黄土高原东缘晚全新世高精度高分辨率石笋古环境记录

基于山西武乡太行龙洞一支石笋5个230Th年龄和190个氧同位素数据重建4 400~150 a B.P.高分辨率δ18O序列。石笋δ18O值逐渐增加,除最近约600 a外,在千年尺度长期趋势变化上与中国南部其它洞穴记录相一致,表明晚全新世亚洲夏季风强度持续减弱响应于同一驱动机制。一次显著的气候突变事件发生在2 550~2 000 aB.P.,与史料记载的干旱期大致相对应。功率谱分析揭示出106 a周期,与树轮Δ14C太阳活动周期大体一致,说明百年尺度上太阳活动与东亚季风变化有一定关联性。     

数学形态学在黄土地貌单元分类学上的应用

以黄土高原的遥感图像为基本信息源,利用数学形态学方法提取黄土高原地貌单元,分别计算出各个地貌单元的形状指数、面积周长比、分形分维指数和由形状复杂和边界扭曲引起的FD(分形分维)值变化数等6项数学形态特征,并进行统计分析,利用这些参数对每类地貌单元进一步分类,同时对各项数学形态特征在黄土高原地貌单元分类上作为分类特征的可靠性和可行性进行论证,并对黄土高原地貌单元分类进行定量化方面的探讨和研究,取得了较理想的结果。     

不同视角下InVEST模型的土壤保持功能对比

土壤保持是生态系统的重要服务功能之一。黄土高原是世界上水土流失最严重的地区,黄河中游地区是黄河泥沙的主要来源,继续开展黄河中游地区土壤保持研究,对于当地的水土保持、土地利用结构调整、退耕还林、生态补偿以及水库管理具有重大意义。以黄河一级支流无定河的源头(营盘山库区)为研究区,采用生态系统服务和交易的综合评估模型InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs),从水文和土地利用两个角度出发,对研究区地块截留能力、输出能力和保持能力进行对比研究,重点探讨哪种角度的结果更科学合理,并进一步研究清淤情境下2010年营盘山库区的土壤保持能力及其空间格局特征。结果表明：① 基于子流域边界和土地利用边界的计算结果差异悬殊,水文学意义的子流域边界可以保证沉积物沿水文路径迁移过程的完整性,评价结果更科学合理;InVEST沉积物模型应该采用水文意义上的自然流域边界,而不宜将土地利用边界作为子流域单元进行评价。② 2010年营盘山库区在清淤情境下的沉积物截留总量为586482.60 t,输出总量为129868.61 t,平均输出量为12.93 t/hm²,保留总量为1559198.40 t,平均保留量为151.57 t/hm²。③ 地块的沉积物截留能力从上游至下游逐渐增强,而沉积物输出能力却刚好相反。无定河西侧支流的土壤保持能力比东侧支流偏高,两大支流平均土壤保持量低值区均出现在河流上游地区。     

黄土高原一次β中尺度突发性暴雨特征及成因

为了提高对黄土高原β中尺度突发性暴雨的预报和预警能力,利用NCEP 资料、MICAPS 系统提供的资料、多普勒气象雷达资料等,对2011 年8 月14 日黄土高原发生的一次β中尺度突发性暴雨天气过程进行了诊断分析。结果表明:这次黄土高原β中尺度暴雨主要是由一次β中尺度强对流单体活动造成的;与弱冷空气活动相伴随的中尺度能量比低值舌沿河套东黄河沿线向南入侵是此次暴雨的触发机制之一;对流层低层β中尺度气旋式辐合的生成、配合对流层高层β中尺度径向强辐散,构成暴雨最强降水时段垂直环流结构的基本特征;涡度收支分析表明：暴雨区强对流云团发展时,600 hPa 以下的对流层低层,主要是水平辐散项和水平平流项起作用,形成很强的涡度收支正值;550—250 hPa 为涡度收支负值,主要是水平平流项起作用;暴雨区强对流云团消散时,主要是水平辐散项起作用。     

黄土高原中东部沙尘与非沙尘天气花粉组成及来源范围

通过黄土高原两个不同地区(浑源、洛川)沙尘与非沙尘天气花粉组合的对比来探讨主要花粉类型最大传播距离。结果表明：沙尘天气花粉汇集量明显高于非沙尘天气,特别是蒿属和藜科花粉,沙尘天气平均是非沙尘天气的3倍以上。随风速增大,花粉可能的最大源区范围明显增大。风速低于3.3 m/s时,蒿属和藜科花粉多来自100 km范围内,其他类型花粉来源范围不超过20 km;风速大于5.9 m/s时,蒿属和藜科花粉源区范围增至300 km以上;其他类型花粉不超过100 km。风速达到12.5 m/s时,蒿属及藜科最大花粉源区范围可达1000 km,其他类型花粉不超过300 km。浑源地区不论平均风速还是最大风速均明显高于洛川地区,因此,主要花粉类型可能的最大源区范围达200 km,大于洛川地区(低于100 km)。     

黄土高原古植被与再造山川秀美

要想恢复秀美的山川,主要在于恢复被人类严重破坏的原始植被.黄土高原的原始植被到底是什么样子,学者们说法不一.孢粉分析是最重要的方法.目前,研究结果已揭示出黄土高原古植被在第四纪以来显示着时间上、空间上的变化.古土壤代表间冰期夏季风盛行的湿热气候,植被比较繁盛;黄土代表冰期冬季风盛行的干冷气候,植被凋凌.全新世中期5000～6000年前,现代间冰期气候最佳时期,半坡人生存之时,森林茂密并有亚热带植物入侵,但兰州一带1万年来一直保持着荒漠草原的面貌.因此,黄土高原植被的恢复应参照各地的原始植被并考虑现代气候条件,因地制宜地实施.在东南部可以恢复森林,中西部可以恢复森林草原,西北部只能种草恢复草原.     

黄土堆积与冰期事件

黄土高原早期环境 ,应该同其周边环境大体相似 ,也存在冰期问题 :三套“砂质黄土”是冰期遗物的唯一表象 ,这是因为冰体夹在黄土层中间 ,基本丧失了冰川形成条件 ,故虽有冰期而无冰川 ,自然也就没有山岳冰川所形成的各类遗物 ,当然也包括冰川地貌的形踪     

遥感技术在黄土高原土地利用现状调查中的应用研究

本研究选取黄土高原典型丘陵沟壑区——陕西省米脂县为试验区,用TM磁带、TM假彩色合成影像、SPOT多光谱影像和彩色红外航空像片同时对试区进行土地利用现状分类与制图的比较研究。通过对土地利用现状分类系统、TM图像计算机增强处理与自动分类、TM最佳波段组合、三种影像的目视判读与制图、以及遥感信息源的综合评价等多方面的试验研究,为遥感技术在黄土高原1:5万土地利用现状调查制图中的应用提供了一套技术数据及可行的方法。     

佳芦河流域山水林田湖草沙生态保护修复实践研究

流域生态系统是以地表水和地下水为主要纽带,具有明确边界的国土空间地理单元,是国土空间生态修复的最佳实施单元。基于流域生态恢复理论,以黄土高原地区佳芦河流域为研究对象,在全面客观了解流域生态环境现状与生态问题的基础上,按照“保持水土资源,恢复自然生态”的理念,突出水资源涵养和科学利用措施,以保水为主线的基于自然的解决方案,将流域划分为8个修复单元,实施13类工程措施,部署4个子项目,形成小流域山水林田湖草沙一体化保护和修复体系,对流域山水林田湖草沙生命共同体进行系统保护和修复。研究结果表明,开展流域山水林田湖草沙生态保护修复,有助于控制佳芦河流域及沿岸生态系统脆弱、水土流失严重、工矿与城镇水污染凸显、历史遗留矿山、农用地质量较低、生态保护和修复能力较弱等问题,有效缓解水土流失状况和减少入黄泥沙,持续提升流域生态环境质量,增强山水林田湖草沙生命共同体的稳定性,提高生态系统服务功能,筑牢中国北方生态安全屏障,对黄土高原地区流域生态保护修复具有启示意义。