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  • Closeby Habitable Exoplanet Survey (CHES). I. Astrometric Noise and Planetary Detection Efficiency due to Stellar Spots and Faculae

    分类: 地球科学 >> 空间物理学 分类: 其他 分类: 其他 分类: 其他 提交时间: 2024-06-03

    摘要: The Closeby Habitable Exoplanet Survey (CHES) is dedicated to the astrometric exploration for habitable-zone Earth-like planets orbiting solar-type stars in close proximity, achieving unprecedented micro-arcsecond precision. Given the elevated precision, thorough consideration of photocenter jitters induced by stellar activity becomes imperative. This study endeavors to model the stellar activity of solar-type stars, compute astrometric noise, and delineate the detection limits of habitable planets within the astrometric domain. Simulations were conducted for identified primary targets of CHES, involving the generation of simulated observed data for astrometry and photometry, accounting for the impact of stellar activity. Estimation of activity levels in our samples was achieved through chromospheric activity indices, revealing that over 90% of stars exhibited photocenter jitters below 1 $ mu mathrm{as}$. Notably, certain proximate stars, such as $ alpha$ Cen A and B, displayed more discernible noise arising from stellar activity. Subsequent tests were performed to evaluate detection performance, unveiling that stellar activity tends to have a less pronounced impact on planetary detectability for the majority of stars. Approximately 95% of targets demonstrated a detection efficiency exceeding 80%. However, for several cold stars, e.g., HD 32450 and HD 21531, with the habitable zones close to the stars, a reduction in detection efficiency was observed. These findings offer invaluable insights into the intricate interplay between stellar activity and astrometric precision, significantly advancing our understanding in the search for habitable planets.

  • 2000—2022 年伊犁河流域植被时空变化特征

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 伊犁河流域横跨中哈两国,生态环境脆弱,深化对全流域植被变化的认识对于该地区生态可持续发展具有重要意义。基于MODIS的增强型植被指数(EVI)数据,深入研究了2000—2022年整个伊犁河流域植被的时空变化特征,并对比了中国境内外伊犁河流域、不同植被类型、不同高程间植被变化的差异。结果表明:(1)2000年以来伊犁河流域植被总体呈现改善趋势,尤其是哈萨克斯坦境内的植被,然而中国境内植被有退化趋势。植被退化区域的高程集中在1000~3000 m之间;草地和耕地以改善为主,林地则相反。(2)过去20 a间,伊犁河流域植被总体波动较小,但中国境内流域植被的波动性较大。与林地和耕地相比,草地的波动性更大。高程在2500~3000 m区域内的植被波动小。(3)未来伊犁河流域植被状况以持续改善为主,持续改善面积约占全流域面积的52%。草地持续改善的面积占比高于耕地和林地。高程低于1000 m和高于3000 m区域的植被以持续改善为主。研究结果将有助于加深对伊犁河流域植被变化特征的理解,为流域生态环境保护提供科学参考。

  • 塔克拉玛干沙漠南缘戈壁下垫面辐射平衡与地表反照率特征

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 戈壁是荒漠地区主要的地表形式之一,这种下垫面特征与沙漠下垫面有较大差异,因此对于沙漠地区戈壁下垫面辐射平衡特征的研究十分有必要。利用中日沙尘暴合作项目(ADEC)塔克拉玛干沙漠南缘策勒戈壁观测站连续观测数据,分析了策勒戈壁站地表辐射平衡各分量全年、各季节与特殊天气下的日变化特征,以期为塔克拉玛干沙漠地-气系统能量交换提供更加具体的参数。结果表明:(1)策勒戈壁站各辐射分量最大值除向上短波辐射出现在1月外,其余各分量均出现在7月。(2)季节尺度上,各分量季节日变化最大峰值出现季节不一致,向下短波辐射和向上短波辐射最大峰值出现在春季,向下长波辐射、向上长波辐射和净辐射最大峰值出现在夏季。(3)不同天气下,各季节晴天各辐射分量均呈现平滑的变化趋势,多云、阴天、降雨期间各分量变化不规则,降雨和降雪天气向下长波辐射和向上长波辐射明显高于其余各分量。(4)地表反照率年均值为0.32,其中冬季降雪导致地表反照率远高于其他季节,各季节的次序表现为:冬季、春季、秋季、夏季。而反照率的日变化受太阳高度角影响,晴天呈现出平滑的“U”型,其他天气变化不规则。

  • 昆仑山北坡区域高质量发展面临的问题、机遇与挑战

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 昆仑山北坡区域是新时代维护国家安全的重要战略部署区和“丝绸之路经济带”核心区关键通道,战略地位十分突出。但由于历史和自然的原因,该区域经济发展相对滞后。系统分析显示,昆仑山北坡区域目前存在的水资源利用上线偏低、水利工程建设严重滞后、城镇化进程缓慢、产业布局相对单一且缺少重要产业布局,以及区域高质量发展动能不足等问题,结合区域自然环境特点和发展机遇,提出加快构建经济带城市群体系,打造多产业协同发展的昆仑山北坡经济带,大幅提升水资源上线和水利工程管控能力,为昆仑山北坡农业提质增效提供水资源保障,系统打造昆仑山北坡农-林-牧复合基地,构建多元化食物供给体系,以能补水,提升资源综合利用效率,通过兵地优势互补、资源共享,加快推进昆仑山北坡经济带建设和高质量发展等建议。研究成果可为加快昆仑山北坡经济带生态安全和高质量发展提供科技支撑。

  • 西藏地区一种新的四季划分方法

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用西藏地区38个气象站点1981—2022年逐日气温资料,分析常用气候季节划分方法在西藏地区的适用性,指出各种季节划分方法的不足和局限,基于西藏物候和主要农作物生育期提出的季节划分气温阈值等指标,筛选出适于西藏地区的季节划分方法及气温阈值,分析了西藏地区的四季开始日和长短的变化特征。结果表明:(1)常用气候季节划分方法在西藏地区应用有一定的局限性,而西藏物候季节划分方法和生育期季节划分方法适用于西藏高原地区的农事活动。(2)基于阈值“6 ℃、15 ℃”“5 ℃、16 ℃”“6 ℃、16 ℃”和“6 ℃、17 ℃”分析典型气象站四季时间长度变化特征发现,改则冬季时间长度长于其他季节、察隅夏季时间长度长于其他季节,且拉萨、昌都、改则、察隅四季长度均呈现夏季上升和秋冬季下降的趋势。(3)拉萨和昌都的夏季平均气温进行突变检验发现两站分别于2011年和2017年出现突变,佐证了夏季阈值取17 ℃的合理性。(4)西藏新四季划分法指标为“6 ℃、17 ℃”,该指标划分西藏四季发现,夏季站点主要分布在雅鲁藏布江一线的较低海拔地区;春、秋季持续时间整体呈现西北部和南部偏短、中东部偏长的特征,夏季呈现中部偏长、四周偏短的特点,冬季与春秋季则相反;四季时空特征符合西藏地区实际情况。春、夏、秋、冬季平均开始日分别为3月21日、6月16日、7月25日、11月3日。

  • 和田河中下游流域地下水水化学特征及其演化规律

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 为研究和田河中下游流域地下水水化学特征及其演化规律,采用Piper三线图、Gibbs图、PHREEQC软件和数理统计等方法对该地区水化学特征、主要溶质组分来源和演化规律开展了综合研究分析。结果表明:(1)地下水中八大常规离子含量整体偏高,尤其是Cl-、SO42-、Na+、Ca2+和HCO3-占比较大。(2)水化学溶解组分空间差异性明显,除少部分地区水化学类型表现为SO4·Cl-Ca·Mg型外,大部分均以SO4·Cl-Na型为主。地下水呈弱碱性,大部分地区水样点水质基本满足生活饮用水标准。部分绿洲平原区受人类生产活动影响,水中NO3-含量明显异常。(3)在水-岩作用和阳离子交换作用下,地下水中Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等离子组分主要物质来源于岩盐、方解石、白云石和石膏等矿物的溶解。在向下游细土平原和沙漠区径流过程中,受蒸发浓缩作用普遍控制影响,水中各离子浓度含量不断增大。(4)在开放性较好的系统环境中,CO2促进了各矿物的溶解,使得地下水中各离子含量不断溶解聚集,浓度增大。进入下游冲积平原区后,受细粒砂土介质层阻隔影响,地下水径流与交替强度减弱导致溶滤作用变差,蒸发浓缩作用逐渐占主导地位,进一步加大了水中离子含量和水化学类型的差异性。研究结果可为和田河流域水资源合理开发利用和生态环境保护提供理论依据。

  • 1961—2020 年宁夏干旱事件年代际变化及风险评估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用1961—2020年宁夏20个国家气象站气象观测资料,结合近40 a宁夏社会经济统计数据,建立宁夏干旱过程事件指标,并基于灾害风险评估理论建立宁夏年代际干旱灾害风险评估模型,分析宁夏干旱事件和主要农作物干旱灾害风险的年代际变化特征和区域差异性,并探讨造成区域农作物年代际风险变化的可能影响因素。结果表明:(1)近60 a宁夏干旱事件的累积效应、持续时间以及强度指标具有明显的年代际变化特征,宁夏中北部和南部山区分别在1980年和2010年前后出现趋势和均值的突变;干旱事件指标及致灾危险性指标大值区空间范围均呈现出增加-减少-增加-减少的变化特征。(2)20世纪80年代以来,宁夏不同地区玉米干旱灾害风险等级依次为引黄灌区>中部干旱带>南部山区,受玉米种植面积不断扩大和国内生产总值(GDP)持续增加影响,在中南部地区其干旱风险呈逐年代际增大趋势;小麦干旱灾害风险增加幅度为中部干旱带>南部山区>引黄灌区,致灾危险性、小麦种植面积及GDP等级较高是2010s中部干旱带部分地区干旱风险增大的主要原因。(3)面对未来宁夏中南部地区水资源短缺和灌溉用水不足的挑战,建议通过提高人工增雨能力、开发种植品种、退耕或移民等措施,减少干旱致灾危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体暴露度,从而降低当地玉米和小麦的干旱灾害风险等级。研究结果可为地方科学规划农业生产、高效利用水资源、抗旱救灾等提供科学理论依据,促进宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设。

  • “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。

  • 塔里木河流域水-耕地-粮棉系统耦合关系及影响因素分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 作为典型的干旱区和生态脆弱区,塔里木河流域是我国粮食、棉花的重要生产基地。水资源、耕地资源与粮棉资源的良性协调发展成为流域可持续发展的关键。通过构建塔里木河流域水-耕地-粮棉系统,测算其发展指数,并以耦合协调度模型测量了系统的耦合程度,在此基础上利用Fractional Logit模型分析了水-耕地-粮棉系统协调发展的影响因素。结果表明:(1)塔里木河流域各系统的发展指数呈现水系统>水-耕地-粮棉系统>耕地系统>粮棉系统。五地州中,巴音郭楞蒙古自治州各系统发展指数排名与流域一致,喀什地区和阿克苏地区在耕地和粮棉系统发展水平领先,水资源系统发展水平靠后,而克孜勒苏柯尔克孜自治州与和田地区则是水系统发展指数位居前列,耕地和粮棉系统发展较落后。(2)流域内水-耕地-粮棉系统耦合协调度介于0.475~0.680之间,处于勉强协调与初级协调之间。五地州中,喀什地区最高,克孜勒苏柯尔克孜自治州最低。这一指标经过缓慢提升后在2017年后明显下降。五地州中,阿克苏地区下降最为明显。(3)水库数量、一般公共预算支出及人口数量是影响水-耕地-粮棉系统协调发展状况的关键因素,三者每增加1个单位将分别引起耦合协调度1.0%、21.0%、35.6%的提升。

  • 1990—2020 年波曲流域冰川冰湖时空变化及其对气候变化的响应

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像和数字高程模型(DEM)数据,结合比值阈值法与目视解译提取了1990—2020年波曲流域冰川边界,同时利用归一化水体指数与目视解译提取波曲流域冰湖数据,分析近30 a波曲流域冰川冰湖空间分布与变化特征以及母冰川-冰湖相对位置变化关系,探究波曲流域冰川冰湖协同演化及其与气候变化的响应关系。结果表明:(1)1990—2020年波曲流域冰川加速退缩,尤其是近10 a来冰川加速退缩趋势更为显著;波曲流域冰川主要分布在海拔5500~6100 m范围内,规模上看,大规模(≥10 km2)冰川数量保持稳定,小规模(≤0.5 km2)冰川数量呈增加趋势。(2)近30 a波曲流域冰湖数量、面积均不断增加,冰湖面积扩张率为74.24%;冰湖主要分布在海拔4900~5300 m之间,大冰湖(≥0.07 km2)面积不断扩张;小冰湖(≤0.03 km2)数量增加显著。(3)与母冰川相连冰湖是最重要的冰湖扩张类型,该类型冰湖面积增长量占总冰湖增量的72.08%。(4)近30 a波曲流域气温缓慢上升,降水量总体略微下降。气温上升和降水量下降是造成冰川退缩重要因素,同时冰川融水促进冰湖扩张。通过波曲流域冰川-冰湖分布面积、变化特征及其协同演化关系的探究为流域冰川面积变化趋势和冰湖溃决灾害的预测及防治提供数据支撑。

  • 中国新世纪水稻生产负外部性评估及时空演变研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 水稻生产间接价值研究集中在生态系统服务功能上,外部性尤其负外部性研究不多,对其评估有利于生态防控和农业永续发展。基于2000—2021年全国各省水稻的面板数据,运用市场价值法和空间自相关等方法,从温室气体排放、化肥污染、农药污染、地膜污染、水资源消耗和农机能源污染方面分析水稻的负外部性价值及其时空演变特征。结果表明:(1)全国水稻生产年均负外部性价值达2080.27×108元,其中温室气体排放、化肥、农药、地膜污染、水资源消耗和农机能源污染占比分别为35.93%、20.71%、10.27%、9.04%、17.44%和6.61%。(2)以2012年新时代为分界点,负外部性价值总量呈先增后减趋势,体现了新时代生态防控的成效。(3)空间分布异质性强,负外部性价值主要分布在胡焕庸线以东,其中华中、华南、西南、东北和华北稻作区年均负外部性价值分别为1025.45×108元、426.96×108元、329.36×108元、221.52×108元和61.99×108元;负外部性价值与地理空间存在全局正相关关系;局部自相关自东南向西北由“高-高”聚集向“低-低”聚集和不显著演变,“高-高”集聚区主要分布在华中和华南稻作区,“低-低”集聚区主要分布在华北稻作区。创新性地从研究对象和动态全局视阈评估了水稻生产负外部性,并从政府引领、市场引导和农户主导方面提出了因应策略。

  • 基于CMIP6 模式的叶尔羌河流域未来 水文干旱风险预估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 全球变暖导致干旱等极端事件频发,严重威胁生态安全和社会经济可持续发展,尤其是干旱区这一气候响应敏感区。本研究基于流域站点观测气象、水文等数据和第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)全球气候模式数据,应用分布式水文模型HEC-HMS模型,模拟并预估了塔里木河重要源流——叶尔羌河流域历史(1986—2014年)与未来(2015—2100年)径流变化趋势以及水文干旱风险。结果表明:(1)HEC-HMS模型在干旱区流域适用性较好,未来3个共享社会经济路径(SSPs)下叶尔羌河流域年径流和标准化径流指数(SRI)都将呈显著增加趋势(P-1。(2)构建并对比了流域历史和未来时期4个干旱特征变量的边缘分布,未来干旱持续时间、干旱强度和烈度峰值都明显大于历史时期,干旱程度可能将不断加剧。(3)相较于历史时期,叶尔羌河流域未来水文干旱发生的联合概率将持续减小,且未来干旱事件的重现期都将有不同程度的延长。研究结果可为叶尔羌河流域水资源管理与规避水文干旱风险措施的制定提供科学参考。

  • 冰雹天气的环境参量及预报模型

    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: 利用1959—2021年内蒙古119个国家站的冰雹观测记录与ERA5再分析数据,对比分析冰雹与非冰雹层结、水汽、特殊温度层高度、垂直风切变及云微观物理量的差异,建立冰雹预报模型,为冰雹的潜势预报提供客观定量的依据。结果表明:冰雹、非冰雹K指数、假相当位温差、垂直风切变、比湿及云微观结构差异不显著。总指数(TT)>50 ℃,850 hPa与500 hPa温度差≥28.4 ℃,大气可降水量≤24 mm,-20 ℃层高度

  • 多源遥感降水产品在西北干旱区的气象干旱性能评估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-20 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 多源遥感降水产品在气象站点稀少或分布不均地区的干旱监测方面,发挥着至关重要的作用,比如地处中国西北的干旱区。选择5套典型遥感降水产品(PERSIANN、CHIRPS、CMORPH、TMPA和MSWEP),基于标准化降水蒸散指数(SPEI),评估了降水产品在3种时间尺度的气象干旱性能;通过游程理论识别干旱事件,阐释了遥感降水产品捕获干旱事件的能力。研究表明:(1)在西北干旱区,5套遥感降水产品均能较好地捕捉多年平均降水量的空间分布格局,但却难以准确地捕捉降水的变化趋势。(2)在捕获SPEI 性能方面,MSWEP 最优,其次为TMPA、PERSIANN 和CHIRPS,CMORPH 表现最差。1个月尺度(SPEI1)是遥感降水产品识别气象干旱的最佳时间尺度。(3)在刻画干旱事件的特性方面,CHIRPS对干旱事件数量的识别能力最佳,PERSIANN最差;MSWEP和TMPA表征干旱严重性最好,CHIRPS较差;除CMORPH外,其余4套产品均能较好地捕获干旱事件的强度和极值。综上所述,虽然5套遥感降水产品整体上可较好地捕获西北干旱区的干旱特征,但由于受降水产品反演算法、地形复杂性以及地面验证站点疏密程度的影响,较难以找到一种降水产品在捕获干旱特性所有方面均表现最优。研究成果可为区域气象干旱监测最佳降水产品的选择,以及遥感降水产品在极端干旱环境反演算法的改进方面提供参考。

  • 新疆天山东部森林地表可燃物的热值研究

    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: 森林地表可燃物是林火传播的重要因素之一,而热值又是表征可燃物燃烧性的重要指标。以新疆天山东部4种典型植被类型下地表可燃物为研究对象,分析地表可燃物热值特征及其与燃点、绝对含水率之间的关系。结果表明:针叶林和阔叶林中,草本与凋落物组分之间差异显著,灌木林中,灌木与凋落物组分之间差异显著;天山东部林区同一林型不同组分热值大小顺序为:凋落物>草本>灌木>腐殖质;草本可燃物组分中针叶林的热值最高(19.38±0.08 kJ·g-1),凋落物可燃物组分中同样是针叶林的热值最高(19.55±0.05 kJ·g-1);不同组分地表可燃物热值与燃点间的关系存在差异:灌木可燃物组分燃点与热值存在极显著关系(R2=0.81,P<0.01),凋落物可燃物组分燃点与热值存在显著相关性(R2=0.38,P<0.05),然而草本和腐殖质可燃物组分燃点与热值间无显著相关(P>0.05);另外,所有林型的地表可燃物热值与绝对含水率之间均无显著相关关系。可见,林型、树种以及理化性质等条件综合影响着可燃物的热值含量。研究结果旨在为天山东部森林管理人员准确预测林内可燃物热值能量和潜在森林火险提供理论依据,为区域地表可燃物深入研究提供数据支撑。

  • 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。

  • 珍珠柴幼苗叶片和根系形态特征对干旱胁迫的响应

    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: 摘 要:探究荒漠植物叶片和根系形态特征对干旱胁迫的响应,有助于理解和预测气候变化条件下荒漠植物的生 长调控策略。本研究以典型荒漠植物珍珠柴(Caroxylon passerinum)幼苗为研究对象,设置慢速干旱和快速干旱两种处理,测定叶片和根系相关的形态指标,分析了珍珠柴幼苗在不同干旱胁迫下叶片和根系的形态特征及两者之间的关系。结果表明:(1)随干旱胁迫时间延长,两种处理下的粗根直径减小,快速干旱处理的细根比根长、比根面积均减小,而快速干旱处理的叶组织密度增加,慢速干旱处理后粗根组织密度整体增大,而快速干旱处理则呈先增后减。(2)生长末期(54 d),两种处理下的粗根直径显著下降,快速干旱处理的肉质化程度和含水量分别显著低于对照和慢速干旱处理,胁迫37 d时,两种干旱处理下的珍珠柴粗根组织密度显著增大,并且慢速干旱大于快速干旱。(3)粗根比根长、粗根组织密度、细根比根长、比叶面积是珍珠柴性状变异的主要指标,相关性分析发现,珍珠柴 叶片和根系共有29对性状之间相关联。综上所述,珍珠柴叶片、粗根、细根在不同水分处理下均表现出不同的适应策略,在两种干旱处理下珍珠柴通过减小粗根直径响应干旱胁迫。在快速干旱条件下,珍珠柴通过增大叶组织密度,减小细根比根长和比根面积等适应土壤水分亏缺。珍珠柴通过叶片、根系性状内部,叶片与根系性状之间的协同或权衡策略适应干旱。

  • 气候因素和人类活动对砒砂岩区植被净初级生产力的影响

    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: 砒砂岩区是黄土高原水土流失最严重的地区之一,其植被生长状况对该区控制土壤侵蚀和维护生态平衡起着重要作用。本文基于CASA模型和Rclimdex 1.0分别计算了2001—2021年砒砂岩区植被净初级生产力NPP和18个极端气候指数,采用趋势分析、相关分析、随机森林重要性排序、残差分析等研究了砒砂岩区NPP时空变化及其对气候因素的响应特征,并量化了气候因素和人类活动对砒砂岩区NPP的相对贡献。结果表明:(1)2001—2021年砒砂岩区NPP变化呈显著增加趋势,但未来82.5%的区域NPP将由增加趋势变为减少趋势。(2)年际尺度上,砒砂岩区NPP与年均气温、年总降水量、极端强降水指数主要呈正相关,与冷夜日数TN10P、气温日较差DTR呈负相关。季节尺度上,春季均温以及暖夜日数增加有利于NPP增加,且存在滞后影响。夏季暖昼日数增加不利于植被生长,且NPP对夏季暖昼日数存在3个月的滞后响应。夏季极端强降水有利于NPP增加,而夏季干旱不利于植被生长,且NPP对持续干燥日数CDD存在3个月的滞后响应。(3)气候因素和人类活动共同促进了砒砂岩区NPP增加,裸露区和覆沙区气候贡献占主导地位,气候因素相对贡献为62.13%和60.06%,覆土区以人类活动贡献为主导,人类活动贡献率为60.40%。

  • 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。

  • 宁夏城市建设用地节约集约利用与高质量发展耦合协调研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-31 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 当前中国进入高质量发展阶段,缓解城市快速扩张伴随的土地利用粗放问题对城市可持续发展具有重要意义。现有研究多单方面关注城市建设用地节约集约水平或高质量发展状态,较少讨论两系统间的耦合协调关系。通过构建多维指标体系,测度2018年宁夏22个区县城市建设用地节约集约利用水平和高质量发展状态,并采用耦合协调度、相对发展度和影响协调力分析两系统间的耦合协调关系。结果表明:(1)2018年宁夏城市建设用地节约集约水平呈现出“中部低、南北高”的分布态势,而高质量发展水平呈现出“西北高、东南低”的空间分布格局。(2)两系统耦合协调度空间上呈现出“中部低、南北高”的分布格局,宁夏大部分区县处于基本协调状态且两系统关系呈良性循环。(3)创新和安全子系统对两系统的耦合协调度普遍起反向阻滞作用;绿色和协调子系统对两系统的耦合协调度普遍起正向推动作用。研究结果可为黄河流域高质量发展情境下促进建设用地节约集约利用提供实证依据。