坡向对青藏高原土壤环境及植被生长影响的实验研究

坡向差异导致不同坡面近地表水、热及能量平衡过程存在较大差异,进而影响了土壤环境及高寒植物的生长。基于青藏高原花石峡冻土观测基地建设的具有八个坡向的工程实体(简称八棱台),在6年后进行现场测量和实验测试,研究了坡向对青藏高原高寒植被生长环境及特性的影响。结果表明:各坡面近地表(10 cm和30 cm深度)土壤温度由高到低为:南坡>东南坡>西南坡>西坡>东坡>西北坡>东北坡>北坡,即相对朝阳坡面(东、东南、南和西南)温度明显高于相对背阳坡面(西、西北、北和东北)温度。而0~30 cm深度的土壤含水量朝阳坡面与背阳坡面之间差异不明显。地上植被长势(包括株高、覆盖度和地上生物量)朝阳坡面优于背阳坡面;地下植被长势(包括根深和地下生物量)朝阳坡面劣于背阳坡面。0~10 cm深度土壤有机碳和全氮含量基本是朝阳坡面高于背阳坡面;全磷含量朝阳坡面小于背阳坡面;各坡面之间全钾及速效养分的差异不显著(P>0.05)。总体来看,高寒地区温度对植被生长及养分分布的影响更为显著。研究结果为不同坡向植被修复和能量平衡研究提供了参考资料。

青藏高原中部可可西里热融滑塌发育特征及灾害效应

受青藏高原暖湿化气候的影响,高原中部的可可西里多年冻土呈现快速的退化状态,并由此诱发大量的热喀斯特地貌发育。热融滑塌作为多年冻土区最为典型的热喀斯特地貌,其快速发育是多年冻土响应气候及环境变化的指示器。考察发现热融滑塌的快速发育对区域环境及重大基础设施均具有显著的灾害效应,但由于缺乏高精度的空间数据,对这一区域热融滑塌的分布特征缺乏细致的研究。本研究基于高分系列卫星产品影像资料解译,并结合2021年野外调查验证,开展了可可西里地区热融滑塌分布特征及灾害效应研究。研究结果表明:全区共发育热融滑塌1734个,总面积约30.82 km^(2),主要分布在海拔4700~4800 m的丘陵山区缓坡地带,其中4°~6°的坡面热融滑塌分布最多,约占总数量的32%,总面积的38%。由于坡向对地表热量分布及地下冰赋存条件的影响,对热融滑塌分布影响较大,北坡(N)及东北坡(NE)分布较多,约占59%。广泛发育的热融滑塌不仅对寒区生态环境、水环境、气候环境有重要的影响,也对重大基础设施及藏区居民生命财产具有灾害效应。本研究对可可西里地区未来工程规划及国家公园建设具有重要的指导意义。

养殖水质参数在线采集系统设计

目前我国养殖水质参数监测设备还不普及,制约了水产养殖行业的发展。为了提高养殖水质参数监测设备的检测精度和智能化水平,设计了养殖水质参数在线采集系统,主要包括参数采集控制终端、通讯网络模块和监控平台三部分。该系统能够对养殖水体环境的溶氧量、PH值、水温、浊度、水位等参数信息在线采集、存储,实时显示。当参数异常时能发出预警信息。

青藏高原北麓河多年冻土区阴阳坡地表能量和浅层土壤温湿度差异研究

青藏高原海拔高,太阳辐射强,坡向效应显著。其中阴阳坡效应不仅导致多年冻土空间分布格局的差异性,也严重影响了冻土路基工程稳定性。目前虽有大量关于阴阳坡热效应的研究,但定量化和多因素耦合作用的研究,特别是场地内多次重复测量的定量评估研究仍不多见。通过对青藏高原多年冻土区北麓河盆地两个具有相反坡向研究场近4年(2016年9月至2020年5月)近地表温湿度、辐射和风速等野外多重观测资料的分析,研究了高海拔多年冻土区阴阳坡效应对近地表水热及能量平衡的影响。结果表明:在坡向的长期影响下,阴阳坡下垫面性质(辐射、温湿度和土壤质地等)存在较大的差异。其中,阳坡土质相对粗糙,不利于水分的保持,阴坡反之。0.05 m深度阳坡(朝南坡向)的日冻融循环次数明显高于阴坡(朝北坡向)。2016—2019年阳坡和阴坡的日冻融循环总次数分别为368和109次,差异非常明显。阳坡各深度土壤温度均显著大于阴坡,温差约1.4℃。浅层地温对地表热量变化的响应速率较快,但随深度的增加阴坡地温的响应速率逐渐滞后于阳坡,且这一现象在融化阶段更为显著。融化阶段,阳坡水分的变化速率较快,随深度的变幅较大,但土壤含水量却明显低于阴坡。地表性质差异如温湿度、反照率和风速等控制着地表能量的交换过程,致使阳坡土壤热通量和短波辐射均大于阴坡。研究对深入理解高海拔、坡地多年冻土区气候—冻土关系及多年冻土模拟边界条件优化具有重要意义。

大兴安岭西坡多年冻土地温变化模拟

多年冻土作为大兴安岭西坡的重要组成部分,其变化发展深刻地影响着该地区的工程经济建设和生态环境建设.为进一步了解大兴安岭西坡多年冻土区的地温变化情况,基于地温波动理论,利用Origin软件对根河、伊图里河和满归3个地温监测站的多年冻土地温进行非线性拟合,建立相应的地温曲线拟合模型对当地多年冻土地温进行模拟研究.研究结果表明:一定时段内,各站点的地温模拟效果较好,尤其是冬、夏两季,地温模拟精度高于0.99.