黑河干流肃南山地森林生态系统的景观格局变化研究

 肃南山地生态系统是黑河流域生存和发展的基础。以黑河干流肃南山地森林生态系统为研究对象,应用GIS手段,分析其动态变化与环境效应,认为肃南山地森林景观趋于破碎化、老龄化,森林生态系统退化严重,服务功能降低,逆向演化显著,进程加快。景观的稳定性变差,正由单一、均质和连续的整体逐渐向复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程转化。其原因是自然背景下的人类活动干扰所致。     

汉江上游汛期面雨量气候特征

利用汉江上游流域21个测站1971~2011年汛期(5~10月)逐日降水资料及安康和石泉2000~2011年逐日库流量资料,采用距平分析、Morlet小波分析、Mann-Kendall检验、相关分析及重标极差R/S分形等方法,系统地分析了汉江上游流域汛期面雨量的气候变化特征和未来趋势。结果表明:汉江上游流域汛期降水主要集中在7~9月,月、日面雨量极大值均发生在7月;20世纪80年代为汉江上游流域丰水期,90年代为明显少雨期,进入21世纪以来降水逐渐增长,突变点为2005年,面雨量总体呈不显著增长趋势;强降水主要集中在7月和9月,且日面雨量在50.0 mm及以上的强降水,仅7月就占了一半以上;7月和9月发生3 d以上集中强降水过程的频次显著偏高,20世纪80年代为集中强降水过程的频发期,90年代频次明显下降,21世纪以来频次明显增多,这与汉江流域汛期面雨量的年代际变化趋势相一致。另外,Hurst分形指数为0.690,表明未来汉江上游流域汛期面雨量具有持久性和长效记忆效应,未来雨量虽仍存在着增加趋势,但其变化具有较大的不确定性。     

嫩江-黑河构造带中花岗质糜棱岩的确定及地质意义

在二连-贺根山-扎兰屯构造带北东向延伸的嫩江-黑河构造带中,从前人划分的新开岭群变质地层中厘定出一变质变形的侵入体,岩性以花岗质糜棱岩为主,具有高硅、富钾特征.该岩体铕普遍弱负异常到局部正异常;有明显的P、Ti、Nb负异常;Nb/La为0.02~0.4,Nb/Ta为0.19~16.22,具壳源深熔岩浆特点.锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄结果表明,该岩体形成于324.5±2.1 Ma,遭受糜棱岩化的变质时间为184±1 Ma,应为兴安地块与松嫩-张广才岭地块于早石炭世沿嫩江-黑河一线碰撞拼贴的产物,同时表明嫩江-黑河构造带具漫长而复杂的演化历史.     

堵河上游顺向结构岸坡变形破坏机理分析

堵河流域岸坡变形强烈,由此引起的浅层滑坡发育。本文在野外地质调查的基础上,详细描述了野外自然露头所观察到的顺向岩质岸坡变形现象,在对岸坡变形过程解剖的基础上,将堵河上游顺向结构岸坡的变形破坏过程分为:(1)伴随着卸荷裂隙及菱形结构体形成的初始蠕变阶段;(2)菱形结构体变形阶段;(3)弯曲折断带形成阶段;(4)拉张裂隙贯通阶段;(5)浅层变形失稳等5个阶段。对岸坡变形破坏过程的野外现场分析,有助于提高对岩石流变及岸坡变形破坏的认识,从而提高对此类河流岸坡防治工作水平。     

基于灰色拓扑的年径流序列预测研究

考虑到径流资料变化幅值较大,又不具有明显的周期性,为建立能客观反映径流变化这种复杂波形的模型,本文引进灰色拓扑预测方法,对黄河上游兰州站年径流进行了长期预测,预测结果精度较高,满足规范要求,此结论为黄河上游水资源的优化配置提供了科学依据.     

黑河中游二白杨叶面积指数动态变化及其与耗水量的关系

在黑河中游,利用直接法和热脉冲树干液流仪分别监测了二白杨生长季节的叶面积指数和耗水量动态变化,研究了二白杨叶面积指数动态变化规律及其与耗水量的关系.结果表明:在生长季节,二白杨叶面积指数的增长符合Logistic模型;在树冠结构垂直分布上,1 000~1 400 cm之间二白杨叶面积指数占全树叶面积指数的75.5%;二白杨个体间的叶面积指数与胸径平方和树高乘积呈指数函数关系.当单株叶面积指数从0.44增大到4.94时,二白杨耗水量从42.95 L·d^-1增加到140.30 L·d^-1.单株二白杨耗水量与叶面积指数之间呈现线性关系.     

黑河流域观测通量的空间代表性研究

地表湍流通量包括显热通量和潜热通量,它的准确测定对天气气候预报、农业节水和水资源管理等意义重大。目前应用较为广泛的通量测量技术有涡动相关仪(EC)和大孔径闪烁仪(LAS),前者是单点观测,观测范围通常只有几百米;后者近年来得到长足的发展,可以观测从几百米到十几公里尺度上的区域湍流通量。建立了EC和LAS通量解析足迹模型,详细介绍了足迹模型的理论依据和建立方法,并对二者模型的异同进行了阐释。在黑河流域遥感—地面观测同步试验中,以高寒与干旱区伴生的黑河流域为试验区,包括寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验,使用足迹模型分别分析了临泽草地站、阿柔冻融观测站的EC、LAS观测通量的源区,结合风向变化规律,对二者通量观测差异进行分析解释;分析了盈科灌区绿洲站、大野口关滩森林站的EC观测数据,以及阿柔冻融观测站的EC、LAS观测数据,选择具有代表性的月份,进行观测站点的空间代表性分析。结果表明:对通量观测站点进行空间代表性分析是十分必要的,可得到观测站点通量源区的时空变化特征,同时足迹模型在通量观测数据的分析中有很大的实用价值,可为今后通量观测数据的应用提供参考。     

干旱区内陆河流域典型绿洲土地利用格局变化中的人为影响空间分异研究

如何量化人为活动对土地利用格局变化的影响是国内外学者所关注的热点问题,目前涉及人为影响空间分布特征的研究尚不多见.塔里木河上游地区是典型的生态脆弱带和环境危机带,对以人类活动为主导的区域水土资源的开发反响强烈,主要表现在其土地利用的空间格局随水土资源开发程度而发生的变化.本研究借助于3S技术和地统计学的空间分析方法,较系统分析了1990-2002年塔里木河上游地区阿克苏绿洲土地利用的时空变化特征,建立人为影响指数,定量揭示人为开发利用活动的空间变异、强度分布.研究表明,以阿克苏绿洲中心所在的人工绿洲系统为人为影响程度相对高的区域,广大的荒草地、沙地和部分水域为人为影响低的区域.2002年的人为影响特征与1990年相比,出现了较大变化,人为影响指数较高的区域面积在不断扩大,这与近年来当地人口数量上升导致的城乡建设用地面积增加和通过毁林、毁草来拓垦耕地有直接关系.     

黑河中游沙枣树干液流的动态变化及其与林木个体生长的关系

利用热脉冲树干液流仪, 在生长季节对黑河中游防风固沙树种沙枣树干液流速率进行了连续观测, 结果表明: 沙枣树干液流速率没有明显的昼夜变化规律, 树干液流日平均值在(1.41±0.52)~(2.00±0.66)g·cm^-2·h^-1之间; 树干液流速率8月份最高, 7月份次之, 6月与9月份基本一致。不同的单株在相同月份平均树干液流速率存在差异。树干液流与树木的胸径、胸径的平方与树高之积呈复合指数函数关系, 与边材面积呈线性关系, 与叶面积指数呈现三次幂函数关系。