兰州大学“地貌学”视域下学术文化传承与课程建设

学科文化是学科产生、发展过程中逐渐凝结形成的规范原则和价值信念,也是学科建设的根基、灵魂和精神内涵.本文以兰州大学“地貌学”课程的视角,简要回顾了十九世纪现代地质学、地理学与地貌学的创建和发展历史,对学科奠基人和带头人之间的传承谱系进行了梳理,并阐述了二十世纪早期美国戴维斯学派和德国李希霍芬学派对我国“地貌学”的启蒙和发展.受数量化、系统论和信息技术的影响,二十世纪下半叶“地貌学”的研究范式也发生了从演化到过程的转向.以学科发展为主线,探讨了学界始终关注的科学问题和规范原则,以期为新时代背景下的学科建设和课程建设服务.

基于GIS与USLE的榆中县土壤侵蚀

在GIS与RS技术支持下应用USLE模型对位于黄土高原西部的榆中县进行土壤侵蚀强度的定量估算,探讨区域土壤侵蚀的空间变异性以及与坡度梯度和土地利用方式之间的关系.得出榆中县的年均侵蚀总量为813137t,年均侵蚀模数为247t/km^2,并且土壤侵蚀的空间变异性明显,年均侵蚀模数与年均侵蚀总量随坡度梯度的增加都呈指数增加.在分析不同土地利用方式下的土壤侵蚀状况后发现,低覆盖度草地才是区域最主要的侵蚀地带.

地貌学课程中的思政教育元素--基于研究简史和研究范式的分析

范式是学科思想与理论的基础,范式转换是学科通过理论与技术增量解决学科发展中出现的危机,形成新范式的过程。所以,范式及其转换是学科发展过程中兼容并包和与时俱进科学精神的集中体现,是锻造学生科学思维方式,培养学生基本科学素养的有力素材。本文从地貌学不同时期的研究范式及其转换切入,分析了范式发展过程中蕴含的思政元素,以期实现专业类课程的课程思政改革中“知识培养”与“立德树人”目标的有机统一。

钻孔及现代河流重矿物特征揭示的更新世以来酒东盆地水系演化历史

对黑河中游酒东盆地大洼井（DWJ）和新开九队（XKJD）两个钻孔以及现代黑河干流和支流进行重矿物采集与分析。分析结果发现：DWJ钻孔下部（140～69.7 m）沉积物重矿物特征同摆浪河与马营河的相似性较高;DWJ钻孔上部（69.7～0 m）和XKJD钻孔（65.6～0 m）的沉积物重矿物特征与现代黑河干流、梨园河和山丹河两个支流比较吻合。重矿物组合特征的变化指示了沉积物的源区发生明显变化。DWJ钻孔上部与下部的岩性和沉积相均发生明显变化,重矿物组合特征所反映的源区变化指示了黑河中游水系发生重要调整。对比钻孔岩芯和走廊区第四系岩相剖面特征,推测此次黑河中游沉积环境与水系格局发生变化的时间大致为早-中更新世之交。

活动褶皱地区横向河演化与风口形成的研究进展和案例分析

河流偏转和风口发育是横向河流域最显著的地貌现象,其形成体现着区域抬升和河流侵蚀间的平衡,并受控于断层侧向生长、连接与几何形态等构造过程以及影响河流侵蚀的气候和岩性要素。风口与横向河网的演化可用于评估相关断层活动的速率和方式,探索河流侵蚀与构造抬升之间的相互作用以及复杂环境下沉积系统的形态,研究成果对地貌学、地震灾害、油气储藏等学科领域具有重要的理论意义。文中围绕影响风口形成与保存的地质地貌过程,对过去20a活动褶皱区域的横向河演化研究案例进行了初步总结。最后以河西走廊地区的合黎山—金塔南山为例,探讨在褶皱隆起和水动力变化的条件下黑河在该区域的演化过程。分析认为现代黑河约1.1Ma BP穿过合黎山,而随着合黎山的生长、黑河水动力条件的变化,黑河偏转到达金塔南山区域;由于合适的水沙比与抬升速率,金塔南山区域早期抬升时处于夷平状态;约0.23Ma BP以来,大部分支流无法到达金塔南山区域,黑河在金塔南山与合黎山连接的区域下切,形成正义峡。

兰州大学地学类专业外语多元化教学模式改革研究

高校专业外语教学过程中普遍存在“重词汇,轻应用”“重阅读,轻撰写”“重语法,轻逻辑”等共性问题,阻碍了国际化人才培养的进度。笔者发现通过全英文课堂、研讨式和情景式多元化教学改革,借鉴国际名校写作教材,采用以训代评的考核方式,能够有效提高本科生利用英语进行文献阅读与论文写作的能力,提升学生学习兴趣和专业英语交流技能,有助于培养国际化人才。

黑河中游现代孢粉传播过程研究

在位于河西走廊的黑河中游地区选取8个河流沉积样品和7个表土样品进行孢粉分析,通过其孢粉百分含量分别探讨河流与风力搬运对孢粉传播的影响。结果表明:风力对孢粉具有较强的搬运能力,能够将区域外或上游山地植被孢粉搬运至中游地区,但其对当地孢粉贡献较小,一般低于10%;河流搬运孢粉的能力大于风力,能够将上游山地植被孢粉大量的搬运至研究区,外来孢粉含量最高可达39.4%,成为孢粉谱的重要成分。表土孢粉组合能够较好的反映研究区现代植被的分布情况;河床沉积物孢粉组合反映的是上游山地植被和研究区植被混合状况。

黑河流域基岩回弹值(施密特锤)的空间分布特征及其指示意义

基岩风化体现了构造与气候对地貌演化过程的共同作用。晚新生代的强烈构造抬升和干旱的气候条件,使得祁连山成为研究基岩风化与地貌演化过程的理想场所。借用施密特锤系统地研究了基岩回弹值(R)在黑河流域内不同海拔高度内的变化,结果显示流域平均的R值与侵蚀速率具有较好的相关性,意味着R值可以作为风化强度空间变化的代用指标。研究区内各种岩石类型的R值变化相差不大,说明岩性对R值的影响较小。进一步将R值与气候因子和区域地形进行比较发现:气温、降水与NDVI对R值的影响较强;坡度与局地高差对R值影响较弱,高程与R值在海拔小于3800 m时呈现负相关关系,在大于3800 m时呈现正相关关系。

定西于家山黄土洞穴的分布特征与侵蚀临界研究

黄土洞穴与滑坡、沟蚀等侵蚀过程联系紧密并加剧了黄土高原的水土流失程度,但目前黄土洞穴发育的分布特征与侵蚀临界暂未明晰。利用无人机获得了研究区高分辨率影像与数字表面模型,基于影像标识了黄土洞穴并统计了其土地利用类型与洞穴直径,利用标识点在数字表面模型上提取了黄土洞穴的坡度、坡向、曲率和汇水面积等地形数据并分析了黄土洞穴的分布特征。结果表明,黄土洞穴直径大多<4 m。黄土洞穴在耕地上发育较少,多发育于牧草地区域流水汇聚的凹形坡,且在阴坡更为发育。同时,黄土洞穴坡度正切值范围集中于0.4~1.0,汇水面积一般不超过3000 m2。依托统计的坡度正切值与汇水面积数据绘制了黄土洞穴的侵蚀临界图并对比了黄土洞穴与浅沟、切沟的侵蚀临界。黄土洞穴的侵蚀临界边界分别为SA0.150=0.368与SA0.135=7.580,分布较广且覆盖了浅沟与切沟的侵蚀临界。浅沟、切沟的演化与黄土洞穴的发育有关,黄土洞穴通过连通与坍塌促进了浅沟、切沟的发育、转换与扩展,并因此加剧了黄土高原的水土流失。研究量化了黄土洞穴发育的分布特征,建立了黄土洞穴与浅沟、切沟的联系并深化了对黄土洞穴侵蚀过程的认识。

兰州青水村黄土陷穴的侵蚀临界研究

利用无人机获取兰州市青水村高分辨率遥感影像及数字表面模型,通过识别陷穴并提取陷穴发育的地形特征值,得到了陷穴发育的侵蚀临界.结果表明,青水村陷穴主要位于沟间地边缘及沟床中,由于坡向影响了植被生长与水分运移方式,导致正北、西南和正南等坡向陷穴发育较少.陷穴发育的侵蚀临界在A-S图上呈现聚集分布,其坡度(tan值)主要集中于0.60~1.36,所需汇水面积主要集中于100~1 000 m^2,侵蚀临界值(AS^2)位于25~726 m^2.发育有陷穴的一级沟谷中陷穴数量大多<4个,随着一级沟谷面积增加,沟谷中陷穴超过4个的比例增加但陷穴密度减少.陷穴的发育与切沟演化有关,陷穴数量过多会使陷穴间的连接部分坍塌形成切沟,因此陷穴是连接坡面过程与河道过程的重要纽带,决定了黄土区的地貌格局.

寒冻风化控制的祁连山风化碎屑的空间分布

寒冻风化是冰缘地貌区及高寒山区的主要物理风化过程,其提供的风化碎屑物质是该区域崩塌等灾害性地貌过程的主要物质来源。由于寒冻风化对基岩的破碎是由温度控制的累积过程,过去温度变化对地貌演化具有重要意义,但其时间尺度的选取尚需进一步探究。因此本文选取祁连山北部为研究区,通过对比分析风化碎屑的空间分布特征与不同时间尺度温度变化控制的平均寒冻风化强度的空间分布特征,探讨干旱半干旱高寒山区风化碎屑空间分布的主要控制因素。结果显示,万年尺度及十万年尺度平均寒冻风化强度的高值与风化碎屑边界存在较好的空间一致性,祁连山西段万年尺度平均寒冻风化强度的高值与风化碎屑边界的空间相关性优于十万年尺度。本研究同时指出,温度升高导致寒冻风化的作用区向高海拔区域移动,进而产生新的高风险灾害区域。本研究强调寒冻风化对灾害性地貌过程的调控作用,为全球变暖背景下灾害性地貌过程的预测提供了新的思路,可以成为防灾减灾决策的重要参考。

基于第二次青藏高原综合科学考察的中学地理问题式教学设计——以“地质灾害”为例

问题式教学是用“问题”整合相关学习内容的教学方式,是落实地理学科核心素养培养的重要教学手段。2017年启动的第二次青藏高原综合科学考察研究是我国近年来开展的重大地学科考专项活动,旨在通过对青藏高原地球系统的综合考察分析,提升青藏高原资源环境承载力、防范高原生态灾害风险、实现区域的可持续发展。相关研究内容与成果将成为培养学生地理学科核心素养的重要素材。文章以第二次青藏高原综合科学考察“雅江流域冰-河-湖演化历史事件与耦合过程”专题的相关内容为依据,采用基于真实案例的问题式教学法,设计了人教版必修第一册“地质灾害”一节的教学。

河道陡峭指数所反映的祁连山北翼抬升速率的东西差异

祁连山位于青藏高原东北边缘,其构造抬升速率及其分布特征是理解青藏高原隆升机制的重要线索.近来,河流水力侵蚀模型的研究表明造山带岩石抬升速率是控制河道陡峭指数的主要因素,并且得到了大量的实践证明.利用这一新的方法对祁连山北翼的河流河道进行了分析,尝试从河道纵剖面陡峭指数特征中提取该区域构造抬升信息.结果显示从东到西河道陡峭指数有明显的不同,有东段小,中、西段大的特征.通过对比分析发现,岩性和降水对河道陡峭指数影响不大,也没有证据表明河流负载对其有明显的贡献.河道比降的变化主要是受区域岩石抬升速率差异的影响,河道陡峭指数的分布特征揭示了祁连山北翼抬升速率的分布特征,东段抬升速率较小,中、西段较大,抬升速率最大的位置位于中段榆木山附近区域.

祁连山东段全新世河流阶地发育及其与气候变化的关系研究

全新世期间西北地区河流普遍发育多级河流阶地,而关于其形成原因和过程仍不甚明了。我们对祁连山东段13个河流横断面的全新世阶地进行了详细的野外考察,并利用^(14)C测年方法对阶地的形成年代进行了限定。结果显示,全新世河流下切主要发生在7.5~3.0ka B.P.,通过对比河流下切年代与区域气候变化,发现河流下切集中的3个时段(5.9~7.2ka B.P.,4.2~5.2ka B.P.和2.4~3.3ka B.P.)对应于区域气候较湿润时期,相对较高的径流量与植被覆盖较好、沉积物供给较低的条件下,河流发生下切。全新世河流的多次下切指示一次完整的河流下切过程可能是通过多次下切与短暂的堆积过程交替而完成的,但由于局地状况的差异,这种过程可能被高差较小的阶地记录下来,也可能被河流侧蚀抹掉。不同河流对气候响应的敏感性有差异,较大河流对短期的气候变化响应不敏感,主要受长尺度气候变化的控制作用。

贡嘎山东坡中更新世晚期以来冰川作用年代学研究

青藏高原东缘最高山地—贡嘎山是横断山最大的现代冰川作用中心,第四纪冰期中冰川有较大规模的扩张,留下了形态较完整的冰川和冰水沉积地形.根据冰碛物的分布与风化程度、冰碛地层的接触关系以及表面土壤发育状况等,应用ESR和OSL测年技术,对该地区的第四纪冰川沉积进行了定年,其年龄分别为(2.2±0.5),(11.9±0.6),(35.9±2.7)^(58.0±6.3)与(119.2±15.9)^(194.2±32.8)ka.应用地貌地层学原理并结合已有的研究资料,确认贡嘎山东坡至少经历了5次规模较大的冰进,可分别对应于小冰期、新冰期、MIS2,MIS3中期和MIS6.本区的末次冰期冰川规模最大不是发生在末次冰期最盛期,而是气候较为冷湿的MIS3中期.早期划定的贡嘎、南门关和雅家埂冰期分别对应于末次冰期晚冰阶、中冰阶和倒数第二次冰期(MIS6).磨西台地中上部、两侧阶地及尾部均为MIS3至全新世的混杂有泥石流堆积的冰水沉积;而底部主要是南门关冰期(MIS3中期)的冰川沉积,其中包含有冰水砂砾石层透镜体和冰湖相等沉积.

山体隆升历史与地貌演化过程的数值模拟约束——以青藏高原东北缘河西走廊中段的周边年轻上升山地为例

地貌演化数值模型是分析构造-气候相互作用,再现地表形态演化过程的重要工具.本文利用地貌演化数值模型模拟了青藏高原东北缘河西走廊中段周边山体的演化过程.河西走廊气候干旱,外动力过程相似,但走廊中段南北两侧各山体间的形态特征存在明显差异(北侧山地:金塔南山东段、金塔南山西段、合黎山;南侧山地:榆木山).首先,各山体内选取典型区域分析了真实地形的特征指标(准周期性谷间距、地形高差与出水口数量);其次利用Landlab平台构建了典型区域的地貌演化数值模型,并通过数值实验正演了各山体地形的演化过程;最后将真实地形与不同时间节点的模拟地形进行比对,以准周期性谷间距等地形特征指标为判识标准,推断了河西走廊中段山体开始强烈隆升的年代和抬升速率.模拟结果与区域已发表的地质地貌证据在年轻上升山地(未达到稳定状态的幼年期地形)地区呈现较好的一致性,表明地貌演化数值模型结合地形特征指标是约束年轻上升山地强烈隆升年代和速率的可靠工具.本文提出的全新研究思路与方法有望在年轻上升山地推广并成为构造地貌学研究的常用手段.

基于傅里叶变换的谷间距特征信息提取及其影响因素研究

谷间距(Valley Spacing)是描述相邻沟谷距离的特征参数,它能较好地反映沟谷的次序等级和空间分布特征。本研究以黑河正义峡和兰州大岭岘2个样区为例,利用ArcGIS软件,将无人机测绘获取的0.12 m分辨率地表高程数据通过重采样生成不同分辨率的数字地表模型。通过MATLAB软件,将不同分辨率、不同空间域的数字地表模型作为二维空间域信号进行傅里叶变换。通过傅里叶变换及频谱分析研究地形的频谱特征与地表谷间距之间的转换关系。分析结果显示:①当区域内只有一级沟谷时,频谱中谷间距特征信号的有效提取要求地形分辨率至少优于1/5谷间距,分辨率的粗略化则直接影响着地形频谱中谷间距特征信号的识别,但是分析空间域对频谱谷间距特征信号的捕获影响较小;②当区域内有多级沟谷时,分辨率优于1/3谷间距时即可有效提取到该级沟谷的谷间距特征信号,分辨率的粗略化和空间域的增大都会使得频谱中较低序次等级沟谷的谷间距特征信号减弱,而较高序次等级沟谷的谷间距特征信号增强。

国家自然科学基金地理科学申请代码的调整优化

学科申请代码调整优化是国家自然科学基金委员会"科学基金学科布局改革"任务的重要组成部分和切入点。本文回顾了地理学科申请代码的历史沿革,系统梳理了当前版本地理学科申请代码存在的问题,论述了新版(2021版)申请代码体系的架构理念、遵循原则、形成过程,着重阐释了新申请代码的历史沿革、科学内涵与学科定位。新版申请代码体系较以往版本有以下4个显著特征:①逻辑更自洽,一级代码名称由"地理学(D01)"改为"地理科学(D01)";②学科更融合,取消三级申请代码,仅设二级申请代码,更能体现学科的交叉融合;③领域更全面,针对学科发展趋势及经济社会发展需求,增加了"灾害地理""土地科学""地理大数据与空间智能"等新兴学科、领域的代码;④技术更重视,增设"地理观测与模拟技术",鼓励面向地理科学问题研究所需关键工具、仪器的研制。

地理科学的学科体系构建与内涵

完善的理论体系、深厚的人才队伍和先进的技术手段是支撑一个学科良性发展的3个必要条件.自1986年国家自然科学基金委员会成立以来,地理学历经3个阶段多次的申请代码调整,其根本原因在于适应学科外延的快速拓展与研究内涵的不断深化,目的在于引导和扶持学科发展.依据目前学科知识体系的逻辑结构、演化规律和发展趋势,为持续促进学科前沿发展,巩固人才队伍,并引导学科服务国家需求,2021年开始国家自然科学基金申请指南中地理学将正式更名为“地理科学”,共包括17个二级申请代码.

2020年度地理学基金项目评审与成果分析

介绍了2020年集中受理期项目申请及受理情况,在分析2020年地理学基金项目评审和资助情况基础上,对2020年项目申请及通讯评审工作进行了总结。并对2019年底结题项目进行了简要介绍。