兰州大学学报(自然科学版)

青藏高原研究

  • 近50a尼洋河更张段河道形态变化分析

    赵珂梓;高红山;李萍;潘保田;

    为探究在“亚洲水塔”失衡背景下河流形态的变化及其对环境变化的响应,选取尼洋河中下游的更张河段(麦丁-加定村)为研究对象,基于1970年1∶100 000地形图和1990、2000、2010、2020年4期Landsat遥感影像对该河段河道形态进行恢复,从主流线长度、心滩数量、河宽变化和曲率变化方面对河道形态参数进行分析.结果表明,该区域辫状河段占比下降,并向曲流河道转变,河道宽度变化较小,曲率相对稳定(1.28~1.40);网状河段占比稳定,曲率变化最大(1.39~1.97);曲流河段占比上升,河道宽度变化最大,曲率相对稳定(1.26~1.42).河道形态的变化与近年来“亚洲水塔”失衡带来的水沙变化以及区域内不断增强的人类活动息息相关.

    2022年03期 v.58;No.261 285-291页 [查看摘要][在线阅读][下载 1802K]
  • 两种同域分布的马先蒿属植物花特征与报酬间的相关性及表型选择

    王红梅;路宁娜;陈小爽;田思琪;马妍;

    为了研究植物花特征与报酬的相关性及表型选择,以青藏高原东部高寒草地的半扭卷马先蒿和甘肃马先蒿为研究对象.结果表明,花特征与报酬间相关性显示,半扭卷马先蒿的花粉数与花数目间呈显著的正相关,与株高呈显著的负相关;甘肃马先蒿的花特征与花蜜量无显著相关性,但与糖类物质存在着相关性,即花蜜量与糖浓度间呈显著的负相关,与糖含量呈显著的正相关.通过雌性适合度估计花特征所受的表型选择结果显示,两种马先蒿的花序数均受到了定向选择,说明花序数越多的个体,其适合度越高,但两种植物的花报酬性状均未受到定向选择.半扭卷马先蒿的株高也受到定向选择作用,说明株高越高的植物个体能产生更多的种子.非线性选择分析结果表明,甘肃马先蒿的花序数与花大小、盔高受到相关选择作用,表明花序数多且花越小的植物个体,以及花序数多且盔高越高的植物具有更高的雌性适合度.平均单花花蜜量受到显著的分裂选择,说明花蜜量较低或较高会增加植物个体的雌性适合度.两种植物的花性状与花报酬均未受到显著的相关选择.

    2022年03期 v.58;No.261 292-297+305页 [查看摘要][在线阅读][下载 1669K]
  • 川西高原甘孜黄土微体炭屑的粒度特征与古环境意义

    唐国乾;杨胜利;苗运法;罗元龙;陈梓炫;刘丽;刘楠楠;

    选取川西高原末次间冰期以来甘孜黄土沉积序列进行微体炭屑分析,逐粒统计炭屑的长轴长度,得到微体炭屑的粒度分布曲线和累计分布曲线,计算炭屑的数密度、粒径和粒度特征参数.结果表明,黄土和古土壤样品中炭屑粒径在10~130μm,平均粒径为24μm.粒径10~30μm的炭屑占60%~80%;粒径10~50μm的炭屑占比>90%;粒径50~100μm的炭屑占2%~9%;粒径>100μm的炭屑占比极低,平均仅为0.14%.炭屑粒径的频率分布曲线基本呈正态分布,偏度在-0.54~-0.13,为负偏,峰度2.74~3.19,分选系数0.61~0.73,粒度参数表明,微体炭屑的分选性良好.末次间冰期以来甘孜黄土炭屑以细颗粒组分为主,且古土壤层中大颗粒炭屑的占比高于黄土地层,可能主要由区域性自然火灾事件引起.

    2022年03期 v.58;No.261 298-305页 [查看摘要][在线阅读][下载 1880K]
  • 青藏高原典型冰川群卫星遥感资料的检验及其与局地气候联系

    王园香;郑照军;陈洁;

    采用中分辨率成像光谱仪数据中的积雪覆盖日数,利用百分比阈值法,提取青藏高原典型冰川群面积,进行滑动t检验和M-K检验,与人工判识结果和线性拟合结果进行对比并进行质量检验,在资料真实可信的基础上,分析其时空变化特征.结合气候因子,采用回归分析法,研究不同区域高原典型冰川群与局地气候的联系.结果表明,假如冬季青藏高原典型冰川群面积增加,至夏季一部分积雪融化后,典型冰川群面积仍比常年偏大,故其上空温度也比常年偏低、湿度偏大,形成冷岛和高湿中心,当过境气流的水平湍流加强时,青藏高原典型冰川群上空形成阻岛,产生降水天气,非湍流区降水不会增加.

    2022年03期 v.58;No.261 306-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 1994K]

干旱半干旱区气候变化研究

  • 东亚地区两次典型沙尘暴物理过程对比

    赵丹;陈思宇;陈渔;

    利用多种观测和再分析资料,结合WRF-Chem模式对东亚地区2009-04-23和2010-04-24两次强沙尘暴天气进行对比分析,揭示两次沙尘暴过程在起沙和传输机制上的差异.结果表明, WRFChem模式能够较好地再现两次沙尘过程的时空分布特征.两次沙尘事件均起源于塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠,但在起沙和传输机制上有明显不同:2009-04-23沙尘暴为典型的蒙古气旋型起沙,由强冷空气与蒙古气旋共同作用引起,强冷空气爆发产生的大风导致地面沙尘扬起,不稳定层结加强了沙尘气溶胶的垂直输送,冷空气推动蒙古气旋南下导致沙尘远距离传输到内蒙古、甘肃和宁夏等地; 2010-04-24沙尘暴为冷锋型起沙,强低空急流和高空锋区共同导致此次沙尘暴起沙,斜压“槽”加强了斜压不稳定,较强的垂直运动加强沙尘起沙强度,伴随着“槽脊”的东移,沙尘暴传输至中国东部地区.

    2022年03期 v.58;No.261 313-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 4724K]
  • 中国7个典型城市城区和郊区ρ(O_3)的差异分析

    谢祥珊;孙彩霞;迪里努尔·牙生;王金艳;王田宇;陈金车;苏士翔;

    基于2015-2019年沈阳、北京、兰州、南京、武汉、贵阳和广州7个城市的ρ(O_3)逐小时数据,研究了中国典型城市城区和郊区ρ(O_3)的差异.结果表明, 2015-2019年7个城市的年均ρ(O_3)由高到低为南京>北京>兰州>沈阳>贵阳>武汉>广州.各城市城区和郊区的ρ(O_3)普遍表现为郊区大于城区,且存在明显的季节变化、月变化和日变化特征.沈阳、北京、南京和武汉郊区的ρ(O_3)为夏季最大;贵阳郊区为春季最大;广州郊区为秋季最大;兰州郊区为春季最大,城区为夏季最大;各城市郊区的ρ(O_3)均为冬季最低.ρ(O_3)的月变化随着纬度的增加“单峰型”特征越明显.除武汉市的ρ(O_3)日变化特征为“双峰型”外,其余城市均为明显的“单峰型”.各城市城区和郊区ρ(O_3)的差异春、冬季大,夏、秋季小,冬季差异最显著.除沈阳城区和郊区ρ(O_3)差异为夜间最小外,其余城市均为夜间最大.

    2022年03期 v.58;No.261 323-330页 [查看摘要][在线阅读][下载 2476K]
  • 利用空-地多源数据监测评估暴雨对辽河洪涝灾害的影响

    周斌;王婷;李雨鸿;李晶;李辑;

    综合利用气象数据、遥感影像与水文实测数据等多源数据进行相互验证,分析2019年“8·10”暴雨对辽河流域洪涝灾害的影响.结果表明,暴雨前后辽河流域河水宽度发生了明显的变化,河面面积涨幅75.27%.在不同河段中、下游河水宽度变化较大,辽河下游的鞍山市区无论是河面宽度还是河面面积增幅均最大,分别为1 892.35%和703.88%.暴雨过后辽河水流量升高时,中游的河面宽度增幅较小,说明辽河中游抵抗暴雨的能力更强;淹没最多的土地类型为湿地,其次为耕地、林地和草地.

    2022年03期 v.58;No.261 331-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 2058K]
  • 1970-2019年中国大陆地区寒潮年代际变化及大气环流成因

    朱姜韬;路瑶;李艳;

    利用中国中央气象台的寒潮过程统计资料及NCEP/NCAR再分析资料,根据1970-2019年寒潮的气候特征,探究春季寒潮的年代际变化特征及其大气环流成因.结果表明, 1970-2019年寒潮事件发生频次整体呈下降趋势,但自1990s开始出现转折,寒潮频次开始呈波动上升趋势. 1990s后春季寒潮事件持续时间延长近0.8 d,寒潮期间主要降温区域偏西、偏南.对比1990s前后春季寒潮期间的大气环流形势, 1990s后春季寒潮事件过程中,东亚地区极涡的位置偏西, 500 hPa上乌拉尔山高压脊位置偏东、偏北且消失时间偏晚4 d,东亚大槽偏强且位置偏东,西伯利亚冷高压偏强、偏西.利用定量化指数研究发现, 1990s后东亚大槽减弱消失时间延后2 d,地面西伯利亚冷高压衰亡时间延后2 d,且中心位置经度偏西约7°.大气环流的高低空异常配置可以解释1990 s前后中国大陆春季寒潮强度变强、持续期变长和影响范围偏西、偏南的年代际变化.

    2022年03期 v.58;No.261 337-346+355页 [查看摘要][在线阅读][下载 4296K]
  • 南印度洋海温异常对2020年夏季江淮流域降水的影响

    许发雷;路瑶;李艳;

    从南印度洋海温异常影响的角度,利用1979-2020年NCEP和NCAR再分析资料,通过南印度洋偶极子(SIOD)指数的定义,研究2020年夏季SIOD对中国江淮流域降水异常的可能影响及大气环流原因.结果表明, 1979-2019年江淮流域夏季降水与夏季SIOD指数呈显著负相关,相关系数-0.44,当SIOD指数表现为负(正)异常时,江淮流域夏季降水偏多(少); 2020年夏季南印度洋海温表现为SIOD指数负位相,对应江淮流域显著的降水异常偏多.将2020年夏季的大气环流形势与1979-2019年夏季SIOD负异常年份的合成分析进行对比可见, SIOD指数负异常年,对流层高层南亚高压偏强、偏南,东亚副热带西风急流偏南;中层西北太平洋副热带高压偏强、偏北;低层西北太平洋上空水汽输送异常偏多. 2020年的环流形势与一般的SIOD指数负异常年类似,但对流层中层表现为中高纬度波动强烈,环流经向度较大,有利于冷空气输送至江淮流域.利用E-P通量进行动力诊断,发现2020年和SIOD指数负异常年,均存在位于60°~80°N上空400 hPa处的辐合中心和位于24°~40°N上空250 hPa处的辐散中心,尤其是在2020年,辐合和辐散的强度更强,不仅对阻塞形势的建立有一定促进作用,有利于冷空气南下与西北太平洋副热带高压西侧的暖湿气流交汇于江淮流域,也有利于东亚副热带西风急流及低空急流加强,为江淮流域降水提供有利的水汽条件和上升运动的增强.

    2022年03期 v.58;No.261 347-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 2630K]
  • 基于地理探测器的乌鲁木齐市主城区地表温度及其影响因素

    梁洪武;阿里木江·卡斯木;赵禾苗;赵永玉;

    基于2000、2010、2020年3期Landsat影像数据对乌鲁木齐市主城区地表温度进行反演,分析地表温度的空间分布格局及转移变化,结合空间自相关模型分析其空间聚集性及空间关联程度,运用地理探测器模型分析各影响因素对地表温度的解释力及其交互作用关系.结果表明,乌鲁木齐市主城区地表温度格局在稳中向好发展,地表温度呈“高减”、“中增”、“低不变”的特征,且绝大部分地区地表温度波动不明显;乌鲁木齐市主城区地表温度空间聚集性显著,但聚集性随着年份的增加呈波动降低,温度高-高聚集和低-低聚集的分布与温度较高等级(次高温、高温)和温度较低等级(次低温、低温)分布大体一致;地表温度受多种影响因素共同作用,其中归一化植被指数的解释力最大,土地利用的解释力最小,但土地利用的解释力随着年份的增加逐渐增加.

    2022年03期 v.58;No.261 356-363+371页 [查看摘要][在线阅读][下载 2744K]

地质灾害与防治

  • 中巴公路(国内段)泥石流演化的非线性特征与灾害放大效应

    刘兴荣;张满银;周自强;宿星;叶伟林;文桃;张国信;刘迪;

    通过遥感解译和现场调查结合的手段,按照计算的沟壑密度统计,分析中巴公路沿线泥石流沟蚀作用的强度和特点,采用分形理论法分析泥石流流域形态演化的非线性特征.结果表明,中巴公路沿线52.4%的泥石流沟道发生沟蚀作用的能力较强,固体物源主要受控于沟道滑塌体和冲积扇堆积物;按照分形理论结果,研究区泥石流沟道数分别与流域面积、主沟道长度、主沟道比降、流域高差及岸坡平均坡度间的分形维数值依次为0.432、0.794、0.813、0.667和0.697,对泥石流的启动、演变或控制所起的作用由大到小依次为流域面积、流域高差、岸坡平均坡度、主沟道长度和主沟道比降;一旦流域水流较大,会促发相邻的冲积扇同时启动,泥石流能量和淹没范围会快速剧增,放大其破坏效应,即小流域、小规模泥石流也可能存在大隐患.

    2022年03期 v.58;No.261 364-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 2216K]
  • 高山峡谷区滑坡-泥石流灾害链成灾模式与危险性评价——以舟曲立节为例

    种艳;陈冠;孟兴民;岳东霞;张毅;郭富赟;李亚军;曾润强;赵岩;边世强;杨云鹏;金佳成;黄逢春;

    以舟曲立节滑坡-泥石流灾害链为例,在快速探测滑坡变形特征与内部结构的基础上,分析立节滑坡-泥石流的成灾模式,基于数值模拟开展不同情景下灾害链的危险性定量预测,建立“光学遥感回溯分析-地球物理快速探测-数值模型定量评价”的滑坡-泥石流灾害链危险性综合评价方法,可为青藏高原及周边地区类似灾害链风险预测与应急处置提供参考.立节滑坡是受断裂带控制的黄土-碎石土堆积层滑坡,滑坡崩解滑塌区松散滑坡体和堆积区坡面、沟道堆积物是北山沟泥石流的主要物源,被地表径流侵蚀夹带转化为泥石流,形成滑坡-泥石流灾害链,对沟口立节镇造成严重威胁.为评价可能发生的滑坡-泥石流灾害链效应,利用MassFlow与BASEMENT综合数值建模方法,对滑坡的堆积以及不同降雨情景下可能形成的泥石流的流量、流速、堆积情况进行评价预测,结果显示,假设滑坡强度降低后,有约3.52×105m3滑坡物质极易转化为泥石流,在极端降雨条件下会出现泥石流堵江灾害.

    2022年03期 v.58;No.261 372-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 4414K]
  • 活动断裂带深埋隧洞减震的铰接间距效应

    谢文斌;李锦琪;刘高;张宏斌;王帅;包小军;

    以某穿越区域活动断裂带深埋引水隧洞工程为依托,基于结构与围岩共同作用原理,采用理论与数值计算相结合的方法,研究地震作用下活动断裂带围岩和衬砌的动力响应特征,探讨活动断裂带链式衬砌减震性能的铰接间距效应.结果表明,地震作用下隧洞围岩和衬砌在活动断裂带界面处出现应力集中;断裂带内的围岩和衬砌相较于断裂带外的围岩和衬砌对地震位移的响应更强烈,变形更大.地震作用下,铰接结构显著降低了断裂带内和断裂带界面处衬砌的峰值最大主应力和峰值最大剪力;衬砌内力随铰接间距的减小而降低,但并非铰接间距越短越好,适当间距的铰接结构具有更优的减震性能和更佳的利用效果.

    2022年03期 v.58;No.261 385-391页 [查看摘要][在线阅读][下载 2404K]

祁连山环境与生态

  • 祁连山中部不同植被群落土壤呼吸对覆盖物类型的响应

    杨建红;赵传燕;臧飞;汪红;李娜;黄葭悦;杨晓高;魏杨;席亚丽;

    在祁连山中部天涝池流域, 选择 3 个典型植被群落样地(青海云杉林、祁连圆柏林和金露梅灌丛), 利用 LI-8100土壤碳通量自动测量系统对不同覆盖物下和裸土土壤呼吸速率(R_s)进行测定 . 结果表明, 苔藓层和枯落物层的覆盖会显著增加土壤呼吸通量, 贡献率的大小顺序为青海云杉苔藓>青海云杉枯落物>祁连圆柏枯落物>金露梅枯落物; 覆盖物会增加或降低 R_s对温度的敏感性, R_s对土壤5 cm 处温度的响应明显大于对地表温度的响应; 3 个样地不同覆盖物和裸土 R_s日动态变化曲线均呈单峰型, 峰值出现在13:00-17:30, 7月枯落物和苔藓覆盖较裸土R_s日动态达到峰值的时间提前0.5~2 h, 8-9 月滞后 0.5~3 h; 不同覆盖物下和裸土 R_s的月均值大小均为金露梅>青海云杉>祁连圆柏, 枯落物和苔藓层的存在与否不影响土壤呼吸的季节动态规律; 各植被群落不同覆盖物和裸土 R_s与地表温度、地表湿度、土壤5 cm处温度和含水体积分数之间呈显著性指数或幂函数相关关系(P<0.01).

    2022年03期 v.58;No.261 392-403页 [查看摘要][在线阅读][下载 2742K]
  • 复合重金属污染对矿区植物生理指标的影响

    左明博;高天鹏;万子栋;付靖雯;王雪莹;刘圆;常国华;李昌明;

    为研究龙葵、野苜蓿、沙蒿3种金昌本土植物在重金属胁迫下生理指标的变化,以原生土(S1)作为空白对照,原生+尾矿(原生土和尾矿质量按1∶1混合, S2)作为实验组,进行盆栽实验.结果表明, S2条件下,龙葵、沙蒿的株高显著下降(P<0.05);龙葵的叶绿素含量、游离脯氨酸含量及过氧化氢酶活性均显著下降,丙二醛含量显著上升;野苜蓿的游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶活性和丙二醛含量显著下降;沙蒿的叶绿素含量、游离脯氨酸含量、还原型谷胱甘肽含量显著下降.冗余分析表明土壤pH和阳离子交换量对植物生理指标有一定影响.通过模糊隶属函数法和坐标综合评定法进行综合评价,得出抗重金属性顺序为龙葵>野苜蓿>沙蒿.龙葵作为金昌市尾矿区土壤重金属修复植物潜力巨大.

    2022年03期 v.58;No.261 404-411页 [查看摘要][在线阅读][下载 2003K]

其他

  • 广东省城市韧性水平评价及时空分析

    赵懋源;杨永春;王波;

    在城市韧性研究的基础上,通过对健康与幸福、经济与社会、基础设施和生态、城市管理子系统使用熵值法构建城市综合韧性评价体系,对广东省2010、2015、2018年的城市韧性时序演化及空间分布进行实证分析.结果表明,城市韧性子系统间存在差异,经济与社会、城市管理子系统占据主导地位,健康与幸福、基础设施和生态子系统处于非主导地位;不同子系统的空间格局多样化.广东省城市综合韧性空间分布呈明显的“核心-边缘”模式,城市群地区的韧性高于其他地区,马太效应明显,高韧性城市的韧性提升速度较快,低韧性城市的韧性提升速度缓慢.提出韧性优化策略,为中国城市的韧性评价与建设提供新的视角.

    2022年03期 v.58;No.261 412-419+426页 [查看摘要][在线阅读][下载 2098K]
  • 声道布置形式对超声流量计测量结果的影响

    陈文琳;武建军;李春辉;

    讨论旋涡与横向流对不同四声道布置形式的超声流量计产生影响的机理.在高压空气流量标准装置上对DN200 mm和DN100 mm超声流量计分别在安装和不安装整流器的条件下进行实验,分析气体超声流量计不同声道布置形式下测量结果之间的差异.结果表明,当汇管下游管道中存在流场畸变时,单面四声道和交叉四声道的测量结果显著不同,最大相差0.4%.安装角度也会对测量结果产生影响,不同安装角度的两种单面四声道测量结果相差约0.7%,差异相对较小.安装整流器可减小测量误差,也可以减小不同声道布置形式下测量结果之间的差异,但整流器前后需要一定长度的直管段才能达到最佳整流效果.

    2022年03期 v.58;No.261 420-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 2275K]
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