• 基于ANUSPLIN的黄土丘陵区气象要素插值方法对比与评估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 气象要素是反映地球水热过程的关键因子,气象数据的准确获取对生态保护和农业生产研究具有重要意义。黄土丘陵区是典型的丘陵沟壑区,地形严重影响气象要素的插值结果,制约了数据的准确性。为了获取黄土丘陵区的温度、降水的空间分布,探索地形变化对气象空间插值结果的影响,本研究基于专业气象插值软件ANUSPLIN以延河流域及周边2010—2021年105个气象站点逐日温度降雨资料为基础,引入25 m、90 m、1 km三个不同精度的数字高程模型作为协变量进行插值,从而获得黄土丘陵区温度降水栅格数据以揭示该地区降水的时空变化规律,评估ANUSPLIN插值方法是否能在黄土丘陵区较好的适用。结果表明:(1)延河流域东部延长地区温度较高、西部温度较低;降雨量空间插值显示中部与西北部较低,东部较高,温度降雨皆符合以往气象站数据规律,ANUSPLIN模型对黄土丘陵沟壑区温度降雨空间插值有较好的适应性。(2)在三种不同的分辨率DEM模拟场景下,温度插值精度排序为:25 m>90 m>1 km;降雨插值精度排序为:90 m>25 m>1 km。本研究的结果为丘陵区气象分布和插值提供了参考依据。

  • 2000—2020 年黄土高原NEP时空格局与驱动力

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-16 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 黄土高原是中国重要的生态屏障。在全球变化的背景下,黄土高原的碳收支平衡备受关注。本研究基于 MOD17A3HGF数据,通过GSMSR模型、趋势分析、差异分析以及地理探测器等方法,分析2000—2020年黄土高原 的碳源/汇特征,揭示2000—2020年该区域生态系统净生产力(NEP)的时空格局及其驱动因素。同时,将研究区按 经度方向划分为西、中、东三个子区域,比较不同区域内驱动因素的差异性。结果表明:(1)近20 a 黄土高原 49.69%的区域从碳源向碳汇转变;NEP随时间波动上升,在东南部高于西北部,多年平均值为12 g C·m-2·a-1。(2)水 分条件是影响NEP空间分布的主要自然因素,而土地利用类型则是影响NEP空间分布的主要人为因素;不同因子 间的交互作用对NEP的影响普遍大于单个因子。(3)西、中、东三个子区域NEP的驱动因子存在明显的空间分异特 征,中、西部地区受气候影响较多,以降水、湿度等水分条件为主;东部地区受地形、气候、人类活动等因素综合影 响,其中,以土地利用类型为代表的人为干扰最强。

  • 基于稳定同位素的兰州市南北两山土壤水入渗模式

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-16 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 基于2018年410月兰州市南北两山不同海拔高度的降水和土壤水同位素数据,运用lc-excess法和lc-ex⁃ cess平衡方程定量分析兰州市南北两山的土壤水入渗过程,结果表明:土壤水lc-excess显示研究区土壤水入渗补给 过程中活塞流模式和优先流模式并存,78月,各采样点均出现优先流信号,lc-excess平衡方程表明活塞流模式对 深层土壤水的贡献率约70%,而优先流的贡献率约30%。土壤含水量和土壤水lc-excess呈正相关关系,南北两山土 壤水lc-excess在月尺度和深度上均无显著差异,表明南北两山深层土壤水入渗补给模式一致,均来自上层土壤水渗 流的活塞流模式,但在植被覆盖率较高的南山,优先流模式出现较多,尤其在降水集中的78月。本文研究结果为 认识兰州市南北两山黄土丘陵区的水文过程提供理论参考。

  • 陕西渭北旱塬区县域耕地时空变化及其对粮食生产影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-04-14 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 耕地资源是国家粮食安全的根本保障,掌握耕地数量与质量状况是合理利用区域耕地资源的前提。以位于陕西渭北旱塬东部的韩城市为研究区域,运用GIS空间分析技术,结合耕地质量评价模型、区位指数模型与重心迁移模型,分析韩城市20092018年耕地时空变化及其对粮食生产 的影响。结果表明:(1)20092018年研究区耕地空间分布变化不明显,耕地重心主要在东部平原区,耕地数量呈现西少东多、自东南向西北分散的分布格局。(2)减少耕地主要分布于龙门镇中部、新城与西庄镇交界处、金城东部和芝川镇东部,耕地减少主要原因包括城镇化进程加快、政策实施与农业产业结构调整。(3)10 a间各耕地质量等级面积两极分化且变化明显,高多低少,各级耕地均向更高级耕地转移,以中等地转为高等地最显著。(4)耕地质量区域性显著,质量等级自东部黄河沿岸向西北方向逐渐降低,以黄河沿岸与平原区为主,自上而下呈低等地-高等地-中等地三段式。(5)研究区耕地数量减少引起粮食产量下降,耕地质量分布格局影响粮食生产区位,小麦、玉米 生产区与中、高质量耕地分布区重合,分布重心迁移方向一致。

  • 基于UHD185 成像光谱仪的冬小麦叶绿素监测

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 以关中地区冬小麦为研究对象,无人机为平台搭载的UHD185成像光谱仪获得冬小麦农田高光谱影像,并从中提取波段信息,以传统光谱指数和新光谱指数为自变量构建预测模型,比较模型精度并制作冬小麦叶片叶绿素含量分布图。结果表明:各预测模型中以新光谱指数构建的预测模型精度明显高于传统光谱指数模型,其中,SPAD-NDSI模型精度最高(R2=0.6308,RMSE=1.9766);通过反演叶片叶绿素分布图并对填图结果进行检验可知,SPAD-NDSI模型填图效果最佳(R2=0.7013,RMSE=1.4548),可以作为冬小麦叶片叶绿素含量无人机高光谱影像遥感反演估算的基本模型。

  • 陕北固沙林恢复过程中土壤碳氮组分库特征与固存效应

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 选取陕北毛乌素沙地从半固定沙地到恢复23~54 a的灌木和乔木固沙林地,采用密度分组法分析表层土壤轻、重组分碳氮含量、C/N的演变及累积速率、固定碳氮贡献率特征。结果表明:固沙林从恢复23~54 a,乔木和灌木林土壤轻组碳分别增加了14.0~40.6倍和8.8~19.2倍,显著高于对应重组碳3.2~7.7倍和3.5~8.1倍的增幅;对应轻组氮分别增加了14.5~40.9倍和11.8~29.1倍,也显著高于重组氮4.6~8.5倍和4.4~12.6倍的增幅,说明轻组碳氮相对重组碳氮对固沙林恢复更加敏感。土壤轻重组碳氮含量增加使得乔木和灌木林轻组碳密度增速分别达0.57 mg·hm-2·a-1和0.26 mg·hm-2·a-1,重组碳密度增速则仅为0.18 mg·hm-2·a-1和0.20 mg·hm-2·a-1;同时,轻组氮密度增速分别达0.03 mg·hm-2·a-1和0.02 mg·hm-2·a-1,重组氮密度增速则分别达0.02 mg·hm-2·a-1和0.04 mg·hm-2·a-1。按此碳氮组分增速,到固沙林恢复54 a时,乔木林和灌木林土壤轻组碳可分别贡献75.9%和59.4%的全有机碳增量;土壤重组氮则可贡献44.6%和63.9%的全氮增量。另外,恢复54 a两种林地土壤重组C/N分别比半固定沙地降低11.4%和38.5%。但轻组C/N在乔木林并无显著变化,在灌木林恢复23~54 a土壤轻组C/N降低了21.7%~31.0%,显著改变了土壤碳库性质。表明陕北固沙林恢复土壤表现出显著的固定碳氮效应,并且乔木林有更好的固碳能力,灌木林则有较好的固氮效应。