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  • Urban growth scenario projection using heuristic cellular automata in arid areas considering the drought impact

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-04-15 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要: Arid areas with low precipitation and sparse vegetation typically yield compact urban pattern, and drought directly impacts urban site selection, growth processes, and future scenarios. Spatial simulation and projection based on cellular automata (CA) models is important to achieve sustainable urban development in arid areas. We developed a new CA model using bat algorithm (BA) named bat algorithm-probability-of-occurrence-cellular automata (BA-POO-CA) model by considering drought constraint to accurately delineate urban growth patterns and project future scenarios of Urumqi City and its surrounding areas, located in Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. We calibrated the BA-POO-CA model for the drought-prone study area with 2000 and 2010 data and validated the model with 2010 and 2020 data, and finally projected its urban scenarios in 2030. The results showed that BA-POO-CA model yielded overall accuracy of 97.70% and figure-of-merits (FOMs) of 35.50% in 2010, and 97.70% and 26.70% in 2020, respectively. The inclusion of drought intensity factor improved the performance of BA-POO-CA model in terms of FOMs, with increases of 5.50% in 2010 and 7.90% in 2020 than the model excluding drought intensity factor. This suggested that the urban growth of Urumqi City was affected by drought, and therefore taking drought intensity factor into account would contribute to simulation accuracy. The BA-POO-CA model including drought intensity factor was used to project two possible scenarios (i.e., business-as-usual (BAU) scenario and ecological scenario) in 2030. In the BAU scenario, the urban growth dominated mainly in urban fringe areas, especially in the northern part of Toutunhe District, Xinshi District, and Midong District. Using exceptional and extreme drought areas as a spatial constraint, the urban growth was mainly concentrated in the "main urban areas-Changji-Hutubi" corridor urban pattern in the ecological scenario. The results of this research can help to adjust urban planning and development policies. Our model is readily applicable to simulating urban growth and future scenarios in global arid areas such as Northwest China and Africa.

  • Assessment of runoff changes in the sub-basin of the upper reaches of the Yangtze River basin, China based on multiple methods

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2024-04-15 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要: Quantitative assessment of the impact of climate variability and human activities on runoff plays a pivotal role in water resource management and maintaining ecosystem integrity. This study considered six sub-basins in the upper reaches of the Yangtze River basin, China, to reveal the trend of the runoff evolution and clarify the driving factors of the changes during 1956–2020. Linear regression, Mann-Kendall test, and sliding t-test were used to study the trend of the hydrometeorological elements, while cumulative distance level and ordered clustering methods were applied to identify mutation points. The contributions of climate change and human disturbance to runoff changes were quantitatively assessed using three methods, i.e., the rainfall-runoff relationship method, slope variation method, and variable infiltration capacity (Budyko) hypothesis method. Then, the availability and stability of the three methods were compared. The results showed that the runoff in the upper reaches of the Yangtze River basin exhibited a decreasing trend from 1956 to 2020, with an abrupt change in 1985. For attribution analysis, the runoff series could be divided into two phases, i.e., 1961–1985 (baseline period) and 1986–2020 (changing period); and it was found that the rainfall-runoff relationship method with precipitation as the representative of climate factors had limited usability compared with the other two methods, while the slope variation and Budyko hypothesis methods had highly consistent results. Different factors showed different effects in the sub-basins of the upper reaches of the Yangtze River basin. Moreover, human disturbance was the main factor that contributed to the runoff changes, accounting for 53.0%–82.0%; and the contribution of climate factors to the runoff change was 17.0%–47.0%, making it the secondary factor, in which precipitation was the most representative climate factor. These results provide insights into how climate and anthropogenic changes synergistically influence the runoff of the upper reaches of the Yangtze River basin.

  • Spatiotemporal variability of rain-on-snow events in the arid region of Northwest China

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2024-04-15 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要: Rain-on-snow (ROS) events involve rainfall on snow surfaces, and the occurrence of ROS events can exacerbate water scarcity and ecosystem vulnerability in the arid region of Northwest China (ARNC). In this study, using daily snow depth data and daily meteorological data from 68 meteorological stations provided by the China Meteorological Administration National Meteorological Information Centre, we investigated the spatiotemporal variability of ROS events in the ARNC from 1978 to 2015 and examined the factors affecting these events and possible changes of future ROS events in the ARNC. The results showed that ROS events in the ARNC mainly occurred from October to May of the following year and were largely distributed in the Qilian Mountains, Tianshan Mountains, Ili River Valley, Tacheng Prefecture, and Altay Prefecture, with the Ili River Valley, Tacheng City, and Altay Mountains exhibiting the most occurrences. Based on the intensity of ROS events, the areas with the highest risk of flooding resulting from ROS events in the ARNC were the Tianshan Mountains, Ili River Valley, Tacheng City, and Altay Mountains. The number and intensity of ROS events in the ARNC largely increased from 1978 to 2015, mainly influenced by air temperature and the number of rainfall days. However, due to the snowpack abundance in areas experiencing frequent ROS events in the ARNC, snowpack changes exerted slight impact on ROS events, which is a temporary phenomenon. Furthermore, elevation imposed lesser impact on ROS events in the ARNC than other factors. In the ARNC, the start time of rainfall and the end time of snowpack gradually advanced from the spring of the current year to the winter of the previous year, while the end time of rainfall and the start time of snowpack gradually delayed from autumn to winter. This may lead to more ROS events in winter in the future. These results could provide a sound basis for managing water resources and mitigating related disasters caused by ROS events in the ARNC.

  • “3S”技术在植被调查中的应用分析

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用3S空间分析和地学统计分析方法,选取植被覆盖度、坡度、土壤等归一化生态指数,采用生态要素及功能叠加的转移矩阵模型,研究了新疆玛纳斯河流域生态要素及环境质量时空分异规律。研究得出:① 总体上玛纳斯河流域仍保持山地、绿洲、荒漠的空间分异格局,生态环境整体质量较差,但转好趋势明显,城乡建设格局变化决定着局地环境动态演变。② 人工绿洲、山前缓冲区生态质量最好但变化较快,农田内部的盐渍化虽然得到很好控制,但大量盐分被排入下游及周边,对自然绿洲造成新的危害。中山林草带植被覆盖、土壤恢复、水土保持较好。③ 2000—2008年流域生态环境质量缓慢好转,其中以生态环境质量由差转中为主,集中在古尔班通古特沙漠,虽然绿洲—荒漠过渡带生态恢复明显,但高山冰雪带不断萎缩;2008—2016年流域生态环境质量明显转好,其中以生态环境质量由中变良为主,集中在山前缓冲区,虽然山地—绿洲过渡带生态改善进程加快,但高山冰雪带仍持续退缩。

  • 冻融作用对黄河源区曲流河岸土体抗剪特性的影响

    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: 河岸带土体的抗剪性能直接影响河岸稳定性,冻融作用对高寒草甸土体的结构和抗剪力学特性的影响直接关系到黄河源区河岸的崩退频率和横向迁移。为探究冻融作用下,黄河源区曲流河岸带含根土体抗剪强度指标的变化规律及其产生机制,通过室内重塑土冻融直剪试验,开展不同含根量和冻融循环次数对土体抗剪强度指标的影响研究。结果表明:(1)植物根系能显著增强土体黏聚力,且随根系含量增加,黏聚力增幅可达2.7%~77.9%;内摩擦角随含根量变化不明显;(2)冻融循环具有削弱土体黏聚力的作用,尤其冻融循环初期。3次冻融循环条件下,黏聚力下降最大,下降幅度达19.0%;随着冻融循环次数增加,其变化基本趋于稳定,内摩擦角则随冻融循环次数增加呈现略微增大的趋势;冻融作用对含根土体抗剪强度指标的影响较素土小,在同等冻融次数条件下,含根试样黏聚力降低幅度较素土试样小。(3)草甸植物根系能够在一定程度阻隔土体温差变化,减缓土体黏聚力下降幅度,且随含根量增加而增强,含根量达到11%时,其对土体黏聚力的削弱作用较素土小4.2%~27.7%。因此,黄河源区河岸带应加强保护滨河草甸植被,最大限度发挥根系增强河岸稳定性作用,保护河流生态。

  • 柴达木盆地巨型沙波纹条带表层沉积物粒度和地球化学元素组成特征

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-06 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 巨型沙波纹条带(Megaripple stripes,MRS)是一种巨型沙波纹在来流方向上呈条带状分布的纵向风成地貌,包括巨型沙波纹尺寸较大的巨型沙波纹走廊(Megaripple corridor,MRC)和尺寸相对较小的微床面形态走廊(Smaller bedform corridor,SBC)。采集柴达木盆地MRS表层沉积物样品共112个,对其物理性质(粒度特征)和化学性质(常量元素和微量元素)进行分析。结果表明:(1) 柴达木盆地MRS表层沉积物中MRC的优势粒级为砾石(44.24%~50.19%)和极细沙(15.91%~20.42%),粒度分布呈双峰型;SBC的优势粒级为极粗沙(26.00%~35.90%)和细沙(14.80%~20.47%),粒度分布呈三峰型。(2) MRS分选很差,偏度以正偏为主,峰态为宽到很宽。(3) MRC和SBC各元素含量差异不大。常量元素以SiO2和Al2O3为主,含量分别在63%和10%左右;微量元素以Cr、Co、Mo和Ba为主。除Cr和Mo外其余元素均为迁移淋失的状态。(4) 柴达木盆地MRS为寒冷干燥环境下的低等化学风化,处于大陆风化初期,化学风化侵蚀相对稳定。

  • 基于空-地协同调查的西天山阿尔先沟雪崩过程数值模拟

    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: 为精确识别雪崩流动特性及流态信息,全面分析其运动过程。本研究基于无人机倾斜摄影技术获取高分 辨率航拍数据,以阿尔先沟雪崩易发区为例,通过现场调查、无人机遥感解译精细探测雪崩活动过程,确定RAMMS 模型输入参数,在此基础上对不同类型雪崩事件进行模拟和重建,对比分析传统地面调查、无人机遥感解译结果与 模拟结果的差异,探讨不同类型、不同雪层释放条件下雪崩活动过程。研究结果表明:(1)以倾斜摄影技术为核心 的雪崩调查分析体系,将传统的地面调查方法结合无人机遥感和数值模拟相互验证,提高了灾害发育状况评估的 准确性。(2)2月中旬阿尔先沟坡面积雪厚度趋近于临界厚度值,持续降雪使雪层失稳触发新雪雪崩。调查时仍处 于灾害孕育阶段,雪层裂缝加剧变形,风力作用下雪檐自重逐步增大,有超过雪的抗断强度的趋势,整体稳定性较 差。(3)以坡面上方积雪平台为潜在释放区的坡面型雪崩,释放量可达8.2669104 m3,运动时长约为128 s,并在120 s内堆积区流动高度达到最大,约为3.55 m,最大流动速度为18.34 ms-1,最大冲击力可达到32.67 kPa,形成面积 3369.7 m2,体积1.8525104 m3的堆积体。通过相互验证,坡面型雪崩并非积雪平台的释放,地面调查结果与数值模 拟解译结果存在差异。(4)沟槽坡面复合型雪崩为沟槽坡面雪层断裂释放且断裂深度仅为临界厚度值的60%左 右,雪崩持续时间接近于300 s,堆积区最大流动速度6.58 ms-1,最大冲击力17.97 kPa,平均堆积深度为1.64 m,影响 范围1178.5 m2,堆积量3107.76 m3,地面调查结果与数值模拟结果一致。研究结果一定程度上提高了雪崩事件信息获 取的准确性,可为今后雪崩潜在危险预测、风险规避及灾害应急处置提供强有力的数据支撑及科学依据。

  • 基于生态资产的湟水流域生态保护效益评估

    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: 生态资产是能够为人类带来效益和提供服务的生态系统,评估生态资产变化可以从客观上了解生态保护效果。地处青藏高原与黄土高原过渡区的湟水流域生态环境脆弱敏感,人类活动强度大,是21世纪以来生态保护政策与工程实施的重点区域。本文通过核算湟水流域生态资产的存量与流量,全面分析流域生态资产特征及其变化,以探究生态保护效益。结果表明:(1)2020年湟水流域生态资产综合指数为30.98,高于青海省平均水平,生态资产流量价值为1.07×1011元;2000—2020年生态资产质量整体提升,流量价值增益343.11%。(2)社会经济因素对生态资产增益影响力大。(3)流域内生态资产稳步提升,生态保护修复已取得一定成效,但生态资产空间分异显著,局地生态保护压力依然很大。该研究对掌握湟水流域生态状况、指导生态资产保护具有重要意义。

  • 祁连山地区土地利用变化对碳储量的影响 及经济价值估算

    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: 人类活动是土地利用变化的主要驱动因素,土地利用/覆盖变化通过影响陆地生态系统的结构和功能间 接影响生态服务价值。本文基于土地利用转移矩阵和动态度分析了2000—2020年祁连山地区土地利用变化特征, 应用InVEST模型估算了祁连山地区生态系统的碳储量,结合复利现值公式估算了各时期碳储量经济价值。结果 表明:(1)2000—2020年草地和未利用地是祁连山地区的主要土地利用类型,占土地利用类型总面积80%以上,且 两者之间转换最为显著。因人类活动加剧和城市化进程的推进,祁连山地区林地和未利用地面积减少,其他地类 面积增加;(2)由于该地适宜的地理环境、植被保护力度的加强与人工管理的作用,2000—2020年祁连山地区碳储 量增加44.26×104 t,并呈“西北低,东南高”的空间分布特征,与土地利用类型分布显著相关。其中,耕地、草地和水 域碳储量增加73.1×104 t,林地和未利用地碳储量减少28.8×104 t;(3)2000—2020年祁连山地区碳储量经济价值由 2325.9×106元增加至3908.8×106元,增量为1582.9×106元,增长率为68.1%。其中,草地碳储量经济价值20 a间增加 了851.8×106元,增长率为71.5%,成为该地区碳储量经济价值增加的主要驱动力。祁连山地区碳储量呈增加趋势, 未来相关部门在延续先前管理方案的同时,也要警惕当前气候变化对碳储量的影响。研究结果可为区域制定优化 土地利用目标、推动可持续发展和应对全球气候变化提供科学依据。

  • 不同温升情景下中国旱灾风险变化评估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-04-01 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 干旱是致灾最为严重的极端气候事件之一,研究未来气候变暖背景下旱灾风险的变化有利于科学推进防灾减灾工作部署。利用第六次国际耦合模式比较计划的20个气候模式数据计算了标准化降水蒸散指数,提取了基准期及全球2 ℃、3 ℃、4 ℃温升情景下中国的干旱特征变量并计算干旱危险性指数,基于承灾体预估数据计算干旱暴露度指数和干旱脆弱性指数,综合计算旱灾风险指数,从而分析中国旱灾风险分布格局并基于地理探测器对未来旱灾风险变化进行空间归因分析。结果表明:干旱危险性指数、干旱暴露度指数和干旱脆弱性指数的空间分布分别表现为西北和东南相对较高、东高西低、西高东低;旱灾风险指数具有东高西低的分布特点,呈现以高值集聚和低值集聚为主的空间正相关;随着温升水平的升高,未来旱灾风险以增加为主,东部沿海地区增加最为明显;人口数量变化、GDP变化和耕地占比变化是影响旱灾风险变化的主导因素。

  • 基于Budyko 模型的巴音布鲁克山区暖季人工增水作业效果分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-01-07 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 降水量作为人工增水效果分析常用指标,受地理、经济、技术等影响,往往可研究分析的代表性数据站点数量较少,一定程度上对区域性效果检验精度造成影响。为此,基于19732018年的59月巴音布鲁克气象站逐日气象资料和开都河上游大山口水文站逐月径流量资料,利用Bu⁃dyko模型构建径流模拟方程,并运用序列试验检验、不成对秩和检验以及t 检验等统计方法,以降水量、径流量等作为指标,探讨该区域暖季不同统计指标对人工增水作业效果检验的差异性。结果表明:(1)基于Budyko模型得出的径流量与降水量不但相关性极高(R2=0.9971,PP3s-1,相对增率为14.7%;实测径流量绝对增加值为28.48 m3s-1,相对增率为18.48%,表明巴音布鲁克山区暖季人工增水作业效果显著。

  • 1990—2020年黄土高原典型县域植被覆盖变化及影响因素

    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: 为探究吉县近30 a植被动态演变规律及其影响因素,本研究基于Landsat影像,结合气象、土地利用、夜间灯光等数据,采用趋势分析、偏相关分析、随机森林、残差分析等方法探究吉县植被覆盖度时空变化特征及气候和人为因素对植被变化的影响。结果显示:(1)1990—2020年研究区植被覆盖度(FVC)整体呈显著上升趋势,FVC年均增长速率约为0.49%,植被质量明显改善。(2)吉县FVC具有明显的“低值-高值”交错分布的空间特征。1990—2020年FVC显著增加区占51%,FVC显著减少区占7%。(3)气候因素对部分FVC高值区和建筑区植被生长起抑制作用,对其余地区植被覆盖起促进作用。将人类活动作为全域影响因素考虑时气候和人类活动对植被动态的贡献率分别为53.43%、46.57%,将其作为局域变量时相对贡献率减少至13.07%。人类活动在特定地区如吉县中部和东部是植被退化的重要影响因素,西侧和南部的植被恢复也与之相关。研究结果可为区域生态修复工作进一步开展提供科学依据。

  • 基于深度学习融合OBIA的黄土高原小流域淤地坝系提取

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-06 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 淤地坝对于防治黄土高原水土流失有不可替代的作用,因此精确提取淤地范围和淤地坝点位对研究黄土高原水土有重要意义。现有图像分类方法中缺乏对淤地坝地形特征的考虑,容易被误判为梯田或土堆。除此之外,自动提取研究多集中于淤地范围提取,淤地坝点位仍依赖人工判读。因此,提出一种自动提取淤地坝系的方法:通过深度学习融合面向对象的影像分析(OBIA)方法提取韭园沟流域淤地范围,再利用水文分析方法提取淤地坝点位。结果表明:本方法提取的淤地范围精准率、召回率、F1Score分别为81.97%、90.94%、89.70%,F1Score与仅使用OBIA方法相比提升了21.94%。淤地坝点位的自动识别准确率为81.08%,完整率为88.89%,与前人目视解译的准确度相近,并实现了淤地坝范围和淤地坝点位的全要素提取。研究结果可为黄土高原淤地坝空间布局优化和水土流失评估等分析提供重要基础数据。

  • 共和盆地不同灌木群落生物土壤结皮理化性质差异

    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: 探究青海共和盆地不同灌木群落生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)理化性质差异,为加强生物土 壤结皮资源的保护与合理利用提供理论参考。选取共和盆地沙蒿(Artemisia desertorum)、小叶锦鸡儿(Caragana mi⁃ crophylla)和乌柳(Salix cheilophila)群落中不同发育阶段的生物土壤结皮为研究对象,野外取样结合室内分析,研究 其颗粒组成及养分特征。结果表明:三种灌木群落生物土壤结皮的颗粒组成均以沙粒为主(45%~90%),其中,小叶 锦鸡儿沙粒含量>乌柳>沙蒿,且其含量均显著低于灌丛间裸沙。乌柳群落生物土壤结皮全氮、全碳、有机质、有效 磷、速效钾、碱解氮、全磷含量均显著高于沙蒿、小叶锦鸡儿群落,且随生物土壤结皮发育,各含量在三种灌木群落 中呈增加趋势。灌木群落对生物土壤结皮理化性质的影响程度最高,且灌木生物量与生物土壤结皮盖度、厚度、全 氮、全碳、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮、全磷呈显著正相关,与沙粒含量呈显著负相关(P<0.05)。灌木群落有效 改良共和盆地沙地生物土壤结皮土壤结构,沙蒿群落更有利于土壤的细化,乌柳群落更有利于养分蓄积。

  • 降雨过程中土壤物理结皮入渗情况及当量孔径的变化研究

    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: 土壤物理结皮的孔径的大小直接影响土壤水分下渗和气体交换。因此,本研究通过人工模拟降雨,选择塿土为研究对象,采用微型盘式入渗仪进行入渗试验,研究土壤物理结皮在不同降雨强度下的入渗情况以及孔径变化情况。结果表明:(1)在-0.5 cm压力水头下,结构结皮的吸渗率随着降雨历时先减小,在20 min时增大,沉积结皮的吸渗率随着降雨历时的延长一直减小;(2)两类结皮随着降雨过程的进行,大孔隙(孔径>0.5 mm)占比开始减小,中等孔隙(孔径介于0.3~0.5 mm)占比增加,结构结皮在20 min时小孔隙(孔径<0.3 mm)占比有所减小,沉积结皮中等孔隙的占比在10 min后保持不变;(3)两类结皮的平均孔径均随降雨历时的延长而减小。负压水头增大过程中,土壤结皮有效吸渗能力减小,当土壤结皮发育完全后,吸渗率趋于稳定。

  • 稳态风沙流沙粒起跳速度概率分布模型

    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: 颗粒起跳速度概率分布函数是泥沙输运和粉尘释放模型中的重要输入参数。然而,为了可靠描述这种分布函数,需要准确测量近地层风沙流内起跳颗粒的运动轨迹。本文使用高速摄影系统和颗粒轨迹检测算法相结合测量了风洞沙床面附近部分溅射颗粒、没有引起溅射的反弹颗粒以及引起1个溅射的反弹颗粒的轨迹,通过分析三种起跳模式对应的起跳速度概率分布构建稳态风沙流跃移颗粒起跳速度的概率分布模型。结果表明:(1)三种起跳模式的起跳角度和起跳速度均服从Lognormal概率分布。(2)所有起跳颗粒的起跳角度概率分布方程几乎不受起跳模式影响。(3)所有起跳颗粒的起跳速度概率分布方程主要受溅射颗粒数与反弹颗粒数比值的控制,预示着风沙流发育过程或湍流波动将会对起跳速度概率分布函数产生重要影响。因此,我们的研究结果提供了关于近床面风沙跃移过程的新认识,并对模拟风沙输运中的粒-床相互作用和地貌动力学模型具有重要意义。

  • 基于多端元解混模型的博斯腾湖区域植被和水域时空变化特征及趋势分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 湿地高精度动态变化遥感监测,对于湿地保护和恢复具有重要的实践意义。以新疆博斯腾湖湿地为研究对象,运用多端元混合像元分解(Multiple endmember spectral mixture analysis,MESMA)模型提取Landsat影像中植被、水体和裸地面积,通过无人机影像验证精度后,结合趋势分析法探明20002022年博斯腾湖湿地时空变化特征及趋势。结果表明:(1) 通过无人机影像重采样精度验证的MESMA分类结果中植被像元拟合优度(R2)为0.75,水体像元R2为0.84,表明分类结果符合实际地物情况。(2) 20002022年博斯腾湖湿地植被面积共增加536.65 km2,增加了183.14%;水域面积则减少595.76 km2,减少了37.07%;裸地面积共增加99.12 km2,增加了25.42%。(3)博斯腾湖湿地植被面积呈增加趋势的区域占总面积的30.6%,位于大湖区西北部和小湖区北部;反之水域面积呈减少趋势的区域占总面积的34.6%,位于大湖北岸、东岸及小湖湿地。准确掌握博斯腾湖湿地时空变化情况及其趋势,可对干旱区内陆湿地监测与保护提供参考依据。

  • 柴达木盆地盐渍化土壤养分和酶活性特征

    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: 为探讨柴达木盆地不同程度盐渍化土壤养分和酶活性特征,沿察尔汗盐湖至昆仑山方向依次选择5个样 点,分析土壤养分和酶活性特征及其二者的相关性。结果表明:除土壤全钾外,土壤盐渍化程度、土壤深度及其两 者交互作用对土壤养分含量及土壤酶活性的影响均达到显著水平(P<0.05)。在盐渍化程度较低的土壤,养分有效 性(速效钾除外)和酶活性较高,且随土壤深度的增加而降低。以有机碳和蔗糖酶为例,在盐渍化程度最低的S5样 地中含量为13.83 g·kg-1 和21.01 mg·g-1·d-1(0~5 cm)、12.85 g·kg-1 和19.29 mg·g-1·d-1(5~10 cm)、9.83 g·kg-1 和 12.19 mg·g-1·d-1(10~20 cm),显著高于盐渍化程度最高S1中的8.56 g·kg-1 和1.41 mg·g-1·d-1(0~5 cm)、8.40 g·kg-1 和 1.30 mg·g-1·d-1(5~10 cm)、8.33 g·kg-1 和1.26 mg·g-1·d-1(10~20 cm)。相关性分析表明,在盐渍化程度较低样地,土 壤酶活性与大多数土壤养分之间呈显著或极显著正相关性(P<0.05)。因此,柴达木盆地不同盐渍化程度土壤养分 和酶活性特征存在明显差异,土壤盐渍化会降低土壤养分的有效性,抑制土壤酶的活性,降低土壤中有机物质的分 解速率。

  • 塔里木盆地西部图木舒克—昆玉沙漠公路沿线风沙环境特 征

    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: 为了摸清在建图木舒克—昆玉沙漠公路沿线的风沙环境特征,根据沙漠公路沿线风沙要素特征有针对性地进行风沙防护工程实践,采用现场踏勘、结合 ERA5 风速数据以及卫星影像数据,对图木舒克—昆玉沙漠公路沿线风沙活动规律进行分析。结果表明:公路沿线年平均风速在 3.03~3.28 m·s-1,年均起沙风速在 5.85~6.10 m·s-1,年起沙风频率在 16.87%~21.41%。起沙风集中处在春、夏季,4—8 月是一年中起沙风频率最高的月份,公路沿线以偏东风( NE , ENE , E , ESE ) 为 主 , 麻 扎 塔 格 山 以 南 偏 西 起 沙 风 频 高 于 以 北 。 沿 线 年 输 沙 势 ( DP ) 在99.77VU~145.30VU,属低风能环境,中变率。麻扎塔格山南北两侧沙丘体积、密度差异明显,沿线沙丘移动速率在1.19~3.69 m·a-1,为中等移动速度,沙丘移动速率与沙丘垂直投影面积大小存在明显的负相关关系,移动方向范围在171.76°~192.53°,与合成输沙方向(RDD)基本吻合。麻扎塔格山以北防沙体系的设计以东侧为主,以南则要东西兼顾。

  • 陕北黄土高原生态脆弱性时空变异及驱动因素分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-06 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 在多源数据的支撑下,基于敏感性-恢复力-压力模型构建评估指标体系,分析生态恢复工程实施前后(1997年和2021年)陕北黄土高原不同行政区、不同生态功能区和不同坡度的生态脆弱性时空分异规律及驱动机制。结果表明:(1) 陕北黄土高原生态脆弱性明显改善,生态脆弱性指数均值从41.74下降至32.96,减幅21.0%;生态脆弱性等级也整体下降,已由中脆弱和低脆弱性占主导转化为低脆弱性占主导的格局。生态脆弱性存在明显地带性分布特征,从南到北生态脆弱性等级逐步提高。(2) 19972021年,51.2%的区域生态脆弱性有所改善,以中脆弱改善到低脆弱为主;4.6%的区域生态脆弱性有所增加,以一般脆弱增加至低脆弱、低脆弱增加至中脆弱为主。铜川市、延安市和榆林市辖区内生态脆弱性指数和等级均在下降,其中铜川市生态脆弱性最低,榆林市最高。3个生态功能区生态脆弱性指数和等级均在显著下降,降幅表现为:退耕还林区>风沙区>黄桥林区。(3) 符合退耕条件的区域,高等级脆弱性大幅转化为低等级脆弱性,生态脆弱性得到明显改善,工程取得了较为显著的成效。(4) 剖析驱动机制可以发现,人为因素和自然因素的驱动力各占83.1%和16.9%,说明生态恢复工程是区域生态脆弱性显著改善的主要驱动力。研究结果可为该区域生态恢复工程成效评估和生态可持续性修复提供科学的参考数据。