干旱砾漠区不同地貌单元植物群落特征及其与环境因子的关系

探究干旱砾漠区不同地貌单元植物群落特征及其驱动力,对干旱区不同地貌单元针对性的自然植物群落保护措施制定与合理的人工恢复植物群落构建具有重要意义。该研究分析了干旱砾漠区砾漠戈壁、风蚀残丘、风沙地和河谷地4种微地貌单元植物群落结构、组成与多样性特征,并基于土壤和微气象因子监测探究了不同地貌单元影响植物群落变化的主要生态因子。结果表明:(1)干旱砾漠区植物群落呈斑块状分布,垂直结构1~2层,生活型主要以1年生植物和小灌木为主;不同地貌单元中砾漠戈壁灌木约占45%,风蚀残丘和风沙地1年生植物约占50%,河谷地植物群落包含所有统计的5种生活型,其中包括少量乔木和藤本植物。(2)干旱砾漠区河谷地的植物群落覆盖度、植株密度、群落多样性和稳定性最高,风蚀残丘次之,在植物分布稀疏的砾漠戈壁和群落结构最简单的风沙地植物群落多样性和稳定性最低。(3)土壤含水率、有机质、可溶性盐和地表温度是影响干旱砾漠区植物多样性、生产力和群落稳定性的主要因子,除此之外,风蚀残丘的土壤容重、砾漠戈壁和风沙地的地表风速也是影响各自微地貌单元植物群落特征的主要因子。综上所述,干旱砾漠区生态受损后应依据不同微地貌单元中影响植物群落的主要生态因子制定相对应的植被恢复措施,如砾漠戈壁地貌减小地表温度、通过土壤质量改善在风蚀残丘和风沙地恢复建群种、河谷地生态用水的维系等。

干旱砾漠区不同微地貌单元土壤性状及真菌群落变化特征

探明干旱砾漠区不同微地貌单元土壤性状、真菌群落组成特征及其变化驱动因素,对于该区土壤真菌群落构建机制的理论研究和针对性生态损伤修复策略制定的实践指导具有重要意义。本文首先对比了干旱砾漠区4种微地貌单元(风蚀残丘、砾漠戈壁、河谷和风沙地)土壤理化性质、真菌α多样性及群落组成的变化特征,再结合不同微地貌单元植物群落特性和微气象因子测定,探究了各微地貌单元影响土壤真菌群落的主要生态因子。结果表明:(1)干旱砾漠区土壤均为砂质土壤,其中风沙地砂粒含量最大且黏粒含量最小,而河谷土壤粒径组成则相反;河谷和砾漠戈壁之间土壤容重和有机质含量无显著差异但显著高于其他两种微地貌单元;河谷土壤可溶性盐含量显著低于其他微地貌单元21.4%,但土壤含水量显著高出39.3%;速效养分中除砾漠戈壁的速效氮与速效钾、风蚀残丘的速效磷含量显著较低外,其他微地貌单元速效养分并未表现出显著性差异。(2)土壤真菌α多样性中,Shannon-Wiener指数、Pieloue指数和Simpson指数均表现为在风沙地显著降低而其他微地貌单元差异不明显,但Chao1多样性指数没有显著差异;真菌群落组成在门水平上,不同微地貌单元都以子囊菌门和担子菌门为优势菌门,其中子囊菌门在砾漠戈壁和风蚀残丘优势度最大,担子菌门在河谷占比最大;在属水平上,风蚀残丘的新凸轮孢菌属、暗茎草属,砾漠戈壁的新凸轮孢菌属、光黑壳,河谷的曲霉属、链格孢属,风沙地的金银花属、新凸轮孢菌属分别为各地貌单元土壤真菌群落优势属。(3)土壤含水量、有机质、速效氮、可溶性盐是影响干旱砾漠区不同微地貌单元土壤真菌群落结构变化的共同关键因子,风沙地的土壤机械组成、风蚀残丘的地表温度、光辐射强度、砾漠戈壁的地表风速和河谷的地表植被生物量分别为各自地貌单元影响土壤真菌群落的差异化生态因子。

欧盟河流地貌单元调查和分类系统(GUS)的浅析与启示

河流地貌形态是自然栖息地评估的关键,河流地貌单元调查和评估对河流生态系统保护与修复具有重要作用。为了更好地识别多样的地貌单元类型,评估河道的复杂性和栖息地潜力,通过从多层次地貌单元分类框架、多水平地貌单元调查技术体系和地貌单元多样性评估3个方面梳理欧盟提出的河流地貌单元调查和分类系统(GUS)成果,并提出GUS系统在我国河流地貌调查方面的适用性,以赤水河流域鱼洞河为GUS系统应用案例,对鱼洞河地貌单元进行分类识别。GUS对我国的河流生物栖息地修复与综合管理有很好的指导和借鉴意义。

滇西蚂蚁堆稀土矿区地貌单元划分及其控矿作用

滇西蚂蚁堆地区位于横断山脉中南段,属中等切割的中山地貌区,地形呈阶梯状起伏。据古夷平面划分为2个一级地貌单元,每个地貌单元进一步划分为缓坡地带和陡坡地带。该区为临沧花岗岩体分布区,其中三叠纪黑云二长花岗岩风化壳全风化层是稀土元素(SREO)赋矿层位,经过对该区花岗岩风化壳施工探矿工程取样分析,结果表明风化壳离子吸附型稀土矿主要分布在Ⅰ级夷平阶地缓坡地带。地形地貌对风化壳离子吸附型稀土矿的控制极为明显。蚂蚁堆地区地貌单元划分及其对风化壳离子吸附型稀土矿的控制作用,可为同类矿床地质勘查提供参考。

基于过程-形式关系的河流地貌单元分类与识别

明晰河流地貌单元类型及其空间分布可以更好地认识与了解河流。面对国内现有地貌单元分类识别方法不完善、难实现等问题,总结凝练了国外成熟的Fryirs和Brierley地貌单元分类体系,梳理归纳了不同地貌单元类型的过程-形式关系,以长江一级支流大宁河作为实践案例,形成基于过程-形式关系的河流地貌单元分类识别流程,结合空-天-地实地调研数据,明确了其地貌单元的空间分布。Fryirs和Brierley地貌单元分类体系分为冲积与侵蚀的基岩和巨石单元、河道中段沉积单元、滨岸沉积单元、冲积与侵蚀的细粒单元4类,包括台阶跌水、深潭、点滩等42种;明确了大宁河两河口—后溪河汇入口河段包含的地貌单元类型为串联跌水、急滩、滑水、深潭、浅滩、缓流区、边滩、心滩,分别占研究河段的16.43%、21.51%、7.21%、20.45%、16.90%、13.59%、3.91%。定量分析地貌单元的空间分布可为河段受损栖息地的恢复、生境评估提供理论支撑。

融合地理空间认知的珊瑚礁地貌单元高分遥感分类方法

近年来,在人为活动和自然因素的影响下,全球珊瑚礁面临着大规模退化问题,开展珊瑚礁监测研究对珊瑚礁生态系统评估、修复和保护工作具有重要作用。本文以西沙群岛北礁和华光礁为研究区,应用2015年高分二号(GF-2)和WorldView-2高空间分辨率卫星影像和现场调查数据,基于不同珊瑚礁地貌单元的空间位置特征,提出了融合地理空间认知(Geo-Spatial Cognition,GSC)的珊瑚礁地貌单元高分遥感分类方法。研究结果表明:针对因空间位置不同和底质组成高度近似导致珊瑚礁地貌单元漏分和错分的问题,本文提出的方法更能有效获取精准的珊瑚礁地貌单元信息。其中,融合地理空间认知的随机森林(Integrating Geo-Spatial Cognition-Random Forest,GSC-RF)方法展现出了最优的分类表现,在北礁和华光礁珊瑚礁地貌单元分类中总体精度分别为98.06%和91.93%,Kappa系数分别为0.98和0.91。相比于仅使用光谱信息的随机森林(Random Forest,RF)、多元逻辑回归(Multinomial Logistic Regression,MLR)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)经典分类方法,本文提出的方法对北礁和华光礁的总体分类精度分别提高了14%~25%和6%~15%。因此,本文构建的融合地理空间认知的珊瑚礁地貌单元分类方法能够大幅提高珊瑚礁地貌单元的分类精度,可为开展大范围的珊瑚礁精细监测提供技术支撑。

蜀南地区二叠系茅口组古岩溶地区水系分布及岩溶地貌单元特征

蜀南地区茅口组为一套沉积稳定的巨厚层生物碎屑灰岩,基质致密性脆。中二叠世末的东吴运动使蜀南地区茅口组顶部发育古风化壳岩溶,古岩溶地区水系控制着古岩溶的发育和演化。在研究古地貌恢复方法的基础上,分析研究区地层特征和区域构造背景,采用印模法进行古地貌恢复,进而研究了古岩溶地区的水系发育特征。在此基础上,结合风化壳表面侵蚀溶蚀特征、沉积物性质、地貌组合形态、钻井和地震资料,把研究区划分为岩溶台地、岩溶陡坡、岩溶缓坡及岩溶盆地4种二级地貌单元和溶丘洼地、岩溶槽谷、峰林平原等10种三级地貌单元,进一步分析了各种地貌单元的岩溶特征,为下一步的储集层预测提供了有利的目标。

基于地貌单元的小区域地质灾害易发性分区方法研究

以汶川县城周边区域为研究区,分别以栅格单元与地貌单元作为单位评价单元,以信息量法与逻辑回归法两种评价模型对研究区进行地质灾害易发性评价分区。根据对评价结果的比较分析,在小区域范围内,基于地貌单元的区域易发性分区不仅仅能够更好地体现出区域内局部综合特性,而且评价分区结果与地质灾害实际分布情况更加吻合,分级层次更加明显,数学模型的适用效率很好。由此可见,在小范围区域内,基于地貌单元的地质灾害易发性评价分区具有良好的适用性与可塑性,在大比例尺地质灾害易发性和危险性制图中是一个有益的尝试与启发。

数学形态学在黄土地貌单元分类学上的应用

以黄土高原的遥感图像为基本信息源,利用数学形态学方法提取黄土高原地貌单元,分别计算出各个地貌单元的形状指数、面积周长比、分形分维指数和由形状复杂和边界扭曲引起的FD(分形分维)值变化数等6项数学形态特征,并进行统计分析,利用这些参数对每类地貌单元进一步分类,同时对各项数学形态特征在黄土高原地貌单元分类上作为分类特征的可靠性和可行性进行论证,并对黄土高原地貌单元分类进行定量化方面的探讨和研究,取得了较理想的结果。

多地貌单元复合场地非线性地震效应特征二维分析

针对由河漫滩、阶地、波状起伏的丘陵地带和残丘等组成的典型复合地形场地，基于ABAQUS软件的显式有限元并行计算集群平台，考虑土体的非线性特征，采用黏弹性人工边界模拟切除的无限域对地震波动的影响，建立了大尺度复合地形真实场地的二维有限元模型，并将基岩地震动视为SH波，分析了不同地貌单元复合场地地震效应特征。结果表明：地形差异引起地表各测点峰值加速度（PGA）及峰值位移（PGD）不同；在相同地震波入射下，河漫滩区地表PGA大于I级阶地区域，但其PGD明显小于I级阶地区域，且河漫滩区的峰值位移差动较小；场地地表水平加速度反应谱呈双峰及多峰现象，加速度在0．4～1．2 Hz频段放大较多，且加速度反应谱特性与输入地震动相关；特定频段（0．5～1．75 Hz）地震动放大效应与聚集效应比较明显，频率小于0．2 Hz及大于2 Hz时，场地地震动放大特征不显著。低丘区的敏感频率段宽于河漫滩区；观测点的位置影响相应的水平加速度持时大小，局部地形变化将引起地震动持时差异，且持时和输入地震动特性相关。

河流地貌单元研究综述

在河流生态系统嵌套层级结构中,地貌单元作为水流和泥沙输移过程的物理表现,是表征河流形态的重要斑块。多样的河流地貌单元特征决定了栖息地的多样性特征,为生态过程提供了物理基础。为更好地理解地貌单元的结构与功能,通过辨析河流地貌单元内涵,对其分类体系与识别方法、地貌单元的生态响应进行了归纳梳理,并总结了河流地貌单元在栖息地调查评估、河流地貌单元制图及河流分类等方面的应用,从而为认识自然河流、修复受损河流提供技术支持和理论依据。

以地貌单元为依据的工程地质分区研究——以武汉市都市发展区城市地质研究为例

第四纪时期的构造运动和气候变化等具有明显的阶段性特点,地貌单元即是阶段性地质演化的宏观体现。不同地貌单元的构成土体具有特定的岩性、成因、结构、构造等组合及水文地质特征。通过对武汉市地貌、第四纪地质特征(地层、成因、岩性等)及土体工程地质性质等综合调查,发现地貌单元对工程地质条件具有明显的宏观控制意义。进而提出一级地貌分区即地貌区可作为工程地质分区的依据,二级地貌分区即地貌成因类型单元可作为工程地质亚区的划分依据。据此原则,将武汉都市发展区划分出4个工程地质区和14个工程地质亚区。并根据不同地貌单元的第四纪沉积物岩性、成因及沉积环境对各个工程地质区和亚区的工程地质特性进行了讨论。

近代及现代黄河三角洲不同尺度地貌单元土壤盐渍化特征浅析

近、现代黄河三角洲近50%的土地为不同程度的盐渍化土。在土壤盐渍化过程中,地貌因素至观重要。地形的高低起伏,影响地面、地下径流的运动,土壤中的水分和盐分也就随之重新分配和积累。研究的目的是分析不同尺度下地貌单元之间土壤盐渍化特征差异及原因。为此,利用2002年5月23日到29日对近、现代黄河三角洲野外考察、GPS定点和土壤采样分析所得数据,对6个表征土壤盐渍化特征的参数(土壤的全盐量、pH值、有机质、Cl-/SO42-、HCO3-/(Cl-+SO42-)、(K++Na+)/(Ca2++Mg2+))进行统计分析,并进行多个独立样本的非参数检验(Kruskal-WallisTest和MedianTest),检验6个参数在同一尺度不同地貌单元之间是否有明显的差异,结果表明:(1)近、现代黄河三角洲土壤盐渍化程度严重,整体属于滨海氯化物型盐渍土类型,有机质相对缺乏,土壤偏碱性。随土层深度增加(0cm￣10cm、10cm￣30cm、30cm￣60cm),盐渍化程度逐渐减轻;(2)同一尺度下不同地貌单元之间土壤盐渍化特征存在差异。一般地,随尺度变小(从一级到四级地貌单元),土壤盐渍化特征差异越来越明显,存在差异的参数也逐渐增加。一级地貌单元只有pH值明显不同,从二级地貌单元到四级地貌单元,3个土层土壤的全盐量随不同的地貌单元而有明显的差别,且随着土层深度的增加,HCO3-/(Cl-+SO42-)和(K++Na+)/(Ca2++Mg2+)也变得明显不同。这也说明不同地貌单元下盐分组成及离子比例、积盐、脱盐过程存在差异,且随土层深度增加差异越大。

黄丘区不同空间尺度地貌单元产沙特征及其动力机制

以黄土丘陵沟壑区桥沟流域为原型观测流域,利用流域内的水文站网、不同地貌单元大型径流场等观测设施,定量研究了黄土丘陵沟壑区不同空间尺度地貌单元产沙特征,揭示不同空间尺度地貌单元产沙机制。结果表明,侵蚀模数随着空间尺度的增加,呈现出"增加-峰值-减小"的涨落变化过程。在坡面尺度,侵蚀产沙主要与径流深有关,径流剪切力可以较好地描述其侵蚀产沙关系,输沙率随径流剪切力的增加而增加,而流域尺度的侵蚀产沙不仅与径流深有关,还与洪峰流量有关,径流侵蚀功率可以较好地表征其侵蚀产沙关系。

华北板块晚石炭世古地貌单元划分及其聚煤规律

基于陆表海盆地演化的背景、沉积特征和古地理分布,研究认为华北板块晚石炭世古地貌起伏不平,并将其古地貌分成3级:一级地形起伏单元位于环阴山南麓地区,主要以三角洲、扇三角洲、河流等陆相—过渡相为主,形成的层序可划分为低水位体系域、海侵体系域和高水位体系域;二级地形起伏单元分布最为广泛,主要由障壁—泻湖和潮坪沉积体系组成,形成的层序可划分为海侵体系域和高水位体系域;三级地形起伏单元为整个板块最低处最先接受海侵的区域,主要以台地相为主,形成的层序可划分为海侵体系域和高水位体系域。在此基础上,分析了不同单元的聚煤规律。结果表明:一级地形起伏单元易形成分布局限的厚煤层,为高水位体系域成煤;二级地形起伏单元易形成分布广泛的海侵体系域薄煤层,根据古地理特征及煤层沉积组合特征可区分出海侵事件成煤和海侵过程成煤;三级地形起伏单元由于海水占据时间较长,不易形成煤层。

银川平原不同地貌单元土壤重金属的分布特征及其风险评价

为了解银川平原不同地貌单元土壤重金属不同形态分布特征及生态风险状况,按一级阶地、二级阶地和山前洪积扇的3种类型进行采样.利用X射线衍射仪(XRD)分析土壤的矿物组成,采用Tessier法分析As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn总量及赋存形态特征,利用潜在生态风险指数法、生物有效指数法和风险评估编码法对土壤生态风险进行评价,并采用主成分分析对重金属来源解析.结果表明,Cr、Zn、Hg的含量一级阶地>二级阶地>山前洪积扇,Ni、Cu、Cd的含量山前洪积扇>二级阶地>一级阶地,Pb和As的含量山前洪积扇>一级阶地>二级阶地.不同形态重金属的含量规律为,Ni、Pb、Cu可交换态和铁锰态均为山前洪积扇>二级阶地>一级阶地,Zn和Pb碳酸盐态与有机结合态为一级阶地>二级阶地>山前洪积扇,Cr、Ni、Pb和Cu残渣态为二级阶地>一级阶地>山前洪积扇.潜在生态风险评价法结果表明Hg和Cd分别处在高度和中度生态危害水平,其余各金属均处于轻度危害水平,依次为As、Pb、Zn、Cu、Ni、Cr.生态有效指数法和风险评估编码法分析结果相同:Cd为中等风险,其他各元素均为低风险或无风险状态.评价结果表明应重点关注Hg和Cd引起的污染.主成分分析结果表明,土壤中的Cu、Pb、Cd、As可能与农业施肥、施药等人为活动有关,而Cr、Ni、Zn可能与岩石风化等自然过程有关.

滦河下游不同沉积相、不同地貌单元植被特征研究

本文在实地采样、调查的基础上，对滦河下游滩地的植被类型、植被特点进行了分析，并采用主成份分析与模糊聚类分析相结合的方法，研究分析了滦河不同沉积相、不同地貌单元的植被特征。

环礁典型地貌单元形态重构与分类方法研究

全球环境变化和人类活动的强烈扰动使珊瑚礁生态系统正面临着可持续发展的巨大压力。目前,利用以光学遥感为主的被动遥感技术对远海珊瑚礁地貌进行监测是研究珊瑚礁生态系统变化的主要技术手段。由于大气和海水对辐射信息的衰减作用,被动遥感技术还不足以记录水下复杂的珊瑚礁地貌信息。机载激光雷达、船载声学遥感等主动遥感技术的发展则为水下珊瑚礁大范围高精度地貌信息的获取提供了重要支持。

地质地貌单元在高速公路工程地质勘察中的应用

结合南宁至坛洛高速公路路基土质调查研究工作 ,分析了高速公路工程地质勘察的特点 ,阐述了将地质地貌单元运用于公路工程地质勘察的重要意义。实践证明 ,充分应用地质地貌单元 ,将高速公路工程地质勘察工作从“土体单元”放大为“地质地貌单元”

模拟降雨下流域不同地貌单元形态演变特征

利用室内小流域概化模型和人工模拟降雨试验,分析了在60、90、120、150 mm/h降雨强度下概化流域内支沟和全流域等不同地貌单元形态演变特征。结果表明:随着模拟降雨场次增加和降雨强度的增大,地貌分形信息维数呈明显的增大趋势,各支沟和全流域沟网不断发育,各地貌单元的地貌形态逐渐复杂,而且支沟和全流域地貌形态变化过程呈现出不同的阶段性,支沟地貌形态变化较全流域更为剧烈;随降雨强度增大和降雨场次的增加,支沟和全流域等地貌单元地貌信息熵单调增大,且支沟沟网起伏程度大于全流域,随着空间尺度增大,地貌形态演变剧烈程度有所降低。