山体效应对台湾常绿阔叶林分布上限的影响

山体效应使山体内部的垂直植被带相对升高,影响山地的立体生态格局。台湾岛中央山脉在3 500 m以上,山地植被的分布高度不仅受到纬度和季风的影响,也必然受到山体效应的影响。采用台湾生物多样性信息中心发布的数据,利用多元线性回归模型分析纬度、山体效应(以山体基面高度为简单量化指标)以及季风(以冬雨量占全年降水量百分比为简明代表)对台湾常绿阔叶林分布上限的影响。结果表明,纬度、山体效应和季风为自变量的线性回归模型R2为0.562,回归方程显著,具有统计学意义,三个变量的贡献率分别为26.32%、64.12%与9.56%。这表明山体效应对台湾山地垂直带的影响非常显著,远远超过了纬度与季风的作用。同时还发现,冬雨量与垂直带分布高度的相关性以24.13°N为界,南北完全相反。该纬度以南,冬雨量与垂直带分布高度呈现较强的正相关性;而在以北,正相关性显著下降甚至出现了一定的负相关。后者应该与冬雨量过多有密切关系。

山地风加速效应的计算模型

以往对山地风加速效应的研究及发达国家最新规范中关于山地风加速效应的计算模型往往采用指数律模型,并且只考虑了较缓的山坡,各模型中系数取值差异较大.针对这一问题,文中基于计算流体力学软件Fluent 6.2平台,利用数值模拟方法对不同坡度、高度和地貌情况下的山地风加速效应进行计算,分析了山体坡度、山体高度及地貌对山地风加速效应的影响,根据数值模拟结果提出了山地平均风加速效应的对数律计算模型,拟合了模型中各参数的取值,把适用范围扩大到了较陡的山坡,并将文中模型计算结果与现有模型及规范计算结果进行比较,结果表明,对数律计算模型比指数律计算模型能更精确地描述山地近地风的加速效应.

岩溶山区植物生长的土壤厚度因素研究——以贵州相宝山为例

贵州是典型的喀斯特地区,岩溶分布面积在70%以上,各类灾害时常发生,石漠化现象处处可见。在石漠化治理中,植被恢复、水土保持的治理具有其重要的地位,而石漠化山区利于植物生长的土壤厚度条件就是其先决条件。对贵州相宝山植被土壤的厚度因素进行了初步研究,得出了植被与土壤厚度的统计关系,对山顶到山脚的土壤厚度分布进行了讨论。

冻土区横向滑坡对埋地管道应变的影响研究

为研究冻土区横向滑坡对管道应变的影响,采用ABAQUS有限元软件建立冻土区管道横向通过滑坡的模型,研究了山体高度、滑坡位移和滑坡宽度对管道应变的影响规律,得到如下结论:冻土区山体滑坡时,横穿管道所受的轴向应变主要为拉应变,最大应变在滑坡与非滑坡交界面,是危险截面;管道应变随山体高度、滑坡位移和滑坡宽度的增加而增大;冻土区管道敷设不宜超过高55 m的山体,因为该高度山体滑坡后,埋地管道可能快速发生塑性变形,山体高度对管道应变影响最大为44.0%;低矮山体滑坡位移对管道应变影响更明显,应变增量可高达1倍;滑坡宽度对管道应变的影响最大为27.0%,但滑坡宽度为20 m时,管道应变突增,建议每隔20 m左右设置抗滑桩,山体越高,防护措施布置应更紧密。研究结果可为冻土区埋地管道的施工建设提供理论依据。

山体基面高度对欧亚大陆东南部林线分布的影响——山体效应定量化研究

根据收集到173个林线数据,采用纬度、经度和基面高度的三元一次方程拟合欧亚大陆东南部林线分布,计算各自的标准回归系数和贡献率,以此来确定山体基面高度(山体效应的简明表达形式)对林线分布高度的影响。结果表明,纬度、经度和山体基面高度对林线分布高度的贡献率分别为30.60%、26.53%、42.87%。以北纬32o为界线,对其以北、以南区域也分别进行了分析,基面高度的贡献率达到24.10%和39.11%。分析不同尺度和区域山体基面高度作用于林线的贡献率不难发现:在欧亚大陆东南部以基面高度代表的山体效应对于林线高度的影响显著,明显地超过了纬度和经度。基面高度的作用受气候条件和海陆位置影响较小,不论大陆内部或沿海,基面高度分异对山地垂直带分异的影响都相对独立和稳定。该结果定量地表明了山体效应对林线分布高度的重要作用。

山体基面高度对青藏高原及其周边地区雪线空间分布的影响

山体效应是地理地带性之外，在大尺度上影响垂直带分布的主要因素，山体基面高度则是山体效应的第一影响因子。青藏高原及其周边地区，雪线呈现出中心高、周围低，与山体基面高度相一致的环状分布模式。为分析山体基面高度对雪线分布的影响，本文共收集青藏高原及周边地区雪线数据142个，采用纬度、经度和基面高度为自变量的三元一次方程拟合研究区雪线分布，计算各自的标准回归系数和相对贡献率，再将基面高度划分成5个子集（0-1000 m、1001-2000 m、2001-3000 m、3001-4000 m和4001-5000 m），分析基面高度不同的山地对雪线的影响差异。结果表明：① 在青藏高原，纬度、经度和基面高度对雪线高度分布的相对贡献率分别为51.49%、16.31%和32.20%；② 随着基面高度的增高，各子集模型的决定系数虽有逐渐降低的趋势，但仍保持在较高的值域（R2=0.895-0.668），说明模型的有效性；③ 随基面高度的抬升，纬度和山体基面高度对雪线分布高度的相对贡献率分别表现出降低（92.6%-48.99%，R2=0.855）和增大（3.33%-31.76%，R2=0.582）的趋势，表明基面高度越高，其对雪线分布高度的影响越大。

山体基面高度的提取方法——以台湾岛为例

山体基面高度的差异影响山体自身对其水热条件的再分配,进而影响山地垂直带谱的结构和分布,是决定垂直带分布高度的重要因子之一。目前,山体基面高度还没有一个准确科学的定义,也缺乏一个有效的数字化、定量化提取方法。本文以台湾岛为例,使用30m分辨率的ASTER GDEM数据,提出了一种提取山体基面高度的方法。首先,以地形特征与水文特征提取方法获得主山脊线与主山谷线,然后,以地形地貌单元自动提取方法获得山体轮廓界线,再依据提取出的主山脊线、山体轮廓界线及主山谷线,划分山体基面高度分区,依据山体基面分布特征确定各分区的基面高度值,将台湾山地划分出6个不同的山体基面高度(0m、150m、200m、600m、630m和650m)。该方法为大范围山体基面高度的快速、准确提取,以及山体效应定量化研究提供了重要的技术支撑。

对计算山体极限高度的探讨——第33届全国中学生物理竞赛预赛第12题的剖析

本文通过对第33届全国中学生物理竞赛预赛第12题的分析，在考虑高度对重力加速度的影响下，山体极限高度的计算思路会发生相应变化，计算结果也会有较大差异．

秦巴山地山体基面高度的提取及分布

秦巴山地是中国的南北分界线,也是黄河和长江的分水岭,其山体效应的定量化影响秦巴山地山体垂直带的分布格局、非地带性因素的作用强度和机理,以及中国暖温带和北亚热带的具体位置的确定。山体基面高度是影响山体效应最重要和关键的地形因子,其定量化和数字化提取是秦巴山地山体效应定量化研究的重要内容。本研究针对秦巴山地山体效应的定量化研究,使用30 m分辨率的STRM-1数据,分别基于山体特征线和流域分区2种方法提取了秦巴山地的山体基面高度分区,并根据地形起伏度和坡度,确定基面范围,计算了山体基面高度值。结果表明:(1)基于山体特征线的方法将秦巴山地分为93个基面高度分区,基于流域分区的方法将秦巴山地分为209个基面高度分区,根据2种分区结果提取的基面高度值相差不大且均体现了秦巴山地地势的特点;(2)秦巴山地山体基面高度从东向西呈阶梯状递增的趋势;(3)从南到北,秦巴山地的东段和中段均呈先增高后降低的趋势,即从大巴山向北至汉江谷地降低,再向北至秦岭升高;(4)山地的不同侧翼的山体基面高度不同,秦岭南坡的基面高度(1000～1809 m)明显高于北坡(850～1300 m)。秦巴山地山体基面高度与其植被带分布上限联系密切,实现山体基面高度的数字化提取,为山体效应的定量化研究提供了重要的技术支持。

Slope Debris Flows in the Wenchuan Earthquake Area

Avalanches and landslides,induced by the Wenchuan Earthquake on May 12,2008,resulted in a lot of disaggregated,solid material on slopes that could be readily mobilized as source material for debris flows.Rainstorms triggered numerous slope debris flows with great damage to highways and rivers over the subsequent two years.Slope debris flows(as opposed to channelized debris flows) are defined as phenomena in which high-concentration mixtures of debris and water flow down slopes for short distances to highways and river banks.Based on field investigations and measurements of 19 slope debris flows,their main characteristics and potential mitigation strategies were studied.High rainfall intensity is the main triggering factor.Critical rainfall intensities for simultaneous occurrence of single,several and numerous slope debris flow events were 20 mm/day,30mm/day,and 90 mm/day,respectively.Field investigations also revealed that slope debris flows consist of high concentrations of cobbles,boulders and gravel.They are two-phase debris flows.The liquid phase plays the role of lubrication instead of transporting medium.Solid particles collide with each other and consume a lot of energy.The velocities of slope debris flows are very low,and their transport distances are only several tens of meters.Slope debris flows may be controlled by construction of drainage systems and by reforestation.

山体效应对北半球林线分布的影响分析

通过搜集整理了北半球516个林线数据,结合WorldClim气象数据计算了林线数据点上的大陆度,并依据SRTM高程数据提取了林线处的山体基面高度(作为山体效应的代用因子),然后以纬度、大陆度和山体基面高度为解释变量,建立三元回归模型。结果表明:线性回归模型的判定系数R2为0.904,二次回归模型的R2高达0.912。相比先前不考虑基面高度的林线分布模型(R2=0.79),纳入了山体基面高度的林线分布模型能够更加有效的拟合半球尺度的林线分布;结果还表明,山体基面高度对北半球林线高度分布的贡献率达到了48.94%(p=0.000),而纬度和大陆度分别为45.02%(p=0.000)和6.04%(p=0.000)。这揭示了山体效应对半球尺度林线分布具有重要的影响。基面高度在北美洲地区对林线高度的贡献率最大(50.49%,p=0.000),在欧亚大陆东部地区为48.73%(p=0.000),在欧亚大陆西部地区为43.6%(p=0.000)。这一结果说明山体效应对林线分布高度的影响虽有区域差异,但都有较高的贡献率。