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1. chinaXiv:201910.00004 [pdf]

库布齐沙漠生态光伏电站风速脉动特征

杨世荣
Subjects: Geosciences >> Geography

研究沙区光伏电板扰动下风速脉动特征,掌握光伏电站风蚀沙埋规律。本文选取生态光伏电站内2个断面,对电板阵列板下、板前以及板间等典型部位20、50、80、100、200 cm的5个高度风速进行测定,分析了光伏电站的风速流场、脉动特征。研究结果表明:① 光伏电板上风向边缘风速呈最大,经过阵列逐渐减弱,光伏电场阵列腹部风速明显降低,尤其在近地表层,相比电板阵列腹部平均风速,板下、板前、板间20 cm平均风速增加了44.7%、54.8%和7.2%。;② 光伏电板上风向3处位置风速脉动、风速脉动强度强度表现为随高度增加呈先降低后增加趋势,腹部电板随高度的增加呈降低趋势,其中20~80 cm范围湍流度最为为剧烈;与对照相比,光伏电板上风向边缘处湍流度在板下、板前位置随高度呈增强趋势。③ 光伏电板周围的风速脉动是形成板下和板前涡流的主要动力,进而造成光伏基座掏蚀与板间积沙带的发育。

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2. chinaXiv:201910.00005 [pdf]

陕北六道沟流域切沟形态复杂性及其类型划分

赵影
Subjects: Geosciences >> Geography

黄土高原切沟对流域地貌和自然环境造成了深刻影响,研究切沟形态特征有助于揭示其发育过程和演化机理。在陕北六道沟小流域,利用手持GPS测量32条发育典型的切沟,通过研究取得以下结果:① 沟长大于100 m的切沟占调查总数的81.2%。切沟横向扩张程度大于其下切程度,且宽度和深度自沟头和横断面到沟口显著增加(P < 0.05);② 与形状指数相比,计盒维数对切沟分支和边缘破碎信息表达效果更佳;③ 根据切沟分支情况,其形态可分为线型、沟头扩展型、沟头分支型和沟底分支型4种类型。总之,从主沟和支沟的空间联系、支沟沟长占比和对切沟类型划分而言,支沟是重新认识切沟和流域破碎地貌不可忽视的重要组成部分。

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3. chinaXiv:201910.00006 [pdf]

内蒙古孔兑区叭尔洞沟风水交互侵蚀作用下河谷地貌的演化规律

马玉凤
Subjects: Geosciences >> Geochemistry

以内蒙古孔兑区的叭尔洞沟中游河谷段为研究区,围绕风水交互侵蚀作用的动力特征和侵蚀过程中的地貌形态变化问题,在野外调查和资料收集的基础上,通过野外气象观测与径流小区实验、地形测量与遥感分析等技术手段,对河谷风水交互侵蚀的现代过程进行研究,定量分析河谷不同地貌部位的蚀积格局变化和河谷形态演变。研究发现:在风水交互侵蚀作用下,河谷中游的河床沙丘、谷坡沙丘、阶地沙丘、阶地切沟和冲积扇切沟等风水交互侵蚀的地貌类型以一年为周期发生着循环往复的侵蚀和形态变化。多年来,由于风力和水力周期性的强弱变化,这些交互侵蚀单元的地貌形态发生了规律性的演变,进而控制了叭尔洞沟中游河谷的形态变化,其形态演变主要表现在河道弯曲度、河道宽度、河道偏移方向、河床横剖面倾斜方向以及冲积扇大小和河谷沙丘迁移距离等形态特征上。该研究可为风蚀水蚀交错区的土壤侵蚀防治提供科学借鉴和指导作用。

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4. chinaXiv:201910.00007 [pdf]

基于FLUS模型的天山山区未来土地利用变化预估

秦埼瑞
Subjects: Geosciences >> Geography

基于天山山区53个气象站点,31个CMIP5全球气候模式,集合逐年平均气候资料、社会经济和自然地形等资料,利用FLUS模型,预估了2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下天山山区土地利用变化。结果表明:① FLUS模型能够较好地模拟研究区历史土地利用变化,具有较高的模拟精度。② 与基准期(1970—1999年)相比,3种情景下多年平均气温升高了1.67~2.16 ℃,其中春季和夏季增温幅度较小,秋季和冬季增温幅度较大。多年平均降水量增加22~25 mm,3种情景下个别年份较基准期出现降水减少现象,但总体呈增加趋势。③ 2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5的预估结果与2017年实测土地利用结果相比,天山山区冰雪面积分别减少29.2%、34.6%、38.4%。前2种情景城市用地面积增幅不大,部分耕地转换为城市用地和草地,林地面积少量增加。而RCP8.5情景下城市用地面积为2017年的近3倍,部分林地转换为草地。3种情景下水体总面积略有增加,未利用地呈减少趋势。

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5. chinaXiv:201910.00016 [pdf]

新疆南部矮化红枣树干液流特征及其对环境因子的响应

刘毅
Subjects: Geosciences >> Geography

应用FLGS-TDP插针式热扩散探针技术,对策勒绿洲的矮化红枣树干液流进行长期监测,同步记录试验地周围的气象因子,分析矮化红枣树干液流变化规律,建立树干液流与环境因子之间的关系模型。结果表明:液流日变化呈单峰曲线,夏季偶尔会出现双峰曲线;天气条件对液流变化有影响,晴天条件下的液流速率最大,沙尘天气次之,雨天液流速率最低;不同季节间的液流速率差异显著,夏季液流启动于6:30左右,比春季和秋季的液流启动时间早;夏季树干液流持续时间最长,春季和秋季液流持续时间相对较短,夏季液流速率峰值最高,春季和秋季峰值偏低;生长期内液流速率与太阳辐射强度、大气温度呈显著正相关关系,与空气相对湿度呈显著负相关关系;各种环境因子中太阳辐射强度对液流速率的影响最大,相关系数为0.927,其次是大气温度,相关系数为0.725 4,空气相对湿度的影响最小,其相关系数为0.548。通过对矮化红枣树干液流进行监测,研究分析矮化红枣的水分消耗特征,为绿洲农业水资源分配管理提供数据支撑。

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6. chinaXiv:201910.00020 [pdf]

新疆喀纳斯自然保护区森林碳储量及碳密度变化

李园园
Subjects: Geosciences >> Geochemistry

利用2009和2014年2期森林资源小班数据,结合地面样地调查,建立主要森林类型生物量—蓄积量转换方程,以此分析喀纳斯保护区森林乔木层地上碳储量及碳密度变化。结果表明:喀纳斯保护区5 a间森林面积增加了496.77 hm2,碳储量约为2.14106 Mg,平均碳密度由55.34 Mg·hm-2减小至54.61 Mg·hm-2,而不同森林类型的碳密度变化中,西伯利亚落叶松、西伯利亚红松和欧洲山杨碳密度减小,其余森林类型碳密度增大;保护区内成熟林碳储量最大,占乔木层地上总碳储量的63%以上,其余依次为过熟林、近熟林、中龄林和幼龄林,而碳密度最大的是中龄林(66.69~68.68 Mg·hm-2),较小的是幼龄林(40.99~44.55 Mg·hm-2),其余龄组碳密度为成、过熟林>近熟林。其中,西伯利亚落叶松、西伯利亚冷杉、西伯利亚云杉和疣枝桦中龄林和近熟林碳密度增大,除西伯利亚红松和西伯利亚冷杉外,其余森林类型过熟林碳密度减小。经对比,该区森林乔木层碳密度高于全国平均水平,在我国干旱半干旱区是具有较强固碳潜力的区域。

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7. chinaXiv:201910.00021 [pdf]

科尔沁沙地沙丘-草甸梯级生态系统不同气象条件下气候学足迹特征

黄天宇
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

以内蒙古科尔沁沙地研究区内一条梯级生态带为研究对象,基于大孔径闪烁仪(LAS)通量观测数据和通量源区计算模型,计算、分析了2017年研究区植被生长旺季梯级生态带的水热通量变化和气候学足迹变化。结果表明:① 晴天时地表能量各分支大致呈单峰状,潜热通量曲线略有波动;多云时各能量日变化曲线呈不规则波动状。② 以95%通量贡献源区面积为测算对象,不同风向条件下和不同大气稳定度条件下梯级生态带上气候学足迹面积和位置不同。研究区7月东北、东南、西南、西北四个风向上源区面积分别为0.265 km²、0.538 km²、0.239 km²、0.524 km²。③ 稳定条件下研究区源区面积为0.599 km²,是不稳定条件下源区面积的92%。④ 以95%通量贡献源区面积为测算对象,晴天条件下,由于湍流交换的加强,源区面积由8:00的0.665 km²减小到11:00的0.292 km²;午后,湍流交换减弱,源区面积由14:00的0.283 km²增加到17:00的0.479 km²。气候学足迹变化趋势与大气稳定状况趋势一致。⑤以95%通量贡献源区面积为测算对象,受风向、大气稳定度等因素的影响,7月上、中、下旬的气候学足迹不同。源区面积下旬>上旬>中旬。研究为科尔沁沙地复杂下垫面条件下水热资源的可持续利用、该地区环境保护与恢复提供科学依据和理论支持。

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8. chinaXiv:201910.00022 [pdf]

新疆策勒绿洲—沙漠过渡带不同下垫面风场特征

毛东雷
Subjects: Geosciences >> Geography

以新疆策勒2010年8月至2011年7月的气象数据为依据,运用数理统计方法,对策勒绿洲—沙漠过渡带流沙地、半固定沙地、固定沙地及绿洲内部4个下垫面的风况进行统计分析,为风场的时空差异特征和植被防风阻沙效益研究提供理论依据。结果表明: 研究区4个下垫面主风向以 WNW、W为主,所占频率分别为 41.43%、33.74%。从流沙地、半固定沙地、固定沙地到绿洲内部,静风所占的频率依次为44.30%、52.44%、54.29%和85.39%,随着风速的增大,其所占频率依次减小,气温与风速均呈现同步变化的趋势。较高起沙风频率与起沙风月平均最大风速多出现在春、夏两季,6月份频率最大,虽然最大值出现月份不同,但变化趋势相似。从绿洲外围向绿洲内部风向不同,且主风向所占频率减少,表明植被能削减风速并使风向变得更加分散。平均风速、起沙风频率从流沙地到绿洲内部逐渐减小(少)。月平均风、温之间成显著相关性,且从流沙地前缘到绿洲内部相关性逐渐减弱。植被类型、植被覆盖度和地形等是影响不同下垫面风场特征的主要因素。

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9. chinaXiv:201910.00023 [pdf]

新疆博斯腾湖近现代湖泊沉积物粒度分布特征及其环境记录

华攸胜
Subjects: Geosciences >> Geology

以新疆博斯腾湖岩芯(41cm)沉积物粒度为研究对象,结合放射性同位素210Pb测年方法建立了沉积年代序列,利用粒径-标准偏差方法分析了沉积物中环境敏感组分,并重建了过去150a来的湖泊水位变化历史。博斯腾湖岩芯沉积物中黏土质(<4 μm)含量为18%,细粉砂质(4~16 μm)含量为40.2%,中粉砂质(16~32 μm)含量23.3%,粗粉砂质(32~64 μm)含量13.4%,砂质(>64 μm)仅有5.1%,不同粒级组分的垂向变化趋势具有较为明显的差异性。通过粒径-标准偏差法对沉积物环境敏感组分的提取表明,组分C2(粒径7.59~22.91 μm)的平均粒径变化与中值粒径变化一致(r=0.7,P<0.01),组分C2对博斯腾湖沉积环境变化响应敏感,并由此重建了过去150 a的湖泊水位变化历史。1940年之前,博斯腾湖水位整体处于近150 a来的历史低值期,1910s—1930s低水位期代表了一次较大范围的区域干旱事件;在气候变化和显著增强的人类活动的共同作用下,1980s中后期博斯腾湖水位显著降低。湖泊水位作为沉积粒度变化的影响因子之一,可以通过湖泊沉积物中环境敏感组分的含量重建过去博斯腾湖水位的波动历史,为研究湖泊的历史变化规律及其影响因素提供一种新的途径。

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10. chinaXiv:201910.00024 [pdf]

博斯腾湖流域干旱变化趋势 及气候影响因素

王媛
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

干燥度指数是反应地域干湿状况的一个指标,了解地区的干湿状况对当地农业发展、水资源科学管理及生态环境有着重要的作用。基于博斯腾湖流域5个气象站1970—2016年逐日气象数据,利用Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量,并将该计算值和降水量之比,得到干燥度指数。运用5a滑动平均、M-K检验、R/S分析等分析干燥度指数的多年变化特征;通过敏感性分析探讨气象因子对干燥度指数的敏感性。结果表明:博斯腾湖流域平均干燥度指数为13.9,属于干旱地区。1970—2016年博斯腾流域的干燥度指数呈现下降的趋势,未来干燥度指数的变化与历史变化相同。博斯腾流域在四季中冬季的干燥度指数最低,随着年代的变化,干燥度指数不断降低。各气象因子对干燥度指数的敏感性为:最高气温>相对湿度>平均风速>最低气温>日照时数>平均气温。

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