大连贺家圈黄土粒度所指示的物源特征

基于大连长兴岛的一套完整的晚更新世黄土剖面(贺家圈剖面),应用端元分析模型,对所采集的21个沉积样品的粒度数据进行分析。结论认为:从贺家圈剖面沉积物粒级组分中可以分离出3个代表不同沉积动力以及改造作用的沉积端元组分。并结合地球化学元素的对比分析,初步认为:端元1可能代表了剖面原始的粒度沉积组分,主峰为近源沉积,次峰为远源沉积;端元2可能代表了沉积物在沉积之后受到的淋溶作用和残积作用;端元3可能代表的是沉积物沉积之后受到的化学风化作用。     

地形对黄土高原滑坡的影响

高分辨率地形与影像数据的缺乏已成为研究地表现象、特征与过程的重要瓶颈。低成本无人机设备和摄影测量技术的发展,打开了地学领域获取高分辨率数据的大门,大大提高了地质灾害野外调查与灾害编目的精度与效率。本文通过无人机野外调查和遥感室内目视解译,构建了一个包含307个黄土滑坡属性的数据库。在此基础上,通过数字地形分析和数理统计等方法,总结归纳了黄土滑坡样本数据的分布规律,探讨了地形对黄土滑坡分布的影响,阐述了地形相对高差对最长滑动距离、滑坡周长、滑坡面积的影响,提出了基于传统经验公式拟合的滑坡规模快速预测公式。结果表明：① 滑坡规模—频率分布具有明显的规律性,不同最大长度、最大宽度和周长的黄土滑坡数量分布均呈现正偏态分布,而不同面积的滑坡数量分布则服从幂函数分布;② 地形对黄土滑坡发育控制作用明显,不同地形高差、平均坡度、坡形的斜坡单元滑坡发育数量差异较大;③ 地形相对高差与滑坡的最长滑距、周长和面积的拟合曲线很好地符合幂律分布规律,但不同地形区的拟合效果有所差异,黄土丘陵区拟合效果最好,黄土高原全区次之,黄土台塬区最差;④ 本文建立的黄土滑坡规模快速预测模型,为黄土滑坡灾害调查提供了经验公式支撑。     

规则格网DEM局地坡面凸凹性精度分析

DEM地表形态精度分析理论与方法的建立,对DEM数据的生产和广泛应用具有重要意义。本文从局地坡面形态的凸凹性角度,剖析规则格网DEM格网点位置、格网分辨率对DEM局地坡面凸凹性的影响,以期进一步完善和发展DEM质量分析的理论与方法。论文首先阐述了DEM局地坡面凸凹性的基本概念,研究建立了规则格网DEM的局地坡面凸凹性量化分析方法,并以黄土丘陵5、10、15、25、……、155 m DEM为例,采用比较分析方法研究了局地坡面凸凹性随DEM格网点位置和格网分辨率的变化特征。研究表明:对于本研究中的1:5万DEM,10 m(跃变率≤0.3%)是其最佳的格网分辨率阈值,当DEM实际格网分辨率高于该阈值时,实际DEM与最佳格网分辨率DEM具有近乎相同的局地坡面凸凹性,主要在正地形与负地形的过渡区域会发生不同程度的坡面凸凹性变化;当DEM实际格网分辨率低于该阈值时,实际DEM的局地坡面凸凹性,会随着DEM格网点布设位置和DEM格网分辨率发生较大的不确定性变化。     

“高分二号”卫星在黄土地质灾害解译中的应用研究

黄土高原地区地质灾害多发频发,危害严重,应用亚米级的高分二号(GF-2)卫星影像数据,提取地质灾害信息,并对室内解译结果进行了野外查证。本文提出了以GF-2卫星数据为主要信息源,进行地质灾害解译的技术方案;并以宁夏南部黄土高原区为例,验证了该方法的适用性,为规模化地开展基于国产高分系列卫星的黄土高原地区地质灾害遥感解译提供了可行的技术方案;通过GF-2卫星影像与常用的国内外卫星数据用于地质灾害信息判释的对比研究,认为GF-2卫星影像对于地质灾害信息的识别能够满足地质灾害遥感解译的要求,GF-2卫星影像的应用具有较高的性价比和显著的经济社会效益。     

汉江上游黄土常量元素地球化学特征及区域对比

本文对汉江上游黄土的常量元素含量及相关地球化学参数CIA、Na/K、淋溶系数、退碱系数、残积系数等进行了系统分析。结果显示：① 汉江黄土的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃,三者含量总和达767.3 g/kg;常量元素含量大小排序为SiO₂>Al₂O₃>Fe₂O₃>K₂O>MgO>Na₂O>CaO。风化成壤过程中Na、Ca、Mg、Si发生不同程度的迁移淋溶,而Fe、Al、K相对富集。② 其风化成壤强度呈现从马兰黄土L₁→过渡性黄土L_t→古土壤S₀逐渐升高、全新世黄土L₀又降低的规律,记录了该区域气候经历了末次冰期（55.0-15.0 ka BP）冷干、早全新世（15.0-8.5 ka BP）增温增湿、中全新世（8.5-3.1 ka BP）达到最暖湿,晚全新世（3.1-0.0 ka BP）降温变干的演变过程。③ 汉江黄土与洛川、巫山、下蜀黄土的元素组合特征高度一致,不同地区常量元素（CaO除外）含量十分接近且UCC标准化值变幅均小于0.25,这暗示了它们风化之初具有相似的风成沉积基础;但不同区域黄土的化学风化强度差异明显,大致呈现洛川黄土<汉江黄土<巫山黄土<下蜀黄土的趋势,与中国现代季风气候的空间变化规律相吻合,即不同地区黄土风化程度差异主要是东亚季风变化影响的结果。     

时间地理学视角下西宁城市回族居民时空间行为分析

从回族居民群体特征出发,基于时间地理学的视角理解其时空间行为,提出少数民族行为的行为选择与制约效应框架,并以西宁市回族居民为例,从微观行为视角解读少数民族的城市时空间行为与特征。结果表明:(1)回族居民受工作活动制约相对较弱,活动时间安排上自主性更强,活动具有丰富性、细碎性的特点;(2)回族居民活动空间范围存在局限性,出行需求相对较低;(3)宗教活动对回族居民时空间行为存在制约。     

Drainage basin object-based method for regional-scale landform classification: a case study of loess area in China

Landform classification is one of the most important procedures in recognizing and dividing earth surface landforms. However, topographical homogeneity and differences in regional-scale landforms are often ignored by traditional pixel- and object-based landform classification methods based on digital elevation models (DEMs). In this work, a drainage basin object-based method for classifying regional-scale landforms is proposed. Drainage basins with least critical areas are first delineated from DEMs. Then, terrain derivatives of mean elevation, mean slope, drainage density, drainage depth, and terrain texture are employed to characterize the morphology of the drainage basins. Finally, a decision tree based on the topographical characteristics of the drainage basins is constructed and employed to determine the landform classification law. The experiment is validated in the landform classification of regional-scale loess areas in China. Results show that clear boundaries exist in different landforms at the regional scale. Landform type in a specific region shows significant topographical homogeneity under its specific regional geomorphological process. Classification accuracies are 87.3 and 86.3% for the field investigation and model validation, respectively. Spatial patterns of classified landforms and their proximity to sediment sources and other factors can be regarded as indicators of the evolutionary process of loess landform formation.     

寒旱环境盐胁迫条件下两种草本植物的根系力学特性研究

本项研究选取适宜于西宁盆地及其周边地区生长的2种优势草本植物垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb)和细茎冰草(Agropyron trachycaulum (Linn.) Gaertn.)作为供试种,通过室内种植培育方式,采用浓度梯度分别为50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、200mmol/L的Na₂SO₄溶液对2种植物进行盐胁迫处理。在盐胁迫试验处理后的第15d、30d和45d时,分别测定2种植物单根抗拉力和单根抗拉强度。试验结果表明：相同盐胁迫浓度时,2种植物单根抗拉力随生长期增长呈逐渐增大,单根抗拉强度随生长期增加表现为逐渐降低的变化规律;相同生长期时,2种植物单根抗拉力随着胁迫液浓度由0mmol/L增加至200mmol/L时表现为逐渐减小趋势,单根抗拉强度则随着胁迫液浓度增加呈逐渐增大的变化规律;进一步研究表明,在相同胁迫浓度和相同生长期条件下,细茎冰草单根抗拉力和单根抗拉强度分别较垂穗披碱草高0.008N~0.025N和9.646MPa~72.807MPa;2种草本植物单根抗拉力与根径之间呈指数函数关系;2种草本单根抗拉强度分别随根径的增加而逐渐减小,且均与根径呈幂函数关系。本该研究成果对于进一步探讨寒旱环境盐胁迫条件下,草本植物根系力学强度特征及其变化规律具有重要理论研究价值,同时对于有效防治研究区水土流失、浅层滑坡等地质灾害的发生具有实际指导意义。     

Collapsing loess-like soil in western Saudi Arabia

Earth fissures have developed at Wadi Al-Yutamah, western Saudi Arabia. The fissues are associated with land subsidence which is considered to be due to both rapid draw down of the ground-water level and hydrocompaction of the wadi soil after flooding. This phenomenon is relatively recent in the area.The wadi soil was investigated and classified in the field, and disturbed and undisturbed samples were collected for laboratory testing and analysis. The engineering properties of the wadi soils were determined, including in situ field density, specific gravity, liquid limit, plastic limit, plasticity index, shrinkage limit, and consolidation characteristics such as total settlement and coefficient of subsidence (collapse).Four types of silty soil of different colours were identified, in addition to yellowish-brown sand (representing the dunes) which accumulated on the surface of the study area. The silty soils include yellowish-brown silty sand, yellowish-gray silt, pale brown silt and yellowish-brown clayey silt. The results of X-ray diffraction analysis indicated that the clay is mainly kaolinite and illite with minor smectite. The dominant soil type in the study area is silt of low plasticity, high void ratio and low density which decreased with depth. This soil was classified as loess-like materials.The studied soils are of a collapsing type, and settlement is greatly increased by excessive wetting under constant pressure. The calculated coefficients of subsidence (collapse) of the soils at different depths generally increased with decreasing soil density and ranged between 3·1% and 10·8%. The wadi soils are considered to pose a moderate problem when wetted.     

黄土孢粉分析的新途径——筛滤分析法

黄土-古土壤序列在全球古气候、古环境研究中占有不可替代的重要地位,而其中的孢粉是黄土高原生态环境演化过程中保存的直接生物学证据,它对建立黄土高原降水或湿度状况的时空变化特征,认识季风变迁的过程、规律以及未来发展趋势等具有重要的意义。随着黄土研究工作的不断深入,作为直接生物学证据的孢粉研究相对薄弱。其中最困扰的因素是从黄土中提取孢粉极其困难,分析技术上始终未能找到一个突破口,因此需要一种分析效果好、快捷、成本低的分析方法以获得大量高精度的孢粉数据。筛滤分析法正是为了适应黄土研究的需要而设计的一种新型的黄土孢粉分析方法。筛滤分析法利用真空状态下的气压差使样品在水中完全悬浮跳动,样品得到充分的冲洗并促使孢粉与其它无机质与有机质分离。相对真空的状态减少了微细颗粒对极为细小的网眼的阻塞,重力作用促使水及各类颗粒不断冲击筛网,使粒径小于10μm的物质较容易被过滤到聚水容器中,而孢粉与较少的大颗粒物质则被隔离在筛网之上,这使我们很容易用重液浮选出干净、清晰的孢粉底样。筛滤分析法与常规的黄土孢粉分析相比,具有以下特点:①大大降低了分析样品的重量及药品的消耗,一般仅需样品30 g左右,是常规分析法用量的1/6~1/8。②整个分析流程短, 12个样品一个流程仅需3~4 d。③筛滤分析法使孢粉几乎全部被隔离在筛网上而丢失极少,提高了黄土孢粉研究精度。④筛滤分析法几乎不破坏孢粉的结构,孢粉底样干净、清晰。使用筛滤分析法共分析耀县全新世黄土剖面69块孢粉样品,均发现数量不等的孢粉。孢粉底样干净、杂质少,结构清楚。共统计孢粉14978粒,分属27个科属,这些科属包括了黄土高原主要的孢粉类型。从孢粉结果可以初步确定,在全新世时期,位于黄土高原南缘的耀县地区,草本植物占全部孢粉总量的93.6%,而乔木植物仅占孢粉总量的4.7%。在整个剖面中没有出现乔木植物含量超过30%,可以认为在黄土高原的全新世时期是以草原植被为主,并无森林生长。