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1. chinaXiv:202103.00016 [pdf]

嘉峪关市土地生态安全动态评价及影响因素分析

郑岚
Subjects: Geosciences >> Geography

土地生态安全评价对管控区域生态风险和保障生态安全具有重要意义。基于“数量安全- 质量安全-结构安全-保障安全”模型构建指标评价体系,采用相对熵方法进行组合赋权,揭示嘉峪 关市土地生态安全的动态变化过程,并运用因子分析法探讨其主要影响因素。结果表明:(1) 2000—2017 年,嘉峪关市土地生态安全综合指数呈上升趋势,由 2000 年的 0.415 上升至 2017 年的0.644,安全等级由较不安全上升至临界安全,综合安全水平有所提升,但目前安全等级仍较低,土 地生态安全风险仍然存在。(2)各子系统中,数量安全指数波动变化不大,提升效果不明显;质量安 全指数基本呈持续上升趋势,增长速度较快;结构安全指数 2000—2009 年增长较为明显,2009 年后 波动变化不大;保障安全指数呈明显的波动变化趋势,经历先增大再减小后波动增大过程,大致呈 倾斜的“N”字型态势。(3)土地生态安全变动的主要影响因素可整合为资源环境本底、产业结构演 替、环境污染治理和生态建设成效 4 个方面。

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2. chinaXiv:202103.00018 [pdf]

喀什地区生态脆弱性时空变化及驱动力分析

李路
Subjects: Geosciences >> Geography

生态脆弱性评价对认识、保护和改造生态环境,促进人与自然的和谐具有重要意义。为了 合理利用生态资源,在开发建设中保护环境,故研究喀什地区生态脆弱性时空动态变化,为社会经 济与生态保护和谐发展提供科学依据。基于“暴露度-敏感性-恢复力”的评价框架,从自然条件和 人为活动方面选取 13 个指标构建 2000—2016 年喀什地区生态脆弱性评价指标体系,采用空间主 成分方法分析喀什地区生态脆弱性等级的时空变化,并用地理探测器模型分析其驱动因素。结果 表明:喀什地区北部区域生态脆弱性高于南部地区,高度脆弱区面积增多且集中在叶尔羌河中下 游和喀什噶尔河下游,脆弱性呈现整体增加并向东北方向转移。2000—2016 年喀什地区各县市生 态脆弱性最低值在塔什库尔干塔吉克自治县,其次为喀什市和泽普县,均属于微度脆弱;最高的是 莎车县、伽师县和巴楚县,属于高度脆弱地区。气温、地形和植被覆盖度因素造成喀什地区南北地 带生态脆弱性空间分异;耕地面积、牲畜头数的增长引起景观破碎度变大,与区域恶劣的自然环境 相互耦合加重了喀什地区的生态脆弱性,导致了喀什地区整体生态环境脆弱性向东北方向扩大。

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3. chinaXiv:202103.00019 [pdf]

基于 GIS 的宁夏路网空间特征研究

高玉祥
Subjects: Geosciences >> Geography

宁夏回族自治区作为我国唯一的省级回族集聚地区,是一个很独特的地理-人口-交通单 元,也是连接华北和西北的重要节点。以宁夏的交通路网数据为基础,通过设置阻抗改进网络分 析法,并结合成本距离算法和 GIS 空间分析计算 2011、2017 年和 2023 年的县(区)可达性,研究全区 路网的空间结构特征,并提出路网发展的决策建议。研究表明:宁夏已经构建路网的主骨架,但路 网发展不均衡,北部的路网建设优于南部;县(区)的平均可达性由 2011 年的 4.02 h 缩短为 2017 年 的 3.75 h,路网可达性迅速提升,时空收敛效应显著;县(区)可达性的差异不断减小,全区路网空间 结构的均衡性逐步增强。宁夏应重点建设以银川为中心的运输通道,通过加快南部地区的铁路建 设来进一步优化全区路网布局,为全区的经济社会发展和“一带一路”建设提供运输支撑。

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4. chinaXiv:202103.00020 [pdf]

黄土高原地区人口收缩格局与驱动力分析

陈棋
Subjects: Geosciences >> Geography

基于 2005 年和 2015 年人口数据,运用收缩指数、地统计分析和地理探测器等方法,研究不 同地理尺度下黄土高原地区人口收缩现象与地域分异格局,揭示黄土高原地区人口收缩驱动力差 异及机理。结果表明:(1)黄土高原地区县级与地级行政单元下人口收缩比例均较高,单一地理尺 度识别人口收缩存在偏差。(2)黄土高原地区的人口收缩现象在区域-省-地级市尺度均符合“核 心-外围”模式,核心区域(城市)人口集聚,边缘地区(县)人口流失。(3)经济发展水平差异和城乡 发展不平衡成为黄土高原地区人口集聚与流失的主要诱因。地级市收缩型主要受城镇化和工业 化水平驱动,为城市综合发展能力不足而导致的人口收缩;地级市局部收缩型处在社会-经济高速 发展时期,内部要素分配不均导致内部局部收缩。

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5. chinaXiv:202103.00021 [pdf]

基于电磁感应数据的膜下滴灌土壤水分动态变化研究

王佳文
Subjects: Geosciences >> Geography

快速、无损监测农田土壤水分含量,是智慧农业的重要研究内容。以新疆南疆阿拉尔国家 农业科技园区膜下滴灌棉田为研究对象,运用 EM38-MK2 大地电导率仪快速、高效的获取了 4 组不 同时期的棉田土壤表观电导率数据,并同步采集表层土壤(0~20 cm)样品,通过构建表观电导率数 据与室内测定含水量数据间的反演模型获取了测点的含水量数据,并按照土壤水分干旱分级标准 对研究区土壤水分进行划分,综合利用 GIS 软件和地统计方法对土壤水分的时空变异性进行研 究。结果表明:4 个时期的土壤水分反演模型决定系数均大于 0.80 且均方根误差(RMSE)和平均绝 对百分误差(MAPE)均较小,表明反演模型精度较高,土壤表观电导率与表层土壤水分相关性较 好;不同时期土壤含水量数据表明土壤水分具有很强的时间变异性,变异性由中等变异转变为弱 变异再转变为中等变异;受人为灌溉等因素的影响,变异函数模型也存在差异;半方差分析中 4 个 时期的土壤水分块金值与基台值之比均大于 75%,表明土壤水分在空间上趋近于弱空间相关;高 程反距离权重(IDW)插值图及水分克里格插值图表明微地形是影响土壤水分分布的重要因素。本 研究可为干旱区膜下滴灌棉田土壤水分动态监测提供重要的方法支撑,从而更好地指导农业 灌溉。

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6. chinaXiv:202103.00022 [pdf]

霸王根茎叶非结构性碳与 C:N:P 计量特征对干旱的响应

孙小妹
Subjects: Geosciences >> Geography

通过选取阿拉善地区 3 个典型霸王群落为研究对象,研究霸王器官间(根、茎、叶)生态化学 计量比特征及非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrates,NSCs)的变化,以便加深对霸王生 存策略的理解,更好的服务于荒漠生态系统的生态恢复。结果表明:霸王茎和叶中可溶性糖(Solu? ble sugar,SS)、淀粉(Starch,ST)和 NSCs 含量随干旱加剧均显著降低。根系中 SS 和 NSCs 在 3 个样 点间差异不显著,ST 先降低后增加,ST 含量在 Plot3 中比在 Plot1 和 Plot2 中高 19.3%和 31.2%。干旱 使霸王根、茎、叶中 N、P 含量显著下降,使根、茎、叶中 C:N 和 C:P 显著增高,叶片 N:P<14。Plot1 中霸 王器官间 SS、SS:ST 和 NSCs 含量表现为叶片>根>茎,ST 含量为茎>根>叶片;Plot2 和 Plot3 中霸王器 官间 SS、ST 和 NSCs 含量均为根>茎>叶片。3 个样点中叶片相较于茎干和根系具有高的 N、P 含量 和低的 C:N 和 C:P。NSCs 与 C:N:P 间的关系表明:根、茎、叶中的 N 含量与 SS 正相关,叶片 N 含量与 根系 ST 负相关。以上结果表明霸王的茎干和根系可能扮演“营养库”的角色,霸王通过提高 N、P 利 用效率来减缓水分亏缺使其生长受到 N 限制的影响。霸王通过调节器官间 NSCs 的积累及分配来 适应干旱,采取将根系中 ST 转化为 SS 来调节渗透势的策略;并随干旱加剧将更多的碳水化合物投 资分配到根部,以 ST 的形式存储,而 N 是影响霸王根系中 ST 与 SS 间转化和 ST 存储的关键元素。

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7. chinaXiv:202103.00023 [pdf]

青藏高原东部高寒草甸区放牧家畜粪花粉组合 特征及其环境指示意义

段荣蕾
Subjects: Geosciences >> Geography

青藏高原是我国重要的高寒草甸分布区和畜牧区,畜牧活动对区域植被和生态的影响作 用受到众多学者的广泛关注。通过采集青藏高原东部高寒草甸区共 49 个放牧家畜粪样品(牦牛粪 样品 30 个、马粪样品 11 个、羊粪样品 8 个),并在区域植被调查的基础上,对粪样品开展了花粉分 析。结果表明:这 3 种类型的粪样品花粉组合以莎草(Cyperaceae)、禾本科(Poaceae)、龙胆科(Gentianaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)花粉为主,可较好地反映区域植被群落特征,食草动物粪花 粉中有少量谷物类禾本科花粉出现反映了当地居民少量耕种燕麦用来饲养牲畜。3 种放牧家畜在 采食习性上存在一定差异,牦牛采食的植物种类比羊和马略多,牦牛和马对杂草类禾本科和唐松 草属植物的采食率低于羊,对龙胆科、菊科和蒿属植物的采食率明显高于羊。放牧家畜通过选择 性采食适口性好的莎草科和禾本科优势植物种类直接影响高寒草甸区植被群落结构和功能。研 究区粪花粉组合与表土花粉组合对比发现,乔木花粉和紫菀属花粉含量在表土样品中显著高于粪 样品,而禾本科和龙胆科花粉含量在粪样品中高于表土样品,上述差异指示粪花粉更能反映区域 植被群落特征,放牧家畜选择性采食导致粪花粉与表土花粉组合有所区别。本研究为评估青藏高 原放牧家畜采食习性以及畜牧活动对区域植被的影响提供了新的研究思路和手段,也为今后在青 藏高原开展考古遗址中保存的粪样品花粉分析,据此重建古植被群落和古人类生产活动信息,提 供了重要的现代过程依据和借鉴资料。

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8. chinaXiv:202103.00024 [pdf]

基于 EEMD 的太阳绕太阳系质心运动和太阳活动 Hallstatt 周期分析

王琳琳
Subjects: Geosciences >> Geography

基于行星会合指数运动学方程,推演出太阳质心到太阳系质心距离变化的计算公式,并利 用该公式重建太阳质心相对于太阳系质心的距离变化时间序列,作为太阳轨道运动的替代性指 标,使用聚合经验模态分解(Ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法分析 0~25.0 ka BP 太阳质心到太阳系质心的距离与Δ14C 时间序列。结果显示:两者均存在蕴含~2300 a 周期(Hall? statt cycle)的 IMF 分量;互相关分析证实两者蕴含的 Hallstatt 周期分量间具有相关性,0~13.9 ka BP 与 13.9~25.0 ka BP 年代相关系数分别可达 0.52、0.44,并且太阳质心到太阳系质心距离的变化超前 于太阳活动指标Δ14C 的变化。表明太阳质心远离太阳系质心时,大气 14C 含量增加,对应于太阳活 动较弱的时期;太阳质心靠近太阳系质心时,大气 14C 含量减小,对应于太阳活动较强的时期。这一 认识对于进一步探究太阳活动 Hallstatt 周期的成因机制提供了新的依据和思路。

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9. chinaXiv:202103.00025 [pdf]

基于多源地理数据融合的黑河中游土地 多功能性时空格局与权衡研究

程浩然
Subjects: Geosciences >> Geography

土地多功能利用是提高土地利用效率、缓解人地矛盾、促进区域可持续发展的重要途径。 研究构建了“生产-生活-生态”功能的土地多功能性评价指标体系,基于 3 km×3 km 格网,融合了遥 感、统计、POI 等多源地理数据,利用投影寻踪模型对黑河中游土地多功能性进行评价,通过变量相 关分析和双变量局部空间自相关分析,揭示了土地多功能权衡与协同关系,并采用 RGB 三通道合 成与二阶聚类分析相结合进行土地功能分区。结果表明:(1)黑河中游在不同利用方式下呈现不 同功能,在走廊平原区土地功能以生产功能为主导,生活功能和生态功能为辅。生产功能在走廊 绿洲农业区优势明显,生活功能高值区集中于城镇等基础设施条件较好的地区,祁连山、龙首山发 挥着生态屏障作用。(2)研究时段内,土地多功能性稳中增强。土地多功能性与一级功能的空间格 局保持稳定,土地功能间协调性普遍增强,不同功能在空间上日益重叠。(3)按照主导利用方向,土 地可划分为以农业生产与城镇空间为主体的重点开发区、优化开发区和适度开发区,以及以生态 空间为主的生态屏障区、生态缓冲区和生态修复区。(4)土地多功能利用仍有提升空间,尤其要加 强对非主导功能的关注,协调功能间的固有矛盾;统筹推进生态修复,关注自然资本增值,从构建 区域绿水青山的格局挖掘土地价值新的增长点。

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10. chinaXiv:202103.00026 [pdf]

基于栅格累加法的塔里木盆地沙漠化分析

刘畅
Subjects: Geosciences >> Geochemistry

土地沙漠化是当今全球最严峻的环境问题之一,也是我国西北干旱区面临的主要生态环 境问题。开展土地沙漠化动态研究有助于沙漠化灾害防治与国土资源空间开发。以 2000—2018 年 MODIS-NDVI 1 km 月数据为基础,运用栅格累加法与转移矩阵法对塔里木盆地土地沙漠化的变 化速率、空间特征及其成因进行探索分析,结果表明:(1)土地沙漠化是一个具有年际波动和累积 效应的动态变化过程;(2)栅格累加法具有较强的连续动态分析能力,能准确分析土地沙漠化变化 速率、演变趋势、变化的空间特征,可以定量分析土地沙漠化原因;(3)塔里木盆地沙漠化退化主要 是草地的退化,沙漠化改善则主要是林地和耕地的改善;(4)2000—2018 年,塔里木盆地土地沙漠 化整体呈极重度沙漠化逐级向非沙漠化变化的改善趋势,转移路径为:极重度沙漠化→重度沙漠化→中度沙漠化→轻度沙漠化→非沙漠化,改善区主要分布在绿洲区,恶化区主要在塔里木河中游 与车尔臣河下游,土地沙漠化成因主要为人类活动。此文研究方法为土地沙漠化动态监测提供了 一种新思路,其研究结果可为塔里木盆地国土资源开发和沙漠化治理提供理论依据。

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