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1. chinaXiv:202106.00033 [pdf]

大同土林地貌沉积物粒度特征分析

蔡莹莹; 李继彦
Subjects: Geosciences >> Geography

土林是在干旱-半干旱地区典型的流水侵蚀地貌,研究其物质组成可揭示土林沉积环境演变过程,为进一步探究土林的发育演化奠定基础。本文采用粒度分析方法,对其地层剖面沉积物组成特征进行了研究。结果表明:(1)大同土林沉积物的粒度组成以粉沙为主,平均含量高达50.6%,其次为黏土,平均含量为36.01%,粗颗粒组分的含量较低。(2)自然频率分布曲线呈单峰和双峰分布模式,相应的累积频率曲线也呈单一直线型和两段型分布模式,表明土林沉积物组成以悬移组分占主导。(3)随着土层深度的增加,土林沉积物平均粒径呈波动变粗的趋势,分选性由较差向差波动变化,偏度由负偏经近对称向正偏转变,峰态多为宽和中等。大同土林沉积物主要形成于河流相和湖泊相沉积的环境,并夹有风成地层,且这些地层在垂直剖面上呈互层分布。土林的形成受内、外营力的共同影响,其发育演化过程与当地气候变化密切相关。

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2. chinaXiv:202106.00034 [pdf]

高立式尼龙网沙障防风阻沙特征及其合理配置

席成
Subjects: Geosciences >> Geography

高立式沙障在线性工程风沙灾害防护中被广泛应用,布置模式直接影响工程防风阻沙效率和成本效益。在乌兰布和沙漠穿沙公路迎风侧,选择上疏下密式尼龙阻沙网分别设计4种高度单行、4种高度3种间距双行沙障来模拟风沙灾害防治观测场,使用阶梯式集沙仪与HOBO风速采集仪对不同风速下防风阻沙效率参数进行观测。结果表明:(1)低风速(<12 m·s-1)背景下,高立式尼龙阻沙网沙障障后有效防护距离单行为3H(相同沙障高度的距离)以内,双行为12H。(2)单行高立式尼龙阻沙网沙障的障后3H 沙障截留率平均为85.14%,障后5H 平均为91.23%;双行障后3H平均为93.53%。(3)在中低风能地区线性工程防护中配置尼龙阻沙网时,不建议使用0.6 m及以下高度沙障;8 m·s-1风速及以下可配置1 m高度单行尼龙阻沙网沙障;8~12 m·s-1风速可配置间距8H、高度0.8~1.0 m双行尼龙阻沙网;在大风速区(>12 m·s-1)选择拓宽间距至10H、高度1.2 m尼龙网沙障多条带复式配置。此模式可优化治沙工程设计,完善线路工程沙害防治体系。

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3. chinaXiv:202106.00035 [pdf]

3 种低立式沙障内表层沉积物粒度特征研究

祁帅
Subjects: Geosciences >> Geography

以库布齐沙漠兴巴高速南铺设3 a的3种(PLA沙障、沙柳沙障、HDPE沙障)同种规格不同材料沙障为研究对象,通过采集沙障内表层0~2 cm沉积物样品,利用激光粒度仪测定样品机械组成,分析了平均粒径、标准偏差、偏度、峰态和分形维数等参数。结果表明:(1)以中、细砂为主,其含量约为77.83%~98.00%,黏粒和粉粒的含量均不超过5%;沙丘迎风坡坡底PLA和HDPE沙障内表现为轻度风蚀,颗粒粒径偏粗;沙柳沙障自坡底到坡顶,障格内粒径逐渐增大,在坡顶处发生蚀积转换。(2)整体上沙障内沉积物分选性较差,偏度向正偏或负偏发展,峰态向尖窄发展,分形维数在1.94~2.20,优势粒级向细砂转变。(3)不同类型沙障对沉积物的影响具有一定差异性,HDPE沙障和PLA沙障内沉积颗粒分布更为广泛,而沙柳沙障则相对集中,且都趋于细化;对土壤颗粒组成优化表现为HDPE沙障>沙柳沙障>PLA沙障。

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4. chinaXiv:202106.00036 [pdf]

干旱区气候因子对枯落物分解和土壤动物的影响

张安宁; 刘任涛
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

以土壤动物为主的碎屑食物网是枯落物分解及养分释放的重要途径,也是维持干旱-半干旱区脆弱生态系统生物地球化学循环和稳定性的关键环节。目前,土壤动物对枯落物分解的影响机制研究已成为当前研究的热点,但土壤动物与枯落物分解如何响应气候变化缺乏系统总结。从气候变化对枯落物分解的影响、气候变化对土壤动物营养结构的影响和气候变化对枯落物分解和土壤动物关系的影响3个方面,阐明气候变化通过改变水热因子和枯落物质量来影响枯落物分解功能和土壤动物的影响规律。现阶段对枯落物中土壤动物的研究仍停留在群落水平,而关于枯落物中土壤动物的营养结构和功能性状分布特征,尚未可知。因此,未来研究中,应注重大尺度、长时间的野外观测与控制试验相结合的方法,而且在机理方面需注重土壤动物功能性状对枯落物分解作用的研究。

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5. chinaXiv:202106.00037 [pdf]

银川市湿地景观演变及其驱动因素

王晓峰; 延雨
Subjects: Geosciences >> Geography

基于1990—2019年Landsat TM/OLI遥感影像,采用面向对象分类方法提取银川市湿地景观信息,通过景观指数、冗余分析方法定量分析研究区湿地景观演变特征及其驱动因素。结果表明:(1)银川市湿地面积由1990年的264.86 km2减少到2019年的241.32 km2,减少了23.54 km2。与1990年相比,2019年的自然湿地面积减少了33.57 km2,人工湿地面积增加了10.03 km2。(2)1990—2019年间,银川市湿地景观的破碎化程度下降、聚集程度降低、形状逐渐不规则化、多样性与异质性增加。(3)选取12个驱动因素指标进行冗余分析,社会经济因素是湿地景观演变的主导因素,非农业人口数、水产品产量、第二产业产值与建成区面积对湿地景观变化的影响最为显著,降水量、气温等自然因素作用相对较弱。研究结果可为银川市的湿地资源的合理利用与保护提供重要参考。

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6. chinaXiv:202106.00040 [pdf]

西北干旱区绿洲葡萄园净碳交换及其影响因素

张扬; 朱高峰
Subjects: Geosciences >> Geography

研究干旱区绿洲农业生态系统碳收支动态和其碳源汇形成机制对于指导绿洲农业固碳减排至关重要。基于敦煌干旱绿洲葡萄园涡度相关系统观测的CO2通量和相关环境因子数据,估算2019年生长季(5—10月)葡萄园的碳收支总量,同时探究净生态系统碳交换(NEE)的日、季动态及其对叶面积指数(LAI)、光合有效辐射(PAR)、水汽压差(VPD)和空气温度(Ta)等的响应。结果表明:(1)生长季期间,葡萄园净生态系统碳交换(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总初级生产力(GPP)的累计量分别为-647.3、883.2 g C·m-2和1530.5 g C·m-2,Re/GPP值为57.7%,表明其碳消耗强度较低,为强烈的碳汇过程。(2)生长季NEE量变化呈单峰型(7月峰值),与空气温度的季节变化相似。这表明在水分供应充足的基本条件下,空气温度对于NEE具有显著影响。(3)生长季NEE受到LAI、PAR、VPD、Ta等生物物理因素的综合作用,在整个生长季PAR是与其相关性最高的环境因子,通过驱动光合作用增加固碳量;生长季LAI先增加后减少,光合固碳量也相应受到影响,进而造成NEE呈先下降后上升趋势。同时,保持VPD处于适宜的范围(20~35 hPa),可有效地提高其固碳能力。

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7. chinaXiv:202106.00041 [pdf]

不同水分胁迫下的春小麦叶片气体交换参数和水分利用效率研究

陈斐
Subjects: Geosciences >> Geography

叶片气体交换参数是作物产量形成的生理基础,其中光合速率和蒸腾速率决定了叶片水分利用效率,对作物抗旱节水研究具有重要意义。在定西和武威两个试验站进行春小麦盆栽水分模拟试验,设置对照(CK)、持续干旱(WS)、中旱(40%FC)和重旱(30%FC)4组处理,分析不同水分条件下春小麦叶片气体交换参数和水分利用效率(WUEinst)的变化特点及其相关特征。结果表明:(1)持续干旱胁迫下,春小麦的土壤日耗水量、光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈先快后慢的下降趋势,达到中旱和重旱水平时相比CK分别减小了71%和76%、39%和60%、57%和66%、60%和77%,受影响程度为:气孔导度>蒸腾速率>光合速率,胞间CO2浓度在轻旱-中旱时下降,中旱后期降幅达33%,之后呈上升趋势,WUEinst在轻旱-中旱阶段上升,中旱后期时增加41%,之后下降,相比于CK,轻-重度胁迫会提高WUEinst,极度干旱则使之降低;(2)当水分胁迫维持在中旱或重旱水平时,以上各指标均会维持在持续干旱达到相同干旱等级时对应的值附近,且中旱时值均高于重旱时的数值(P<0.05);(3)在持续干旱胁迫的轻旱-中旱阶段,净光合速率和蒸腾速率互为主导影响因子,而在持续干旱胁迫之后的阶段,以及胁迫维持在中旱或重旱情形下,两者的主导因子均为气孔导度,WUEinst在水分充足—持续干旱胁迫时均以蒸腾速率为主导因子,而当胁迫维持在中旱或重旱时其受叶片气体交换参数的调控作用不明显。本研究结果可为作物在不同干旱阶段和情形下采取适当措施进行抗旱节水提供参考依据。

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8. chinaXiv:202106.00042 [pdf]

干旱砾漠区防护绿地植物群落配置模式研究

周静; 严成
Subjects: Geosciences >> Geography

以乌鲁木齐南部冲积扇砾漠区防护绿地的27个植物群落配置模式为研究对象,结合层次分析法与模糊综合评价,对不同植物群落配置模式的生态效果进行综合评价并排序。结果表明:樟子松-白滨藜-粉苞菊+伊犁绢蒿、白榆-中亚沙棘-粉苞菊+准噶尔铁线莲、裂叶榆-中亚沙棘-粉苞菊+顶羽菊、沙枣-白滨藜-粉苞菊的配置模式生态效果表现良好;基于植物群落生态效果相似性和景观功能需求,对优化配置模式进行多样化扩展分析,提出了三维绿量大、盖度高、适应性强的乔灌木和自然草本组成的植物群落优化配置模式,为干旱砾漠区防护绿地建设提供理论依据和技术支撑。

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9. chinaXiv:202106.00044 [pdf]

气候变化和人类活动对锡林郭勒草原植被覆盖度的影响

屈莹波; 赵媛媛
Subjects: Geosciences >> Geography

基于遥感、气象及统计数据,采用线性趋势法和残差分析法,在不同时空尺度上监测1982—2018年锡林郭勒草原草地植被覆盖度动态,量化气候变化和人类活动对植被变化的贡献率。结果表明:1982—2018年,锡林郭勒草原植被覆盖度及变化具有明显的空间异质性,草甸草原覆盖度呈显著增加趋势(P<0.01),荒漠草原覆盖度呈显著减少趋势(P<0.01)。2000年为旗县草地覆盖度变化的主要节点。人类活动是锡林郭勒草原植被动态的主导因素,研究区多年人类活动因素的综合贡献率为65.06%。中东部和南部部分区域植被在人类积极作用下得到了显著改善,但西部和北部荒漠草原区的植被仍然呈现退化趋势。建议加大荒漠草原区生态政策实施力度以保障草地生态系统的可持续性。

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10. chinaXiv:202106.00043 [pdf]

毛乌素沙地沙柳液流特征及其对环境因子的响应

洪光宇; 王晓江
Subjects: Geosciences >> Geography

应用Flow32-1K包裹式热平衡液流仪,对毛乌素沙地沙柳不同径级枝条液流进行长期监测,同步观测试验样地气象变化,分析沙柳枝条液流变化规律并建立与环境因子关系模型。结果表明:(1)沙柳枝条随着径级的增加液流日变化从宽峰曲线到明显的单峰曲线,并且液流速率呈增大趋势;天气条件对液流影响较大,雨天液流速率波动较剧烈,呈明显的多峰曲线;晴天时液流速率变化呈明显的双峰曲线,雨天沙柳枝条液流速率及日液流量均比晴天低,随着径级增大,晴天和雨天日累计液流量差值逐渐变大。(2)液流速率与地表温度、大气温度、饱和水汽压差、太阳辐射和风速呈极显著正相关关系,与空气相对湿度呈极显著负相关关系。(3)雨天环境因子中饱和水汽压差和空气相对湿度对液流速率的影响较大,拟合结果平均R2在0.8以上;晴天太阳辐射强度是控制沙柳枝条液流速率的重要因子,拟合结果平均R2在0.85以上。通过对沙柳枝条液流速率进行监测,分析沙柳群落的蒸腾消耗特征,为沙地水资源合理利用与群落结构优化调控提供数据支撑。

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