坡面含沙水流水动力学特性研究进展

坡面流是坡面侵蚀的主要动力之一,具有独特的水动力学特性。本文对坡面含沙水流的流态、阻力系数、流速的测量与计算、径流能量以及含沙量对以上参数的影响进行了系统深入的论述。表征坡面流流态的参数有雷诺数与弗汝德数,雷诺数研究的分歧点一般存在于对其“层流”的界定上,降雨扰动是造成其流态特殊性的主要原因,一般认为裸土上的清水坡面流弗汝德数大于1,较少的研究含沙水流流态的资料表明,目前对含沙水流雷诺数的观点不一,但多数学者认为含沙水流属于缓流范畴;不同坡面试验所获得的阻力系数值不同,影响阻力系数的因素有雷诺数、水深、弗汝德数、含沙量等,在含沙水流中,阻力系数与雷诺数、水深的关系复杂,与弗汝德数呈负相关,随含沙量的增加而增大;测量坡面流流速的方法很多,各自存在优缺点,精密仪器暂不适合量测含沙水流,用染色剂法测量坡面含沙水流的流速具有一定的可行性,常采用坡度、流量的幂函数计算坡面流流速,一般认为流速与含沙量呈反比;能量是坡面流水动力学特性的综合体现,一般认为随着含沙量的增加,坡面流能量消耗呈增加趋势。在此基础上提出了目前研究中存在的不足之处,为分析坡面侵蚀机理、完善坡面侵蚀模型提供理论依据。     

青藏高原高寒草地净初级生产力(NPP)时空分异

基于1982-2009 年间的遥感数据和野外台站生态实测数据,利用遥感生产力模型(CASA模型) 估算青藏高原高寒草地植被净初级生产力(NPP),分别从地带属性(自然地带、海拔高程、经纬度)、流域、行政区域(县级) 等方面对其时空变化过程进行分析,阐述了1982 年以来青藏高原高寒草地植被NPP的时空格局与变化特征。结果表明:① 青藏高原高寒草地NPP多年均值的空间分布表现为由东南向西北逐渐递减;1982-2009 年间,青藏高原高寒草地的年均总NPP为177.2×10¹² gC·yr^-1,单位面积年均植被NPP为120.8 gC·m^-2yr^-1;② 研究时段内,青藏高原高寒草地年均NPP 在112.6~129.9 gC·m^-2yr^-1 间,呈波动上升的趋势,增幅为13.3%;NPP 增加的草地占草地总面积的32.56%、减少的占5.55%;③ 青藏高原多数自然地带内的NPP呈增加趋势,仅阿里山地半荒漠、荒漠地带NPP呈轻微减低趋势,其中高寒灌丛草甸地带和草原地带的NPP增长幅度明显大于高寒荒漠地带;年均NPP增加面积比随着海拔升高呈现"升高—稳定—降低"的特点,而降低面积比则呈现"降低—稳定—升高"的特征;④ 各主要流域草地年均植被NPP均呈现增长趋势,其中黄河流域增长趋势显著且增幅最大。植被NPP和盖度及生长季时空变化显示,青藏高原高寒草地生态系统健康状况总体改善局部恶化。     

淮海经济区生态系统服务价值演变与安全格局优化（英文）

土地利用变化引起的生态环境效应受到全球关注。作为淮河生态经济带核心组成的淮海经济区,其土地利用、生态安全与区域经济发展发生着互馈演变。基于Google Earth Engine (GEE)提取多期土地利用数据,借助生态系统服务价值（ESV）评估以及最小累计阻力模型（MCR）,探讨了1998–2018年淮海经济区的ESV演变的时空分异特征,优化了区域生态安全格局（ESP）。研究表明：ESV强度存在明显的空间分异,呈东北高、西南低的特征。中值ESV区面积比重最大,高、低值ESV区的占比较小。ESV呈现等级下降与升高并存的时空分异特征。从发展时段看,ESV等级变化呈现向好趋势。生态安全格局优化中,优化识别重要生态源地26个,主要景观生态廊道22条、生态战略节点65个,中水平生态安全区占比最大。ESV和ESP发生变化的主要原因与当地自然资源的变化和政府保护政策的改变与调整密切相关。研究结果可为跨省区的国土空间保护、制定可持续发展战略提供参考。     

黄河内蒙古不同河型段对洪水过程的响应特征

黄河内蒙古河段的河道淤积近年来有所加重,一些人寄望于人造洪峰冲沙来降低河床。本文根据典型年份的最大洪水的流量—水位过程线变化特征,揭示黄河内蒙古不同河型段对这些洪水的响应机制,得出黄河内蒙古河段洪水的流量—水位过程线类型有线形、顺时针环线、逆时针环线3类单一关系和线形+逆时针环线、逆时针环线+线形、"8"字形+线形、嵌套状逆时针环线以及交叉线形5类复合关系。这些关系总体上可以反映洪水过程中河床是侵蚀还是沉积、何时侵蚀何时沉积、以及冲淤是否具有反复性。黄河内蒙古冲积性河段的河道对同一次洪水过程的响应沿程表现出分化现象,其中辫状河段以河床侵蚀下降为特征,弯曲河段以河床明显沉积升高为特征,而顺直河段以少量沉积或冲淤平衡为特征。不同河型段的河道对洪水的响应趋势与洪水动能的沿程减小相适应,洪峰含沙量沿程减小是该趋势的具体体现。人造洪峰冲沙难以逆转上述淤积趋势,对防治洪灾帮助有限。     

1992—2018年中国旱作农田土壤湿度的时空模式及气象驱动因素

土壤湿度作为影响陆气水热交换的重要变量,指示了干旱的演变特征。为揭示中国旱作农田土壤湿度的变化特征及其气象驱动要素,本文利用站点数据研究了1992—2018年中国旱作农田土壤湿度变化趋势的时间和空间特征,采用相关性、敏感性分析等方法探究了土壤湿度的驱动机制。结果表明：2001年中国旱作农田土壤湿度的变化趋势发生转折,土壤湿度年际变化普遍由下降趋势变为上升趋势,主要由夏季和秋季土壤湿度主导。而且土壤湿度的变化存在空间异质性,2001年后东北地区的土壤湿度在显著增加,而西南地区在显著下降。降水量和蒸散发的时空变化是土壤湿度趋势发生时空变化的主要原因,二者存在协同作用,北方地区由降水主导,南方地区由蒸散发主导。     

集聚空间组织型式对中国地市尺度工业SO2排放的影响

集聚外部性是集聚影响工业污染排放的重要机制,不同的集聚空间组织型式具有不同的污染排放行为和减排效果。以中国285个地市工业SO₂排放为例,依据集聚经济理论,将集聚空间组织型式细分为集聚密度、企业地理临近度、专业化、多样性、相关多样性、非相关多样性等不同类型,在系统分析工业SO₂排放与集聚空间格局的基础上,通过构建计量经济模型,考察了不同集聚空间组织型式对工业SO₂排放强度的影响。结果表明：① 工业SO₂排放强度与工业集聚密度在空间上具有非对称性,污染排放强度西高东低,工业集聚密度、企业地理临近、多样性、相关和非相关多样性为东中高西部低;② 工业集聚对工业SO₂排放强度的影响存在空间溢出效应,相邻地区集聚密度、多样性和相关多样性水平的上升有利于本区域工业污染排放强度的下降,但专业化水平的上升则会提升本区域的工业污染排放强度;③ 提高集聚密度、引导企业集中布局有利于工业SO₂排放强度下降,多样且关联的产业组织结构有利于污染减排,而专业化和非关联产业的集中会提高污染排放强度;④ 集聚型式对工业SO₂排放强度的影响存在区域和城市规模上的异质性,集聚密度、企业地理临近、多样性和相关多样性对中西部污染减排的作用比东部明显,专业化和非相关多样性不利于东中部地区的污染减排;城区人口规模20万以下的小城市提高集聚密度、减少多样性特别是非相关多样性更有利于污染减排;城区人口规模20~50万的小城市和50~100万的中等城市,提高企业的地理接近度和多样性水平特别是相关多样性水平,有利于其降低污染排放强度;城区人口规模在100万以上的大城市,提高集聚密度和产业多样性水平在一定程度上有利于其污染减排,但其减排效果因拥挤效应而明显下降;⑤ 进一步降低工业SO₂排放强度,需要走集聚化道路,坚持提高集聚密度,因地制宜引导企业集中布局,着力提高产业在关联基础上的多样性水平,加强区域间联防联控,重视区域间的产业联系与环保合作。     

半干旱区生态风险时空演变及其影响因素的地理探测——以宁夏盐池县为例

深入探究半干旱区景观格局变化规律,明确其生态风险时空演变特征与影响因素,对优化半干旱区景观格局、防范和治理生态风险、促进区域可持续高质量发展具有重要意义。以宁夏回族自治区盐池县为例,基于2000—2020年土地利用数据,通过景观格局指数构建生态风险模型,结合地统计分析和地理探测器模型,对其景观格局变化及生态风险时空演变与影响因素进行综合研究。结果表明：（1） 2000—2020年盐池县耕地和未利用地面积下降,其余地类均呈增加趋势,其中建设用地扩张速度最快,年均增长率为6.90%。（2） 2000—2020年盐池县景观斑块数、斑块密度、景观形状指数和香浓多样性指数上升,最大斑块指数和蔓延度指数下降,表明景观格局呈破碎化、复杂化和分散化的发展态势。（3） 2000—2020年盐池县生态风险指数由0.1465下降至0.1312,其中高、较高和中等风险区面积占比分别下降5.25%、24.21%和5.44%,而低和较低风险区面积占比分别增加14.11%和20.79%,空间上呈现出北高南低的分布格局。（4） 随着社会需求的日益增长和人类活动的加剧,自然因素对生态风险空间分异格局的影响逐渐弱化,而社会经济因素作用不断增强。     

四川盆地西北部二叠系栖霞阶层序地层特征及地质意义

基于露头、钻井岩心和测录井资料,采用层序地层学理论与方法,将四川盆地西北部二叠系梁山组+栖霞组作为一个整体予以解剖,识别出梁山组底界面(Ⅰ型)、栖一段与栖二段界面(Ⅱ型)和栖霞组与茅口组界面(Ⅰ型)3个三级层序界面,将中二叠统栖霞阶划分为2个三级层序: 下部的SQ1层序对应梁山组+栖一段,上部的SQ2层序对应栖二段。通过栖霞阶层序地层格架分析,发现栖霞阶地层存在“底超顶削”的充填规律,统计并绘制SQ1与SQ2层序地层厚度等值线图,对研究区栖霞阶SQ1初期和SQ2期构造—古地理格局进行了恢复,在明确SQ2期为栖霞阶主要成滩期的基础上,结合岩溶发育单元及白云岩展布特征,讨论栖霞阶油气储集意义。结果表明:区内栖霞阶存在北西、北东向隆坳分异,汉南隆起、川北隆起、北缘隆起与广元—旺苍凹陷始终控制了区内沉积格局,指出广元—旺苍海槽雏形始于二叠系栖霞阶。研究区岩溶白云岩孔洞型储集层区与环广元—旺苍凹陷周缘的灰岩岩溶型储集层区为有利的勘探区。     

峰丛洼地石漠化景观演化与土地利用模式

峰丛洼地石漠化景观格局是土壤分布空间格局的制约下,岩溶生态系统对植被强烈依附性条下,由不同类型人类活动决定的。农耕、放牧和砍伐是最主要的破坏峰丛植被的人类活动;缓坡耕地形成轻度石漠化景观;陡坡地形成中度石漠化景观,因坡面土壤流失,演化为更高等级石漠化景观;峰丛陡坡放牧和砍伐都可能直接形成峰丛上部大面积中-强度石漠化景观,出现峰丛坡面石漠化景观分异,产生不同的土地利用模式。     

2006年冬半年我国霾天气特征分析

利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,对2006年10月至2007年2月我国霾天气的时空分布、环流形势特征和霾天气过程中气象要素的变化特征进行了统计和天气学分析.结果表明:2006年10月、12月、1月和2月是我国霾频发时期,11-14时发生的范围最大.霾主要发生在中阻塞、南支槽和纬向型三种不同的环流形势下.霾天气发生时的气象要素分布存在南北区域性差异,其中湿度的差别最为显著.14时华南地区相对湿度最大值为80%左右,长江中下游地区为70%,而华北地区只有60%.24小时气压减弱有利霾的发生.华北地区24小时负变温,而长江以南地区正变温时,霾更容易发生.能见度最小值的分布表明,广东、黄淮等部分地区发生霾时能见度较其他区域更小,只有2km左右.这些对于了解霾的发生规律和预报具有重要意义.