基于高光谱遥感的新疆北疆地区土壤砂粒含量反演研究

 土壤砂粒含量是表征土壤质量的重要指标,探索建立基于高光谱遥感的区域土壤砂粒含量反演方法对区域土壤质量监测具有重要意义。通过野外采集的高光谱数据与MODIS影像相结合,遴选出土壤砂粒含量的敏感波段与反演方程,进行干旱区裸地土壤砂粒含量遥感反演研究。结果表明：430 nm为土壤砂粒含量的敏感波段,原始光谱经变换后的数值与土壤砂粒含量的相关系数在430 nm处达到最大值0.76;基于MODIS第3波段中心波长460 nm处的土壤原始光谱的反演精度最高,达到89.30%,与实际情况吻合较好,表明MODIS第3波段可以应用于干旱区裸地土壤砂粒含量的遥感反演。     

豫西黄土中砂粒含量及其环境意义

研究表明,豫西黄土中含有大量的砂粒组分(> 63 μm),地域特定的地貌造成三门峡、扣马黄土中砂粒含量的增加。扣马剖面记录了自1.2 Ma来砂粒百分含量的变化过程,在我国气候逐步恶化的总体环境下,区域地貌的改变叠加在全球变化之上。随着黄河的下切,大量松散堆积物暴露于大气环境中,为冬季风提供了丰富粉尘物源,汾渭盆地、三门峡盆地、黄河两岸滩地、沙滩以及两岸山地是豫西黄土砂粒的主要源区之一。     

饱和砂土动力液化到渗流液化过程探讨

根据饱和砂土地层地震液化现象及饱和砂土动力学试验所观察到的现象，本文从砂粒－孔隙水两相介质相互作用的角度出发，研究饱和砂土在振动荷载作用下的液化过程和机制。研究结果表明，饱和砂土受振，砂粒相对滑动并重新排列，孔隙率降低，孔隙水受压产生超静孔水压力并不断增大，部分孔隙水挤出渗流，隙水渗流对砂粒产生渗流压力。渗流压力与超静孔隙水压力迭加，形成的上托力等于或大于砂粒水中重力时，砂粒在隙水中处于悬浮状态。此时，饱和砂土宏观上表现为液态。为此，根据下沉砂粒与向上渗流孔隙水之间相对运动过程中的动力作用特征，建立了描述饱和砂土液化过程的模型和液化判据。     

基于高光谱的河套灌区农田表层土壤质地反演研究

以河套灌区解放闸灌域农田表层0～10 cm土壤为研究对象,研究风干土样的不同粒级含量与光谱特性关系,遴选出反映土壤粘粒、粉粒、砂粒含量各自敏感的光谱波段,分别建立土壤粘粒、粉粒、砂粒含量与敏感波段的一元线性回归模型和BP神经网络模型,模型验证结果表明:土壤粘粒、粉粒、砂粒含量的一元回归模型与BP神经网络模型精度基本一致,且都在85％以上.该研究结果可为应用高光谱遥感图像大范围识别河套灌区的土壤质地提供理论依据.     

干旱区土壤小麦根系界面Pb、Ni行为的环境影响——以甘肃省白银市区污灌耕作土为例

对大田环境土壤小麦根系体系Pb、Ni行为环境影响的调查研究表明:同种元素的影响程度最大,共存元素对Pb、Ni行为的影响多表现为协同效应;Pb、Ni由土壤向根系迁移的趋势较弱;pH值、粘粒及粗粉砂粒含量与根系Pb含量呈负相关,P和砂粒含量与根系Pb含量呈正相关,其它分析因子值与根系Pb含量不相关;粗粉砂粒组成与根系Ni含量呈负相关,砂粒组成与根系Ni含量呈正相关,其它分析因子值与根系Ni含量不相关。多元逐步回归分析表明:Pb是影响根系同种元素吸收的主要因子,而Ni不是。     

干旱区土壤小麦根系界面Pb、Ni行为的环境影响—以甘肃省白银市区污灌耕作土为例

对大田环境土壤小麦根系体系Pb、Ni行为环境影响的调查研究表明：同种元素的影响程度最大，共存元素对Pb、Ni行为的影响多表现为协同效应；Pb、Ni由土壤向根系迁移的趋势较弱；pH值、粘粒及粗粉砂含量与根系Pb含量呈负相关，P和砂粒含量与根系Pb含量呈正相关，其它分析因子值与根系Pb含量不相关；粗粉砂粒组成与根系Ni含量呈负相关，砂粒组成与根系Ni含量呈正相关，其它分析因子值与根系Ni含量不相关。多元逐步回归分析表明：Pb是影响根系同种元素吸收的主要因子，而Ni不是。     

藏北高寒草原土壤粒径分布分形维数特征

基于样带采样方法,应用土壤颗粒的体积分布计算了藏北高寒草原44个土壤样品的粒径分布分形。结果显示,研究区的土壤质地主要是砂土、壤质砂土和砂质壤土,其所占比例分别为29.55%、38.64%和27.27%。分形维数介于1.979~2.743,均值为2.492。随着土壤质地向壤土、粉壤土、砂质壤土、壤质砂土、砂土的变化,分形维数逐渐增小;研究区土壤中砂粒、粉粒和粘粒的平均含量为77.65%,18.2%和4.15%,粉粒和粘粒变异程度高。土壤粒径分形维数与土壤颗粒含量之间的关系显著,其与砂粒含量呈负相关,而与粉粒和粘粒含量呈正相关。研究结果表明:土壤粒径分布分形维数可以作为判断藏北高寒草原土壤质地差异的重要指标。     

罗布泊地区红柳沙包纹层沙粒度特征与环境指示意义

通过对罗布泊西南缘一个红柳沙包的132个清晰沉积纹层沙物质特征分析表明:所有沉积纹层沙物质均以细砂为主,占42.54～91.82%,其中1871-1874年纹层砂粒最细,1903-1910年纹层砂粒最粗;沙物质粒径分布在0.044～0.283mm之间,平均值0.095mm,中值粒径0.083mm;所有纹层沙物质的分选性都很好,分选系数分布在0.04～0.06之间,平均值0.05;偏态值分布在0.14～0.35之间,平均值0.19;峰态值分布在1.03～1.17之间,平均值1.13;沙物质粒度分维值分布在1.39～2.88之间,平均值2.80。除沙层厚度外,粒级组成、粒度特征参数、粒级分布曲线以及粒度累计概率曲线等也有较明确的环境指示意义。     

汾渭盆地黄土剖面0.9 Ma前后的粒度突变及其环境意义

 通过对汾渭盆地老庄黄土剖面的古地磁、磁化率、粒度分析,认为该剖面具有1.2 Ma以来的完整风成沉积系列。该剖面最为显著的特点为其粒度组成中粗粒组分含量较高,自L9（对应年龄约为0.9 Ma）以来粒度突然变粗并且地层中共发育了11层厚度较大的埋藏古风成砂,研究区远离沙漠,黄土中的砂粒及风成砂是近源搬运造成的,其中黄河河漫滩是其砂粒的主要供给源。这一特点显示汾渭盆地在距今0.9 Ma以来气候显著变干,冰期时发生严重土地沙漠化,这可能是汾渭盆地对中更新世气候转型的响应,还可能与当时青藏高原急剧隆升而激发的亚洲内陆干旱化加剧有关。     

粤北岩溶山地土壤垂直渗漏与粒度变化特征

选择广东粤北连南两个典型岩溶山地剖面,调查了剖面裂隙、漏斗等的垂直分布特征,采样分析了土壤粒度垂向变化。结果表明：碳酸盐岩的构造运动、差异风化和溶蚀等形成的裂隙、漏斗和孔穴在降水入渗、土壤自重力和溶蚀作用下成为土壤地下迁移的通道;漏斗、裂隙及孔穴主要分布在0-10 m的范围,根据横断面调查计算,漏斗土壤占整个断面面积的23.1%-28.1%,裂隙土占整个断面面积的5.3%-8.9%,孔穴土占0.16%,土壤面积占整个剖面面积的28.4%-37.16%。在漏斗和裂隙中土壤颗粒物以粗粉沙和砂粒为主,次为粘粒和细粉沙,随深度增加砂粒含量降低,粘粒含量总体呈增加趋势但其变化与漏斗和裂隙底部形态、角度、宽度等有关;土壤粒度分布特征证明岩溶山地土壤存在水平和垂直两个运移过程以及地表侵蚀、土壤细粒物质下渗和土壤细粒物质堆积三个迁移阶段。     

北魏以前科尔沁沙地的变迁

根据考古发掘文物和史籍记裁, 对科尔沁沙地北魏(公元534年前)以前的变迁进行探讨。科尔沁沙地人类活动始于8-9千年前新石器时代早期, 当时农牧业规模小, 构不成对环境影响。后经红山文化、夏家店文化, 自然景观仍属疏林草原和森林草原相同, 进入夏家店上层文化期, 才在一些河流沿岸和个别地区呈带状或块状流沙分布。战国时期得到恢复。魏晋及其以后一段时间里, 又出观过一次沙漠化过程, 史书第一次记载了科尔沁沙地的流沙出现。主要分布在西拉木伦河下游以南、老哈河沿岸和西辽河局部地带。总体上, 还处于疏林草原的景观。     

禹门口南黄河东岸沙丘初步研究

在禹门口南山西省河津、万荣县境内黄河阶地上发育了一些固定、半固定沙丘,注入黄河的汾河将这些沙丘分成了南北两部分。北部的沙丘多在海拔400m左右,高出现代黄河约35m,位于黄河的第二级阶地上,由两条南北向的沙垄和两垄之间分布的抛物线形沙丘构成特殊的景观。这些抛物线形沙丘一般高度约7~8m,背风面突出,迎风坡坡度一般为15°~20°,背风坡坡度一般大于40°。风沙堆积下伏的河流堆积物的¹⁴C年龄为26.40±0.8kaBP,表明沙丘形成于距今26ka以来。南部沙丘海拔高度近500m,高出现代黄河水面150m,覆盖于黄河第三级阶地之上。一个天然剖面揭示,第三阶地的底部为黄色中粗砂与灰绿色粉砂粘土互层,中部为灰黄色黄土,顶部为黄色风沙层。在黄土地层中可以识别出S₁古土壤和位于风沙堆积下面的可能为L₁SS₁的弱成土层。由此推断风沙堆积于距今3万a以来。黄河阶地上的沙丘是在特殊的地区和特定的时期;强大的风力、丰富的沙源和气候变干条件下形成的。虽然东岸沙丘已是固定、半固定沙丘,但沙化仍然是该地区的一个问题。由于3~4a前开始在丘前洼地栽种苹果树,破坏了下风向沙丘迎风面的植被,造成了原来已固定沙丘的活化,在沙丘顶部生成了新的小抛物线形沙丘,高度大于1 m。沙丘上裸露的树根指示表土已被侵蚀0.3 m。南部沙丘区的风蚀作用也很强,例如,万荣县裴庄乡西范村北一片柿树林的树根由于风蚀已经裸露1.2 m。     

滦河以北海岸风成砂沉积的初步研究

本文根据1977-1982,1985年滦河以北沿岸的钻探和天然剖面调查资料,分析研究该区沙丘的类型和特征,风沙沉积的地层层位、沉积特征及沉积过程,认为海岸主沙丘是由陆向海和由岸向海运动的两组沙丘相遇而成,其上又生成新的沙丘。根据¹⁴C测年资料,初步确定该区风成沙丘开始形成的时代,并研究风成沙与河流沙、海滩沙的主要区别及海岸和内陆风成沙沉积的辨认依据。     

40年来长江九江河段河道演变及其趋势预测

利用地理信息系统(GIS)与数字高程模型(DEM)技术定量模拟40年来九江河段冲淤演变过程,结果表明: 1963~1972年总体表现为淤积,淤积量为6.505 hm³,平均淤积速率为0.65 hm³/a。1972~2002年总体表现为冲刷,冲刷量为20.720 hm³,平均年冲刷率为1.036 hm³/a。1963~2002年九江河床总体表现为冲刷,冲刷量为14.977 hm³。2003年与1963年比较,河床淤积区域主要分布在九江河道上段近南岸区域,中下段河道的中间区域;冲刷区域主要分布在九江河道上段的中间及近北岸区域,中下段河道两岸的近岸区域。中下段南岸的不断刷深和南偏对九江的防洪带来更大的压力。     

基于遥感的中国北方风沙地貌类型分析

风沙地貌在我国有广泛的分布,特别在北方,对区域生态安全、社会经济发展有重大影响。为了了解我国风沙地貌最新状况,通过解译2000~2002年的Landsat7 ETM影像,建立了我国风沙地貌类型数据库。对北方风沙地貌的分析表明:1.我国北方风沙地貌主要分布在新疆、内蒙古、青海、宁夏、甘肃、陕西、吉林、黑龙江8省区,其中以新疆、内蒙古的面积最广、地貌类型最丰富;2.类型多样性上,干旱区沙漠的地貌类型远比半干旱区的沙地丰富,其中有些类型分布普遍,还有些类型仅仅局限于特定区域,是在特定的风力、风向、植被等作用下形成的;3.沙丘动态上,沙漠除古尔班通古特与乌兰布和沙漠以固定、半固定为主外其他都以流动为主,沙地沙丘则以固定、半固定状态占优势。本文从沙丘形态类型角度分析了我国风沙地貌的最新特征,具有定位、定量特点,所建数据库不仅能用于风沙地貌的定期遥感监测,还能对沙丘形态演化进行定位监测研究。     

末次盛冰期以来库布齐沙漠环境变化

中国北方季风边缘区沙漠/沙地如何响应气候变化及其反馈研究对于理解干旱半干旱地区现代地表过程及其未来环境演变趋势有重要的科学意义.库布齐沙漠作为中国北方季风边缘区中东部唯一的以流动、半流动为主的沙漠,现代地表景观与周围沙地(如毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地等)明显不同.晚第四纪以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环...     

青海湖东岸的风沙堆积

风沙堆积和风成沙丘的发育在分布上服从于两条规律, 一条是地带性规律, 即绝大多数沙漠均分布于干旱地区, 或在副热带高压带及其产生的信风带, 或在温带干旱大陆中心, 另一条是非地带性规律, 即在某些非干旱区域如河流、海岸或湖泊的沙质滨岸地带, 只要有一定的风力条件也可形成风沙堆积。     

青海湖西岸风成沙丘特征及成因

沙漠化是青海湖周围生态环境恶化中一个非常突出的问题,尤其湖西岸沙丘是近十多年来才形成的风沙堆积,并逐年扩大,已成为青海湖区第二大风沙堆积区。通过对青海湖西岸沙丘的分布、形态、物源及粒度特征的分析,对其形成进行了研究,并对布哈河三角洲的形成发育与沙漠化之间的关系进行了初步探讨。认为河流的自然摆动和截直造成了该三角洲东北缘的停止发育,加之气候的持续干旱和严重的鼠害,是导致研究区土地沙化、沙漠面积不断扩大的一个主要因素。     

黄河上游玛曲地区风沙地貌的类型及其分布

 玛曲草原是著名的高原牧场,也是黄河上游重要的水源涵养地,通过卫星影像分析和实地观测数据,对其风沙地貌进行分类,以期为沙化草地治理提供参考。玛曲沙化草地的风沙地貌可分为4级17类。横向沙丘(新月形沙丘)主要分布在河岸和黄河的一级或二级阶地上,单个的新月形沙丘最大高度可达12 m, 64%的新月形沙丘迎风坡走向与当地起沙风向一致。分布在古河道或古三角洲的流动和半流动纵向沙丘(沙垄)高度小于3 m,51%的沙垄走向与当地起沙风向相同。低山上的沙垄和沙片出现在山顶或其阳坡,地形过渡带形成风蚀坎。风蚀洼地与固定和半固定沙地伴生,60%左右的风蚀洼地横切面为不规则椭圆和马蹄形;其深度与长轴呈正比例函数关系。古(现代)沉积物提供了丰富的沙源,大风、冻融、土层的岩性差异、脆弱的植被、人类过渡干扰和微地形促成了玛曲草地沙化和风沙地貌分异。通过对风沙地貌分类、分析,提出了以保护草皮免受破坏,为防止玛曲草地沙化的主要措施。     

库布齐沙漠南缘风水交互特征及其对抛物线形沙丘发育的影响

通过对内蒙古库布齐沙漠南缘气象水文数据的监测、多期高分辨率遥感影像的分析以及实地考察,探讨区域风水交互特征及其对抛物线形沙丘形成发育的影响。结果表明：从1970年到2014年,研究区水沙作用方式逐渐由水沙平衡交互转变为流水侵蚀主导,期间叭尔洞沟发生多次高输沙量的洪水,河流大幅度改道,流水对上风向西岸横向沙丘的切割作用使得一部分残余沙丘留在东岸,成为沿岸抛物线形沙丘的初始沙源。在西北风作用下,河床内积累的沙物质通过东岸的输沙沟槽为沿岸抛物线形沙丘提供外来沙源。1970-2014年该区域合成输沙势持续下降,河床积累沙物质逐渐减少,在流水侵蚀主导阶段,洪水对河床沙丘的搬运以及降雨对河道沿岸阶地的坡面侵蚀使得河流对西岸沙丘的截沙作用增强,流水逐渐阻断外来沙源供给,为东岸首先发育新月形沙丘创造条件。随着风沙作用减弱,降水增加,新月形沙丘在植被"翼角固定"的转换机制下逐渐演变为抛物线形沙丘。库布齐沙漠南缘的风水交互作用对叭尔洞沟沿岸抛物线形沙丘形成发育产生较大影响,是区域风沙地貌形成演化的重要因素。