荒漠人工固沙植被区土壤结皮斥水性发展特征

土壤结皮深刻影响绿洲边缘固沙植被区的土壤水文过程。土壤结皮斥水性是量化上述影响的潜在指标。采用滴水穿透时间（WDPT）法,研究了河西走廊荒漠边缘不同建植年限梭梭植被区固定沙丘土壤结皮斥水性的时间演变规律及影响因素。结果表明：建植20 a后,丘顶与丘间地土壤结皮出现显著斥水性（WDPT>5 s）,而丘坡土壤结皮无斥水性（WDPT<5 s）。丘顶土壤结皮斥水性与总有机碳、微生物量碳、有机碳C-H组分以及电导率显著相关（P<0.01）;而丘间地土壤结皮斥水性与黏、粉粒含量显著相关（P<0.01）。植被形成的“碳岛”及“盐岛”效应是丘顶土壤结皮斥水性形成的主要原因,而黏、粉粒在土壤表层的积聚是丘间地土壤结皮斥水性形成的主要原因。     

农业水生产力研究进展

文章系统阐述了农业水生产力概念的发展过程,综合分析了影响农业水生产力的主要因素,详细列举了不同尺度上评估农业水生产力所需的水流及产出计算方法,给出了4种主要农作物在全球范围内的水生产力的分布范围与空间格局,并从提高水分利用效率、加强田间水资源管理、选择适宜的种植模式和栽培技术以及培育更加高效的农作物品种4个方面全面综述了各种水生产力提高策略。指出在未来的水生产力研究中还需要强调农户的参与以及学科间的协作,加强水生产力尺度效应、水权与水价问题、虚拟水交易、水生产力提高措施对环境影响等方面的研究。     

古菌细胞膜类脂化合物分析与初步应用——柴达木盆地沉积地层盐度与产甲烷菌分布

生物气是产甲烷菌代谢的产物,其在沉积地层中形成及分布预测一定程度上要依赖产甲烷菌分布规律的研究。目前研究地层中产甲烷菌分布的主要技术方法是地层水中产甲烷菌记数法。考虑产甲烷菌对环境要求苛刻,微小变化均会改变菌群结构,导致测量结果与实际之间偏差明显;另新鲜地层水样系统采集实现起来也是困难重重。这导致该方法实际操作中的不可实现性。而利用沉积物中产甲烷菌特征化合物浓度来反应一定时间阶段内产甲烷菌的分布可以弥补细菌记数法的不足,而且方法简单、可操作性强。本文利用该方法系列分析了柴达木盆地三湖地区两口井中古细菌醇的变化规律,结果可见盐度无论在横向上还是纵向上均控制着产甲烷菌的分布:盐度相对高的沉积凹陷区,浅层(400m以上)产甲烷菌受到明显抑制,随后产甲烷菌活跃性增强,而且持续深度深达2000m;而凹陷边部涩北1号气田区,盐度相对较低,浅层抑制作用稍弱,产甲烷菌主要分布范围在1000m以上,1000m以下则由于埋藏过程中产甲烷菌的持续活动导致有机质大量消耗致使产甲烷菌活动减弱。最后,结合该区沉积古环境和盐度特征,划分出不同深度产气区分布规律。     

临泽荒漠绿洲湿地植物生态系列及其物种多样性研究

在对黑河中游临泽县荒漠绿洲湿地植物群落组成野外调查的基础上,采用TWINSPAN数量分类方法和多变量排序等方法,研究典型内陆盐沼植被类型及空间分布特征,分析了物种多样性特征,探讨了影响临泽荒漠绿洲湿地植物群落分布的主要环境因子。结果表明,在临泽荒漠绿洲湿地,共监测到40种高等植物,隶属于18科38属;湿地植被分为3个植被类型,11个群丛。在湿生带、湿生—旱生交错带和旱生带的梯度上,植被类型从以小粒苔草(Carex karoi)、小花灯芯草(Juncus articulatus)和芦苇(Phragmites australis)为主的盐碱化沼泽植被,经以赖草(Leymus secalinus)、碱蓬(Suaeda glauca)和小花棘豆(Oxytropis glabra)为主的盐化草甸植被,过渡到以苦豆子(Sophora alopecuroides)为主的碱化草原植被。物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数都表现为湿生—旱生交错带最高、旱生带最低的特征,而群落优势度指数表现为交错带最低、旱生带最高的特征。湿生—旱生交错带基本包括了湿生带和旱生带的优势种,其物种丰富度指数最大(21种),而旱生带最小(8种)。土壤含水量、土壤养分含量和全盐含量均是影响植被分布的主要环境因子。其中土壤含水量和全盐含量的贡献率最大,是影响临泽荒漠绿洲湿地植物群落演替的关键因子。土壤表层含水量和全盐含量也是影响物种丰富度的关键因子。此外,土壤含水量还是影响群落优势度的主要因素,而土壤全氮含量是影响群落均匀度的重要因子。     

不同生境条件下泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)种群的空间格局及动态分析

应用生态空间理论(theory of spatial ecology)和地统计技术，分析了不同生境条件下泡泡刺种群的空间分布特征及其动态。结果表明：受气候条件的控制，泡泡刺种群是以斑块状格局形式存在。在较小的尺度上，生境条件起到了明显的作用，戈壁生境中的泡泡刺灌丛沙堆趋向于斑块小、密度大、空间自相关距离短，而沙漠生境中的结果相反。另外，沙埋和地下水位下降不仅为泡泡刺种群拓宽了生态位，而且是该种群演化的驱动力。     

黑河下游生态调水对水资源时空变化的影响分析

分析了黑河流域地表水、地下水资源在调水前后的时空分布变化,评价了黑河生态调水引起水资源的时空变化规律。黑河在调水前进入下游的水量明显受中游用水影响,20世纪90年代后,进入黑河下游地区的水量逐年减少,导致地下水位下降,出现草场大面积沙化和沙漠化、林地面积减少等生态环境问题。自2000年开始至2003年,按照分步实施、逐步到位的原则,国家对黑河水资源实行统一管理和调度,实现国务院批准的分水方案,自2004年开始转入正常调度,下游来水量比调水前有明显增加,2000～2004年、2005～2008年正义峡断面增加下泄量分别为1.62×108m3、2.35×108m3,哨马营断面来水增加1.34×108m3、1.18×108m3,狼心山断面来水增加1.64×108m3、1.41×108m3。调水后黑河下游区域地下水位逐年回升,整个额济纳绿洲地下水位回升了0.56m,东西河上游、赛汉桃来、吉日格朗图区域地下水位分别回升了0.26m、0.05m、0.78m。使东居延海得到恢复,最大水面面积达35.7km2,西居延海得到一定的水量补给,环湖地区生态环境逐步得到恢复。     

原油裂解气资源评价的理论技术创新与评价应用——以四川盆地震旦系—寒武系为例

四川盆地震旦系—寒武系天然气资源丰富。近年来,在四川盆地川中古隆起和北部斜坡区先后获得了两个万亿级大气区的重大发现。为了明确该领域天然气的资源规模以及未来的勘探方向和创建一套切实可行的原油裂解气资源量的评估方法,本次研究基于该区天然气为古油藏原油裂解的基本认识,按照干酪根生油,再到古油藏裂解生气的技术路线对原油裂解气的资源量进行计算。应用成因法,采用PetroMod 3D盆地模拟软件,输入地层等厚图、岩相古地理图、烃源岩综合评价图、剥蚀量展布图以及生油动力学参数图版,建立整个盆地的三维地质模型,并切分为5个区块分别计算生油量,然后探讨了石油运聚系数、石油裂解率、天然气散失率以及寒武系石油运移的分配系数,并创建了天然气散失系数计算公式。在以上基础上,恢复了盆地及5个构造单元的生油史,并明确了古油藏形成的关键时刻,最终得到全盆地震旦系—寒武系常规天然气资源量为13.43×1012m3,其中寒武系为5.43×1012m3,震旦系为8.0×1012m3。并指出除了川中地区以外,川南和川东具有巨大的勘探潜力,尤其是位于川南地区德阳—安岳裂陷槽两侧的台缘带和台内颗粒滩是下一步勘探的现实领域。本次研究在理论创新和勘探实践中都具有重要意义。     

基于多尺度对比学习的弱监督遥感场景分类

遥感场景分类作为一种理解遥感影像的重要方式,在目标检测、影像快速检索等方向有着重要的应用,当前主流的场景分类方法多关注影像深层次特征的准确提取,忽略了场景目标在不同分布尺度下的差异性。此外,有限的高质量场景标签进一步限制了模型分类性能。为了解决以上问题,本研究提出了基于多尺度对比学习的弱监督遥感场景分类方法,首先利用多尺度对比学习的自监督策略,从大量无标注数据中自动获取影像不同尺度下的特征表示。其次,基于多尺度稳健特征对分类模型利用少量标签进行微调,并结合标签传播方法生成高质量样本标签。最后,结合大量无标签数据构建弱监督分类模型,进一步提升场景分类的能力。本研究在遥感场景AID数据集和NWPU-RESISC45数据集上分别使用1%、5%和10%的标注样本下分类精度分别达到了87.7%、93.67%、95.56%和86.02%、93.15%和95.38%,在有限标注样本条件下与其他基准模型相比有着明显的优势,证明了本文模型的有效性。     

四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理

最近10年,四川盆地东北地区发现了一批飞仙关组鲡滩高效气藏。本文通过对大量实验测试数据的分析整理以及成藏过程的模拟研究,提出了高效气藏形成机理。指出古油藏及分散液态烃在燕山中期快速升温条件下,形成高效气源灶,为高效气藏的形成提供了丰富的气源;优质鲡粒白云岩储集层经历6个阶段的演化历史,受控于沉积相带、烃类充注、深埋藏条件下强烈溶蚀以及多期断层活动;二叠系烃源岩与飞仙关组储集层存在强大的剩余压力差,为油气沿断层发生优势输导提供强大动力;燕山晚期-喜马拉雅期的构造作用,使得气藏发生调整与改造。     

绿洲化过程中绿洲土壤物理性质变化研究

绿洲化是指在一定的经济、技术条件下,为满足社会需求,把原生荒漠改造成人工绿洲的过程。利用空间代替时间的方法研究了约1 000 a来随着绿洲化进程绿洲土壤物理性质的变化过程,旨在为深入认识绿洲化过程提供依据。结果表明:①在约1 000 a的时间尺度上,随绿洲土壤开垦年限的增加,表层（0～20 cm）土壤容重与饱和水力传导度随时间显著降低,与此同时,土壤孔隙度、团聚体稳定性、粉粒含量显著增加。未开垦（0 a）和开垦约1 000 a表层土壤容重分别为1.51 g·cm-3、1.35 g·cm-3,总孔隙度为43.16%、49.27%,毛管孔隙度为38.73%、47.10%,>0.25 mm水稳性团聚体含量为24.60%、49.59%,沙粒含量为85.42%、61.56%,粘粒含量为3.93%、4.80%,土壤比表面积为128 cm2·g-1、231 cm2·g-1,土壤饱和水力传导度为0.74 cm·h-1、0.34 cm·h-1。②绿洲土壤在开垦的最初30 a间土壤饱和水力传导度、>0.25 mm干团聚体、>0.25 mm水稳性团聚体、比表面积变化相对较快,分别为0.01 cm·h-1·a-1、0.58%·a-1、0.50%·a-1、1.48 cm2·g-1·a-1。