基于SPEI的渭河流域干旱时空变化特征分析

以标准化降水蒸散指数（SPEI）作为评估指标，基于渭河流域28个气象站点1961—2017年实测降水量和气温数据，采用Mann-Kendall（M-K）趋势检验、经验正交函数以及小波变换等方法分析渭河流域干旱时空变化特征，并研究渭河流域干旱与6种大尺度气候因子之间的相关关系，进一步探讨主要气候因子对流域干旱时空分布特征的潜在影响。研究表明：渭河流域在1961—2017年间整体呈现出变旱的趋势。通过经验正交函数分解，渭河流域干旱分布场主要有3种典型模态类型，分别为全局型、西北—东南反向分布型以及东—西反向分布型；同时，大尺度气候因子南方涛动指数SOI与流域干旱分布场具有更好的相关关系，对该区域内干旱变化有较强的影响。     

黑河中游夏季昼夜水汽同位素特征及水汽来源分析

基于2012年6~8月的实测水汽同位素数据及相关气象数据，对黑河中游夏季昼夜的同位素基本特征、水汽来源方向及潜在蒸发源地进行了研究。结果表明：空气水汽线斜率白天大于夜晚和水汽过量氘值白天大于夜晚，综合说明白天局地蒸发较夜晚强烈；夏季受西风水汽影响显著。其中，6月主要受西风水汽和北冰洋水汽影响，7、8月主要受西风水汽和东南方向水汽影响，且8月受东南方向水汽影响最为明显；水汽运移路径上下垫面地形和气压带移动会影响水汽后向轨迹高度，西北方向上水汽输送通道较顺畅，风速较大，有利于水汽的输送；水汽蒸发源地主要集中在研究区周围及以东、以北部，其次是西北部。绿洲是主要的水汽蒸发源地，其次是城市和河流，白天较夜晚局地蒸发强烈且面积大。     

基于 SRP 概念模型的祁连山地区生态脆弱性评价

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度（SRP）概念模型，从地形、气候、植被和社会经济 因子选取 8 个评价指标，利用遥感和 GIS 技术，采用主成分分析方法求取权重，对祁连山地区启动 水源涵养区生态环境保护和综合治理规划研究前后近 10 a 的生态脆弱性程度进行系统、定量地评 估，旨在揭示生态脆弱性的分布特征、时空演变及动因，为区域生态保护、资源利用和可持续发展 提供参考。结果表明：（1）从研究区生态脆弱性分布来看，祁连山地区主要以轻度和重度脆弱为 主，脆弱性程度从西北向东南地区逐渐减弱，西北地区植被覆盖度小，海拔高，生态环境较为恶劣 是导致脆弱性程度较高的原因；（2）祁连山地区 3 期生态脆弱程度呈逐渐下降趋势，综合指数分别 为 3.307、3.118 和 3.103；2005 年 生 态 脆 弱 性 较 高 ，极 度 脆 弱 面 积 为 28 610 km²，2010 年 下 降 为 11 723 km²，2015 年降低为 6 174 km²，极度脆弱面积逐渐减少；（3）从祁连山地区生态脆弱性演变动 因来看，8 个指标对生态脆弱性影响均较为显著，但在不同的时间影响程度各不相同，2005—2015 年 3 期数据中对生态脆弱性影响最大的均为植被指数，降水次之，地形因子影响最小。总体来看， 近年来祁连山地区生态脆弱性程度有所降低，但仍然需要加强保护力度，促进生态环境可持续 发展。     

全球盐湖卤水锂矿床的分布特征及其控制因素

盐湖卤水锂资源占全球锂矿总储量的78%,是全球最重要的一种锂矿床类型。研究并总结了全球盐湖卤水型锂矿床的分布特征、物质来源以及成矿规律,并提出了盐湖卤水型锂矿床成矿模型。研究发现,卤水型锂矿床的形成均受控于新构造运动、封闭-半封闭的低洼汇水盆地以及极端干旱的气候条件等因素,所有卤水型锂矿床均与新生代地质水热活动有密切关联,成矿物质特别是锂元素主要来源于火山喷发岩,经热泉水、温泉水以及大气降水等的水-岩作用后迁移富集。     

柴达木盆地尕斯库勒湖区盐生植物改良土壤盐渍化效应及其贡献评价

在柴达木盆地尕斯库勒盐湖区,通过对芦苇、赖草、海韭菜、无脉苔草、洽草、盐地风毛菊、羊齿天门冬、小花棘豆和白刺9种盐生植物生长区土壤容重、含水量、全盐量、pH值、全氮、速效钾、速效磷进行测试分析,研究其对盐渍化土壤的改良效果。试验结果表明:9种盐生植物均可降低土壤容重、全盐量和pH值,提高土壤含水量,其平均全盐量较裸地降低了3.79%~85.40%,平均降低幅度为44.99%,小花棘豆降低土壤容重相对较为显著(17.39%),无脉苔草相对较差(1.37%)；盐地风毛菊降低土壤pH值的能力相对较强(5.11%),羊齿天门冬相对较弱；赖草提高土壤含水量相对较为显著(26.05%),白刺相对较差(1.85%)。9种盐生植物可不同程度增加土壤全氮含量,且随取样深度增加全氮含量呈逐渐降低的变化趋势；9种盐生植物坡面地表以下垂直方向0~20 cm土体速效磷含量表现出增加趋势,其中在地表以下20~50 cm位置速效磷含量增加相对较为显著,土体速效磷含量增加的程度由大至小依次为:小花棘豆、赖草、无脉苔草、海韭菜、白刺、羊齿天门冬、芦苇、洽草和盐地风毛菊。研究结果对于利用盐生植物防治土壤盐渍化,以及进一步提高土壤可持续利用有实际价值。     

柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特性

深入探讨了柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特征。研究结果显示,研究区土壤总黑碳含量范围为0.50～6.79 g/kg,平均值达到1.64 g/kg;土壤烟炱组分黑碳含量范围为0.50～4.75 g/kg,平均值达到1.144 g/kg;气溶胶黑碳含量范围为0.34～4.92μg/m~3,平均值达到0.98μg/m~3。柴达木盆地盐湖区盐湖资源的大量开采和工业化生产等可能造成该地区黑碳大量排放。盐湖区土壤黑碳稳定碳同位素值(δ~(13)C_(BC))在-25.33‰～-23.46‰之间变化,平均值为-24.21‰,表明该地区土壤黑碳来源可能受C_3植物和化石燃料来源的共同影响。首次运用逃逸系数探讨了柴达木盆地盐湖区黑碳土气交换行为,结果表明研究区黑碳土气交换行为确实存在,但存在一定程度的模拟不确定性。     

黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质差异

为了揭示黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质的差异,于2018年7月25日~8月2日,在湿地公园内,在天然芦苇(Phragmites australis)沼泽、林地、旱田和水田中设置采样地,采集不同深度(0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm)的土壤样品,测定土壤样品的物理、化学和生物指标。研究结果表明,白渔泡国家湿地公园不同采样地土壤指标存在差异;与天然芦苇沼泽土壤相比,其它采样地土壤的含水量明显偏低,土壤全氮、全磷、碱解氮和有机质含量都明显偏小,水田土壤速效磷含量偏大;天然芦苇沼泽土壤脲酶、硝酸还原酶、纤维素酶、蛋白酶和β-葡萄糖苷酶活性都高于林地和农田土壤,水田0~10 cm和10~20 cm深度土壤的硝酸还原酶活性显著高于旱田和林地;与天然芦苇沼泽土壤相比,旱田土壤小于0.25 mm的小团聚体含量偏大,而其它采样地土壤的各粒级团聚体的比例变化较小,水田土壤团聚体平均重量直径比天然芦苇沼泽和旱田土壤低。     

空间分析与生物地球化学循环:西藏林周县大骨节病患病村与非患病村的比较研究

西藏林周县是我国大骨节病(KBD)患病较为严重的地区之一,本文将林周县作为研究区,通过使用地理探测器(GeoDetector)量化分析KBD患病率风险因子的影响,并使用环境化学方法验证空间分析结果。通过对10个潜在影响因子的分析以及对当地KBD患病村和非患病村的土壤-水-粮食-人这一生物地球化学循环的环境化学分析,结果表明:(1)林周县KBD由一组多重且交互作用的环境影响因子共同作用影响,其中最重要的控制因子是地层因子;(2)所有环境介质(土壤、水、谷物)及人体组织中的硒元素浓度在KBD患病区均低于非患病区;(3)当地居民对硒和铬的摄入严重不足,尤其是KBD患病村中居民硒元素平均日摄入量(ADD)大约仅为世界卫生组织(WHO)建议的成人基本摄入量下限的4%;(4)我们推测,当地居民患病主要是由于地层这一影响因子,这是由于通过生态系统的迁移转化导致当地人口严重硒缺乏,最终导致地方性生物地球化学硒缺乏。     

基于EEMD和ARIMA的海温预测模型研究

类型丰富、时空分辨率高的海洋探测数据,为信号分解和机器学习算法的应用提供了可能。本文针对如何建立有效的海温预测模型这一问题,使用高时空分辨率的海表温度(SST)融合产品,引入信号处理领域的集合经验模态分解(EEMD)和机器学习领域的自回归积分滑动平均模型(ARIMA)。首先利用最适于分解自然信号的EEMD方法,将海温数据分解成多个确定频率的序列;再利用ARIMA分别对各个频率的序列进行预测,最后将各个序列的预测结果进行组合。该方法在丰富数据的支撑下,比以往直接使用海温数据所建立的预测模型精度更高,为更好地进行海温预测提供了新方法。