土壤水.本研究揭示了黑河上游青海云杉植物的水分利用模式及适应干旱环境的策略,为气候变化背景下干旱半干旱区森林生态系统的水量平衡和生态水文过程研究提供理论依据.
2020年04期 v.56;No.250 502-508页 [查看摘要][在线阅读][下载 2028K] - 吴振云;李进军;王超;杨建红;李娜;席亚丽;
选择祁连山中部的天老池流域为研究区,利用SWAT模型模拟不同植被格局下的水文过程,结果表明:率定之后的模型效率系数为0.67,说明SWAT模型能够较好地模拟研究区的径流过程;不同的植被格局水量平衡各组分差异显著;当沿乔木、灌木和亚高山草甸方向转变时,流域径流会增加,反之则减少.每10%的乔木林面积转化为灌木林时,增加径流1.12 mm;每10%乔木林面积转化为亚高山草甸时,径流增加1.20 mm;每10%灌木林面积转化为亚高山草甸,径流增加0.13 mm;每10%灌木林面积转化为乔木林,径流减少2.58 mm.
2020年04期 v.56;No.250 509-514页 [查看摘要][在线阅读][下载 2301K]
- 周开鹏;黄萌;樊旭;马晓玲;杨子凡;尚可政;
在研究北京市能见度变化特征的基础上,利用北京市环境监测站2015-2017年的空气污染物检测数据及同期美国国家环境预报中心的全球预报系统数值资料,筛选出主要的预报因子,分别用神经网络和多元逐步回归法建立预报模型,并进行试预报检验.结果表明,神经网络预报效果优于多元逐步回归,平均预报准确率达到75%(多元逐步回归为66%).神经网络在0～10 km能见度预报方面能够取得更好的效果,预测数据与观测值更为接近.
2020年04期 v.56;No.250 522-526页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K] - 张鹏;许冬梅;沈菲菲;束艾青;卞慧敏;周萱;李超;
利用NCEP/NCAR再分析资料结合新一代中尺度天气研究预报(WRF)模式对2013年7月5-6日发生在江淮地区的一次梅雨锋暴雨过程进行了30 km分辨率数值模拟并对模拟结果进行了诊断分析.结果表明,本次江淮地区暴雨过程24 h累积降水呈东西带状分布,中心最大累积降水量超过180 mm;环流形势分析表明东北冷涡、副热带高压及江淮切变线构成了影响此次暴雨的关键系统.WRF高分辨率数值模拟可以准确地再现本次降水过程的范围和强度.通过分析高分辨率的模式输出结果发现,造成本次暴雨过程的中尺度对流系统(MCS)呈带状分布特征,系统内部高层辐散和低层辐合相配合,其中新生单体高层辐散强于低层辐合,有利于系统上升运动的增强,发展成熟的对流体高层辐散与低层辐合强度相当;在MCS发展初期,南北两侧的次级环流促进了对流的发展,在MCS发展到成熟阶段后,次级环流开始抑制对流作用;在MCS演变过程中产生的水汽相变凝结潜热对暴雨区的对称不稳定及上升运动起到促进作用,对MCS的发展起间接的正贡献.
2020年04期 v.56;No.250 527-536页 [查看摘要][在线阅读][下载 8709K] - 王尚涛;许洁;韩拓;陈惠玲;刘晓文;朱高峰;马金珠;
在壕沟法根系分布调查的基础上,采用根钻法研究了干旱绿洲区灌溉葡萄树总根系和细根的空间分布规律.基于直接对比法和多源线性混合模型,利用氢氧稳定同位素示踪技术确定了葡萄树的主要吸水层位,总结出葡萄树不同生长阶段的水分利用策略.结果表明,葡萄总根和细根在垂直方向均主要分布于40～140 cm,分别占总根系分布的96.2%和92.7%.水平分布上,总根和细根在0～50 cm分别占总根系分布的64.3%和45.3%.葡萄树6月主要的水分利用深度为100～140 cm; 7月主要利用深度40～60 cm的土壤水.在干旱绿洲生态系统中,多年生植物在水分利用策略的季节性变化上存在一定可塑性.
2020年04期 v.56;No.250 537-544+552页 [查看摘要][在线阅读][下载 3982K] - 刘忠玉;崔鹏陆;范智铖;宁秉正;张家超;
引入Koeller定义的弹壶元件修正Merchant模型探究砂井地基的流变固结机理,以此描述土骨架的黏弹性变形行为.引入非牛顿指数渗流模型描述固结过程中的非Darcy渗流,在自由应变假定下修正了Barron的理想砂井地基固结方程,用隐式有限差分法进行数值求解.通过与Barron砂井固结理论的对比,验证了有限差分算法的有效性,分析了非牛顿指数渗流模型参数及分数阶Merchant流变模型参数对砂井地基径向固结过程的影响.结果表明,砂井地基中的孔压消散随着Kelvin体弹性模量的增大而加快;分数导数阶数和黏滞系数在不同的固结阶段对孔压消散的影响规律不同.相比Darcy渗流,非牛顿指数渗流会延缓砂井地基中的孔压消散.
2020年04期 v.56;No.250 545-552页 [查看摘要][在线阅读][下载 2259K] - 李宇;赵福志;孟宪锋;李琛;张凯;
在地震能量平衡方程的基础上,以某公路简支梁式桥为研究对象,采用SAP 2000建立了高阻尼橡胶支座(HDR)隔震梁桥的有限元模型.选取典型近场地震动记录作为输入,在E1地震下,分析了HDR支座刚度硬化比η对墩底弯矩峰值、近场地震能量响应及其滞回耗能能力的影响.在E2地震下,研究了墩底塑性铰对近场地震能量响应及其分配规律的影响.结果表明,在E1地震下,HDR支座能有效降低近场地震作用力,适用于近场地震作用下的梁式桥的隔震设计,但η不能太大,否则会降低其滞回耗能能力.η对HDR隔震梁桥的近场地震总输入能和滞回耗能的影响很小,而对阻尼耗能的影响显著.整体延性的增加会导致地震总输入能增大,但增幅较小.在E2地震下针对HDR隔震梁桥的桥墩进行有限延性的抗震设计不会对桥墩造成损坏,还能够有效减小结构的地震响应.
2020年04期 v.56;No.250 553-559页 [查看摘要][在线阅读][下载 2526K] - 林思颖;许银银;胥晓云;吴涯璐;马建民;
基于Fe_3O_4的外磁场响应性、NH_2-MIL-101(Al)较大的比表面积及聚吡咯(PPy)分子表面丰富的官能团,通过共价键及原位聚合方法,制备了一种高效、稳定的新型Fe_3O_4@SiO_2-IDA@NH_2-MIL-101(Al)@PPy纳米复合材料,研究了该复合材料对水中有机染料刚果红的去除.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱仪和振动样品磁强计对材料进行了表征.研究了溶液pH、温度、初始质量浓度和离子强度对刚果红吸附效果的影响,探讨了其吸附机理.结果表明,在溶液pH=7,温度308.15 K时, Fe_3O_4@SiO_2-IDA@NH_2-MIL-101(Al)@PPy纳米复合材料对刚果红的吸附效果最优,吸附量可达289.18 mg/g.吸附机理主要为静电作用和π-π共轭效应.该吸附反应分别符合准二级动力学速率方程及Langmuir等温吸附模型,为自发不可逆的、无序的吸热过程.
2020年04期 v.56;No.250 560-568页 [查看摘要][在线阅读][下载 2210K]