黄河流域2000—2020年土地沙漠化遥感监测及驱动力分析

黄河流域是国家生态安全的重要屏障,其沙漠化治理是夯实流域高质量发展基础的关键环节。在2000年以来中国北方沙漠化整体逆转的背景下,本研究对黄河流域2000—2020年的沙漠化过程进行了遥感监测,并采用定量方法揭示了驱动流域沙漠化过程的主要因素及其相对贡献率。结果表明：（1）黄河流域的沙漠化土地主要集聚在流域中上游,且以中度和重度沙漠化土地为主;2000—2020年流域沙漠化土地净减少7 529 km2,减少了5.6%,其中,极重度沙漠化土地持续减少了47.1%,而轻度、中度和重度沙漠化土地有所增加,且增加趋势于2010年后明显放缓;空间上,沙漠化土地进一步向流域上游缩聚。（2）沙漠化逆转区在流域内分布广泛,面积为35 542 km2,占比26.5%;沙漠化发展区分布相对零散,面积为2 823 km2,占比2.1%;沙漠化逆转与发展分别以向较其自身沙漠化程度轻一级和重一级的沙漠化土地的转移为主,且2010年后转移趋势同样明显放缓。（3）黄河流域2000—2020年的沙漠化动态区内,由气候变化和人类活动共同驱动的面积占比为89.67%,由单独的气候变化和单独人类活动驱动的面积占比分别为7....     

水平受荷桩的弹性有限元虚拟加载上限分析

基于将塑性上限分析等效为弹性迭代计算的总量虚拟加载上限分析理论,在商业化有限元软件ABAQUS中实现了弹性有限元虚拟加载上限方法（弹性有限元T-EMSD）。应用弹性有限元T-EMSD法分析了不排水黏土中的二维水平受荷桩,其获得的荷载-位移曲线与弹塑性有限元分析结果一致,其极限承载力与塑性解相近。在极限位移加载量下弹性有限元T-EMSD法对应的上限机构从弹性始速度场开始随迭代逐渐演化,迭代收敛后的速度场和解析塑性破坏机构相似。与其他基于可变强度概念（MSD）的方法相比,弹性有限元T-EMSD法对水平受荷桩桩身的分析具有更高的精度。弹性有限元T-EMSD法最大的优势在于可在计算中自然地获得塑性机构,因而可被用于研究一些塑性机构难以构造的复杂问题,并对弹塑性数值方法进行验证。     

渤南低凸起北坡坡折带特征及其沉积充填响应

渤南低凸起北部东二下段发育多种类型的沉积体,与坡折带的结构与演化密切相关。东二下段沉积时期,渤南低凸起北部斜坡带发育一个完整的坡折带沉积旋回：坡折带演化早期,即东二下段沉积早期,渤南低凸起北部斜坡上有断裂活动,斜坡坡度较大、起伏不平,发育一些古沟谷与洼地,其内堆积了近源碎屑物,在地震剖面上可见古沟谷内充填杂乱或蠕虫状地震反射体;坡折带演化晚期,即东二下段沉积晚期,伴随着准平原化斜坡被填低补齐,演变为沉积物的搬运通道,碎屑物借道斜坡被带到洼陷内部沉积,发育一系列高角度前积地震反射体。东二下段沉积早期斜坡内部古沟谷充填的杂乱或蠕虫状的地震反射体为近源快速堆积的产物,主要分布在第一坡折带内;东二下段沉积晚期洼陷内部发育的高角度前积地震反射体为远源沉积,主要分布在第二坡折带内。渤南低凸起北部斜坡带发育典型的坡折带演化旋回,空间上不同成因地震异常体从斜坡带向洼陷内转移,共同构成一组具有成因联系的坡折带-沉积复合体。     

潜水摄动有限元的随机数值模拟

潜水水流的动态随机模拟是一个复杂而难解决的问题.通过建立二维潜水非稳定流模拟的摄动随机有限元模型, 把控制方程的主要参数渗透系数和给水度随机变量、及源汇项和边界条件看作随机变量.在充分考虑4种随机因素的条件下, 推导出求解潜水二维非稳定流均值和方差的9个方程; 重点介绍了不同方程数值离散的特殊处理方法.通过设定理想例子对模拟结果进行了分析, 表明随机变量中边界条件值方差、渗透系数方差变化对水头方差变化的影响很小, 给水度方差的变化对水头方差的变化影响很大.本模型考虑因素全面, 对一般的潜水非稳定流随机模拟都可应用.本研究给出了边界、渗透系数、给水度的随机因素对潜水动态模拟的影响, 丰富和补充了地下水运动的随机理论.      

粤北石漠化过程土壤与植被变化及其相关性研究

粤北英德市岩背镇典型石漠化区在石漠化从轻度向极重度发展的过程中,土层厚度、土壤覆盖度和土壤有机碳含量均呈显著下降的趋势,土壤有机碳含量在石漠化初期下降幅度更大,而土层厚度、土壤覆盖度在石漠化发展的后期阶段下降程度更为明显;石灰岩植被随石漠化程度加重,向旱生和岩生方向演替,群落结构渐趋简单,植被盖度和现存生物量显著降低;除岩石裸露率与土层厚度、土被覆盖度、土壤有机碳、植被盖度和生物量都呈极显著的负相关关系外,其它各因子之间都呈显著性的正相关关系。     

38 ka以来海南岛东海岸风成沙的粒度特征及其反映的沉积环境演变过程

 木堆地层剖面是海南岛东海岸沙丘与丘间地沉积过程的典型记录。在对该剖面地层高密度采样和光释光定年的基础上,对风成沙及相关沉积物的粒度组成、粒度参数和概率累积曲线及粒度敏感指标（SC/D值）的分析表明,风成沙、弱沙质古土壤、风水两相沉积物和泻湖相沉积物的粒度特征各异,反映38 ka BP来海南岛东海岸沉积环境经历了阶段Ⅰ（38～22 ka BP）、阶段Ⅱ（22～17 ka BP）、阶段Ⅲ（17～10 ka BP）、阶段Ⅳ（10 ka BP至今）等4个演变阶段,气候环境经历了暖湿-暖干-暖湿-暖干-暖湿-干凉-温湿-波动-暖湿的演变,沉积环境也经历了泻湖沉积-沙丘与丘间地沉积-沙丘固定成壤-流沙沉积的演变过程。     

粤北石漠化地区植被退化及其与降雨截留量和土壤的相关性

在粤北石漠化地区运用面上调查、定位观测和模拟降雨试验相结合的方法,研究了石漠化地区植被退化特征及其与降雨截留量、土壤的相关性。结果表明：石漠化土地从轻度→中度→重度→极重度变化时,植物群落从草本+藤本+乔灌木→草本→苔藓变化,群落层片从4层→4层→2层→1层变化, 平均高度从87.06 cm→63.32 cm→42.13cm→6.21 cm变化,物种减少比例从0%→14%→46%→86%变化,植物优势种从黄连木+苎麻+黄荆+三裂叶野葛→黄连木+青蒿+野菊→五节芒+野古草+牛筋草→苔藓变化,Margalef丰富度指数从2.33 →2→1.25→0.33变化,Shannon-Wiener指数从2.96→2.31→1.94→0.42变化。植被退化特征与降雨和土壤理化性质都呈显著相关性。     

基于高光谱的民勤土壤盐分定量分析

土壤盐渍化是重要的生态环境问题,严重影响着干旱、半干旱区的农牧业及经济发展。高光谱遥感技术能够提供地物的连续光谱信息,易于分析细微差别,在定量研究土壤盐分含量方面具有较大优势。民勤县位于甘肃省石羊河流域下游,水力资源匮乏,盐渍化问题十分严峻。本研究基于实验室光谱数据,通过建立模型定量分析土壤盐分含量。首先对原始数据进行连续统去除（cn）预处理,然后分别建立了土壤盐分含量的高光谱指数模型（NDSI）、偏最小二乘回归模型（PLS）、间隔偏最小二乘法模型（iPLS）和反向间隔偏最小二乘法模型（BiPLS）,考察各种模型对土壤盐分的预测能力。对比分析发现,使用全部波段信息建模的PLS模型优于仅使用两个波段信息的NDSI模型,而iPLS和BiPLS模型通过选择特征波段进行建模,结果均好于全谱PLS模型。其中,BiPLS模型波段选择的能力优于iPLS模型,得出的模型结果最好,预测相对偏差RPD达到2.02,决定系数R²和模拟值与预测值线性回归的斜率分别为0.76和0.92,模型可以近似地预测土壤盐分含量。结果说明特征波段选择方法能够从大量数据中提取有效信息,简化模型,并获取比NDSI模型和全谱PLS模型更优的预测结果。这些研究对于使用高光谱数据定量分析土壤盐渍化有一定的意义。     

海南岛西海岸沙丘形成动力过程的风洞模拟试验

The western coast of Hainan Island exhibits a savanna landscape. Many types of sand dunes, including transverse dune ridges, longitudinal dune ridges, elliptical dunes, coppice dunes, and climbing dunes, are widely distributed in the coastal zone. In winter, high-frequency and high-energy NE winds (dominant winds) are prevalent, with a resultant drift direction (RDD) of S35.6°W. In spring, low-frequency and low-energy SW secondary winds prevail, with a RDD of N25.1°E. Wind tunnel simulations revealed that the airflow over the dune surface is the main factor controlling the erosion and deposition patterns of dune surfaces and the morphological development of dunes. In the region’s bidirectional wind en- vironment, with two seasonally distinct energy levels, the airflow over the surface of elliptical dunes, barchan dunes, and transverse dune ridges will exhibit a transverse pattern, whereas the airflow over longitudinal dunes ridges exhibits a lateral pattern and that over climbing dunes exhibits a climbing-circumfluent pattern. These patterns represent different dynamic processes. The coastal dunes on the western coast of Hainan Island are influenced by factors such as onshore winds, sand sources, coastal slopes, rivers, and forest shelter belts. The source of the sand that supplements these dunes particularly influences the development pattern: when there is more sand, the pattern shows positive equilibrium deposition between dune ridges and dunes; otherwise, it shows negative equilibrium deposition. The presence or absence of forest shelter belts also influences deposition and dune development patterns and transformation of dune forms. Coastal dunes and inland desert dunes experience similar dynamic processes, but the former have more diversified shapes and more complex formation mechanisms.     

粤北典型岩溶山区土地石漠化景观格局动态分析

利用1988年和2004年的2期TM遥感数据,在GIS和FRAGSTAT景观格局分析软件支持下,定量地分析粤北典型岩溶山区及其4县（市）的土地石漠化类型变化及其景观格局时空动态特征。结果表明：16 a来各种类型石漠化土地无论是在数量、面积和空间分布特征方面都发生了十分显著的变化,总面积减少721.67 km²,斑块数减少了1 900块;2004年粤北4县（市）石漠化土地的面积占各区的比例分别是:连州为3.33％、阳山为7.28％、英德为1.54％、乳源为5.11％;粤北及其4县（市）石漠化土地的总体景观空间格局动态变化趋势基本一致,但在程度上有所差异,均表现为景观异质性减弱,破碎度降低,而景观优势度增加;随着相关石漠化治理措施地开展,中度与重度石漠化土地成为研究区内重点关注区域,尤其在阳山与乳源,这种空间格局变化的特征更为明显。