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  • 2019年, 37卷, 第02期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 三峡水库消落带优势草本植物对土壤氮磷的吸收富集特征
    王正, 肖丽微, 谭秋霞, 田琳琳, 朱波
    2019, 37(02): 151-160. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000409
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    三峡水库消落带春夏出露,植物生长茂盛,可能拦蓄提取大量库区营养盐,研究消落带植物对氮磷养分的富集特征及其种间差异将为三峡消落带高效截污植被的筛选与重建提供重要基础数据。本文通过三峡水库消落带实地调研,采集典型草本植物,测定生物量和养分含量,计算富集系数和养分累积吸收量,从生态计量角度分析种间差异。结果表明,(1)三峡水库消落带优势植物主要为草本植物,优势草本植物有苍耳、青蒿、籽粒苋、铁线蕨、鬼针草、水蓼、稗草、空心莲子草、狗牙根、牛鞭草等。地上生物量的种间差异显著,苍耳和青蒿的地上生物量最高,铁线蕨地上生物量最低。(2)不同种类草本植物的氮磷吸收富集能力差异显著,苍耳和水蓼的氮富集系数最高;狗牙根和青蒿对磷的富集系数最高,苍耳和青蒿氮磷累积吸收量最高。另据植物对氮磷的富集系数、累积吸收量和其地上生物量,可将消落带草本植物分为5类:强氮磷富集型(苍耳和青蒿)、氮富集型(籽粒苋)、磷富集型(狗牙根)、弱磷富集型(水蓼和空心莲子草)、弱氮磷富集型(稗草、鬼针草、铁线蕨和牛鞭草)。(3)若仅考虑植物对消落带土壤(底泥)的养分吸收,强富集型和富集型植被具有更强的光合吸收提取效率,生态截污能力强,因此,消落带截污植被恢复草本可选苍耳、青蒿、籽粒苋、狗牙根等。
  • 川西甘孜州1961—2015年气温和降水时空变化特征研究
    梅静, 王建, 何亮, 张梦媛, 张志刚
    2019, 37(02): 161-172. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000410
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    位于青藏高原向四川盆地过渡地带的甘孜藏族自治州,分布有大面积的国家自然保护区和海洋性冰川,了解和分析该区域气候变化的时空趋势,对规划该地区旅游发展、环境保护和生态文明建设具有特别重要的意义。根据1961—2015年甘孜州11个站点的气温和降水数据,采用线性回归、距平分析、滑动平均、Mann-Kendall突变检验及样条函数插值的方法,对甘孜州55年气温和降水的时空变化进行研究。研究表明:甘孜州全年和各季气温都呈现显著上升趋势,全年气温变化倾向率为0.242℃/10 a,春、夏、秋、冬气温倾向率分别为0.176℃/10 a、0.211℃/10 a、0.211℃/10 a、0.368℃/10 a,冬季气温的增加最为显著。气温倾向率在区内空间差异很大,随着海拔升高,增温速率增大。甘孜州的降水总体虽递增,但增加的趋势并不显著,全年降水倾向率为11.22 mm/10 a,各季降水倾向率分别为5.23 mm/10 a、4.15 mm/10 a、1.68 mm/10 a、0.22 mm/10 a,春、夏季降水的增加对于年降水贡献最大。降水倾向率在空间上呈现由东向西逐渐减小的趋势,在西南边缘地区降水甚至出现负增长。总体而言,甘孜州气候有向暖湿化发展的态势,这种趋势在高海拔地区表现得更为明显。
  • 贵州高原不同地貌区和植被类型水分利用效率的时空分异特征
    张继, 周旭, 蒋啸, 杨江州, 罗雪
    2019, 37(02): 173-185. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000411
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    贵州高原具有少日照、多云雨和复杂下垫面的山地特殊气候和地形,准确探究该区域生态系统水分利用效率(WUE)的时空分异特征对进一步了解喀斯特地区碳水循环过程具有重要意义。本文气象站点数据用ANUSPLIN软件进行插值处理,与使用时间序列谐波分析法和质量控制文件重新构建高质量的MODIS-NDVI数据作为CASA模型的输入数据模拟植被NPP,再结合MOD16-ET数据估算WUE。综合利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和稳定性分析等统计方法,对贵州高原2000—2014年各地貌区、植被类型WUE的时空分异特征进行对比分析。研究表明:(1)研究区近15年来WUE均值和趋势的空间格局都呈西部高于东部的特点, WUE趋势呈显著增加态势(R~2=0.63,P<0.001)。(2)从各地貌区来看,多年WUE均值排序为:断陷盆地>岩溶峡谷>峰丛洼地>非喀斯特地貌>岩溶高原>岩溶槽谷,其中断陷盆地和岩溶峡谷呈显著(P<0.05)增加趋势。(3)从不同植被类型来看, WUE大小呈混交林>阔叶林>耕地>针叶林>草地>灌丛排序。针叶林和灌丛变异系数(CV)值较高,但前者对气候波动的抵挡能力更强,增加速率更快。草地CV值最低,变化速率最慢,不易受气候波动的影响。由于退耕还林等生态工程的实施效果显著,使耕地WUE的变化速率最快。
  • 丘陵区典型小流域地下水化学特征与补给来源分析
    刘皓雯, 秦伟, 高美荣, 陆文, 唐家良
    2019, 37(02): 186-197. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000412
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    川中紫色土丘陵区频发的季节性干旱严重制约区域农村经济和社会可持续发展。地下水是丘陵区农村居民饮用和灌溉的主要水源,但迄今该区域地下水补给循环过程的相关研究报道极少。本研究选取盐亭大兴小流域(480 hm~2)为典型小流域进行综合水文观测与取样,比较了小流域内浅层地下水(2口泉水、14口井水)在不同覆被条件下雨季和旱季的水化学特征(包括D、~(18)O)及水岩作用过程,并通过氯离子平衡法和二元混合模型法对比分析区域降水补给地下水规律。结果表明:(1)研究区内浅层地下水水化学类型为HCO_3·SO_4-Ca,主要控制因素为岩石风化水解;(2)由地下水同位素峰值响应特征可知该区域浅层地下水对雨季降水补给响应时间约为50～85 d;雨季浅层地下水交换作用比旱季强烈;(3)氯离子平衡法受人为干扰较大,计算结果可能偏小,二元混合模型法未包含更多水源,计算结果可能偏大;(4)优化估算结果表明浅层地下水全年接受降水补给率在12%～38%间变化,雨季单次降水补给地下水比例在4.3%～58.0%间变化。本研究通过揭示丘陵区浅层地下水水化学性质变化规律,初步估算了浅层地下水补给来源及比例,可为区域地下水资源评估提供科学基础。
  • 黑河上游山地土壤容重分布特征及影响因素
    张梦旭, 刘蔚, 朱猛, 杨林山, 李若麟
    2019, 37(02): 198-205. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000413
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    土壤容重不仅可用作计算土壤持水力和导水性,也是估算土壤养分和碳储量的重要变量。野外测定土壤容重一般费时费力,特别是在地形复杂的山区,因此山地土壤容重在国内外大多数清查数据库中缺失。本文以黑河上游山地为例,基于野外调查的124个土壤剖面,研究了山地土壤容重的空间分布特征及影响因素。结果表明:黑河上游山地0～10 cm和0～60 cm土壤容重分别为0.91±0.02 g·cm~(-3)和1.04±0.01 g·cm~(-3);不同植被类型下,高山寒漠容重最大,山地森林最小。随着土壤深度的增加,容重呈幂函数递增;随着土壤有机质含量的增加,容重呈指数递减。区域上,黑河上游从西北到东南,容重呈递减趋势,从高海拔到低海拔,容重呈先减小后增大趋势。主成分分析(PCA)和一般线性模型(GLM)表明,与土壤容重相关的环境因子中,海拔是影响土壤表层容重的第一主成分,土壤有机质含量是第二主成分,黏粒含量和大于2.0 mm砾石含量分别为第三、四主成分。第一、二、三、四主成分分别解释土壤容重空间变异的24.00%、29.40%、0.01%、6.20%。
  • 四川省北川湔江流向演化过程研究
    陈浩, 李勇
    2019, 37(02): 206-213. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000414
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    前人对北川湔江袭夺湾位置的争议引发了对古湔江流向演化模式的争议。通过对断裂构造的水系响应方式的研究并辅以河流地貌证据,表明湔江的流向演化经历了银屏口分水岭迁移的主动袭夺过程和新构造运动造成湔江改道的被动袭夺过程,都坝河与通口河近似直角的交汇端应为袭夺湾的准确位置。具体来说,沿断裂发育的古都坝河在曲山镇附近首先注入古湔江,通口河溯源侵蚀切穿银屏口分水岭,古都坝河上游河段被通口河袭夺后改道注入通口河,古都坝河下游河段成为断头河。随后,因构造隆升而南流受阻的古湔江在曲山镇附近改道,水流沿已成断头河的古都坝河下段河道注入通口河。计算表明,北川湔江由古流向向现代流向转变的时期大致为距今970 ka的早更新世晚期。
  • 红层盆地岩性差异对丹霞地貌发育的控制
    刘鑫, 郭福生, 陈留勤, 李馨敏, 刘富军
    2019, 37(02): 214-221. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000415
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    陆相红层盆地的岩性在横向上和纵向上都有比较明显的变化,导致发育的丹霞地貌形态迥异。本文以赣东北信江盆地、粤北丹霞盆地、陕北地区为例,采用对比分析、数值模拟等研究手段,总结了红层盆地中常见的岩石及地貌类型,提出岩性在丹霞地貌坡面演化过程中的关键作用。在信江盆地中,龙虎山、龟峰等挺拔高耸的山峰主要发育在盆地南缘的河口组厚层砾岩中,而盆地中部贵溪、弋阳地区的近圆形山丘则产在塘边组大型交错层理风成砂岩中;与其类似,丹霞山的赤壁陡崖主要发育在丹霞组厚层砾岩夹风成砂岩中;相反,陕北地区波浪状地貌主要发育在洛河组风成砂岩中。利用河道-山坡综合地形演化(CHILD)地貌模拟软件,假设在同样的构造抬升和河流侵蚀作用下,分别模拟了细砂岩、细砾岩、中砾岩构成的山体坡面的演化过程。模拟结果显示,细砂岩山体易形成较为平缓的坡面,中砾岩易形成陡峻崖壁和巷谷,而介于二者之间的细砾岩则形成较为明显的沟壑系统。CHILD模拟结果与实地观测一致。因此,红层岩性差异在丹霞地貌演化过程中扮演了重要的角色,也是未来地貌定量模拟研究中需要考虑的关键因素。
  • 桂东南容县花岗岩残积土粒度分形与物理参数的关系
    廖丽萍, 文海涛, 赵艳林, 杨云川, 陈立华
    2019, 37(02): 222-229. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000416
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    桂东南容县花岗岩残积土滑坡灾害频发。为明确残积土粒度组成以便揭示滑坡形成机制,文中基于花岗岩残积土的土工试验数据和详查资料,利用分形理论揭示四个深度(0～30 cm、30～50 cm、50～70 cm、滑动面(1～3 m))土体粒度分形特征与颗粒含量、物理性质参数的关系。结果表明:(1)花岗岩残积土主要由细砾(粒径2～5 mm)和砂粒(粒径0.075～2 mm)组成,粒度分布在无标度区间[0.075,5]内具有一重分形特征;(2)残积土平均分形维数由大即小依次是:D_(50-70)(2.7244)>D_(滑动面)(2.6910)>D_(0-30)(2.6893)>D_(30-50)(2.6480);(3)分形维数与粉砂含量呈极显著正相关,正相关性随深度增加而增大,与细砾和粗砂含量呈负相关性,即分形维数越大,粉砂含量越高,而细砾和粗砂含量越低;(4)D_(30-50)、D_(滑动面)与渗透系数、干密度呈显著负相关。
  • 青海高原干旱时空分异特征及发生风险研究
    李红梅, 周秉荣, 申红艳, 肖宏斌
    2019, 37(02): 230-239. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000417
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    青海省干旱灾害具有发生频繁、影响范围大、持续时间长的特点,严重影响本省农牧业生产,对其发生、分布及出现风险进行研究,成果对降低农业生产风险、水利工程布局建设有很好的参考作用。本文通过修正Penman公式中辐射计算模型,定义青海省干燥度干旱指标,将干旱划分为重旱、中旱、轻旱、无旱四级,对青海省1960—2010年的干旱年际变化趋势及空间分布特征进行分析。构造月干旱发生风险指数,以5月份为例对青海省月干旱发生风险进行了评估。主要结论如下:(1)1961—2010年,青海省年干旱程度以重旱与中旱为主,50年来重旱次数呈现极显著减少趋势;无旱次数呈显著的增加趋势;轻旱与中旱次数无明显变化趋势。冬季干旱以重旱为主;春季重旱减弱,轻旱增加;夏季重旱显著减少,无旱次数显著增加;秋季重旱趋稳。(2)柴达木盆地为重旱高发区;青海省东南部久治、河南、班玛等地为无旱或轻旱主要影响区;祁连山区、东部农业区及青南称多、玉树等地受轻、中旱影响较大。(3)5月份,重旱在三江源的东南部、祁连山区、环青海湖区、东部农业区出现可能性低;中旱高风险区位于柴达木的大柴旦、德令哈、乌兰、都兰及小唐古拉山、治多区域;轻旱高风险区域包括天峻、祁连、环湖区域大部分、东部农业区大部分地区及三江源的杂多、玉树、兴海等地。
  • 基于证据权模型的川藏铁路加查——朗县段滑坡易发性评价
    郭长宝, 唐杰, 吴瑞安, 任三绍
    2019, 37(02): 240-251. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000418
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    川藏铁路加查至朗县段地处西藏自治区东南部,该区新构造活动强烈,地质构造复杂且历史强震频发,一系列大型—巨型滑坡在该区密集分布。本文基于滑坡遥感解译和野外地质灾害调查,建立了川藏铁路加查—朗县段的滑坡空间数据库,选取高程、坡度、坡向、平面曲率、地层岩性、距河流距离、距断裂带距离、距道路距离、植被归一化指数(NDVI)以及年平均降雨量等10个滑坡影响因子,基于ArcGIS软件平台和证据权模型,进行滑坡易发性评价。根据滑坡易发性指数(LSI)的分布特征,结合野外地质调查的认识,将研究区内的滑坡易发程度划分为4个级别,即极高易发区、高易发区、中易发区和低易发区,分别占研究区总面积的17.43%、22.64%、32.21%和27.72%。分析表明,极高易发区和高易发区主要分布在人类工程活动较多的研究区西南部,沿着雅鲁藏布江及其支流呈带状分布,中、低易发区主要分布在植被覆盖率较高、人类工程活动相对较少的东北部。极高易发区和高易发区内发育的滑坡数量约占已调查识别滑坡总数的88%,研究结果与已知滑坡的分布情况较吻合,采用成功率曲线对易发性评价结果进行检验,正确率达到了83%,具有较高的精度。易发性评价结果较好地反映了研究区内滑坡发育分布现状,可以为该区重大工程规划建设和防灾减灾提供理论指导和参考依据。
  • 2000—2017年湖南省土地耕作适宜性、气候生产潜力与LUCC过程动态特征
    王继人, 钟昌标, 王玲玲, 莫宏伟
    2019, 37(02): 252-262. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000419
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    定量分析土地耕作适宜性、气候生产潜力与土地利用/土地覆盖变化(LUCC)的动态特征是科学规划土地利用、有效保护耕地资源的基础。本文基于湖南省气候、土地覆被、地形等数据,采用气候生产潜力估算和趋势分析方法,以300 m×300 m栅格为计算单元,获得湖南省2000—2017年耕地气候生产潜力的变化趋势,并分析湖南省土地耕作适宜性、气候生产潜力与LUCC过程的关系。结果显示:湖南省最适宜耕作的土地主要分布在北部平原、中部和南部盆地、丘陵区,气候生产潜力为19 530～40 375 kg/ha,整体呈现东南部高西北部低。北纬28°以南的中部、中东部丘陵盆地区,是土地耕作适宜性和气候生产潜力组合最好的区域。86.5%的新增人造地表为最适宜耕作的耕地,说明新增人造地表主要以牺牲优良的耕地为代价。气候变化、气候生产潜力变化与LUCC过程密切相关,LUCC过程中流向耕地多为气候生产潜力增加区,而耕地转为林地等土地类型则属于气候生产潜力下降区,指示气候变化在驱动不同类型土地相互转变中的作用。上述结果可望为湖南省土地规划整治及山地资源开发等提供决策参考。
  • 山区聚落与耕地空间耦合关系研究——以北川县为例
    武锋强, 王青, 莫才健, 邹强
    2019, 37(02): 263-270. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000420
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    探究山区聚落与耕地间的耦合关系,对山区聚落重构与农业发展具有重要意义。本文采用核密度法、局部空间自相关、Ripley’ k函数和聚耕比指数等方法定量分析了北川县山区聚落与耕地在数量与质量上的空间特征。结果表明:1)北川县聚落属于典型的山区农业聚落,且多为离散型或小规模群体性聚落,加之受地形因素影响,多属于平行于等高线的台阶式聚落。2)由多距离空间聚集指数可看出,小尺度下的聚落聚集特性并不明显,多数聚落呈离散性。3)北川县域聚落与耕地空间分布关系密切,聚落分布呈显著的"耕地指向性",聚耕比指数差异明显,呈由西北向东南逐渐增大的分布趋势。4)北川县域耕地质量等级较低,但耕地分布空间同质性较好,"高—高"质量耕地,与"低—低"质量耕地具有明显的聚集特性。本文在传统的以分析聚落与耕地数量关系为中心的基础上,加入耕地质量分析,较全面地反映聚落与耕地的空间耦合关系,为聚落与耕地关系的整体认知提供了新的思路。
  • 农村居民点时空变化特征及影响因素分析——以宁波市象山县为例
    田鹏, 李加林, 史小丽, 王丽佳, 刘瑞清
    2019, 37(02): 271-283. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000421
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    分析农村居民点时空变迁及其影响因素,有利于了解农村居民点变化的内在机理,加快新农村建设、改造和乡村振兴的步伐。本文基于象山县1990—2015年6期土地利用数据,利用土地利用动态度、景观格局指数、平均最邻近指数、核密度分析等模型方法,探析象山县农村居民点的时空变化特征和驱动因子。结果表明:(1)农村居民点面积不断增长,其速度先下降后增加,农村居民点扩展以块状扩展为主,其次为分散扩展、条带状扩展。(2)农村居民点向耕地和其他建设用地转移,耕地作为主要补充来源。农村居民点形态趋于规则,其平均斑块形状指数和分维数值呈波动下降趋势,聚集度值增加了2.62%。(3)农村居民点集聚趋势明显,其核密度最高值上升,高值区域靠近城镇。核密度空间分布随时间变化较小,都呈现中部高南北低的特征,且南部地区核密度略高于北部地区。(4)农村居民点趋向于布局在高程和坡度较小、靠近城镇中心,并有相应道路联系的区域,其他影响农村居民点布局的因素还包括农村人口和农村政策等。
  • 西藏自治区加查县拉岗村高位远程滑坡全貌图
    郭长宝
    2019, 37(02): 283.
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    <正>川藏铁路加查至朗县段地处西藏自治区东南部,该区新构造活动强烈,地质构造复杂且发育一系列大型-巨型滑坡,其中在加查县拉岗村沿雅鲁藏布江断裂发育一高位远程滑坡,该滑坡面积达2. 95 km2,体积约3. 6×107 m3,最大水平滑动距离3050 m,滑坡顶部与堆积体前缘高差965 m,高位远程滑坡具有体积大、运动速度快、滑动距离远和破坏力强等特点。
  • 基于DEM的山地地理可照时数空间分布估算统计模型——以重庆为例
    李军, 赵玉竹, 邓梅
    2019, 37(02): 284-294. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000422
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    为了建立合理、准确且便于估算和应用的山地地理可照时数空间分布模型,本文以重庆为例,首先利用分布式模型估算了30 a平均年和各月可照时数,并利用基于气象行业标准得到的理论值进行了验证;其次,以栅格单元为统计样本,建立了基于地形尺度的可照时数估算的统计模型。结果表明:(1)基于分布式模型的模拟结果具有较高可信度,除10月外,其他各月和年的相对误差均小于10%,且东北和东南部的相对误差较中西部高。(2)西部方山丘陵区的可照时数高,中部平行岭谷区次之,东北和东南部低。冬季可照时数的空间异质性最大,夏季次之,春秋季接近,均较小。(3)各月和年可照时数与主要地理和地形因子之间的相关关系均表现为极显著性,各月复相关系数在0.7929～0.8277,年复相关系数为0.8522。(4)重庆可照时数估算统计模型在一定程度上简化了分布式模型的计算步骤和计算量,便于其应用,并可为其他地区估算可照时数提供方法参考。
  • 基于遗传算法的反倾层状岩质边坡极限分析上限解
    徐青松, 刘兴荣, 王东坡, 欧阳朝军
    2019, 37(02): 295-302. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000423
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    倾倒破坏是反倾层状边坡主要的失稳类型之一,而当反倾层状边坡内存在软弱夹层、外倾结构面等因素时,传统的纯剪断或纯折断破坏将不再适用,如何有效地建立一种该类型边坡的稳定性分析方法对边坡工程设计显得尤为重要。在此基础上,本文针对反倾层状岩质边坡平动-转动组合破坏问题,利用塑性极限分析上限定理,结合相关联流动法则和变形协调条件建立容许运动场,构建考虑平动加转动的岩质边坡稳定性极限分析理论计算模型,进一步采用遗传优化算法进行全局极值搜索,得到基于遗传算法的平动加转动岩质边坡极限分析稳定性系数上限解和相应的最优折断面。采用该方法与改进的Goodman-Bray方法进行对比,计算结果表明所提方法具有一定的适用性。同时利用该方法,对反倾岩质边坡的稳定性影响因素进行了敏感性分析。