国土整治与自然资源研究

国土整治是保障国民经济与人类社会持续进展的必要措施,以自然资源为主要研究对象。以谋求人类与自然相互适应的地理系统为指导思想,讨论了国土整治研究的目的、任务、方法等问题,以此阐述了自然资源研究在国土规划和国土管理工作中的重要性。     

国土整治和区域开发

回顾中国地理研究的发展，兼论地理学为国开发整治服务。阐述国土研究的主要任务和国土规划、区域开发战略等。     

格尔木地区沙尘气溶胶硝酸盐含量及来源

沙尘气溶胶中硝酸盐的含量和来源对于全球氮排放估算具有重要意义。为了探讨格尔木沙尘气溶胶中硝酸盐的含量和来源,我们在格尔木2008年沙尘过程多发期1-6月进行了连续观测,并对收集的沙尘气溶胶样品进行了详细的水溶性离子色谱分析。结果显示:沙尘天气的大气总悬浮颗粒物(TSP)平均浓度及NO₃^-平均浓度分别为2 015.94 μg·m^-3和1.8 μg·m^-3,非沙尘天气两者平均浓度分别为274.68 μg·m^-3和0.74 μg·m^-3。观测期间,格尔木NO₃^-浓度和TSP浓度存在明显的季节变化,NO₃^-和TSP浓度变化均为春季>夏季>冬季。TSP与NO₃^-浓度的相关系数为0.67,春季两者相关系数为0.71,且Ca²⁺与NO₃^-浓度显著相关,推测格尔木沙尘气溶胶中NO₃^-离子可能主要来源于干旱区的地表物质。非沙尘天气期间NO₃^-/TSP浓度比值高于沙尘天气,且分布较为分散,表明非沙尘天气NO₃^-浓度受到人为源或气象条件的影响。     

格尔木河水质现状及生态风险评估

为了了解经济迅速发展背景下格尔木河流域水体中痕量元素分布、水环境质量现状和生态风险,对格尔木河9个采样点水样21种痕量元素的分布及相关性进行了分析,以Cu、Zn、Hg、Cd、Cr和Pb为目标重金属,评估了格尔木河水质现状及生态风险。结果表明：重金属Pb浓度在所有水样中均低于检出限,其它痕量元素浓度在0.001(Cd) ~ 6297.013(Sr) μg?L<sub><sup>-1</sup></sub>范围变化。根据相关性分析,推测格尔木河水体中Li、Sc、Ti、V、Cu、Ge、Rb、Sr、Mo、Cd来源可能相同。采样点水样6种重金属浓度均达到地表水环境质量I类的标准。采用5种方法评价了格尔木河水质现状,结果表明研究区水质处于无污染的理想状态。格尔木河重金属引发的潜在生态风险处于低风险水平(生态风险指数变化范围为0.35~0.68)。     

河西地区的地理基础与国土开发整治

本文通过河西地区的地理基础分析,对该区农业、工业、交通、旅游等国土资源开发重点及国土整治重点,提出一些看法和建议。     

格尔木河水质现状及生态风险评估

为了解经济迅速发展背景下格尔木河流域水体中痕量元素分布、水环境质量现状和生态风险,对格尔木河9个采样点水样21种痕量元素的分布及相关性进行了分析,以Cu、Zn、Hg、Cd、Cr和Pb为目标重金属,评估了格尔木河水质现状及生态风险。结果表明:重金属Pb浓度在所有水样中均低于检出限,其它痕量元素浓度在0.001(Cd)～6297.013(Sr)μg·L~(-1)范围变化。根据相关性分析,推测格尔木河水体中Li、Sc、Ti、V、Cu、Ge、Rb、Sr、Mo、Cd来源可能相同。采样点水样6种重金属浓度均达到地表水环境质量I类的标准。采用5种方法评价了格尔木河水质现状,研究区水质处于无污染的理想状态。格尔木河重金属引发的潜在生态风险处于低风险水平(生态风险指数变化范围为0.35～0.68)。     

综合自然地理学在山区国土整治中的应用

本文论述了如何运用综合自然地理学的理论,揭示山区的自然结构,为国土整治服务。论文以湖北省山区国土整治的实践为例,在研究自然结构的基础上,分别论述了山区的农业经济、工业经济、小流域生态和旅游地等四方面的规划设计。     

格尔木河流域河流地貌演化的研究进展

位于柴达木盆地南缘的格尔木河发源于东昆仑山脉,末端注入盆地中东部的察尔汗盐湖,是该盐湖最主要的补给河流,极大地影响着该盐湖的成盐演化过程。格尔木河的主要支流——昆仑河和雪水河都是由冰川融水形成,因此,该流域内的冰川进退对河流径流量变化和谷地填充地层物源有着重要影响。该河流域内主要的填充地层为昆仑河砾岩(河流相)、纳赤台沟组(冲洪积相)和三岔河组(河湖相)。在三岔河组之上,发育了四/五级阶地,除最高的T₅之外,其他均为以三岔河组为基底的内叠基座阶地。根据前人的研究,昆仑河砾岩沉积的年代为1269至1042 ka(ESR年龄);纳赤台沟组堆积于482至642 ka之间(ESR和TL年龄);三岔河组形成于355-95 ka(ESR和U系年龄)、90-16 ka(OSL年龄),T₅-T₁阶地基本形成于16- 4.6 ka之间。由于采用的测年方法不同,不同学者对三岔河组的形成时代存在争议,对阶地的划分也有所不同(四级或五级阶地)。但是对T₅-T₁阶地形成时代有较一致的观点,即末次冰消期和全新世早中期。对于格尔木河河流地貌过程的驱动因素,目前尚存在争论,大部分学者认为是气候变化驱动了该区域河流地貌的形成,但也有学者认为构造活动是主导因素。     

格尔木河中上游水化学变化及其影响因素

格尔木河是柴达木盆地一条重要的河流。通过系统取样和水化学研究,探讨了格尔木河中上游水化学变化特征并揭示了其影响因素。研究表明,雪水河汇入是导致格尔木河水中Na~+、SO_4~(2-)、Cl~-、B_2O_3、Li~+、K~+等组分变化的主要因素。人类活动则导致Ca~(2+)、HCO_3~-、NO_3~(2-)、Sr~(2+)等组分在局部河段出现异常高值。格尔木河水化学变化是自然和人为因素叠加作用造成的。     

格尔木河流域河流地貌演化研究进展

位于柴达木盆地南缘的格尔木河发源于东昆仑山脉,末端注入盆地中东部的察尔汗盐湖,是该盐湖最主要的补给河流,极大地影响着该盐湖的成盐演化过程。格尔木河的主要支流—昆仑河和雪水河都是由冰川融水形成,因此该流域内的冰川进退对河流径流量变化和谷地填充地层的物源有着重要影响。该流域内主要的填充地层为昆仑河砾岩(河流相)、纳赤台沟组(冲洪积相)和三岔河组(河湖相)。在三岔河组之上,发育了4~5级阶地,除最高的T5之外,其它均为以三岔河组为基座的内叠阶地(少部分河段以昆仑河砾岩为基座)。根据前人的研究,昆仑河砾岩沉积的年代为1 269~1 042 ka(ESR年龄);纳赤台沟组堆积于482~642 ka之间(ESR和TL年龄);三岔河组形成于355~95 ka(ESR和U系年龄)、90~16 ka(OSL年龄),T5~T1阶地基本形成于16~4.6 ka之间。由于采用的测年方法不同,不同学者对三岔河组的形成时代存在争议,对阶地的划分也有所不同(4级或5级阶地)。但是,对T5~T1阶地形成时代有较一致的观点,即末次冰消期和全新世早中期。对于格尔木河河流地貌过程的驱动因素,目前尚存在争论,大部分学者认为是气候变化驱动了该区域河流地貌的形成,但也有学者认为构造活动是主导因素。     

格尔木河流域地下水生态功能及经济损益阈值解析

在西北内陆河流域,地下水是维系人类生存、生态环境和社会经济发展的重要水源,但这些流域生态环境脆弱。为保护地下水资源和脆弱的生态环境,亟待开展地下水合理开发利用研究。本文在分析格尔木河流域水文地质条件、环境地质问题基础上,采用遥感解译、野外调查和地下水动态监测的方法,界定了地下水的生态功能及阈值,即维系植被生态地下水埋深为0.5~10 m、减轻盐渍化程度的地下水埋深应大于3 m、减轻城市内涝的地下库容应大于3.42×10⁸ m³、维系达布逊湖面积的入湖流量应大于2.82×108 m³·a^-1。基于格尔木河流域生态系统服务价值构成,得到减轻城市内涝及减缓盐渍化程度的环境正效益值分别为8 000×10⁴元·km^-2和163×104 元·km^-2;地下水不合理开发利用导致植被退化、河湖面积萎缩的环境负效益值分别为191元·km^-2和1 032元·km^-2。本文研究成果可为流域内地下水资源开发利用和生态环境保护科学依据,同时也可为西北其他内陆河流域地下水合理开发利用借鉴。     

格尔木河流域及周边地区表土花粉与区域植被的关系研究

对格尔木河流域进行了植被样方调查及表土、河流冲积物表层花粉分析,结果显示该流域表土花粉能较好地反映样方植被群落特征,河流冲积物样点中,上游段花粉组合以藜科、麻黄科、蒿属为主,反映了该段植被带的整体面貌;中下游段样点花粉组合中禾本科、莎草科占绝对优势,反映河道周围湿生草地植被带特征。主成分分析(PCA)显示,前两个因子轴能很好地区分高寒灌丛草甸带、矮半灌木荒漠带和湿生草地样点。     

格尔木河流域面积-高程积分值的地貌学分析

在sRTM-DEM数据的基础上,运用GIS空间分析技术,系统提取了格尔木河三级流域及部分二级流域地形参数和面积-高程积分值,探讨了面积-高程积分值的面积及空间依赖性,并对面积-高程积分值(HI)对构造活动性、岩性变化、冰川作用强度的指示意义进行了研究.研究表明:HI值具有面积依赖及空间依赖性;东昆南断裂(F4)-西大滩断裂(F3)以昆仑山口为界可以分为东西两部分,各自的活动性都是中间强往两边依次减小,东昆中断裂(F1)的活动性变化不大;岩性对HI影响表现出,侵入岩的抗侵蚀力最大,片岩的抗侵蚀力最小,碳酸盐岩组合的抗侵蚀力居中;冰川作用对地貌发育和侵蚀程度有改造作用,与只有古冰川发育或无古冰川流域比较,有现代冰川发育,古冰川作用遗迹广泛的流域,HI值较大并会出现U型谷.     

格尔木河地表径流的趋势和突变特征分析

位于柴达木盆地南缘中部的格尔木河是盆地内第二大河流,利用收集到的格尔木水文站1991年至2018年共28年的地表径流日监测数据,采用线性倾向估计法、Mann-Kendall(MK)检验法和滑动t检验法(Moving t-test,MTT),以及滑动移除近似熵(Moving Cut data-Approximate Entropy,MC-ApEn)法对径流数据进行了趋势和突变特征分析。结果表明:1)格尔木河流域径流量年际变化相对稳定,呈现缓慢增加趋势,其速率为1.89×10⁸ m³·(10a)-1,但年内平均径流量变化极不均衡,夏秋季径流量相对较大,占年径流总量的53.86%,其中7月径流量最大,占年径流总量的14.6%。2)联合MC-ApEn方法和MTT方法能准确确定出突变点位置,突变探测能力较好。MK方法和MTT方法分别受时间序列长度和时间窗大小的影响,难以准确识别出突变特征,其中MK方法仅能识别出较少的突变点。3)根据MK方法得出的结果,格尔木河年月日尺度的流量序列数据的突变点位于2007年附近,可能与2007年的流量幅值偏小有关。联合MC-ApEn方法和滑动t检验法,在月尺度序列上给出的稳定突变点分布在1996年、2001年、2009年和2015年,结合2010年格尔木发生的大洪水事件,2009年的突变可能指示了该次事件的异常。     

格尔木河表层沉积物重金属污染现状及潜在生态风险评价

为了解格尔木河所反映的环境现状以及格尔木市开发所带来的影响,对格尔木河表层沉积物共计9个采样点的七种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn）的浓度分布特征进行了分析,并利用多元统计方法（因子分析、聚类分析及相关性分析）以及不同的污染和生态风险指标进行综合评价,得出以下结论：格尔木河表层沉积物元素Cd主要来源于人类活动输入,Igeo指示元素Cd、Cr在格尔木河下游污染程度达到轻度污染,其他元素无污染,mCd指示各采样点的污染程度为无-很低,指标PLI指示各采样点的污染程度为低或中等,整个研究区域的PLIzone值为1.06,指示研究区域内沉积物的重金属污染程度中等。单元素的潜在风险指数（Ei）指示重金属生态危害程度均很低,各个采样点的潜在生态风险指数（RI）也指示为低等级,但仍要注意人类活动引起的重金属潜在生态危害,尤其是元素Cd的输入。出格尔木市后元素浓度及Igeo值均逐渐增高,mCd、PLI及RI同样有显著的增长趋势,指示格尔木河受格尔木市人类活动的影响。格尔木河中游（格尔木市区段）相对于格尔木河上游及下游整体均表现为低浓度、低污染及低生态风险,指示格尔木河河道治理对控制重金属污染、改善河流环境及保护生态环境有重要的意义。     

格尔木河小干沟坡积沉积特征与古环境重建

格尔木河小干沟坡积剖面的地质地貌环境、宏观沉积构造、石英砂SEM结构特征及年代学研究揭示出该区坡积的沉积特征和坡地环境演化过程.格尔木河流域普遍存在坡积上覆风尘堆积,下部坡积代表坡面片流过程盛行,反映较湿润的气候环境,上部风尘堆积则代表风沙过程盛行,反映较干旱多风的气候.小干沟坡积物石英砂SEM结构特征组合不同于其它沉...     

末次冰盛期后格尔木河下切的时空变化及其构造意义

格尔木河河谷中发育有四级河流阶地,均形成于末次冰盛期之后。阶地的形成由构造抬升驱动,四级阶地代表的河流下切过程反映了四次阶段性构造抬升。以三岔河和纳赤台为代表的中游河段,四次河流阶段性下切速率分别为16~13 ka BP (T4-T3),3.33~9.33 mm/a;13~11 ka BP (T3-T2),5.5~12 mm/a;11~5 ka BP (T2-T1),0.33~1 mm/a;5 ka BP (T1 至今),0.6~0.8 mm/a,下切速率自T4 至T1 先增快后减慢。上游小南川河段5 ka BP以来的平均下切速率为4 mm/a,显著大于三岔河和纳赤台河段,同期河流溯源侵蚀速率也较快,表明小南川局部地区全新世中期抬升强烈,应为西大滩断裂强烈活动所致。受区域性构造活动差异影响,格尔木河河流阶地在局部地区出现变形,其中在三岔河和最老冲积扇扇顶存在两个下切幅度和速度高峰值,而纳赤台河段下切和缓。表明控制昆仑河和野牛沟发育的昆仑河-野牛沟断裂、山前的红石沟断裂自末次冰盛期以来持续活动。其中,昆仑河-野牛沟断裂16~13 ka BP活动速率较快,到13~11 ka BP达到最快,11 ka BP后减慢,与河流中下游整体构造活动趋势一致。     

敦煌-格尔木铁路沿线风动力环境特征

敦煌-格尔木铁路沿线地形复杂、起沙因素多变、沙源丰富,沙害问题日益严重。目前对其风沙活动规律还未有研究,不利于防沙工作的开展。为此,通过对自北向南的5个观测点（S1、S2、S3、S4、S5）风速和风向的观测、计算和分析,利用平均风速、起沙风况及输沙势对敦格铁路沿线的风动力环境特征进行研究。结果表明：S5、S4和S3的风况对铁路风沙灾害防治意义较大。S5年平均风速、起沙风频率和输沙势最大,春季风沙活动最为强烈,且风向单一、风力强劲,风沙运动方向基本与铁路垂直,沙粒易在铁路附近堆积。S4夏季风沙活动最为强烈;S3春季风沙活动最为强烈,且风向单一,S4和S3的风沙运动方向与铁路夹角小于90°,附近沙源广阔,铁路易受风沙侵蚀,阻碍交通运营。     

格尔木河表层沉积物重金属污染现状及潜在生态风险评价

为了解格尔木河环境现状以及格尔木市开发所带来的影响对格尔木河表层沉积物共计9个采样点的七种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的浓度分布特征进行了分析,并利用多元统计方法(因子分析、聚类分析及相关性分析)以及不同的污染和生态风险指标进行综合评价,得出以下结论:格尔木河表层沉积物元素Cd主要来源于人类活动输入,I_(geo)指示元素Cd、Cr在格尔木河下游污染程度达到轻度污染,其它元素无污染,mC_d指示各采样点的污染程度为无～很低,指标PLI指示各采样点的污染程度为低或中等,整个研究区域的PLI_(zone)值为1.06,指示研究区域内沉积物的重金属污染程度中等。单元素的潜在风险指数(E_i)指示重金属生态危害程度均很低,各个采样点的潜在生态风险指数(RI)也指示为低等级,但仍要注意人类活动引起的重金属潜在生态危害尤其是元素Cd的输入。出格尔木市后元素浓度及I_(geo)值均逐渐增高,mC_d、PLI及RI同样有显著的增长趋势,指示格尔木河受格尔木市人类活动的影响。格尔木河中游(格尔木市区段)相对于格尔木河上游及下游整体均表现为低浓度、低污染及低生态风险指示格尔木河河道治理对控制重金属污染、改善河流环境及保护生态环境有重要的意义。     

格尔木河上游水成沉积物元素时空变化、流域风化及其驱动机制

格尔木河流域上游山区沉积物元素的风化迁移规律对察尔汗盐湖中盐类资源的补给具有重要意义。文章结合已有的光释光（OSL）年代学数据,对该流域的上游纳赤台（NCT）和中游小干沟（XGG）剖面进行了主要常微量元素变化规律研究,并对流域内上下游不同类型沉积物的元素特征进行对比分析,得出如下结论：1.末次间冰期以来,格尔木河中游河谷沉积物中主要元素含量较上游西大滩、昆仑河小流域次级盆地中高,表现出较为明显的富集状态。2.流域上游湿冷山前地带河谷沉积物的风化程度明显高于中游干热河谷,表明上游冰川融水和较充沛的降水条件导致充分的水岩反应过程是主导流域风化的主要因素,且物质在流域各个次级盆地间物质输送具有跳跃性、传递性和继承性。3.流域内的风化过程与晚更新世以来的冰期-间冰期气候旋回和季风-西风相互转换密切相关,即暖湿阶段主要受季风控制,以化学风化为主;干冷阶段受西风控制,以物理风化为主。综上,格尔木河流域上游山前地带元素的风化迁移和中游河谷沉积物对元素的继承转移是流域内物质流动的主要形式。