干旱区矿产资源型城市可持续发展研究

在分析资源型城市成长动力和基本特征的基础上,提出了城市可持续发展的措施。由于资源枯竭、产业结构刚性和水资源的约束,使得资源型城市的发展受到严重的制约。因而其可持续发展的重点在于防止资源枯竭所引发的支柱型产业的衰退。围绕主导产业组群,对现有产业结构和资产存量进行调整,同时延伸主导产业链,衍生新的生产协作链;发展高效节水农业和第三产业,加强矿产资源型城市与区域的融合度,解除区位被动性和经济的“孤岛性”,提高区域竞争能力,并有针对性的进行市区及矿区环境建设。     

西部干旱区生态景观格局动态分析

以1982～2000年NQAA气象卫星数据为基本信息源,在AIRC／INFO支持下,将遥感影像进行分区切割,按海拔进行分类,通过对景观优势度指数、斑块密度、边缘密度和分维数等指数的计算,对西部干旱区近20年以来的景观动态特征进行了全面分析,结果表明：各类景观类型所占比例差异较大,沙漠、戈壁无植被区景观类型在本区生态景观中优势度最大,占支配地位,绿洲作为斑块镶嵌于其上;近20年,平原地区的中覆盖度草地和高覆盖度草地在研究区所占的百分比呈明显下降趋势,而绿洲所占比例呈上升趋势,表明这两类植被有相互转换的关系;平原丘陵区的自然景观斑块分维数在增长,绿洲景观类型斑块的分维值在减小,斑块形状趋于规则化。西部干旱区气候变化及人类活动已成为本地区生态景观格局变化的重要因素。     

西北干旱区水资源约束下城市化过程及生态效应研究的理论探讨

城市化是西北干旱区实现小康目标的必由之路,然而最大的自然障碍因素是水资源严重短缺。现实的城市化与水资源及生态环境保护之间存在着各种矛盾与胁迫。从城市化过程及其生态效应研究的重要性出发,透过对国内外研究进展的分析与评述,把水资源作为西北干旱区先决约束条件。提出了水资源约束下西北干旱区城市化过程及其生态效应的研究思路,包括选择水资源变化过程与城市化过程之间相互胁迫的驱动因子,揭示水资源变化对城市化过程的胁迫机制与规律;分析城市化过程引起的与水相关的生态效应;建立城市化过程及其生态效应预警指标体系。对不同强度水资源约束下城市化过程进行动态预警和情景分析;选择最节水的城市化发展模式和建设节水型城镇体系等。进而为加快西北干旱区城市化发展进程、改善干旱区生态环境、实现小康目标提供科学的决策依据。     

Estimating groundwater recharge for a freshwater lens in an arid region: Formative and stability assessment

The formation of subsurface freshwater lenses on top of brackish groundwater is a fascinating hydrologic phenomenon that creates groundwater supplies of great potential value in arid regions. Information on the recharge quantity and mechanism of these lenses is both scarce and uncertain. This study examines the formation and macroscale stability of the Rawdatain freshwater lens in Kuwait, for which significant pre-development data are available. The Rawdatain is a large (150 million m³) subsurface freshwater lens overlying brackish groundwater compared to the other freshwater lenses in the Arabian Peninsula. In this study, a three-dimensional (3D) density-dependent groundwater flow model is tested against the following data targets to estimate long-term diffuse and focused groundwater recharge: (i) groundwater head, (ii) total dissolved solids (TDS) groundwater concentration, (iii) volume and vertical thickness of stored groundwater of three different water quality TDS ranges (0–700, 700–1000 and 1000–2000 mg/L) and (iv) geometrical shape features of the lens along cross-sections. To better represent the spatial variation in TDS, six different recharge zones were assigned to allocate diffuse and focused recharge conditions. Twelve recharge rate scenarios, encompassing a wide range of feasible long-term average annual recharge values (200,000–5,000,000 m³/year), were tested against the multiple targets and compared with the groundwater age of the Rawdatain lens. Based on comparison with data targets, the long-term average annual recharge is estimated to be 500,000 m³/year. Scenarios of reduced recharge, which may occur due to changes in land-use or climate, demonstrate the extremely slow response of the lens, which is in agreement with the slow development and formation of the lens (>2,000 years). Within a 100-year time frame, a 50% reduction in annual recharge reduces the lens volumes by 21, 17 and 9% for the three water quality categories, respectively. This study demonstrates the stability of freshwater lenses in arid regions and also provides methodology for similar focused rainfall recharge freshwater lenses.     

Using chlorofluorocarbons (CFCs) and tritium (3H) to estimate groundwater age and flow velocity in Hohhot Basin,China

The concentrations of chlorofluorocarbons (CFC‐11, CFC‐12 and CFC‐113) and tritium (³H) content in groundwater were used to date groundwater age, delineate groundwater flow systems and estimate flow velocity in the Hohhot basin. The estimated young groundwater age is fallen in the bracket of 21 ~ 50 a and indicates the presence of two different age profiles and flow systems in the shallow groundwater system. Older age waters occur under the topographically low areas, where the aquifer is double‐layer aquifer system consisting of shallow unconfined‐semi‐confined aquifer and deep confined aquifer. This reflects long flow paths associated with regional flow. Groundwater (range from 21 to 34 years) in the north piedmont and east hilly areas, where the aquifer is a single‐layer aquifer consisting of alluvial fans, are typically younger than those in the low areas. The combination of CFCs dating with hydrogeological information indicates that both local and regional flow systems are present at the basin. The regional groundwater flow mainly flows from the north and east to the southwest, the local groundwater flow system occurs nearby the Hohhot city. The mean regional groundwater flow velocity of the shallow groundwater is estimated about 0.73 km/a. These findings can aid in refining hydrogeological conceptual model of the study area. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

亚洲中部干旱区丝绸之路沿线环境演化与东西方文化交流

基于环境记录、考古发现,以及同位素资料,对亚洲中部干旱区丝绸之路沿线的全新世以来的环境变化和东西方文化交流进行了梳理。结果表明,研究区独特的地理环境和环境变化过程,深刻地影响着文化的发展和传播。河西走廊受季风影响,表现出季风—西风过渡带干湿变化的模式,晚全新世气候趋向干旱;从新疆到中亚的丝绸之路沿线的环境变化比较一致：在早全新世（BC 6000以前）主要为干旱环境,植被以荒漠类型占优势;中晚全新世,湿润程度增加,草原植被扩展。新疆和中亚全新世中晚期较为湿润的环境为东西文化交流提供了较适宜的环境基础。得益于环境条件的改善,东西方文化交流融合的进程在BC 2000以后明显加速。在BC 2500-2000期间,东西方农业文化在丝绸之路沿线接触融合,是史前丝绸之路的首次贯通;在BC 2000-1000期间,丝绸之路沿线绿洲地带形成了以小麦—/大麦—粟黍—畜牧为特征的混合型经济特征,并扩散到欧亚草原带,和周围的畜牧业形成鲜明的对照,并持续到历史时期。这种空间分异,是地理环境和东西方文化交流共同作用的结果。在史前时期,东西方农业的相向传播和融合,基本沿着山前地带的绿洲蛙跳式前进。到了历史时期,政治版图的变化是影响丝绸之路的首要因素,但环境变化仍然是不可忽略的因素。     

干旱区啤酒花农艺性状与品质的关系

明确啤酒花农艺性状与品质的相关性,可以为啤酒花种质资源优选鉴定提供依据。分析了甘肃省河西地区引进的50份啤酒花种质材料单蔓花数、花穗长、花穗粗、单花重、百花重、干鲜比与产量和品质的关系。结果表明：干旱半干旱地区啤酒花种质资源农艺性状和品质指标均存在较大变异,为优异资源的筛选创造了条件。农艺性状和品质指标存在一定相关性,其中,花穗粗和单花重均与干鲜比显著正相关（R²=0.293和R²=0.288）,花穗长和干鲜比与黄腐酚含量呈极显著正相关且干鲜比对黄腐酚含量贡献大于花穗长,而6个主要农艺性状均与α-酸含量无显著相关性。花穗长、花穗粗可以作为干鲜比大、产量和黄腐酚含量高、药用价值好的啤酒花种质资源筛选的农艺性状指标,但高α-酸含量的啤酒花种质资源无法通过农艺性状去筛选。     

玉米秸秆带状覆盖对西北旱地土壤温度及马铃薯产量的影响

设黑膜大垄（M1）、玉米秸秆带状平覆（M2）、玉米秸秆带状垄沟覆杆（M3）和不覆盖露地平作（CK）4个处理进行田间小区试验,对比研究不同覆盖方式对西北旱地土壤温度及马铃薯产量的影响。结果表明：M1较CK提高全生育期土壤温度0.98℃,主要提高了块茎膨大期5 cm土层（2015年）及淀粉积累期10 cm土层（2016年）的土壤温度;M2、M3较CK降低全生育期土壤温度1.06℃、0.59℃,主要降低了块茎形成期10 cm土层的土壤温度。两年M1、M2、M3分别平均较CK增产11.68%、21.74%、16.88%。产量与淀粉积累期至收获期单株结薯数、单株产量正相关（r=0.064~0.766）,覆盖处理显著较CK提高淀粉积累期单株结薯数及单株产量,平水年以M1最好,偏旱年以M2最好。     

新疆孔雀河流域人工绿洲近40年土地利用/覆被变化

区域尺度土地利用/覆被变化（LUCC）时空特征及驱动力是研究大尺度变化乃至全球变化演变过程的基础,而干旱区LUCC对区域水文、生态影响尤为显著,是全球变化研究的重点之一。以新疆孔雀河流域上游作为研究区,基于1977-2015年6期Landsat数据,采用多规则人机交互目视解译的方法完成LUCC制图,并利用LUCC模型从数量变化、空间变化、土地利用集约程度变化等多方面分析了近40年来该区域LUCC特点及演变机制。结果表明：（1）研究区仅有耕地和建设用地面积增加,且增幅均在200%以上,其他土地类型面积则均有不同程度的减少;（2）耕地变化呈现出空间集聚现象,而建设用地的扩张则呈现空间连续性;（3）2000年前后自然植被经历小幅退化—恢复过程;（4）受西部大开发、塔里木河生态综合治理工程等多种因素影响,2000-2005年间,空间变化的综合动态度最高（2.76%）;（5）自然因素影响较小,人口增长和政策因素是主要驱动因子。     

兰州第四纪黄土/古土壤序列物源演变: 来自于碳酸盐矿物的证据*

黄土/古土壤的物源研究对于揭示第四纪气候变化和青藏高原隆升历史具有重要意义。本研究以位于黄土高原西部1.4 Ma以来的兰州黄土/古土壤沉积序列为研究对象,基于X射线衍射技术分析了黄土/古土壤中的主要矿物组成,侧重于碳酸盐矿物含量,追溯了兰州黄土/古土壤的直接物源。结果显示: (1)1.4 Ma以来兰州地区黄土/古土壤沉积物的主要直接源区为柴达木盆地沙漠区和阿拉善干旱区。(2)基于二元混合模型计算的潜在原始源区对兰州黄土白云石和总碳酸盐矿物的相对贡献率以及长石与石英比值结果一致支持1.4 Ma以来兰州黄土原始物源发生了多次变化。1.4~1.1 Ma和0.9~0.3 Ma青藏高原东北缘造山带(昆仑山、祁连山)和中亚造山带对兰州黄土的贡献相当,而1.1~0.9 Ma和0.3 Ma以来,中亚造山带对兰州黄土的物源贡献增加,这可能分别是对中更新世气候转型和0.3 Ma以来青藏高原及邻近地区干冷气候增强的响应。1.15 Ma和0.8 Ma兰州黄土/古土壤中高的白云石含量、碳酸盐矿物总含量以及0.8 Ma长石与石英比值的快速升高可能是对“昆黄运动”的响应,进而造成了昆仑山、祁连山对黄土高原物源贡献的增加。