陆海统筹视域下国土空间多维冲突识别与分区调控——以莱州市为例

充分识别陆海空间冲突并制定科学规划是实现陆海统筹的关键。基于陆海空间利用现状与规划,构建陆海空间冲突的理论分析框架,采用冲突识别矩阵、邻域冲突测度模型和社会网络分析等方法,以山东省莱州市为案例区,1 km格网为研究单元,分别从陆地对海洋、海洋对陆地2个方向定量识别陆海空间的现状冲突和规划冲突,并结合四象限模型对冲突进行分区。主要研究结果如下：① 从冲突范围与强度来看,莱州市陆地利用与规划越过海岸线的范围更大,陆海交互冲突范围将持续增加,陆海统筹应重视空间复合利用与跨系统交互影响。② 从冲突的类型来看,现状冲突中陆地的水域与湿地以及海洋的渔业用海等利用方式对海陆系统产生的影响较大;而在规划冲突中,陆地的一般农地区和其他用地区,海洋的农渔业区和港口航运区4类功能分区跨系统产生的影响较大。③ 现状与规划的耦合分区结果显示,相对独立的陆海空间规划对于控制和缓解空间冲突具有一定效果,然而陆海空间统筹利用与管理迫在眉睫,应结合系统观点根据不同分区特点进行优化。     

免灌人工梭梭林生长与土壤水分变化的耦合关系

为了研究古尔班通古特沙漠荒漠-绿洲过渡带区域龟裂土立地条件下免灌人工梭梭林生态特征,探讨林分的最佳建植密度,对莫索湾1983—2021年38 a集水造林地初始种植梭梭、梭梭自然更新苗及不同坡位的土壤水分进行了调查,研究了梭梭生长对密度差异的响应,同时分析了各林地土壤水分的变化特征,探讨了梭梭生长与土壤水分的关系,以期为人工梭梭林的营建与可持续性提供科学依据。结果表明：（1） 当梭梭造林密度为6 m×3.5 m时（480 株·hm^-2）,母树存活率最高。随造林密度增大,母树保存率与梭梭自然更新比逐渐下降;母树保留密度越大的林地,其长势越差、生物量越低;盖度、郁闭度越高的林地,阻碍浅层土壤水分的补给,导致梭梭更新苗长势及生物量越差。（2） 梭梭母树的林木生长与其根部140~280 cm深度土壤含水量之间均呈显著负相关（P<0.05）,且主要利用根部140~240 cm土壤水分,对比3个林地可知该层土壤水分含量越高的林地,其母树的长势越好、生物量越高。（3） 当母树保留密度为360株·hm^-2（株行距4 m×7 m）时,梭梭长势较好、整体生物量最高,林下植被更为丰富,林地土壤水分条件相对较好。综上所述,在该地区进行集水造林时,保持该密度更有利于免灌人工梭梭林结构稳定、持续发挥防风固沙效益。     

干涸尾闾湖盆区泥漠地表磨蚀释尘特征

沙粒的表面磨蚀效应是地表产尘、释尘的重要机制,针对干湖盆泥漠地表开展磨蚀释尘实验研究,对理解干湖盆地表风蚀过程及盐碱尘暴形成机理具有重要意义。对采自西居延海干涸湖盆泥漠地表土样进行室内磨蚀模拟实验,研究了不同粒级（细、中、粗）沙粒不同落沙角度（30°,45°,60°）的磨蚀效应。结果表明：（1）泥漠地表磨蚀实验中能够产生明显释尘效应的沙粒粒级阈值为中沙（0.25 mm<M_d<0.50 mm）;（2）磨蚀粒径粒级相同时,磨蚀角度会对泥漠地表磨蚀释尘速率产生影响,磨蚀量的角度排序为60°>30°>45°,但同一粒级3种角度下的磨蚀释尘率差异不显著。（3）磨蚀角度为45°时,计算了泥漠地表的质量磨蚀率与能量磨蚀率,其中中沙为0.04 g·kg^-1、0.43 g·J^-1,粗沙为0.08 g·kg^-1、0.74 g·J^-1,极粗沙为0.26 g·kg^-1、2.54 g·J^-1;在磨蚀沙粒粒级倍增而磨蚀角度不变情况下,泥漠地表磨蚀释尘率与能量磨蚀率未发生正比例线性增长变化。     

基于LiDAR点云数据的树冠空隙度指数分析

分形维数法是分析空间结构分布的一种典型方法,但它对于区分不同的分布形式还存在缺陷。针对这一问题,该文介绍了空隙度指数的定义和树冠空隙度的计算方法;以模拟的树冠点云数据为对象,提出了一种基于三维凸包和三维滑动盒算法的激光雷达(Li DAR)点云数据空隙度分析方法,详尽分析了不同冠型产生的空隙度指数差异;并利用4棵实测的树冠点云数据做检验;最后阐述了空隙度指数在树冠空间异质性分析研究中的作用,并对其应用范围和前景作了展望。结果表明:划分尺度相同时,在一定的尺度范围内,锥型树冠、半球型和半椭球型树冠的差别可以通过空隙度指数曲线有效地区分,实测树冠的结果也体现了空隙度指数对于判断树冠空间结构的有效性。     

可见光波段灰度熵和热红外亮温差的沙尘遥感判识

沙尘作为对流层气溶胶的主要成分,对气候系统有许多影响;同时,作为环境污染物,对人类健康危害也很大。沙尘天气一般在春季爆发,对中国北方大部分区域的生产和生活有较大影响。以往针对沙尘遥感监测人们开展了许多研究,取得了一定的效果。但对于一些云和沙尘混合的复杂状况,传统方法识别效果较差,几乎不能有效识别出沙尘。采用葵花8号(Himawari-8)卫星数据,提出一种针对性的识别方法。引入了0.46μm和0.51μm反射率差值RDI,统计发现该指数在一定范围内可以表现出沙尘连续性特征,并有效地将中高云和大部分地表与沙尘区分开来。碎积云的RDI值分布与沙尘的较为相似,为此进一步引入了灰度熵方法来滤除。例举了3次沙尘过程的判识结果,并结合地面观测数据进行了验证。其中对2017年5月4日沙尘的地面验证表明,位于云沙混合区的27个站中有22个站的地面观测与判识相一致。对于一些复杂条件下的沙尘,该方法是对分裂窗亮温差的有效补充。     

洛南任家滩-荞麦山正长斑岩成因及其对古元古代晚期裂解的指示--岩石化学及锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素特征

华北克拉通南缘的陕西洛南-河南豫西地区出露一系列形成于1.8~1.6Ga的碱性岩,对这些碱性岩的研究有助于提高对华北克拉通南缘古元古代构造环境的认识。本文选取陕西省洛南县任家滩-荞麦山一带碱性侵入体进行系统的岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素分析和岩石地球化学研究,讨论了其成因机制和构造背景。研究表明,任家滩-荞麦山岩体的主体岩性为正长斑岩,加权平均年龄为1689±20Ma（MSWD=0.12）,表明其侵位时代为古元古代。该岩体富碱（Na2O+K2O=7.95% ~ 9.5%）,高钾（K2O=4.67% ~ 8.51%）;稀土元素总量较高（496.15×10-6 ~ 650.16×10-6,平均543.06×10-6）,轻、重稀土元素分馏比较明显,轻稀土元素相对富集（LREE=454×10-6 ~ 605×10-6）,重稀土元素亏损（HREE=39.3×10-6 ~ 45.6×10-6）,具有弱负铕异常;K、Rb、Ba、Th富集,Nb、Ta、P、Ti亏损,并且具有明显的Sr负异常。εHf（t）值<0,TDM1值为2038 ~ 2218Ma,TDM2值为2250 ~ 2516Ma,说明岩浆源区物质与富集地幔有关或受到过地壳物质的混染。因此,任家滩-荞麦山岩体是由地幔玄武质岩浆与地壳基底太华杂岩形成的中酸性花岗质岩浆混合后形成的熔体,经强烈的结晶分异作用形成的,其形成于陆内裂谷的构造环境,是华北克拉通南缘对哥伦比亚超大陆裂解事件的响应。     

西藏南部绒布地区晚白垩世宗卓组沉积相与沉积环境演化

宗卓组地层作为中生代海相沉积的重要组成部分,记载了西藏南部地区白垩纪古海洋、古气候等重要地质历史信息。通过对砂岩进行镜下观察、物源分析、粒度分析等方面的研究,本文对绒布地区宗卓组的沉积相类型和沉积环境演化有了新的认识。粒度分析指示沉积时期水体搬运动力较弱、存在浊流沉积;宗卓组内3种不同类型的砂岩镜下特征、地球化学特征和锆石U- Pb年龄,指示3类砂岩的物源不同。本文在宗卓组共识别出陆棚相、大陆斜坡相和深海盆地3类沉积相,并对其进行了更为详细的划分。晚白垩世新特提斯洋壳向北俯冲,俯冲结束后印度—亚洲大陆发生初始碰撞。结合研究区构造背景分析,本文推测这是导致研究区沉积环境由半深海环境变为深海环境的原因。对研究区宗卓组地层和砂岩来源进行分析后得出：在洋壳俯冲阶段,宗卓组为被动大陆边缘沉积;在之后印度—亚洲陆陆碰撞的初始碰撞阶段,特提斯喜马拉雅被动陆缘已不复存在,并完全过渡为前陆盆地。     

基于无人机航测的天景山断裂孟家湾地貌精细解译及活动构造定量参数提取

利用无人机摄影测量技术航测天景山断裂孟家湾的地表地形地貌数据,以获取的数字高程模型为基础,通过构造地貌精细解译进一步提取地震断层的水平位移量及垂直位错量,计算断层的平均水平滑动速率,并分析判识了古地震事件。结果表明:①研究区发育3期河流阶地T₃、T₂、T₁,且均被断错,最新的冲沟T₀未见错动;②在T₁阶地面上提取水平位移量为(7.77±0.98)m,计算得到全新世中期以来的平均水平滑动速率为0.86~0.91 mm/a;③在T₁阶地面上跨陡坎提取垂直位错量为(0.61±0.11)m,其坡度存在2个明显拐点,代表2次地表破裂型地震事件,推测在12000 a前,即晚更新世末期或全新世初期以来至少发生过2次地表破裂型地震。     

汶川县绵虒镇板子沟“8·20”大型泥石流堵河特征及危害性预测

汶川地震后,板子沟曾发生过多次大规模泥石流,尤其是2019年“8·20”泥石流对沟口的道路桥梁以及村寨造成了严重的破坏,将主河道向对岸严重挤压,今后仍存在较大堵河的风险。文章在野外调查以及对泥石流基本特征和形成条件综合分析的基础上,分析了堵河特征,计算了不同频率下泥石流的堵河参数,并预测了各频率下溃决洪水对绵虒镇可能产生的影响。计算结果表明,频率为2％、5％和10％的泥石流造成岷江堵塞的可能性较小,假设发生堵河事件,绵虒镇也不会受到溃坝洪水的危害。频率为1％的泥石流很可能造成主河堵塞。体积约57.38×104 m3的泥石流物质可以到达岷江,形成高度约为51.61 m的堰塞坝。在主河洪水的作用下,堰塞坝发生溃坝,溃坝洪水的峰值流量为5 935.49 m3/s,到达绵虒镇后降至2 312.25 m3/s。由于相应的洪水深度（4.00 m）大于防护堤的高度（3.50 m）,因此溃坝洪水很可能会对绵虒镇防护堤附近民房造成破坏。为今后大型泥石流堵河特征的分析,以及溃决洪水对下游城镇可能造成的影响提供了参考。     

长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。