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  • 2019年, 37卷, 第06期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 太行山油松人工林土壤微团聚体变化特征及其影响因素
    张文旭, 李建红, 郭灵辉, 高江波
    2019, 37(06): 797-807. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000470
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    土壤微团聚体是土壤水分和养分保储与释供的关键载体。本研究以太行山绿化先锋树种油松人工林为研究对象,基于空间代替时间序列的思想,综合采用分形维数(D)、特征微团聚体组成比例(PCM)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)等指标分析油松人工林恢复过程中土壤微团聚体的变化特征,探讨土壤微团聚体变化特征与土壤养分之间的定量关系。结果表明:随着油松人工林恢复,0.25～0.05 mm粒级土壤微团聚体含量先增加后减少,而<0.02 mm粒级土壤微团聚体含量减少后增加。33～49 a油松人工林土壤微团聚体PCM、D分别增加65.57%和3.44%,而MWD与GMD分别减小约26%和33%。不同恢复年限土壤微团聚体D与MWD、GMD及PCM显著相关,而且与碱解氮和全磷相关紧密,说明D在一定程度上能够反映土壤颗粒的粒径分布状况及土壤养分状况,可作为表征土壤结构稳定性及土壤肥力的一个重要指标。
  • 甘肃夏季降水同位素云下二次蒸发效应
    周苏娥, 张明军, 王圣杰, 周盼盼, 车彦军
    2019, 37(06): 808-817. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000471
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    降水中稳定同位素值会因雨滴降落过程中受到云下二次蒸发的影响而发生变化,研究雨滴云下二次蒸发对利用降水氢氧稳定同位素解释水循环过程具有重要意义。本文利用2017年6月—8月甘肃74个地面气象站逐小时观测资料与10个高空气象站定时观测资料,基于改进的Stewart模型(分层假设)深入研究了甘肃夏季降水同位素的云下二次蒸发。结果表明:(1)甘肃各分区的云下二次蒸发存在明显的时间变化,从月尺度看,Δd(d-excess变化量)均值在陇南山地和甘南高原均为7月最小,在陇中黄土高原和河西地区均为6月最小;从小时尺度看,Δd值在2:00～15:00这一时间段较小,且甘南高原的Δd均值变化幅度最大。(2)从空间来看,陇中黄土高原、甘南高原(除舟曲)、陇南山地(除文县)和河西地区(除马鬃山、酒泉和武威)Δd均值分别>-15‰,而陇中黄土高原的Δd均值最高。(3)不同分区蒸发剩余比(f)和Δd的线性关系的斜率均超过1‰/%,这可能与甘肃的气候有关。(4)当气温较高,降水量、相对湿度和雨滴直径较小时,云下二次蒸发效应明显。
  • 金佛山西坡气温的垂直变化特征
    周礼华, 黄力, 钱深华, 李莉, 杨永川
    2019, 37(06): 818-827. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000472
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    山地气温的实测数据是相关学科极其重要的基础资料,其垂直变化特征是研究山地气温的重要内容之一。本研究使用HOBO Onset自动温度记录仪于2017年6月—2018年6月对重庆金佛山西坡14个海拔高度的气温进行30 min间隔的连续监测,分析了金佛山西坡气温的时序差异和垂直变化规律。结果如下:(1)金佛山西坡年平均气温直减率为0.53℃/100 m,气温直减率的月份间差异较小;(2)平均最高气温、平均最低气温及年平均气温随海拔升高而线性降低,极端高温沿海拔梯度的变化不明显;(3)月平均日较差随海拔升高呈二次曲线变化;(4)日平均气温≥0℃、≥5℃和≥10℃的积温随海拔升高而降低,积温递减率几乎相同(约184.2℃/100 m),相应积温持续天数随海拔升高以平均5 d/100 m的速率递减;(5)各监测点实测气温较气温地理分布模型求得的气温值偏小,而较基于WorldClim数据库所得的插值气温整体偏大。
  • 北方土石山区石堰梯田的水土保持作用
    米琦, 詹天宇, 何楷迪, 孙建, 罗璐
    2019, 37(06): 828-838. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000473
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    北方土石山区的石堰梯田土地管理模式被认为能够有效地保持水土、提升土壤地力、增加农田生产力,但是该模式的具体水保效益以及生态学机制尚不清楚。因此,本文以河北涉县旱作石堰梯田为研究区,利用GIS和RS技术,以及修正的通用土壤流失方程(RUSLE)估算了研究区2000—2005年、2006—2011年和2012—2017年三个阶段的石堰梯田土壤侵蚀量和保持量,得到了研究区土壤侵蚀量的空间分布特征,并通过原位观测实验对研究区石堰梯田的水土保持措施因子P进行校正。结果表明:石堰梯田区的水土保持能力良好,相较自然条件(无耕作措施),可减少泥沙流失量91.5%左右。此外,石堰梯田系统的土壤侵蚀量低于林地和草地的土壤侵蚀量。就区域尺度而言,2000—2005年、2006—2011年和2012—2017年三个时期的年均土壤侵蚀模数分别为14 925、9495和82 783 t·km~(-2)·a~(-1)。根据土壤侵蚀的分类分级标准(SL19090),石堰梯田系统基本为微度或轻度侵蚀。由于石堰梯田耦合了花椒树边际种植模式,其土壤保持量也远高于其他土地利用方式。研究成果将为雨养农业生产和山区生态环境保护提供参考。
  • 江西宜黄盆地丹霞地貌特征分析
    汪震, 姜勇彪
    2019, 37(06): 839-847+942. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000474
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    系统性定量化的丹霞地貌特征研究目前较少,利用新遥感数据和定量方法分析丹霞地貌特征,能进一步查明丹霞地貌特征,探索新数据和方法的应用价值。本文通过实地调查、利用数字高程模型和哨兵2A遥感影像,结合定量化方法系统分析江西宜黄盆地的丹霞地貌特征。结果表明,通过哨兵2A彩色波段组合,识别出8处丹霞地貌分布区,与实地调查结果吻合,哨兵2A用于小范围红层盆地内丹霞地貌特征不明显区域识别精度较好。通过面积高程积分法定量化分析红层和丹霞地貌的演化阶段,发现整体红层分布区的积分值为0.22,积分曲线呈下凹形,主要为老年早期;丹霞地貌区的积分值在0.40～0.51之间,积分曲线呈上凹下凸的"S"形,主要为壮年晚期,与实际地貌演化阶段相符,说明面积高程积分法对丹霞地貌的演化阶段有较好的指示作用。本文研究将为哨兵2A在地质方面的应用提供参考,为面积高程积分法在丹霞地貌演化阶段方面的应用提供借鉴。
  • 干湿循环作用下加砂对红土抗剪强度及微结构特性的影响
    梁谏杰, 张祖莲, 黄英, 袁强
    2019, 37(06): 848-857. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000475
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    本文通过直剪试验、干湿循环试验和数理统计分析相结合的方法,研究干湿循环条件下,加砂比例变化对云南红土抗剪强度及微结构特性的影响,为云南红土在实际工程中的应用提供参考。结果表明:(1)当干湿循环次数一定时,随加砂比例的增大,红土内摩擦角非线性增加,黏聚力非线性减小;抗剪强度呈减小-增大-减小的波动变化趋势,且在加砂比例约10%左右存在极大值。(2)当加砂比例分别为0、5%、10%和15%时,随干湿循环次数的增加,红土内摩擦角降幅依次为22.8%、30.9%、19.9%、32.6%;黏聚力降幅依次为26.6%、29.2%、17.3%、37.7%;抗剪强度降幅依次为:23.6%、25.6%、18.7%、28.2%。红土颗粒数量降幅依次为35.7%、28.1%、22.7%、20%;孔隙率增幅依次为40.4%、36.5%、28.9%、23.6%;孔隙面积增幅依次为50.8%、42.9%、35.5%、30.7%。(3)干湿循环与加砂会改变红土微结构,其中定向度与定向分维数两个微结构参数与红土黏聚力的变化关系较为紧密;平均圆形度、孔隙面积、孔隙率等微结构参数对内摩擦角的影响较为显著。这些微结构参数与红土黏聚力和内摩擦角均为负相关,相关系数最高为-0.972,最低为-0.928。干湿循环、加砂比例对红土微结构及抗剪强度有显著影响。
  • 诱发滑坡的多尺度降雨特征
    徐辉, 刘海知
    2019, 37(06): 858-867. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000476
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    在全球气候变暖背景下,极端性降水导致滑坡泥石流等自然灾害频发,关于降水与地质灾害之间的关系引起公众广泛的关注。本研究在对降水过程进行定量化划分的基础上研究滑坡发生与降水之间的关系,基于全国气象台站的地面降水观测资料,对2658例滑坡事件中的前期降水量、本场激发降水量、极端性降水量等不同时间尺度的降水特征进行了系统性的统计分析。结果表明:绝大部分的滑坡事件都属于前期有效降水主导型;前期降雨在导致滑坡的各个因素中占主导性地位;滑坡灾害发生前10 d特别是前5 d的降雨是导致滑坡发生的关键因素,而且降水产生时间与滑坡事件发生时间相隔越长,其在诱发滑坡事件发生的过程中的作用也越小;本场激发降雨是诱发滑坡事件发生重要的影响因素,持续时间大多集中在6 h之内,且以强度大、时间集中为特点的短时降水为主;极端性降水也是导致滑坡事件的关键诱发因素,大部分滑坡事件中的前15 d有效降水量和当日本场降水量在历史同期降水序列中均超过第90百分位数,具有明显的极端性特征。本研究从全国的视角来系统性地分析研究滑坡与降雨之间的关系,将为全国范围内的滑坡地质灾害预警提供参考。
  • 基于宽度学习模型的泥石流灾害预报
    徐根祺, 李丽敏, 温宗周, 刘德阳, 程少康
    2019, 37(06): 868-878. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000477
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    在泥石流灾害预报模型研究中,科学确定泥石流灾害影响因子及保证模型较高的预报准确率和快速的训练速度是关键问题,也是泥石流灾害预报预警和防灾减灾的重要基础。本研究针对目前泥石流预报模型输入数据维度较大和训练时间较长的问题,采用快速多个主成分并行提取算法(Fast multiple principle components extraction algorithm,FMPCE),选取出6个泥石流灾害影响因子,包括降雨量、山坡坡度、沟床比降、相对高差、土壤含水率和孔隙水压力。基于宽度学习(Broad learning,BL)算法,以泥石流影响因子为输入,泥石流发生概率为输出,构建了泥石流预报模型,并用矩阵随机近似奇异值分解(矩阵随机近似SVD)对模型进行了优化,将优化后宽度学习模型的预报结果与梯度下降法优化的BP神经网络预报模型(GD-BP)、基于支持向量机的预报模型(SVM)、宽度学习预报模型(BL)的结果进行对比,同时,通过输入数据集的扩展,从训练时间上对不同模型进行比较。结果表明,优化宽度学习泥石流灾害预报模型的预报准确率为93.52%,较GD-BP模型、SVM模型和BL模型的预报准确率分别高出1.60%、1.15%和0.03%;优化宽度学习泥石流灾害预报模型的训练时间为0.9039s,较GD-BP模型、SVM模型和BL模型的训练时间分别节省了25.3867 s、17.2620 s和0.8974 s。本研究说明宽度学习算法可以用于对泥石流灾害的发生概率进行预报,同时也可为泥石流预报的实际应用提供新的思路。
  • 云南省A级旅游景区空间演化特征及其驱动机制
    陆保一, 张恩伟, 明庆忠, 刘萌萌
    2019, 37(06): 879-890. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000478
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    探究A级旅游景区的空间演化特征及其驱动机制,对促进区域旅游健康发展具有重要意义。本研究以云南省为研究案例,综合运用最邻近指数、核密度分析、趋势分析和地理探测器等方法,对其A级旅游景区的空间分布类型、分布密度、分异趋势及驱动机制进行探讨。研究表明:(1)云南省A级旅游景区发展具有明显的阶段性特征,景区在空间上呈典型的集聚型分布,其集聚程度随时间的变化不断增强;(2)景区分布密度总体提升,空间分布特征最终呈现"核心—边缘"式空间结构,空间组织形态表现出沿区域行政中心及交通干线的趋向性,景区分布的方向性差异较为明显;(3)景区在东西方向的分异趋势显著,南北方向的空间异质性相对不明显,其增速表现出明显的空间指向性特征,滇中、滇南及滇东地区的市州为A级旅游景区发展优势区;(4)景区空间组织结构变化受自然要素、人文要素、资源禀赋和政策调控的综合驱动,旅游资源属性的差异决定了不同类别景区在自然要素影响下表现出相异的分布特征,不同等级景区受人文要素、资源禀赋及政策调控的作用强度有所不同。本研究可为优化云南省旅游景区空间结构、促进旅游景区可持续发展、提升旅游景区发展的品牌效应提供参考。
  • 泥石流综合防治工程构建旅游品牌的优势分析与价值评估:以新疆天山天池风景区为例
    陈明丽, 黄成敏, 张勇
    2019, 37(06): 891-898. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000479
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    开展山区风景名胜区内泥石流防治工程对景区自然环境和景区旅游品牌的影响研究,对促进景区旅游业可持续发展具有重要意义。本文以新疆天山天池上游三工河流域泥石流灾害综合治理工程为例,剖析以该工程为核心的高山湿地公园产生的附加旅游品牌特色与优势,并对该工程产生的品牌效益进行定量评估。分析表明:(1)以拦沙坝为主体的天池高山湿地公园,可作为天池风景区的附加景点和附加品牌,该附加品牌具有品牌依附和叠加效应等优势,可以丰富天山天池的旅游资源。(2)应用基于泥石流灾害的旅游风景区品牌价值评估公式,估算因泥石流综合防治工程修建而挽回的品牌价值损失,得出实现的品牌效益为24 930万元,而泥石流工程治理投入9841万元,即旅游品牌的效益产出与工程投入比为2.5∶1。研究表明风景区的泥石流综合防治工程有利于防灾减灾、环境保护与旅游资源开发利用的多赢,对促进风景区的地质灾害防治与旅游业的可持续发展具有重要意义。
  • 四川省旅游发展与旅游公共服务匹配关系
    李嵘, 邓伟, 彭立
    2019, 37(06): 899-909. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000480
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    开展旅游资源丰度、旅游业绩效和表征旅游接待能力的旅游公共服务能力的量化研究,对三者空间分布特征与匹配关系进行分析,可以揭示地区旅游发展的问题,为旅游发展量化研究提供测度方法。本研究以四川省178个典型区县为研究对象,构建旅游资源丰度指数、旅游业绩效指数和旅游公共服务配套指数指标体系,利用大数据弥补传统旅游统计数据的不足,采用核密度法和空间自相关模型对三类指标空间分布及匹配特征进行分析。结果表明:(1)旅游资源丰度、旅游业绩效和旅游公共服务能力在空间分布上呈较强集聚性;(2)旅游业绩效受资源丰度和旅游公共服务的影响,资源丰度指数越大,旅游绩效随公共服务能力增长的速率越快;(3)四川省71.91%的区县属于三者匹配不平衡状态,低丰度—高公共服务—低绩效、中丰度—中公共服务—低绩效是匹配不平衡的主要类型。本研究所构建的指标体系及研究结果,能够科学表征旅游资源丰度、旅游业绩效和旅游公共服务配套三者匹配关系,对准确定位旅游资源开发、优化旅游公共服务和推动旅游产业协调及可持续发展具有重要意义。
  • 山区旅游地空间结构演变规律及规划优化
    邓良凯, 黄勇, 石亚灵, 万丹, 郭凯睿
    2019, 37(06): 910-922. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000481
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    探究山区旅游地空间结构演变规律对于促进经济欠发达地区的旅游发展具有重要意义。本文以川西北高原为研究对象,运用复杂网络分析法构建川西北高原多时段旅游流网络模型,通过计算节点强度、联系强度、网络腹地等指标研究山区旅游地的空间结构演变规律和演变模式,并提出规划优化策略。研究发现:(1)受山区地形阻隔的影响,不同等级旅游地的空间分布由"集聚"状态演变为"集聚—破碎"状态;(2)以稻城—亚丁和新都桥—丹巴为代表的主要和次要旅游联系轴线网络化状态越发明显;(3)以新都桥、色达、马尔康为代表的核心旅游地组团空间范围呈现出扩张、稳定、收缩三种不同的演变态势。基于此,提炼山区旅游地空间结构"树状—串联状—环状网络"的演变模式,提出川西北高原旅游地"三横三纵多中心多组团"的空间结构优化策略。本研究可为山区旅游地空间结构研究提供参考。
  • 祁连山TRMM降水数据降尺度不同方法比较研究
    沈思民, 赵军, 刘佳茹, 赵彦军
    2019, 37(06): 923-931. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000482
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    降水数据对研究山区陆面过程、水文模型、生态模型至关重要,而山区地形复杂降水数据获取困难,且TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)降水数据空间分辨率难以进行小尺度区域降水研究。本文以祁连山为研究区,应用2005—2016年的TRMM降水数据,从不同时间尺度对TRMM降水数据在祁连山的适用性进行分析,利用多元逐步回归模型、地理加权回归模型、随机森林模型三种降尺度方法,分别建立了降水与高程、植被指数、纬度、经度、坡度、坡向的关系,获得1 km高分辨率的TRMM降尺度数据,并通过对比三种模型的降尺度结果来选取适用于祁连山的降尺度方法。结果表明:(1)TRMM降水数据适用于祁连山。TRMM降水数据和实测数据在不同时间尺度上具有显著的相关性,年、季、月相关系数分别为0.88、0.92、0.88。(2)三种降尺度模型都能有效地获得1 km高分辨率的TRMM降尺度数据,其中随机森林模型更适用于获取祁连山TRMM降尺度降水数据。(3)相比于原始TRMM降水数据,随机森林模型降尺度结果整体偏小,同时具有更高的空间分辨率和更小的偏差。本研究可以为进一步获取西部山地高空间分辨降水数据和开展水文研究提供参考与借鉴。
  • 宜宾长宁M_S6.0级地震诱发地质灾害应急调查
    张跃跃, 罗永红, 王运生, 赵波, 朱兴貌
    2019, 37(06): 932-942. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000483
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    2019年6月17日四川省宜宾市长宁县发生M_S6.0级地震。对震中双河镇开展野外应急调查,查明了此次地震诱发地质灾害的发育特征,并开展了环境噪声测试。调查发现,此次地震诱发地质灾害主要有崩塌、滑坡、路基破坏(沉陷或隆起)、屋基沉降、地表裂缝或塌陷、粉土液化等类型,且地质灾害主要沿北西向、北东向两条断裂地表破裂带沿线分布;地震诱发斜坡场地动力效应产生的崩塌、滑坡规模较小且发育密度较低,断层活动导致地表同震破裂产生地表裂缝、塌陷及喷水冒泥砂等震害;典型灾害点的水平与竖向谱比(HVSR)放大系数高于一般测试场地,且以高频放大为主(>10 Hz),与斜坡靠近活动断层带附近的高频振动产生共振效应导致破坏密切相关;研究区测点的南北分量(NS)放大值普遍高于东西分量(EW),具有明显的方向效应,与调查区开挖公路边坡所形成的临空方向密切相关。调查结果可为震区的灾害评估、震后救援、灾区重建和灾害治理提供科学指导。
  • 宜宾长宁M_S6.0级地震斜坡动力响应特征
    金刚, 王运生, 史丙新, 罗越, 明伟庭
    2019, 37(06): 943-954. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000484
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    地震作用下,山体发生同震地质灾害,在山体特定部位相对集中,破坏程度较大。目前学术界多采取物理模型实验和数值模拟研究这一现象,较少地采取天然地震下记录到的山体地震动响应数据进行分析。长宁M_S6.0级主震以及M_S5.4级余震触发了布置在石棉南垭河两岸的3台强震监测仪,通过分析记录到的地震数据,结果表明:(1)震级的绝对大小决定了同一监测点峰值加速度和阿里亚斯强度(Arias Intensity)的大小,即呈正相关;(2)覆盖层场地在水平向对地震波能量表现为较为明显的低频放大效应和高频衰减效应,而在垂直向则不明显;(3)覆盖层场地水平方向特征周期远大于基岩场地;(4)山脊部位对地震具有明显的放大效应,表现为山脊处的水平向峰值加速度与阿里亚斯强度的放大;(5)覆盖层场地在三分量上均对峰值加速度和阿里亚斯强度均有放大,尤其是对阿里亚斯强度的放大最为显著。但是放大效应在水平向上要远强于垂直向;(6)地震动响应规律具有极强的方向性,水平向放大效应远强于垂直向。本研究为川西北高烈度山区地震危险性评价提供依据和参考。