Principles of geomorphic disturbance and recovery in response to storms

The most important geomorphic responses to storms are qualitative changes in system state. Minor storms produce no state change or very rapid recovery to pre‐storm state, and extinction events wipe out the system. In other cases disturbance results in a state change, which may be transitional (change to a previously existing state), state space expansion (change to a new state), and clock‐resetting events that return the system to its initial state. Recovery pathways are much more varied than the monotonic progressions represented in classic vegetation succession and linear channel evolution models. Those linear sequential pathways are only one of several archetypal recovery pathways, which also include binary, convergent, divergent, and more complex networks. Filter‐dominated systems are more likely to follow linear sequential or convergent patterns, whereas amplifier‐dominance is characteristic of divergent and more complex mesh or fully‐connected patterns. Amplifier domination is also more likely to lead to evolutionary or state space expansion responses. Amplification and filtering in geomorphic response and recovery can be assessed using the 'Four R's' framework of response, resistance, relaxation, and recursion. High resistance and resilience, rapid relaxation times, and stable recursive feedback networks reduce or offset effects of disturbances, thus filtering their impacts. Conversely, low resistance and resilience, slow relaxation, and dynamically unstable feedbacks can exaggerate disturbances, creating disproportionately large and long‐lived impacts, thereby amplifying disturbances. Unless new filter mechanisms evolve (either autogenically or anthropically), or the number of extinction or clock‐resetting events increases, intensified storminess will result in more geomorphic variability. These ideas are applied to a case study of a flood on the Clark Fork River, Montana, USA. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

中国干旱沙区的生态重建与恢复:沙坡头站60年重要研究进展综述

中国科学院沙坡头沙漠研究试验站建站60年来,服务于国家需求,推动了沙漠科学的发展。在沙害治理、沙漠生态重建与恢复、荒漠生态系统长期生态学、沙地生态水文学\,人工植被稳定性及干旱胁迫生理生态学方面取得了重要进展\.解决了在降水量小于200 mm的干旱沙漠地区植被建设的关键技术,证实了通过人为促进生态恢复是可行的,创造了人类活动(治理和利用)与沙漠自然和谐持续发展的模式;探讨了干旱沙区土壤水循环的植被调控机理,提出了生态恢复的关键技术及其应用模式;理论上探明了人工植被稳定性维持的生态学机理,提出了荒漠系统生态恢复的理论模型;揭示了荒漠生态系统碳、氮循环及其对环境因子的响应;引领了生物土壤结皮的生理生态功能及其水文学研究;拓展了干旱逆境生理生态学的研究。沙坡头站已成为国际沙漠科学与荒漠长期生态学研究的重要平台。     

刍议相关规范中关于单桩承载力计算的几点疑惑

国内相关规范中单桩抗压承载力设计计算方法分为特征值法及极限值法两类,单桩承载力均通过桩侧阻力与桩端阻力直接相加的方法得到,在概念及理论上均存在着不完善之处,主要原因是桩侧阻力与桩端阻力的力学特性及对变形的要求不同、不能同步发挥所致。相对来说,极限值设计法更直接、更可靠、更准确,概念更明确,且易于与国际接轨,建议规范优先采用。不同规范根据抗拔试验结果求取单桩抗拔承载力的计算方法存在矛盾,建议求取时桩的自重按天然重度计算、不考虑水的浮力。建议相关规范对以下两种现象进行深入研究：桩长超过有效长度后,单位长度侧摩阻力将会降低;部分工程中得到的抗拔桩的抗拔系数远小于相关规范推荐值,尤其是桩长较长时。     

用于砂岩加固的锚杆的承载性能试验研究

针对中风化砂岩地质条件,开展了单锚基础和承台式群锚基础的现场足尺试验研究,得到了荷载-位移曲线,分析了基础的破坏模式和承载性能。通过锚筋应变测试,研究了锚杆基础的内力分布规律和有效锚固深度。研究结果表明,岩石锚杆基础应用于中风化砂岩地基分布地区,满足输电线路上部结构对基础承载力的要求,具有良好的经济和社会效益;当锚杆锚固深度小于有效锚固深度时,增加锚固深度和承台嵌岩深度能够有效地提高基础的抗拔承载性能;水平荷载不是基础发生破坏的控制因素,但水平荷载对群锚基础上拔稳定存在不利影响。     

中国农村家庭的震后生活恢复过程研究

灾后恢复是一个随时间不断变化发展的过程。本文以2008年四川汶川Ms8.0级地震为巨灾案例,2009年云南姚安Ms6.0级地震为中小型灾害案例,对农村灾区家庭进行随机入户调查。基于1094份有效问卷,运用恢复曲线,研究受灾家庭的生活恢复随时间变化的规律,对比不同灾害强度对恢复重建过程的影响。结果表明：家庭恢复过程具有明显的阶段性,根据恢复速率的变化,可分为应急期、恢复前期、恢复中期,恢复后期。巨灾和中小型灾害在恢复历时、恢复过程方面存在较大不同：中小型灾害生活恢复的过程相对较短,绝大多数重损家庭在灾后20个月完成恢复,中损家庭为18个月,二者相差较小;巨型灾害恢复过程整体历时较长,大多数中损家庭在灾后68个月才完成恢复,重损家庭的生活恢复整体滞后于中损家庭1年以上,并且随着时间的推移,受灾程度对恢复过程的影响越来越突出。     

干旱胁迫下植物抗逆性大尺度遥感监测方法

目前干旱与植被关系的研究主要集中于气候因子与植被时空变化的相关性分析以及植被对气候变化的响应,能够适用于大尺度的植物抗逆性监测方法还较为欠缺。本文基于归一化植被指数（NDVI）、总初级生产力（GPP）、修正花青素含量指数（mACI）、短波红外水分胁迫指数（SIWSI）监测干旱胁迫下的植被变化,综合考虑植物抗逆过程,建立滞后时间、抗逆时差、响应程度与恢复能力4个植物抗逆性监测指标,构建了一种能够适用于大尺度的植物抗逆性综合监测方法。利用各省份作物抗逆性综合评分与绝收比例进行相关性分析,两者呈显著负相关。利用该方法对干旱胁迫下我国不同类型植被的抗逆性进行评估,结果表明：(1)从全国整体水平来看,不同季节植物抗逆性差异较大,其中夏季植物抗逆性最弱,冬季最强。我国植物抗逆性空间异质性显著,春季植物抗逆性综合评分低于70分的区域主要位于山西、陕西北部,综合评分高于90分的区域主要集中在内蒙古东北部以及云南的南部地区;(2)不同类型植被的抗逆性有明显差异,夏季落叶针叶林抗逆性最强,类内差异最小,春秋两季草地抗逆性最强但抗逆性类内差异最大。本文提出的植物抗逆性综合监测方法有助于探索干旱胁迫下植物抗逆...     

三北工程区植被恢复对土壤风蚀的影响及植被恢复潜力研究

三北地区是我国重要的生态屏障,分析2000—2019年三北防护林体系建设工程（简称：三北工程）区植被恢复时空变化状况,厘定人类活动与气候要素对植被恢复的贡献,探究植被恢复对土壤风蚀影响,评估植被恢复潜力空间,可为三北防护林体系建设工程未来规划管理和科学施策提供参考。本文在选取植被覆盖度和植被净初级生产力表征植被恢复状况基础上,利用地面数据,结合模型模拟,定量评估了2000—2019年三北防护林体系建设工程区植被恢复程度及其对土壤风蚀的影响,并对植被恢复潜力进行探究。研究结果表明：(1) 2000—2019年植被恢复程度高、较高的面积,占总面积的35.29%和13.16%,主要分布在黄土高原区及北部区域和风沙区与东北华北平原农区的部分地区。人类活动与气候因素对植被恢复贡献率为10.45%和89.55%;(2)土壤风蚀以轻度侵蚀和微度侵蚀为主,呈逐年下降趋势,剧烈侵蚀面积减少了66.45%,防风固沙服务得到进一步提升。植被恢复程度与土壤风蚀模数呈负相关关系,植被恢复程度较好有助于降低土壤风蚀模数;(3)三北工程区森林、草地和荒漠生态系统仍有8.16%的恢复潜力,内蒙古高原北部部分地区、哈顺...     

准噶尔盆地车莫古隆起侏罗系剥蚀厚度恢复

车莫古隆起位于准噶尔盆地腹部,为一个南西-北东走向的燕山期古隆起,现今构造为由北向南倾斜的单斜。该区侏罗纪经历了多期构造运动,发育多个削蚀和上超不整合面,是地层岩性油气藏勘探的有利地区。通过地层剥蚀厚度恢复主要方法与相关条件的分析,根据研究区实际地震资料特征,采用地震剖面直接追踪法、参考层厚度变化率法和邻层厚度比值法,对车莫古隆起区侏罗系头屯河组、西山窑组、三工河组的剥蚀厚度进行了恢复,其最大剥蚀量均分布在奎屯-莫索湾一带,各层最大剥蚀厚度为260 m、340 m和140 m。其中古隆起高部位的西山窑组剥蚀量可能是由两期构造运动造成的,三工河组剥蚀量的产生可能来自后期构造运动。通过分析剥蚀厚度平面分布特征与古隆起形成、演化之间的关系,指出早侏罗世末期是车莫古隆起的雏形期,西山窑组沉积期是车莫古隆起的逐渐发育时期,侏罗纪末期是车莫古隆起快速发育时期。大量剥蚀产物的搬运为古隆起翼部斜坡区地层岩性圈闭的形成创造了条件,车莫古隆起南部斜坡区是油气聚集的有利地区。     

轴向受压矩形开孔板极限强度近似计算

针对受均匀轴向压力的矩形开孔板剩余极限强度的问题,考虑矩形板中间开圆孔和腰圆孔两种典型形状,四种边界条件下,以板的柔度系数、开孔率为主要影响参数通过大量非线性有限元数值计算分析,采用一种新的拟合方式提出了矩形开孔板轴向受压剩余极限强度的简化计算公式,新经验公式能够很好地反映开孔所导致板极限强度的衰减趋势。将所提出的经验公式计算结果分别与相应的试验结果、非线性有限元计算结果及其他经验公式计算结果进行对比分析。结果表明所提出的经验公式相比已有的经验公式计算更为准确,适用范围更广,可以用来预报不同边界条件下轴向均匀受压开孔矩形板的极限强度。     

Survival estimates for the greater crested tern Thalasseus bergii in southern Africa

The nominate race of the greater crested tern Thalasseus bergii breeds only along the coast of the Benguela region (west coast) of southern Africa, where its population is increasing, in contrast to other species of breeding seabirds in the region which similarly depend on forage fish. Although this population’s trends are well known, its demographic parameters remain obscure. We used multi-event capture–recapture–recovery modelling to provide the first estimates of survival. The survival rate of birds older than two years was 0.93 (0.91–0.95); second-year survival was 0.93 (0.90–0.95) and first-year survival was 0.80 (0.73–0.85). A resighting of a 34-year-old bird is a new longevity record for the species. Population growth rates projected with a Leslie matrix model that included our survival estimates were very similar to estimates from annual counts of the breeding population (7–8% y^?1), suggesting that these survival estimates adequately describe the species’ demography. High survival rates have likely contributed to the species’ recent population increase in the region.