冰川冻土
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冰川冻土
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2018年 40卷 3期 刊出日期 2018-06-25

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冰冻圈与全球变化
寒区科学与技术
寒旱区水文水资源
寒旱区生物学
生态经济与可持续发展
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2018 Vol. 40 (3): 0-0 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 5805KB] ( 2 )
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2018 Vol. 40 (3): 0-0 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 )
冰冻圈与全球变化
415 1984-2016年全球参照冰川物质平衡时空变化特征
梁鹏斌, 李忠勤, 张慧, 王飞腾, 牟建新, 何海迪
基于世界冰川监测服务处(WGMS)发布的冰川物质平衡数据,对全球40条典型参照冰川物质平衡资料进行分析,结果表明:1984年以来,40条冰川中的36条在观测时段内处于物质平衡为负的状态,冰川普遍退缩,尤其在中纬度比较强烈;全球参照冰川物质平衡的多年平均值为-563 mm,累积物质平衡为-18 590 mm,且2000年之后出现了加速消融的变化趋势;全球参照冰川物质平衡的年代际平均值呈阶梯下降,每10年,物质平衡值下降200 mm左右;由于区域气候变化的差异性以及冰川对气候变化的响应程度不同,冰川物质平衡变化表现出显著的区域特征,物质平衡值由北到南出逐渐增大,空间上呈现出典型的纬度地带性和经度地带性特征;气温是控制冰川物质平衡变化的主要因子,物质平衡过程通常与各地区不同时间尺度的气候波动和变化显著相关。
2018 Vol. 40 (3): 415-425 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 4275KB] ( 1 )
426 祁连山黑河上游多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征
马素辉, 牟翠翠, 郭红, 张现凯, 栗泽苑, 张廷军
山地多年冻土的异质性影响其植被类型的分布特征,且对有机碳的分布也具有重要影响。通过采集黑河上游多年冻土区三种典型植被类型(高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原)8个活动层的土壤样品,测定其土壤有机碳密度及其理化性质。结果表明:高寒沼泽草甸土壤有机碳密度最高(49.50 kg·m-2),高寒草甸次之(11.22 kg·m-2),高寒草原最低(7.30 kg·m-2)。土壤有机碳密度的剖面垂直分布特征具有差异性,高寒沼泽草甸土壤有机碳密度随深度变化不明显,高寒草原和高寒草甸土壤有机碳密度随深度逐渐减小,存在显著的表层聚集性。有机碳密度与土壤含水率和细粒含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关关系。一般线性模型结果表明土壤含水率、pH值和土壤颗粒组成解释了96.39%的有机碳密度变异,其中土壤含水率贡献了81.53%,pH值和土壤粒度分别贡献了9.33%和4.75%。研究表明多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征具有明显差异,山地多年冻土土壤含水率是控制有机碳密度分布特征的重要影响因素。
2018 Vol. 40 (3): 426-433 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 1823KB] ( 2 )
434 天山末次冰期以来干旱化过程的冰川证据
肖菁, 刘耕年, 聂振宇, 陈艺鑫, 彭旭, 刘蓓蓓, 韩业松, 崔之久
依据天山7个有确切年代学资料的典型地区进行冰川面积和平衡线高度等重建,揭示天山地区末次冰期以来冰川经历的扩张和收缩过程。冰川规模在MIS 4~MIS 3大幅度扩张,形成大规模的复合型山谷冰川和山麓冰川;MIS 2冰川扩张显著,但远不及MIS 4~MIS 3,许多山区形成大型山谷冰川;全新世新冰期NG和小冰期LIA都略有扩张,冰碛垄分布在现代冰川外围,冰川类型与现在一致。冰川平衡线高度的降幅亦表现为MIS 4~MIS 3最大,MIS 2以后降幅递减。MIS 4~MIS 3天山冰川大规模扩张与欧亚冰盖演化,巨大冰前湖泊、广阔的湿地的形成为西风提供更多水气带到天山有关;MIS 2至今,随着欧亚冰盖减小到消失,西风带来的水气渐少,干冷的蒙古高压逐渐加强,制约了冰川规模扩张。
2018 Vol. 40 (3): 434-447 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 2581KB] ( 0 )
448 1961-2016年新疆单站不同等级冷空气过程气候特征及变化
江远安, 尹宜舟, 樊静, 刘精, 贾孜拉, 余行杰
利用新疆1961年1月-2016年12月资料完整的89个国家气象观测站的日最低气温资料,根据中国气象局2017年发布的行业标准《冷空气过程监测指标》(QX/393-2017)的单站冷空气等级,计算近56 a来新疆各单站不同等级冷空气过程的发生频次、降温幅度、持续天数,应用线性趋势、EOF分解等分析方法,对新疆各单站不同等级冷空气过程的时空分布特征进行分析。结果表明:新疆单站不同等级冷空气年平均频次和年累计天数均表现为中等强度冷空气最多、寒潮次多、强冷空气最少,空间分布都呈现为北疆多、南疆少的分布特征;中等强度冷空气和强冷空气区域平均的年平均频次和年累计天数的年际变化均呈不显著减少趋势,寒潮均呈显著减少趋势,而空间分布上不是整体呈减少趋势,甚至个别地区呈显著增加趋势;中等强度冷空气和强冷空气在秋季前期和春季后期发生较多,寒潮则在冬季发生较多;中等强度以上冷空气年累计降温呈现北疆大、南疆小的分布特征,区域平均的年累计降温呈显著减小趋势;新疆年寒潮频次和年累计降温第一模态的方差贡献率分别为33%、39%,远远大于其它模态,第一模态(即主模态)的空间分布二者均表现为整个新疆为一致的正值,说明其变化趋势在全疆具有一致性的特征,另外北疆特征值较大,南疆特征值较小,说明北疆更容易出现异常,南疆不易出现异常。
2018 Vol. 40 (3): 448-460 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 5205KB] ( 2 )
461 青藏高原玛曲冬季牧场土壤有机碳空间分布格局研究
杨书荣, 张剑, 陈淑珍, 曹建军
选取60个样点,采用分层(0~15 cm,15~30 cm)采样方法,对青藏高原玛曲草地冬季牧场土壤有机碳的空间分布特征进行了系统地研究。结果显示:在水平分布上,玛曲北部(包括西北部)和东南部的有机碳较高(其含量分别为58.78 g·kg-1和45.78 g·kg-1),而东部(包括东北部)和中部的有机碳较低(其含量分别为39.65 g·kg-1和38.32 g·kg-1);在垂直分布上,土壤有机碳随土壤深度的增加而减小,0~15 cm层的有机碳含量约为其表层(0~30 cm)的53.39%~70.61%。这一结果表明,玛曲北部和东南部应成为未来生态功能区建设的重中之重,严禁过度放牧,尤其是对土壤表层破坏较为严重的各种放牧活动。此外,保存现有联户体,并鼓励更多单户组合成新的联户体也有利于该区土壤有机碳的保护。
2018 Vol. 40 (3): 461-468 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 2303KB] ( 1 )
469 基于主成分分析的青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量评价
刘鑫, 王一博, 吕明侠, 孙岩, 杨文静, 赵金鹏
土壤质量评价是提高对土壤质量理解的关键环节。为了了解青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的基本情况,在青藏高原腹地西大滩至安多地区,根据不同海拔梯度和植被盖度共采集了154个土壤样品。通过主成分分析(PCA)法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的最小数据集(MDS):全氮、全磷、全钾。根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行评价,得出了不同海拔、不同植被盖度下的土壤质量指数(SQI)。通过对不同海拔、不同植被盖度的土壤质量指数进行对比研究表明:随着海拔的升高,SQI呈增加的趋势,即海拔4 300~4 600 m(0.270±0.043) < 海拔4 600~4 900 m(0.326±0.061) < 海拔4 900~5 200 m(0.410±0.075);随着植被盖度的增加,SQI也呈现增加的变化趋势,即植被盖度小于50%(0.262~0.265) < 植被盖度大于50%(0.336~0.344)。在分别考虑了有机质、盐分、土壤水分对土壤质量的影响下得出的土壤质量指数值与基于最小数据集得到的土壤质量指数相一致,说明基于主成分分析的最小数据集可以对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量做出较准确的评价。
2018 Vol. 40 (3): 469-479 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 1512KB] ( 0 )
480 黑龙江省冻土活动层厚度年际变化影响因素分析
尤明东, 李海波, 葛敏, 臧淑英
冻土活动层是冻土地区地层内水热交换最为活跃的区域,对气候与环境变化十分敏感。黑龙江省气候环境独特,冻土活动层受到地理位置(坡度、坡向及高程)、下垫面因素(地表土壤含水量、植被、积雪)及太阳辐射(地表反照率、土壤感热及潜热通量)等环境与气候变化的影响十分敏感。通过灰色关联、相关分析、趋势度检验、向量自回归模型发现:年内尺度上,冻土活动层厚度主要受到土壤含水量及植被的影响较大;年际尺度上,冻土活动层与积雪、植被、潜热通量呈负相关,并在不同的区域呈极显著负相关;与感热通量呈正相关,并在部分区域呈极显著正相关。近30 a来冻土活动层及各影响因素在各区域呈现不同的变化趋势,各影响因素对冻土活动层厚度影响程度不同,由高到低依次受到潜热、土壤含水量、植被、感热及雪深的影响,特别是潜热对冻土活动层厚度长期变化的贡献率达到35.09%。这种现象与东北地区独特且复杂的地理环境以及近30 a来各因素的变化关系密切。
2018 Vol. 40 (3): 480-491 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 5442KB] ( 1 )
492 1961-2015年我国鲁东南地区降雪的气候特征分析
陆桂荣, 杨成芳, 程攀, 吕相娟, 丁凡
利用鲁东南地区18个代表站1961-2015年的逐日降水量、逐日天气现象、积雪深度资料,对近55 a来降雪的气候特征进行了统计分析。结果表明:鲁东南地区年均降雪日数、强降雪日数、降雪量、强降雪量及年均雪深、年最大积雪深度的空间分布总体上山区多于平原和沿海,区域差异明显。21世纪00年代以前为多雪时期,以后为少雪时期。近55 a的年均降雪日数、强降雪日数、降雪量、强降雪量及年均雪深、年最大积雪深度皆呈减少趋势,降雪由多转少的转折年份均在1993年,年均雪深、年最大积雪深度的减少分别出现在1987年、1986年。鲁东南地区降雪主要集中在1-2月份,3月份强降雪量最大,平均雪深、最大积雪深度的最大月份分别出现在11月份、3月份。降雪时段为10月23日-次年4月28日,降雪的初终日西北部山区皆为最早。降雪日数、强降雪日数、降雪量、强降雪量、雪深均存在3 a的周期,最大积雪深度存在4~5 a的周期。
2018 Vol. 40 (3): 492-500 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 4411KB] ( 1 )
501 呼伦贝尔市2016年3月31日-4月2日暴雪过程天气学特征研究
王洪丽, 付亚男, 孟雪峰, 隋沆锐, 王颖
利用常规观测资料及NCEP 1.0°×1.0°再分析资料,对2016年3月31日至4月2日发生于呼伦贝尔市的一次暴雪天气过程的环流形势、成因机制进行分析,以期总结出此次暴雪的特殊之处,为今后的暴雪天气预报提供可参考的经验。从天气学角度详细地分析此次暴雪过程的高低空影响系统的生消演变,特别对产生极端降水的水汽输送条件、水汽辐合情况、局地水汽聚集以及垂直运动情况进行详尽的分析。研究结果表明:此次暴雪天气过程是由短波扰动叠加低空锋区,导致斜压有效位能释放转变为扰动动能,并促使扰动发展加深为大型涡动而产生;水汽通量分布形态在一定程度上决定了水汽输送效果,“均匀狭长”的分布形态具有更高的水汽输送效率;涡度差动平流与温度平流表明动力因子与热力因子在本次过程中对垂直运动均有显著贡献,而水平散度作为直接反映质量汇集、流失的参量可以更为直观地反映垂直运动的强弱与分布;整层水汽通量散度积分作为与降水强度直接相关的物理量,对于降水量级的反映异常精准,配合中低空气流强度与方向,可对降水落区与时段进行精确判断。
2018 Vol. 40 (3): 501-510 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 7645KB] ( 1 )
511 FY-3A/MERSI积雪制图中NDSI指标建立及积雪判识模型研究——以祁连山区为例
韩涛, 王大为, 李丽丽
我国新型自主的极轨气象卫星风云3号A星(简称FY-3A)上搭载的中分辨率光谱成像仪(MERSI)为大面积雪监测提供了新的遥感数据源。以中国西北祁连山区为例,分析FY-3A/MERSI传感器积雪与其它地物的图谱特征差异,建立了适用于FY-3A/MERSI的归一化差分积雪指数(NDSI),以此为基础,构建了综合利用多光谱判别指标及土地覆盖类型(LULC)定类辅助的积雪判识模型,生成250 m分辨率的日积雪制图产品。模型通过逐步逼近的树状判别结构,去除了易和积雪混淆的部分乔木林、云、云阴影、水体、湖冰、沙(盐)地等地物,并提出应考虑积雪下覆地表特性的影响,调整设定不同LULC类型的积雪判别阈值约束,实时结合区域LULC影像进行积雪的最终判定与优化。对祁连山区2010-2011年积雪季FY-3A/MERSI影像的积雪制图应用结果表明,该资料能够客观精细地反映积雪的空间分布与动态发展过程。同时利用气象台站积雪观测记录及Terra/MODIS积雪判识结果进行对比验证,结果表明基于FY-3A/MERSI建立的积雪判识模型具有较高的精度和稳定性,特别是提高了云雪区分的效能。
2018 Vol. 40 (3): 511-527 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 7671KB] ( 0 )
寒区科学与技术
528 风积沙环境下高等级公路冻土块石路基降温性能分析
韩风雷, 张学富, 喻文兵, 韦良文, 周杰
青藏高原脆弱的生态系统以及人类工程活动,加剧了青藏工程走廊线性工程两侧沙漠化、荒漠化发展趋势,尤其冻土块石路基面临日益严重的风积沙灾害问题。以多年冻土区高等级公路块石路基为研究对象,采用数值模拟分析风积沙环境下封闭块石路基的降温性能和长期热稳定性。结果表明:风积沙堆积对封闭块石路基下部土层冻土温度的影响程度高于冻土上限,1.0 m湿沙工况降低冻土温度,0.2 m干沙则增大冻土温度。升温背景下,随年平均气温增加风沙堆积对路基冻土上限影响程度增强,干沙增大冻土融化深度,湿沙抬升冻土上限。随冻土含冰量减小,路基中心冻土上限对气候升温敏感性增加,风沙堆积影响减弱。气候升温和风沙堆积条件下,在年平均气温低于-5.5℃时,宽幅沥青路面封闭块石路基能够满足降温要求,使人为冻土上限保持在块石层内。研究成果可为风沙危害区多年冻土块石路基的病害治理和拟建青藏高速公路块石路基设计提供科学依据。
2018 Vol. 40 (3): 528-538 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 7795KB] ( 1 )
539 高温冻结砂土温度界限试验研究
郭雪鸾, 齐吉琳, 党博翔, 董兆仁
由于高温冻土力学特性与融土相近,对其研究越来越多,然而迄今并没有一个广为接受的基于力学指标的明确定义。以冻结饱和标准砂为研究对象,利用三轴剪切试验和侧限压缩试验获得黏聚力、割线变形模量和压缩指数等力学指标,通过分析这些指标随温度变化的规律,试图从力学特性的角度对于高温冻结砂土给出一个明确的温度界限。研究发现,冻结砂土在-1.0℃到-0.5℃之间,黏聚力、割线变形模量和压缩指数等力学指标发生突变,因此,将-1.0℃定义为高温冻结砂土的温度界限,对涉及高温冻土的工程建设和维护具有重要的意义。
2018 Vol. 40 (3): 539-545 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 1898KB] ( 1 )
546 冻融环境下黄土微结构损伤识别与宏观力学响应规律研究
叶万军, 李长清, 董西好, 刘忠祥, 彭瑞奇, 王岩, 吴云涛, 孙瑞梁, 魏伟
冻融环境下黄土物理力学性质劣化是寒区工程建设必须要考虑的问题之一,取延安市黄陵县黄土为研究对象,以初始含水率、冻融循环次数为变量,借助扫描电子显微镜、Leica Qwin、Canny算子边缘检测、分型理论定量评价冻融环境下黄土微观结构损伤状态;通过GDS探究不同初始含水率、不同冻融循环次数对试样强度指标的影响,并用显著性理论进行评价。结果表明:随着冻融次数的增加试样内部裂隙不断发育演化,土体内部的大颗粒不断分解为若干小颗粒,骨架连接方式发生转变,由面-面接触转变为点-面、点-点接触;随着冻融循环次数的增加面孔隙度、分形维数不断增大,冻融循环10次后趋于稳定,试样在冻融环境下内部微、小孔隙不断向中、大孔隙转化;随着冻融循环次数的增加试样的黏聚力不断减小,内摩擦角不断增大,冻融10次后强度指标趋于稳定,试验结果与图像探伤结论相一致;对试样黏聚力、内摩擦角进行显著性分析可知冻融循环次数、初始含水率及其交互作用(耦合作用)对试样强度指标有特别显著的影响。
2018 Vol. 40 (3): 546-555 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 5361KB] ( 2 )
556 盐渍化冻土-混凝土衬砌接触面直剪试验研究
孙兆辉, 卞汉兵, 鹿翔宇, 章赛泽, 邱秀梅
土与结构接触面的研究一直以来是岩土工程研究的热点之一。为研究位山灌区渠系工程冻害破坏问题,开展了不同盐类型、不同含盐量、不同含水率条件下渠道下卧盐渍土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究。结果表明:冻结状态下接触面的应力-位移破坏性状呈脆性破坏,存在明显的峰值应力;剪切变形包括线性变形和非线性变形,线性变形随含水率和含盐量的增大而减小,非线性变形随含盐量的增大而增加;剪切模量随含水率的增加而提高;随含盐量的增加而降低;抗剪强度随含水率的增加而增大,随NaCl含盐量增加而降低,随Na2SO4含盐量增加先降低后升高;通过对变形能的分析发现,含水率w=14.7%和w=16.7%时具有相似特征,即NaCl含量为0.5%时,曲线存在极(最)小值。
2018 Vol. 40 (3): 556-562 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 1129KB] ( 1 )
563 钢纤维煤矸石混凝土抗冻性能及损伤模型研究
邱继生, 潘杜, 谷拴成, 关虓, 郑娟娟, 张程华
为研究钢纤维煤矸石混凝土的抗冻性能,以冻融循环次数和钢纤维掺量为主要变量,通过快速冻融试验,研究不同掺量的钢纤维煤矸石混凝土的表观形貌、质量损失、相对动弹性模量和抗压强度的变化规律;并依据钢纤维煤矸石混凝土动弹性模量的变化,定义钢纤维煤矸石混凝土的损伤变量,建立冻融环境下钢纤维煤矸石混凝土的损伤模型。研究结果表明:在冻融环境作用下掺入适量的钢纤维能够降低煤矸石混凝土的质量损失和减缓相对动弹性模量的下降,提高煤矸石混凝土的抗冻性能;依据损伤变量提出的损伤模型与试验数据符合较好,可以为冻融环境下钢纤维煤矸石混凝土的耐久性研究提供理论参考。
2018 Vol. 40 (3): 563-569 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 1579KB] ( 0 )
570 冻结土壤介电常数混合模型机理研究
靳潇, 杨文, 赵剑琦
介电常数是微波辐射传输理论所需的最重要、最基本的参数。通过研究平均温度低于-4℃,组分中含有冰的土壤——冻结土壤,建立了一种适用于微波波段冻结土壤的介电常数混合模型。该模型考虑了土壤温度、微波频率、土壤质地以及其中未冻水含量的影响。模型使用一点法计算未冻水含量,引入Stern双电层理论计算冻结土壤未冻水的介电常数,引入Maxwell-Garnett介电常数混合理论、介电常数容积混合理论构建冻结土壤介电常数混合模型。模型计算结果与实测资料进行了详细的对比分析,冻结土壤介电常数混合模型给出的介电常数实部、虚部的曲率与实验结果很好吻合,模型结果比较满意,对比分析证实了模型的可靠性。
2018 Vol. 40 (3): 570-579 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 1912KB] ( 1 )
580 不同滤波算法在土壤湿度同化中的应用
付晓雷, 余钟波, 丁永建, 杨传国, 蒋晓蕾, 鞠琴
为研究不同滤波算法在土壤湿度同化中的有效性,以及土壤湿度模拟结果对模型参数的敏感性,结合简单生物圈模型SiB2,设置敏感性实验,探求土壤饱和水力传导度对土壤湿度模拟结果的影响;并在此基础上,采用集合卡尔曼滤波(EnKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)和无迹粒子滤波(UPF)开展土壤湿度实时同化实验。结果表明:土壤饱和水力传导度能显著影响土壤湿度模拟精度;利用EnKF、UKF、UPF同化站点观测数据,均能改善土壤湿度模拟结果;3种同化方法在不同土壤层的同化效果不同,在土壤表层,EnKF的有效性优于UKF和UPF,在根域层和土壤深层,3种滤波方法有效性在降雨前后相差较大。因此,针对性地选择同化方法,是提高土壤湿度模拟精度的有效手段。
2018 Vol. 40 (3): 580-587 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 2696KB] ( 1 )
588 高海拔季节冻土区高速铁路路基水-热-冻胀变形特征研究——以兰新客专民乐段为例
邵珠杰
兰新第二双线是世界上第一条修建在高海拔季节冻土区的高速铁路,路基填料采用通常认为是冻胀非敏感性材料的粗颗粒土(A、B组填料)。基于2015-2017年军马场-民乐区间(长约38 km)运营期现场监测发现,部分路段仍有较大冻胀量发生,对列车高速运营存在安全隐患。现场监测结果表明:该区间高铁路基平均冻结期为5个月,最大冻深介于3.0~3.8 m,约是天然冻深的2倍,路基2.7 m以上地层最大冻胀量可达27.5 mm。0~0.5 m级配碎石层含水量很低,控制在4%以内,暖季较高,寒季由于冻结而降低;0.5 m以下地层含水量相对较高,介于8%~15%之间,暖季较低,寒季较高,呈现“正弦”式分布,且随着路基深度增加而逐渐减小。路基冻胀发展过程大致可分为三个线性阶段,其中第二阶段(12月中下旬至次年1月中旬)为冻胀发展最快时期,历时约20天可达到稳定冻胀量。
2018 Vol. 40 (3): 588-597 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 8473KB] ( 1 )
寒旱区水文水资源
598 1960-2012年祁连山东段古浪河流域极端气候事件研究
王婷婷, 冯起, 李宗省, 李建国
全球变暖引发极端气候事件频发、加剧,是干旱区研究关注的热点科学和社会问题。通过分析祁连山东段古浪河流域1960-2012年日气温、降水数据,研究表明:古浪河流域升温显著,作物生长期、夏日高温日数和热持续日数均在频次和幅度上显著增加,显示出对全球变暖的良好响应。降水存在准3年和准8年的高频波动特征,强降水对年降水影响日趋显著,普通日降水强度则反映出区域差异性,持续干燥日数显示本区呈现湿润化。上述认识可为古浪河流域水资源研究及生态服务提供科技支撑。
2018 Vol. 40 (3): 598-606 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 5166KB] ( 1 )
607 1961-2016年乌鲁木齐河流域气温和降水垂直梯度变化研究
李开明, 钟晓菲, 姜烨, 李佳宁, 李林凤, 周平
新疆乌鲁木齐河流域高山区和平原区气候条件差异较大,对该流域气温和降水垂直梯度变化的研究,有利于了解不同地理要素之间的作用过程。利用乌鲁木齐河流域6个气象观测站数据,分析研究了气温和降水的变化趋势、气温和降水及其倾向率与海拔的关系,以及不同月份气温和降水随海拔的变化特征。结果表明:1961-2016年间,乌鲁木齐河流域气温和降水总体呈上升趋势,其中乌鲁木齐站气温和降水倾向率分别为0.189℃·(10a)-1和28.83 mm·(10a)-1,大西沟站气温和降水倾向率分别为0.268℃·(10a)-1和18.85 mm·(10a)-1;气温和降水与海拔关系密切,随海拔降低气温逐渐升高,而降水呈减少趋势;高海拔区气温升温倾向率总体大于低海拔区,降水倾向率随高度增加而明显增加;月气温变化速率随海拔升高呈“钟”形分布,并在5-8月达到最大;月降水变化速率随海拔变化表现为下降~上升~下降~上升,并在5-8月达到峰值。
2018 Vol. 40 (3): 607-615 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 4531KB] ( 0 )
寒旱区生物学
616 定量评估我国西北干旱区土地利用变化对植被指数的影响
姜雨青, 李宝富, 宋美帅, 焦建飞, 刘纹青
在全球变化的背景下,定量区分人类活动和气候波动对干旱区植被的影响具有重要意义。采用多种统计学方法,分析了我国西北干旱区1990-2010年土地利用/覆被变化(LUCC)和1982-2010年归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征,并定量评估了LUCC对NDVI变化的影响。结果表明:1990-2010年,西北干旱区耕地增加量最多,高达13 476 km2,其次是林地和水域,各地类增加的面积主要来自草地(12 590 km2)和未利用地(6 025 km2)。各土地类型变化速度快慢依次为:耕地 > 建设用地 > 水域 > 林地 > 草地 > 未利用地。2000-2010年,研究区土地利用程度综合指数(0.79)明显高于1990-2000年(0.23),表明近年来人类活动对土地利用变化的影响程度显著增强。1982-2010年,西北干旱区NDVI呈增加态势,但近年来(2002-2010年)NDVI略有下降。其中,1990-2000年,LUCC对西北干旱区NDVI总变化的贡献率较低,仅为2.9%;而1990-2010,LUCC的贡献率为26.7%,表明气候变化对植被指数变化的贡献率高达73.3%。
2018 Vol. 40 (3): 616-624 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 2523KB] ( 0 )
生态经济与可持续发展
625 水足迹视角下低水消费模式研究——以黑河流域张掖市居民消费为例
苏芳, 尚海洋, 丁杨
人口的迅速增长、技术的日益进步和消费的不断增加,被认为是产生当前环境危机的最主要的三大原因。由人口的增长和技术的进步所引起的环境问题,早已引起人们的广泛关注,而消费的增加所引起的环境问题直到近年来才逐渐为人们所关注,但对相关问题的研究已经成为热点。水足迹概念的提出,帮助人类更好地认识到食物、工业产品的消费,享受由水资源提供的各种服务。基于水足迹理论,探讨了倡导在满足人类基本需求的同时减少消费水足迹的低水消费模式的必要性,并以德国营养协会推荐的健康饮食模式(DGE)为参考,比较与分析了澳大利亚日常饮食消费模式、典型内陆河张掖市各县区饮食结构的差异,分析了三种消费结构的食物消费量、消费水足迹组分与总消费水足迹特征。研究发现,与DGE健康模式相比,张掖市各县区在肉类、蛋类消费量较高,而蔬菜、水果消费量较低;从消费总水足迹来看,仅有临泽县、山丹县较为接近DGE健康模式,肃南县远高于DGE健康模式;与DGE健康模式的水足迹多样性指数相比,临泽县的多样性指数(1.82)与DGE健康模式的多样性指数最为接近(1.84),在张掖市各县区中,临泽县今后将通过优化、调整当前饮食结构,最先实现德国营养协会推荐的健康消费模式,实现水足迹视角下的低水消费模式。
2018 Vol. 40 (3): 625-633 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 506KB] ( 0 )
634 基于能值-生态足迹模型的湖北省生态安全评价
冯芳, 金爽, 黄巧华, 戴桂斌, 张弢
基于能值分析法改进的生态足迹模型,对1997-2014年湖北省生态经济系统长时间序列可持续发展趋势和生态安全状况进行了定量分析。结果表明:研究期内湖北省多年平均能值密度为1.286×1015 sej·hm-2,人均能值生态承载力从1.18 hm2下降到1.10 hm2,人均能值生态足迹由4.50 hm2增加到8.72 hm2。从1998年起湖北省人均生态足迹逐年扩大,以年均6.2%的速度快速增长,一直处于生态赤字状态,且赤字增大趋势明显;生态压力指数从3.82增长到7.95,生态安全形势严峻。湖北省生态环境系统不足以维持自身经济社会快速发展,其中城市建设发展和重工业的能耗压力大以及进出口总额剧增是造成区域生态赤字的主要原因。
2018 Vol. 40 (3): 634-642 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 1313KB] ( 2 )
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