新疆中天山北坡断裂带不同海拔高度土壤温度分布特征

研究中天山断裂带从高山带到准噶尔盆地边缘整个过渡带的土壤温度分布特征有助于理解干旱区土壤环境特征,从而为土地利用、农业生产提供依据。本文选取新疆中天山断裂带海拔高度呈梯度分布的6个气象站2005年至2020年各层土壤温度的日观测数据,利用统计方法分析了不同地形、不同深度土壤温度随海拔高度的变化特征以及不同海拔高度土壤温度随深度的变化特征。分析表明:中天山北坡土壤温度变幅随海拔高度的降低而升高。不同地形的土壤最高温和最低温的年温差浅层大于深层,由浅至深年最高温度和年最低温度出现的时间逐渐推迟;年内中天山北坡不同海拔高度0~20 cm的土壤日平均温度曲线大致呈余弦函数曲线,320 cm深度的土壤温度基本呈正弦函数分布,较0~20 cm地温的最高和最低晚3个月左右。研究区土壤温度随海拔高度降低呈现先升高后降低的趋势。在海拔为3539~600 m高度范围,土壤温度随着海拔的升高而降低。在600~441 m高度范围,土壤温度随着海拔的下降而下降;0~20 cm为土壤温度变化的活跃层,40 cm深度的土壤温度可称之为过渡层,320 cm深度称为土壤温度的稳定层,80~160 cm称为土壤温度的次稳定层。

北天山流动重力测网场源分辨能力

利用球面六面体单元网络模型建立不同分辨率的重力异常扰动模型检测板,基于北天山地区实际地表流动重力测点分布,进行设定场源异常体的等效源反演恢复,进而评估北天山流动重力测网场源分辨能力。结果表明,在假设地下10 km处存在密度差为±1×10^(-3)g/cm^(3)的场源异常体情况下,北天山重力测网具备0.75°×0.75°及以上场源异常体识别能力;测网中大部分地区具备0.5°×0.5°场源异常体识别能力;测点分布较密集的少部分地区具备0.25°×0.25°场源异常体识别能力。最后,综合考虑北天山测网现有网形、地形、交通条件等因素,给出测网最佳优化方案。

天山北坡前山带12种植物对干旱胁迫和复水的生理响应及抗旱性评价

【目的】前山带是天山北坡山地-绿洲-荒漠生态系统的重要组成部分,探讨植物对干旱胁迫的动态生理适应性和抗旱性评价方法,筛选植被恢复的适宜树种,对该区域植被生态恢复具有重要意义。【方法】以新疆天山北坡前山带种植的12种植物为研究对象,观测灌水后土壤水分时空变化,分析干旱和复水对植物光合和抗逆生理指标的影响,采用主成分分析评价12种植物的抗旱能力。【结果】(1)干旱胁迫后,土壤水分散失在0-20 cm层最快,20-40 cm层次之,40-60 cm层最慢,不同植物采用不同策略改变生长情况来适应干旱;(2)干旱胁迫后,叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))、PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、电子传递速率(ETR)和叶绿素含量降低,而抗逆生理指标超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量及非光化学淬灭系数(qN)升高,复水后各指标都有一定程度的恢复,但均未达到初始水平;(3)主成分分析结果显示,Pn、叶绿素含量、ETR和MDA含量等指标贡献率较大,梭梭、柽柳、刺蔷薇和柠条锦鸡儿抗旱性较强,‘中亚沙棘’、‘新棘5号’、‘新棘1号’和山杏次之,而‘新棘4号’、‘新棘3号’、文冠果和‘新棘2号’较弱。【结论】Pn、叶绿素含量、ETR和MDA含量可作为评价植物适应干旱的重要指标;新疆天山北坡前山带植被生态恢复应优先选择梭梭、柽柳、刺蔷薇及柠条锦鸡儿进行建植。

天山深埋隧道复杂地质条件影响下地应力分布数值模拟分析对比

埋深、岩性和地质构造影响地应力空间分布特征。在复杂地质条件下,地应力并不总是随深度呈线性增加而表现出受构造影响的复杂变化。以最大埋深达2268 m的天山隧道为例,在现场调查和实测数据分析基础上,对隧道工程及两侧约460 km^(2)广大范围采用有限差分软件FLAC 3D开展三维数值模拟,对地质构造影响下地应力变化有较清楚显示。断层两侧地应力突变和褶皱影响地应力起伏变化有5~10 MPa差异,尤其是临近断层上盘地应力会有局部集中现象,如硬岩区段施工中发生了中等以上岩爆。与邻近位置的实测地应力结果相比发现,数值计算结果偏大20~30 MPa,较好地量化了地质构造发育部位对地应力数值异常变化的较大影响,而这些部位正是现场地应力实测点都极力避开的位置。这说明数值模拟结果可弥补实际测点数量的有限性,进一步同实测结果结合对比可填补大量无实测数据的空白区。研究结果可为本区类似工程提供参考。

新疆东天山黄滩金铜锌矿成矿时代——来自白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄和黄铁矿Re-Os年龄约束

卡拉塔格是东天山十分重要的铜矿集区,发育5个不同时代和成矿类型的成矿系统。近年来新发现了黄滩(包括金岭)金铜锌矿床,赋存于火山岩系中,发育层状矿化、脉状矿化和黄铁绢英岩化,但层状矿化和黄铁绢英岩化形成时代不清楚,制约了进一步找矿勘查工作。本文基于野外调查和室内研究,开展白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄和黄铁矿Re-Os年代学研究,获得黄铁绢英岩中白云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为429.46±3.91 Ma,7件层状矿化中黄铁矿Re-Os等时线年龄为436.5±4.2 Ma。层状矿化年龄与前人获得含矿岩系英安岩和英安质凝灰岩年龄(434~438 Ma)、脉状矿化年龄(432~438 Ma)一致,表明层状矿化、脉状矿化和黄铁绢英岩化是同一成矿事件的产物,黄滩为富金火山成因块状硫化物(VMS)型矿床。因此,尽管黄滩和红海‒黄土坡为VMS型矿床,红石为火山热液脉状矿床,但它们均为同一VMS成矿系统,形成于430~439 Ma,受控矿因素的差异,造成了成因类型、矿化类型和成矿元素组合的多样性。

东天山白鑫滩铜镍硫化物矿床矿石铂族元素特征及其矿床成因

笔者等针对矿床不同的矿石类型中PGE的含量进行了综合分析和理论计算和研究。该理论对于通过铂族元素可以精细刻画出岩浆结晶分异过程中元素的迁移、富集规律,示踪成矿母岩浆的物质来源。通过本次研究对于寻找与镁铁—超镁铁岩有关的铜镍矿床中综合评价铂族元素提供了一定的方向和借鉴,能够进一步指导和推动铜镍矿中伴生铂族元素的评价和利用。新疆白鑫滩铜镍硫化物矿床是近年来东天山新发现的镍矿床,矿床规模镍已达到中型,铜为小型矿床。矿床矿石以海绵陨铁状结构为主,且矿床中铜矿石资源量大于镍矿石资源量。本次工作针对矿区东西部两个最大的矿体系统地采集了样品,并分析了矿体中铂族元素含量,根据大量铂族数据的统计与模拟计算,获得了白鑫滩矿床母岩浆的PGE组成:Os=0.335×10^(-9),Ir=0.267×10^(-9),Ru=0.277×10^(-9),Rh=0.144×10^(-9),Pt=4.94×10^(-9),Pd=2.32×10^(-9),Ni=338×10^(-6),Cu=174×10^(-6)。通过R因子与硫化物分异结晶过程模拟,白鑫滩铜镍硫化物矿床的R因子为115。综合分析对比不同矿床矿石铂族元素特征,表明白鑫滩成矿岩体为地幔物质来源,成矿作用主要受母岩浆的结晶分异作用控制。

新疆天山世界遗产地的保护和可持续发展

新疆天山作为世界自然遗产,有着丰富的自然资源。本文从世界遗产旅游的视角出发,对天山的地貌和生物多样性进行分区论述。将新疆天山与世界其他山脉遗产进行对比,分析新疆天山在管理和保护中出现的问题。并针对天山旅游的可持续发展,提出了建设天山环线、利用牧道开展徒步旅行和马背旅行,以及管理和发展的建议,并利用奥维互动地图进行展示。并且希望重视遗产旅游的可持续发展,推进遗产教育工作的开展。

月季文化与抗寒月季新品种‘天山祥云’文化解析

‘天山祥云’是一种在新疆能够露地越冬的大型月季,是新疆科研人员自主培育的乡土树种。本研究从月季文化着手,阐述了抗寒月季‘天山祥云’的命名由来,从命名、习性、培育者多维度分析了‘天山祥云’的文化意蕴,是对月季文化的继承和发扬。

天山胜利隧道敞开式TBM钢管片支护作用效果研究

针对TBM穿越断层破碎带地层洞壁围岩松动掉块严重的问题,依托乌尉天山胜利隧道,采用数值模拟的方法,通过对比研究传统支护方式与新型钢管片支护方式下围岩变形和围岩塑性区情况,研究钢管片支护的作用效果;同时,为说明不同支护的适用条件,采用现场调研方法开展不同支护方式下施工效率和经济性对比分析。结果表明:1)断层破碎带地层中,当围岩出露护盾后,变形量与塑性区范围增大,围岩破坏程度加剧,以锚杆和钢拱架为主的传统支护方式无法较好地控制围岩变形和塑性区发展。2)断层破碎带地层中,钢管片支护较传统支护的围岩累计沉降值降低53%,围岩变形收敛快,能更好地控制围岩变形和发展。3)钢管片支护较传统支护的围岩塑性区范围小,其中边墙的最终塑性区缩小44%,且钢管片支护可实现早封闭、及时支护,塑性区均匀,更有利于围岩的稳定。4)一般地层中,传统支护方式的经济性和效率更佳;断层破碎带地层中,钢管片支护方式可提供安全作业空间,减小钢拱架+喷锚支护作业量,较传统支护经济性和施工效率更佳。

天山北坡西部雪岭云杉海拔梯度生态弹性变化

基于天山北坡西部温泉哈夏林区间隔100 m海拔高度采集的雪岭云杉梯度样本的断面积生长量资料,分析树木生态弹性变化。干旱事件是区域生态弹性最主要的干扰因子,高温事件也是干扰因子之一。干扰因子的强度会造成生态弹性梯度特征的变化。在极端干旱年份,哈夏林区梯度生态弹性特征最显著,即中高海拔为强抵抗力和弱恢复力,而低海拔则呈相反态势,并出现生长衰退现象。中旱事件时不同海拔均为强抵抗力和较强的恢复力,高温年份低海拔呈现弱抵抗力和弱恢复力。在发生持续干旱时,不同海拔高度的树木生长均受到遏制,但低海拔衰退强度大于高海拔区域,高海拔区域树木对干旱的适应能力要强于中低海拔。

天山胜利隧道内置高位水池的消防供水系统设计研究

为解决10 km甚至20 km以上的高寒高海拔超长公路隧道消防供水系统设计中洞外设置供水系统被冻结、洞内管网严重超压等难题,通过对乌尉高速天山胜利隧道消防设计的难点,以及常规的隧道外常高压供水系统及稳高压供水系统在该隧道中难以实施等问题展开深入研究,提出天山胜利隧道内设置高位消防水池及将隧道内消防管网进行分区供水的设计方案并详细论述。对于10 km甚至20 km以上的高寒高海拔超长公路隧道消防供水系统的设计:1)隧道消防给水宜采用高位消防水池供水的常高压供水系统;2)常规的隧道外常高压供水系统及稳高压供水系统在高寒高海拔超长公路隧道中无法实施,可考虑隧道内置高位消防水池的设计;3)隧道内置高位消防水池的数量、设置间距、设置高度等应根据隧道的长度、纵坡等综合考虑并进行水力计算后确定;4)隧道内置高位消防水池的常高压供水系统能解决这类隧道消防供水系统设计中管网严重超压的难题,具有供水安全可靠、施工难度较小、经济、环保等优点。

新疆东天山造山带西段海豹滩岩浆硫化物铜镍矿床多期次侵入与成矿关系

新疆东天山地区造山带中发育大量与镁铁-超镁铁岩有关的铜镍矿,本次研究的海豹滩镁铁-超镁铁岩体就是其中之一。与其他区域形成的铜镍矿大地构造背景不同,东天山铜镍矿均产于中亚造山带南部的岛弧构造环境,通过本次研究识别出海豹滩镁铁-超镁铁质杂岩体的不同侵入期次,圈出岩体范围,大致查明不同含矿期次岩体的规模、形态、产状等,突破了以往对该类岩体含矿性差的认识,为该区寻找同类型矿床提供新的勘查思路和方向。

不同牧压对天山北坡中段山地草甸植物群落特征及植物生活型的影响

【目的】研究天山北坡中段山地草甸植物群落特征在不同牧压条件下的变化,为建立合理放牧利用制度提供理论依据。【方法】通过对庙尔沟乡索尔巴斯陶夏、冬牧场的实际放牧强度和草场植被状况进行调查,选择重度(HG)、中度(MG)、轻度(LG)且具代表性地段的放牧场,设置3个不同牧压监测点,每个监测点设置3个重复。【结果】在不同牧压条件下,植物群落优势种略有差异,群落物种数随着放牧强度的增大而减少。随着牧压增大,禾本科、豆科等优良牧草的重要值下降,而杂类草及醉马草的重要值增大;不同牧压对植被生物量的影响最大,其次是植被的盖度和高度,对频度的影响较小,呈现出植被平均高度、总盖度和生物量随放牧强度增大而降低的趋势;不同放牧时期对山地草甸植被优势种和植物生活型有明显影响,在夏季放牧场中植株矮小、重要值很低的金露梅在冬季放牧场中却株型高大,重要值也极高。【结论】在不同牧压条件下,群落物种组成不同,HG、MG、LG物种数分别为26、22和33种,物种间数目相差明显。重度放牧降低了植物群落的高度、盖度和地上生物量,并增大了杂类草和醉马草的优势。随着放牧强度增大,植物的生活型和重要值发生了改变,这也是植物生长过程中适应环境变化的一种策略。

天山北坡经济带城乡聚落格局变化与影响因素分析

以天山北坡经济带城乡聚落为研究对象,采用景观格局指数、地理信息系统(GIS)空间分析、位序-规模法等分析1980-2020年间城乡聚落格局的变化,结合地理探测器从自然、区位及社会经济因素探究城乡聚落格局的影响因素。结果表明:1980-2020年间,城乡聚落数量、规模持续扩张且趋于集聚,前20 a扩张以耕地、草地为主,后20 a以未利用地为主;城乡聚落密度变化显著,高密度区主要集中在各绿洲呈现“多核集中分布”特征,中密度区沿高密度区周围扩张,低密度区沿绿洲边缘分布并在非绿洲区有扩张;首位聚落规模发展较好,趋于位序-规模曲线,中型聚落略微发育,小型聚落数量持续减少;交通等区位因素是天山北坡城乡聚落格局的首位影响因素,社会经济因素次之,自然地理因素影响较小,各影响因素差异显著。

气候对天山中部不同海拔天山云杉径向生长的影响

为研究气候因子对天山中部不同海拔天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)径向生长的影响,在天山中部新疆农业大学实习林场内设置低、中、高3个海拔梯度(1900、2200、2500 m)进行年轮样芯取样,利用树木年轮学方法,选用1955—2022年研究区温度、降水、标准化降水蒸散发指数、帕默尔干旱指数等气象数据,与所测年轮数据进行分析。结果表明:低海拔天山云杉年轮宽度与前一年6月和当年6—8月温度、前一年8月降水以及当年6—9月帕默尔干旱指数呈显著正相关(P<0.05)。中海拔天山云杉年轮宽度与前一年6月温度、8月降水以及前一年6—8月标准化降水蒸散发指数呈显著正相关(P<0.05)。高海拔天山云杉年轮宽度与当年1月温度、前一年11月至当年3月标准化降水蒸散发指数呈显著负相关(P<0.05),与当年6—7月降水呈显著正相关(P<0.05)。因此,在林区内,天山云杉生长与环境的干湿状况随海拔变化存在密切的关系。降水是促进低海拔天山云杉径向生长的关键因素,温度和降水共同作用中海拔天山云杉生长,温度对高海拔天山云杉径向生长的影响高于降水。

天山北坡雪岭云杉森林土壤微生物群落及影响因素研究

土壤微生物是维持森林生态系统平衡与土壤养分的一个重要因素。雪岭云杉林是天山重要的生态屏障和珍贵生物资源,其生态系统的固碳能力持续提升。研究雪岭云杉森林土壤微生物群落特征及微生物与土壤养分之间的互作关系,对维持雪岭云杉森林生态系统质量,促进雪岭云杉森林生态系统可持续发展至关重要。以天山北坡雪岭云杉林表层土为研究对象,利用宏基因组技术,探究天山北坡雪岭云杉林土壤微生物群落组成和多样性及其影响因素。结果表明,天山北坡雪岭云杉林土壤微生物群落特征表现为细菌相对丰度82.5%,真菌1.3%,古菌0.5%,其他15.7%。细菌Alpha多样性在中东部和西部之间有显著性差异;古菌Beta多样性在中部与西部存在显著差异,且中部和东部之间极显著;细菌Beta多样性在3个区域之间均有显著差异,其中西部与东部极显著;真菌Beta多样性仅中部与东部存在极显著差异。古菌多样性主要受有机碳、总氮、pH和土壤湿度的影响;细菌多样性主要受氮素、pH、年均降水量和年均摄氏温度的影响;真菌群落多样性主要受微生物碳和年均摄氏温度的影响。综上说明,土壤因素和水热条件在天山北坡雪岭云杉林土壤微生物群落分布中起主要控制作用,其中pH值和年均摄氏温度是微生物类群空间分异的主导因素。该研究探讨了环境因子对雪岭云杉林土壤微生物分布的调控作用,为今后森林的经营和可持续发展提供依据。

天山假狼毒花的化学成分研究

目的研究天山假狼毒花Stelleropsistianschanica(Pobed.)体积分数95%乙醇提取物中的化学成分。方法用硅胶、凝胶等柱色谱以及半制备高效液相色谱方法进行分离纯化,通过核磁共振、质谱等波谱技术并结合理化性质对其结构进行鉴定。结果从天山假狼毒花石油醚部位中分离出11个化合物,分别鉴定为3-(4-hydroxy-3-methoxy)-phenyl 1,2-propandio(1)、(2S)-4-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-butano(2)、香草醇(3)、(+)-(7S,8S)-3-methoxy-3’,7-expoxy-8,4’-neolignan-4,9,9’-trio(4)、西瑞香素(5)、benzyl O-b-D-glucopyranoside(6)、squalene(7)、邻苯二甲酸二丁酯(8)、linoleic acid(9)、2,3-dihydroxypropyl decanoate(10)、(+)-kusunokinin(11)。结论除化合物5、8和化合物11外,其余化合物均是首次从假狼毒属中分离得到。

天山地区史前房屋墙壁的初步研究

天山沿线的史前房址数量丰富,结构各异。本文以这些房屋的墙壁作为研究对象,根据考古发现的堆积与遗迹遗物现象,结合民族学调查,将天山地区史前房址的墙壁分为直立墙体、毡墙、地坑壁三大类,直立墙体又分为单一结构和复合结构两类。文章详细讨论了各类墙壁的结构,复原了构筑过程。最后探讨了墙壁与房屋的建造方式、结构、规模、功能,以及与人类居住形态之间的联系。

天山雪莲与葡萄酒融合的历史溯源与考证

天山雪莲在我国仅分布于新疆,具有温肾助阳、祛风胜湿、通经活血的功效,为新疆特有的珍稀药用植物,也是滋补品中的天花板。在新疆,各族人民习惯将天山雪莲浸于葡萄酒中,作为养生佳品使用。本文旨在阐述天山雪莲与新疆特色葡萄酒融合的历史、中医文化渊源。

近30年天山北坡改进型遥感生态指数时空变化及其驱动因素

天山北坡是西北地区重要的生态功能区和重要经济带,受气候变化和人类活动的影响,脆弱的生态环境面临着巨大挑战,但目前对该地区生态环境质量时空变化、特征及驱动力的认识较少。为此,本文利用改进型遥感生态指数(ERSEI)、空间自相关分析、多元线性回归分析和地理加权分析方法揭示天山北坡1990、2000、2010和2020年4个时期生态环境质量时空变化、特征及其驱动因素。结果表明:(1)1990-2020年天山北坡ERSEI先大幅下降后逐渐恢复并持续上升,生态环境质量逐渐改善并趋于稳定,总体呈“东优西劣”的空间格局;(2)天山北坡生态环境对气候变化较为敏感,温度是ERSEI变化的最重要驱动因子;(3)不同驱动因素对ERSEI的影响存在显著的空间异质性,自然因素对局部ERSEI空间分异起主导作用,人为因素则对年际ERSEI变化产生重要影响。这表明气候变化和人类活动显著影响ERSEI变化,未来应科学规划各类经济活动,减缓气候变化效应,提升天山北坡生态安全和环境可持续性。