中学地理科学实验的六大类型及其案例分析

依据实验的根本目的,为拓展学生对地理过程的理解,体验真实的地理原理,笔者将中学地理科学实验划分为经典实验室实验、时间变化模型实验、类比实验、空间变化模型实验、物理模型实验以及计算机模型实验六大类型,并对每一类型实验进行举例分析,希望以此深化地理科学实验的理论研究、丰富地理科学实验的实践案例、培养学生的地理核心素养,为地理科学实验教学研究提供新的视角。     

科尔沁湿草甸参考作物蒸散发模拟分析

为探明气候变化下干旱半干旱地区湿草甸参考作物蒸散发(ET₀)影响因子,使用FAO 56 P-M模型对科尔沁湿草甸ET₀进行模拟,利用涡度相关系统对模型的适用性进行评价,并通过通径分析及指标敏感性分析对ET₀的影响因子进行辨识。结果表明:(1)小时尺度模拟精度最高,日尺度次之,月尺度较差,小时尺度上晴、阴、雨3种天气条件下模拟效果不同,晴天最优,阴雨天较差。(2)ET₀年内变化呈单峰曲线状,生长季明显高于非生长季,集中在3—10月,占全年89.79%。生长季典型晴天ET₀逐小时分布特征遵循倒“U”单峰型变化规律。(3)通径分析结果显示,对ET₀的通径系数以及对回归方程估测可靠程度E的总贡献均表现为VPD(饱和水汽压差) > T_min(最低气温) > R_n(冠层表面净辐射)>u₂(2 m高度风速),即VPD为影响ET₀最重要的因子;指标敏感性分析中,在去除VPD后引起的E变化最大,说明ET₀对VPD的变化最为敏感,其次为u₂、T_min和R_n。     

基于DEM数据的巴丹吉林沙漠沙丘分布规律及其形态参数

沙丘形态特征是风沙地貌研究的重要内容。数字高程模型（DEM）因卓越的三维地形表达能力被广泛应用于沙丘形态研究中。长期以来,受交通条件和研究方法的制约以及高大沙山分布位置的限定,对巴丹吉林沙漠沙丘形态的研究主要集中在沙漠东南部,缺乏对整个沙漠沙丘分布规律及其形态参数特征的系统认知。而对整个沙漠沙丘形态特征的研究,是区域风沙地貌形成与演化研究的重要组成部分。以巴丹吉林沙漠内所有独立沙丘为研究对象,利用研究区DEM数据和一种新的算法,研究了沙漠内两种主要类型沙丘（横向沙丘、星状沙丘）的分布规律及其形态参数特征。结果表明：沙漠内独立沙丘大约有6 033座,高度9~433 m,高度超过350 m的巨型沙山共有53座,其中星状沙山7座,最大高度383 m;横向沙山46座,最大高度433 m。横向沙丘高度与等效沙丘厚度呈正相关的线性函数关系,星状沙丘高度与等效沙丘厚度呈正相关的对数函数关系,表明在现代气候和环境条件下,横向沙丘高度仍在增加,而星状沙丘高度增长已经趋缓。两类沙丘的主轴向大都垂直于研究区主风向NW-SE。横向沙丘起沙风风向单一,沙丘轴向集中在NE-SW和NNE-SSW方向;星状沙丘起沙风风向略为复杂,沙丘存在多个次级轴向。     

降雨量、土壤蓄水量对流动沙地土壤水分深层渗漏的影响

土壤水分深层渗漏是陆地近地层水分循环的重要环节。利用土壤水分深层渗漏记录仪对毛乌素沙地典型流动沙丘不同深度土层的土壤渗漏水量连续进行两年定点监测。结果表明：（1）2016年生长季（4月1日至10月31日）降水量为2017年的1.93倍,但50、100、200 cm沙层的渗漏水量分别是2017年同期的4.53、5.53,5.22倍。同时,渗漏水量与降雨量及土壤蓄水量的波峰较一致。（2）强降雨对深层渗漏水量的影响较大,土壤蓄水量的变化也与深层渗漏水量密切相关;降雨量较小时,土壤蓄水量与深层渗漏水量之间的关系更为密切。在连续降雨过程中,越往深处,渗漏的产生通常是多次降雨过程累积的结果,将土壤蓄水量作为中间变量,能更好地分析土壤深层渗漏过程。（3）当天蓄水量与次日渗漏水量的相关系数较高,土层越深,深层渗漏水量与土壤蓄水量的相关系数增加,二者之间的线性拟合的R²也相应增加。     

两种荧光分析法在海洋浮游植物叶绿素测定中的应用

以湛江叉鞭金藻为材料．用普通荧光分析法测定了ｃｈｌａ、ｃｈｉｃ的荧光发射光谱，以四乳突扁藻为材料，用普通荧光分析法和同步荧光分析法测定了ｃｈｌａ、ｃｈｌｂ的荧光发射光谱，结果表明：ｃｈｌａ、ｃｈｌｂ、ｃｈｉｃ的荧光发射峰分别为６７０ｎｍ、６５５ｎｍ、６４０ｎｍ，普通荧光分析法适于进行浮游植物所含的ｃｈｌａ、ｃｈｌｃ的定性、定量测定，而不适于进行ｃｈｌａ、ｃｈｌｂ的同时测定；同步荧光法则适于进行浮游植物中ｃｈｌａ、ｃｈｌｂ的定性、定量的同时测定。     

秦皇岛港区春、夏和秋季底栖海藻的研究

报道秦皇岛港区底栖海藻的群落结构、季节变化、生物量及优势种类等。通过４次定性采样指出：４月和６月的种类数高于８月和１０月，群落组成都以红藻类为优势。平均生物量分布以金山咀最高，灯塔最低，各采样点的优势种是新煤码头为绿藻类的孔石莼、肠浒苔和尾孢藻；灯塔为红藻类的珊瑚藻、鸭毛藻及绿藻类的孔石莼和刺松藻，金山咀为孔石莼、刺松藻、萱藻和蜈蚣藻。     

渤海南部现代沉积特征

渤海南部现代沉积属陆源碎屑沉积，长石含量平均４５．３％，石英２５．９％，可分为六个沉积区，其沉积物类型、矿物组成、沉积速率和风化程度等差异明显。     

东海黑潮热输送及其与黄淮平原区汛期降水的关系

根据日本气象厅1956—1990年PN（G）断面观测资料分析东海黑潮热输送的变异特征，并探讨其冬季热输送与黄淮平原区汛期（6－8月）降水的关系。结果表明，黑潮通过PN（G）断面多年平均的热输送达15．74×1014W，其中冬季热输送的年际和长期变化特别明显；冬季热输送年际变化的周期主要为对．23.4a、3.5a、和2.6a，长期变化总趋势是70年代末以前各年热输送距平均为负值，对年代末接近多年平均值，进入80年代各年距平值不仅为正且逐年增大；东海黑潮冬季热输送与黄淮平原区汛期降水具有相近的长期变化趋势，两者间存在较好的负相关关系。     

沟槽内海底管道的水动力特性研究

基于水力模型实验，引入相对沟形系数αｒ，获得了以αｒ为表征的相对水动力系数与ＫＣ数的关系；对于浅沟而言，这种关系较有规律性。根据所设计沟形的αｒ值和所选定的ＫＣ值，应用本文结果，可以方便地判断其力折减程度和掩护效果     

海坛岛海域表层沉积物中主量化学成分的地球化学

本文对海坛岛海域３３个表层沉积物中１０种化学成分的含量、含量变化和区域平面分布作了描述和探讨。化学成分中Ｃｏｒｇ、Ｎ、Ｐ、Ｆｅ、ＡＩ、Ｔｉ、Ｍｇ等元素的关性好,和粘土矿物关系密切,从陆源搬运入海;Ｃａ、碳酸盐和上述及粘土含量呈负相关,在富含生物介壳的粗粒沉积中富集;Ｍｎ主要赋存于陆源碎屑,而在砾砂中有自生Ｍｎ沉积。Ｑ型聚类分析的结果表明,调查区可分为３个地球化学分区,综合反映了沉积物的地球化学特征。