兰州大学学报(自然科学版)

黄河流域生态保护和高质量发展

  • 宁夏荒漠草原典型植物群落多样性与土壤因子关系

    王顺霞;周静静;李云飞;张娜;刘玉宏;杨昊天;

    通过实地调查和室内分析,研究宁夏荒漠草原5种破碎化典型植物群落的物种组成、物种多样性与土壤理化性质和酶活性之间的关系.结果表明, 5种植物群落均以禾本科、豆科、菊科、苋科植物为主,占群落物种数的76.92%~87.50%.蒙古冰草群落的物种数量、科属类型及多年生植物种类明显高于其他群落,蒙古冰草群落的Shannon-Wiener多样性指数、 Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数最高,苦豆子群落的最低.植物群落物种多样性与土壤容重、速效磷、速效钾和过氧化氢酶负相关,与田间持水量、总孔隙度、 pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、脲酶和碱性磷酸酶正相关.土壤速效磷、田间持水量和脲酶是影响植物群落特征和生物量的关键因子,分别可解释其变异的37.30%、 18.30%和11.30%.表明荒漠草原植物群落多样性与土壤因子密切相关,蒙古冰草群落和针茅群落可作为未来宁夏荒漠草原改良和保护利用的主要方向.

    2023年06期 v.59;No.270 711-719页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
  • 夜间灯光遥感视角下的城镇时空格局演变分析——以兰西城市群为例

    范琳;李彬;

    基于2012-2021年可见红外成像辐射仪夜间灯光遥感影像数据,利用规模测度、城市增长模式理论和空间标准差椭圆方法分析兰西城市群城镇时空格局演变.结果表明,兰西城市群多节点城镇规模布局逐渐均衡,兰州、西宁“双圈”城市首位度趋于合理;兰州都市圈由单核中心城市向多核心城市的区域协同发展转变,西宁都市圈处在优先发展单核中心城市后辐射带动周边多核心城市的发展过程;夜间灯光空间演化特征不断西移体现了西宁-海东都市圈成为兰西城市群夜间灯光规模体系的拉动力量,兰西城市群“一带双圈多节点”的区域均衡化规划格局逐步形成.

    2023年06期 v.59;No.270 720-726+734页 [查看摘要][在线阅读][下载 2294K]

碳平衡

  • 基于LEAP模型的甘肃省电力源温室气体和污染物协同减排情景模拟

    陈恒蕤;庞可;廖鹏;周恒左;张芊;潘峰;杨宏;

    以2020年为基准年,构建2020-2030年甘肃省发电量的3种(低速、中速、高速)一级情景和电力结构发展的基准情景、可再生能源发电、清洁燃煤发电(CCFPG)3种二级情景,基于长期能源可替代规划体系(LEAP)模式探究甘肃省电力源碳达峰的最佳路径,探讨污染物及温室气体协同减排的情况.结果表明,预计2025年甘肃省发电量约230.78 TW·h,2030年约272.43~285.26 TW·h CCFPG情景下可实现2030年的碳达峰要求.3种一级情景下CO_2及3种污染物(NO_x、SO_2、PM_(2.5))排放量趋势相似,均在2020-2025年迅速增加,此后趋于平缓,中速CCFPG情景下CO_2排放于2029年达峰;CO_2、NO_x、SO_2、PM_(2.5)的达峰年削减率分别为-24.01%、-22.98%、-26.41%和-26.43%.CCF-PG情景要求甘肃省不仅要保证可再生能源在整体发电中所占的比例,尽可能降低风电弃电率和光伏弃电率,更要在“十五五”期间进行传统火力发电行业的清洁燃煤和碳捕集与封存改造.要进一步争取甘肃省电力源碳排放在2028年前达峰,需更早增加一体化气化联合循环-碳捕集与封存的占比.

    2023年06期 v.59;No.270 727-734页 [查看摘要][在线阅读][下载 1891K]
  • 某石化污水处理厂碳排放量核算及预测

    刘冰蕊;魏艳丽;江思远;徐文;程修文;

    选取某石化污水处理厂作为研究案例,采用碳足迹法对该厂的碳排放量进行核算.运用长期能源可替代规划体系模型结合情景分析法,预测4种情景下该厂的未来碳排放量.结果表明,该厂的碳排放量在基准情景和低减排情景下均为逐年增加的趋势,在2060年分别增加118%和75%;中减排情景下,碳排放量出现先增加后减少的趋势,峰值出现于2025年,至2060年降低45%;高减排情景下,碳排放量急剧减少,至2050年又略微增加,至2060年降低约92%.

    2023年06期 v.59;No.270 735-739页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K]
  • 中国内、外流区湖泊与土壤有机碳沉积模式

    薛雅欣;李育;徐玲梅;段俊杰;高铭君;张占森;

    将中国分为内流区和外流区,结合第二次土壤普查数据和51个湖泊有机碳数据,对比分析内、外流区湖泊与土壤的有机碳沉积模式.结果表明,内流区与外流区呈现不同的有机碳沉积模式,内流区湖泊有机碳埋藏速率和土壤有机碳密度同步变化,呈现流域汇集型的有机碳沉积模式;东北部和西南部外流区土壤有机碳含量和密度较高,湖泊有机碳含量与沉积速率均较低,呈现原地沉积型的有机碳沉积模式;中东部外流区土壤有机碳数据低于其他区域,湖泊有机碳数据远高于其他区域,结合该区域密集的人类活动,将其有机碳沉积模式定义为人类活动影响型.中国内流区与外流区湖泊与土壤有机碳沉积模式差异较大,且外流区内部受不同因素影响呈现原地沉积型和人类活动影响型两种有机碳沉积模式.

    2023年06期 v.59;No.270 740-748页 [查看摘要][在线阅读][下载 1898K]
  • 宁夏地区不同土地利用类型的土壤有机碳特征及其影响因素

    高琳;张登山;龙怀玉;陈晓远;林昌华;

    以宁夏全区为研究对象,在不同土地利用类型(林地、耕地、草地、荒草地)布设121个土壤剖面,采集测定0~120 cm土层样品,研究宁夏不同土地利用类型下土壤有机碳(SOC)特征及其影响因素.结果表明,在0~120 cm剖面上, w(SOC)均值为5.49×10-3,变异系数达90.71%.林地w(SOC)均值为1.59×10-2,是耕地的2.81倍,草地的3.22倍,荒草地的4.79倍;不同土地利用类型的w(SOC)在0~30、 30~80、 80~120cm土层和0~120 cm剖面中均表现为林地>耕地>草地>荒草地,差异显著.林地SOC与全氮、全磷和阳离子交换量呈极显著性正相关,与pH呈极显著性负相关,耕地SOC与全氮、全磷、阳离子交换量和黏粒呈极显著性正相关,草地SOC与全氮、全磷和阳离子交换量呈极显著性正相关,与pH呈极显著性负相关,荒草地SOC与全氮呈极显著性正相关.不同土地利用类型w(SOC)的影响因素存在差异,全氮、全磷和阳离子交换量是影响宁夏SOC的关键土壤理化因子.宁夏不同土地利用类型的w(SOC)差异显著,且全氮、阳离子交换量和全磷对其影响贡献度较大.

    2023年06期 v.59;No.270 749-758页 [查看摘要][在线阅读][下载 2287K]

干旱半干旱区气候变化研究

  • 循环同化C波段雷达资料模拟贺兰山地区一次暴雨过程

    曹怡清;隆霄;李超;陈豫英;王号;郑景元;

    利用宁夏气象站资料和银川站多普勒雷达资料,对2017年6月4-5日贺兰山地区一次暴雨过程进行数值模拟和同化试验,对比分析不同雷达资料同化窗对初始场及暴雨强降水时段的降水量和落区分布的影响.结果表明,同化雷达资料后加强了初始场中500 hPa“东高西低”的环流形势,700 hPa东南急流的强度和范围明显增强. TS评分结果相比控制试验, 6 h循环同化试验RAD6模拟的降水量仅对10 mm降水阈值的模拟效果有改进; 12 h循环同化试验RAD12的结果对10、 25和50mm降水阈值的评分均有显著提高.循环同化12 h雷达反射率因子后模拟的云水、雨水含量更大,假相当位温逆温区的水平范围更广,层结不稳定性显著增大,强降水时段雷达反射率因子与雷达观测实况有较好的一致性, 700 hPa正涡度带的分布与雨带位置更加一致.

    2023年06期 v.59;No.270 759-769+777页 [查看摘要][在线阅读][下载 4063K]

地质灾害与防治

  • 泥石流沟谷地形的机载激光雷达点云滤波算法对比

    王泽华;甘淑;吕杰;杨在松;

    为探究不同滤波算法对泥石流沟谷复杂地形机载激光雷达点云数据处理的普适性,选取昆明市东川区大白泥河沟作为研究区,采用改进的渐进加密三角网滤波(IPTDF)、布料模拟滤波(CSF)、基于坡度的滤波(SBF)3种常用滤波算法对研究区内的15个样本机载激光雷达点云数据进行滤波试验,结合国际摄影测量和遥感学会提出的交叉表评价体系对滤波的结果进行量化分析,探究坡度、植被覆盖度两类因素与滤波精度之间的关系.结果表明,当地形平坦、坡度较小时(样本1、 2、6、 7、 10), IPTDF、 SBF和CSF算法的平均总误差分别为8.73%、 8.81%、 8.90%,数值上十分接近, 3种算法都能达到分类地面点的目的,当地形复杂,坡度较大时(样本5、 8、 9、 12、 14), IPTDF、 SBF和CSF算法的平均总误差分别为13.4%、 36.4%、 30.2%, CSF与SBF算法在地形复杂的陡壁区域精度较低, IPTDF算法平均总误差远低于其他两种算法,能够很好地适应泥石流沟谷的复杂地形地貌特征;研究区内坡度和植被覆盖度呈显著正相关,坡度和植被覆盖度对CSF和SBF的误差影响较为明显,各算法Ⅰ类误差和总误差整体上随着坡度的增大而增加,且在植被覆盖度近似的样本内,坡度越大的区域各算法总误差也越大.

    2023年06期 v.59;No.270 770-777页 [查看摘要][在线阅读][下载 2250K]
  • 泥石流堆积扇堵江溃决过程及堰塞坝堵江概率

    乔飞宇;李亚军;陈冠;孟兴民;杨云鹏;边世强;种艳;

    结合2020年构林坪溃决型泥石流模拟试验,分析泥石流堵江过程及河流侵蚀能力,提出堵江堰塞坝堵江概率判别标准,为泥石流堰塞坝工程治理提供参考.重新定义颗粒的面积相关形状系数及体积相关形状系数,可应用于各类不规则形体.从颗粒粒度角度得出泥石流堆积“粗颗粒物质快速移动沉积-细颗粒物质慢速被侵蚀”的特征;从堰塞坝堵江过程角度得出“堆积扇逐层沉积-河流薄弱侵蚀”特征;从沉积侵蚀速率角度得到构林坪流域堵江阈值,且当泥石流颗粒粒度较细时,泥石流沉积速率对该阈值的影响将显著提高,粒度较粗时,以河流侵蚀速率为主要因素.

    2023年06期 v.59;No.270 778-785页 [查看摘要][在线阅读][下载 2155K]
  • 基于高光谱特征波长选取的不同类型沉积岩识别方法

    王俊杰;袁希平;甘淑;胡琳;毕瑞;赵海龙;

    为快速无损地实现岩石类型精确识别,以禄丰阿纳恐龙山南缘为研究区,采集3类典型沉积岩样本(泥岩、砂岩和泥灰岩各21块),借助ASD FieldSpec3地物光谱仪获取样本在350~2 500 nm内的高光谱数据,对预处理后的原始光谱进行一阶微分和连续统去除变换,采用马氏距离对全波段光谱进行初步筛选,并使用竞争性自适应重加权算法进一步筛选特征波长,基于全波段和特征波长变量分别建立贝叶斯判别和经过粒子群算法优化的支持向量机识别模型.结果表明,马氏距离结合竞争性自适应重加权算法用来筛选特征波长能提高模型的识别准确率,有效剔除光谱中的冗余信息,其中基于连续统去除光谱构建的组合模型被选为最优沉积岩识别模型,其预测集识别准确率为0.952 4,输入模型的特征波长变量数只占全波段的1.6%.

    2023年06期 v.59;No.270 786-793页 [查看摘要][在线阅读][下载 2321K]
  • 裂隙岩体非饱和带水汽内循环特征

    余启明;宁立波;王泽远;聂振龙;朱谱成;

    为了解裂隙岩体内部水汽内循环(ICWV)特征规律,选择凤山采石场进行裂隙岩体温湿度监测,得到4个季节裂隙岩体非饱和带温湿度监测数据.对湿度数据进行横向及空间比对分析,结果表明,不同位置处的裂隙岩体非饱和带ICWV特征存在差异性,春季ICWV较为频繁,在孔深20~440cm均存在ICWV;夏季在岩体低处形成短时间的ICWV;秋季ICWV出现在岩体高处浅部;夏季和冬季在较高处,孔深20~100 cm ICWV频繁出现,并形成水汽的源汇项.春季在裂隙岩体内部形成湿度“异常分布区”,影响春季岩体ICWV规律.

    2023年06期 v.59;No.270 794-802页 [查看摘要][在线阅读][下载 3172K]

干旱环境下土遗址保护

  • 独乐寺观音像细泥层修复材料的性能

    秦立科;刘海峰;甄刚;贾甲;

    独乐寺十一面观音像表面开裂严重且部分细泥层脱落,在修补之前需对泥塑修补材料的合理成分进行确定.通过收缩试验和间接拉伸试验(巴西劈裂试验),分析修补材料中各成分对土样性能的影响,对影响机理进行分析.结果表明,砂子和麻丝能有效改善土的干缩性能,试样的线缩率随着含砂量和含麻量的增加而减小;麻纤维能有效改善土的拉伸力学性能,使土的破坏模式由脆性破坏转为韧性破坏;土样的抗拉强度随麻纤维含量的增加先升后降, 1%的麻含量可提高抗拉强度68%以上;麻丝含量不超过2%时,其在土中分布较均匀,与土体黏结密实,可显著增强土的抗拉强度;麻丝过量时因成团现象导致与土体的黏结面积减少,削弱了试样的抗拉强度.建议细泥层的修补土样配比约为含砂30%,含麻2%.

    2023年06期 v.59;No.270 803-811页 [查看摘要][在线阅读][下载 2621K]
  • 硫酸盐渍土抗剪强度的含盐量效应和结构效应

    李积锋;谢文斌;刘高;覃漭;

    为探讨含盐量对盐渍土抗剪强度的影响和结构效应,依托青海柴达木盆地某水资源配置工程,以级配和结构不同的粉质黏土类、砂质粉土类硫酸盐渍土为研究对象,通过室内三轴试验,分析两类盐渍土在不同硫酸盐含量和不同围压下的力学响应特征及变形特性,研究其抗剪强度参数随含盐量增加的变化规律,探讨硫酸盐渍土抗剪强度参数的含盐量效应和结构效应.结果表明,含盐量对盐渍土抗剪强度参数的影响存在阈值含盐量现象,即含盐量的影响具有分段性,两类盐渍土的黏聚力c和内摩擦角φ随含盐量的变化均呈相反的变化规律.以阈值含盐量为界,随着含盐量的增加,粉质黏土类盐渍土的c先减后增、φ先增后减;砂质粉土类盐渍土的c先增后减,φ先减后增.粉质黏土和砂质粉土在内部结构上的差异,导致土颗粒与盐分间的相互作用机理不同,使得抗剪强度参数对含盐量的变化表现出不同的响应规律,具有显著的结构效应.

    2023年06期 v.59;No.270 812-816+823页 [查看摘要][在线阅读][下载 1885K]

其他

  • ■-三角范畴上的n-Frobenius对

    李玲;陈文静;

    在■-三角范畴中引入左(右)n-Frobenius对和特殊的左(右)n-Frobenius对,研究其性质,讨论■-三角范畴中左(右)n-Frobenius对和右(左)n-余挠对之间的关系,给出■-三角范畴中特殊的左(右)nFrobenius对的一些等价刻画.

    2023年06期 v.59;No.270 817-823页 [查看摘要][在线阅读][下载 2117K]
  • 利用反向有限元方法测定高能重离子辐照反应堆压力容器钢的本构关系

    张国强;张宪龙;姜兴东;

    为获得离子辐照样品的本构关系,采用高能重离子结合能量衰减装置在A508-3钢样品中产生厚度53μm的准均匀损伤层,通过单轴拉伸实验获得未辐照钢的本构关系.利用小冲杆装置对直径3 mm的圆片状辐照样品进行测试获得样品的载荷-位移曲线(LDC).根据未辐照钢的本构关系构造一系列辐照层的本构关系并进行批量有限元模拟,得到对应的LDC.通过对比有限元模拟获得的LDC和小冲杆实验测试结果,获得材料辐照层的本构关系.采用纳米压痕实验验证了反向有限元计算得到的辐照硬化结果.

    2023年06期 v.59;No.270 824-829页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K]
  • 耦合腔阵列中基于里德堡相互作用调控的量子路由(英文)

    杨煦;刘磊;孟壮壮;谭磊;

    建立一个单光子路由器模型,由一个中心腔与作为量子通道的交叉耦合谐振腔波导耦合,中心腔中放置两个具有里德堡相互作用的原子.在经典光场的作用下,一个受Rydberg相互作用调节的三能级原子可被视为一个路由光子的量子发射器.两种Rydberg相互作用对透射光谱有不同的影响.两个不同频率的光子可以被路由,其中一个可通过控制里德堡相互作用和拉比频率关闭,一种频率的光子可以被转移.基于这些特性,该模型是一种实现多频率光子路由器的可行方案,可用于单光子器件的设计.

    2023年06期 v.59;No.270 830-837页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K]
  • 关节骨软骨仿生支架浸提液对种子细胞生物学特性的影响

    刘伟;王晨昱;常旭东;欧阳成伟;董燕;戴刚;李敏;

    为了观测自制胶原涂层羟基磷灰石纳米晶/聚磷酸钙纤维/L-聚乳酸基含“界层结构”仿生一体化关节骨软骨复合组织工程支架材料对种子细胞增殖活性及相关分化功能的影响,采用CCK-8、流式细胞仪检测及体外分化诱导培养,分别检测新型支架材料浸提液对人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)及人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)的增殖活性、凋亡及成骨、成软骨分化能力的影响;通过实时荧光定量PCR和Western blot检测细胞成骨及成软骨分化诱导后ALP、 Osterix、 Runx2、 COL1A1及COL2A1的mRNA和蛋白表达水平.结果显示,新型支架材料浸提液对hBMSCs及hUCMSCs的增殖活性及凋亡均无显著影响;体外分化诱导后均可呈现成骨及成软骨分化表型, 5种基因的mRNA和蛋白表达均显著上调;支架材料浸提液处理后,其成骨及成软骨分化能力更明显, 5种基因的mRNA和蛋白表达上调更显著.提示自制新型仿生一体化支架材料可保持hBMSCs及hUCMSCs种子细胞良好的增殖活性及成骨、成软骨分化功能.

    2023年06期 v.59;No.270 838-845页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K]
  • 逆境胁迫对拟南芥细胞质、叶绿体和细胞外ATP水平的影响

    李丽;达晓伟;张悦婧;杨红红;石珍珍;贾凌云;冯汉青;

    利用荧光共振能量转移的ATeam蛋白作为ATP生物传感器,建立检测拟南芥细胞质、叶绿体和细胞外ATP的检测体系,研究植物在不同非生物胁迫(NaCl、 PEG 6000和低温)下细胞质、叶绿体和细胞外ATP水平的变化.结果表明,在较高强度的胁迫(200 mmol/L NaCl、 10%~20%w(PEG6000)和0~4℃)下,细胞质ATP水平下降.在各水平PEG 6000胁迫下,叶绿体中ATP水平保持稳定; 10℃低温处理导致叶绿体中ATP水平升高, 200 mmol/L NaCl处理导致叶绿体ATP水平下降,其他强度的NaCl以及低温处理未显著改变叶绿体ATP水平.在中等强度的NaCl和PEG 6000胁迫(100 mmol/L NaCl和5%~10%w(PEG 6000))下,细胞外ATP水平升高; 4~10℃低温胁迫处理导致细胞外ATP水平下降.

    2023年06期 v.59;No.270 846-852页 [查看摘要][在线阅读][下载 1810K]