林地开垦后坡面土壤元素的时空变化特征

土壤中常量元素Ca、Mg和微量元素Cu、Zn、Mn、Fe是植物生长必需的重要元素 ,也是评价土壤质量的重要指标 .林地被开垦破坏后 ,坡面土壤元素的空间分布受人为犁耕活动、侵蚀 沉积 搬运过程和元素性质的影响 .林地开垦初期 (1～ 2年 ) ,坡面不同部位土壤Cu、Zn、Mn、Fe、K、Ca和Mg皆增加 ;而开垦两年后 ,受土壤侵蚀的影响 ,这些元素又趋于下降 ;开垦 6年后 ,Cu、Fe、K和Mg比开垦前下降了 1.5 %～ 4.5 6 % .SiO2含量在坡面上部随开垦年限的增加而增加 ,在坡面中部则随开垦年限而减少 .Al的变化则与SiO2

近40年黄河源区气候要素分布特征及变化趋势分析

用Mann-Kendall统计检验方法对黄河源区13个气象站点1959—1997年日照、气温、降水、蒸发的分布特征和变化趋势进行了分析,结果表明:近40年黄河源区年平均日照时数表现为微弱的下降趋势,空间分布呈明显的从北部向南部减少的态势,变化趋势从中部向西部、东部、北部逐渐减少;年平均气温呈明显的上升趋势,空间分布规律从西向东、从南向北逐渐增加,变化趋势为中部、南部地区上升趋势最小,北部、东部、西部上升幅度较大;多年平均降水呈较弱的下降趋势,空间分布规律从东南向西北逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区降水量呈下降趋势;年平均蒸发量的下降趋势幅度较大,空间分布规律从北部向南部逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区呈减少趋势,以北部地区最为明显。另外,本文也应用线性倾向估计方法对黄河源区各气候要素进行了分析,这两种方法得到的结果基本一致。

漳泽水库水环境要素的时空变化特征研究

为阐明漳泽水库水环境要素的时空变化规律,依据历史资料和现场监测进行研究。结果显示,漳泽水库水环境要素年际分布的差异性较大,外源污染物的排放量是影响漳泽水库水质的首要原因。近10年来,漳泽水库水环境要素年际间均呈不显著的上升趋势,但月度变化差异较大;水质指标(BOD5、CODMn和DO)含量月度最高值出现在枯水期的2、3月份;7月份,DO和NH3-N处于最低值。TP在枯水期含量最低,平水期最高,丰水期则居中。温度、降雨量、蓄水量等因子的季节变化对水环境要素年内变化的影响比较显著。水温分层特性增强了水环境要素在垂向的分异性。

基于水量平衡的长江上游地区气象水文要素时空变化特征分析

基于1980—2019年长江上游地区的逐月气温、降水数据,采用一元线性回归、F趋势检验、水量平衡分析、质心识别等方法,揭示了长江上游地区近40 a来气象水文要素的时空分布特征和变化规律。研究结果表明:①长江上游地区年均气温、年均降水量和年均蒸发量的空间分布均呈现由东南向西北逐渐降低的趋势,年均土壤蓄水变化量有着较大的空间差异。②1980—2019年期间长江上游地区气温上升的趋势较为明显,变化率为0.39℃/(10 a);年降水量整体变化不大,增加的区域主要位于金沙江石鼓以上;整个长江上游地区年均蒸发量变化率为6.08 mm/(10 a),其中,金沙江石鼓以上、金沙江石鼓以下、嘉陵江流域和岷沱江流域增加趋势明显;年均土壤蓄水变化量整体有略微下降,变化率为-6.144 mm/(10 a)。③长江上游地区气温质心经度、纬度变化的倾斜率分别为-0.03°/(10 a)和0.01°/(10 a),蒸发质心经纬度变化的倾斜率分别为-0.04°/(10 a)和0.02°/(10 a);降水质心和土壤蓄水变化量质心的经度倾斜率分别为-0.06°/(10 a)和-0.01°/(10 a)。各气象水文要素空间质心均呈现出向西北方向移动的趋势,说明从空间分布上来看,西北地区的气温、降水、蒸发和土壤蓄水变化量均有所增加。

青藏高原东北缘地震时空迁移的有限元数值模拟

地震在大陆内部断层系统中的时空迁移和丛集的基本力学机制一直是地球科学家关注的重要问题.青藏高原东北缘地震活动频繁,其地震时空迁移和地震丛集现象显著,是研究这个问题的重要区域.我们建立了一个三维黏弹塑性有限元模型,模拟了青藏高原东北缘主要活动断层系统的地震循环和地震时空迁移;计算了断层系统的应力演化;并探讨了断层之间的相互作用及地震时空迁移和地震丛集的原因.模拟结果显示断层之间的相互作用通过增加或降低断层上的库仑应力,加速或延缓了地震发生,使得区域地震可以在短时间内集中发生,从而形成地震丛集;另外,区域经过多个地震循环的长期演化,一些孕震断层上的应力状态恰好都达到屈服的临界状态附近,从而也可以导致这些断层上的地震在短期内集中发生,因此产生地震丛集和地震迁移.我们发现当区域经历地震丛集之后,该区域的应力大大释放,区域进入地震平静期;随着构造加载的持续,区域应力逐渐恢复,为下一次地震丛集或地震序列累积应力和能量;上述过程可以重复发生.因此地震丛集期与平静期交替出现.我们还统计了各个断层的大地震相互迁移的模拟结果,结果显示青藏高原东北缘下一次大地震有很大的概率会发生在海原断层上.

格尔木河流域富钾花岗岩中成盐元素风化迁移的时空演变

位于东昆仑山中段的格尔木河流域分布着大面积的花岗岩,其中局部出露富钾花岗岩,研究这些富钾花岗岩的分布特征,K、B、Li等元素的含量变化以及它们风化迁移的时空演变过程,对揭示下游察尔汗盐湖的成盐成矿规律具有重要的意义。本研究采集格尔木河流域昆仑河、西大滩和小干沟不同河段不同风化程度的岩石/碎屑样品,采用常微量元素分析、岩石薄片显微照片、风化指数、光释光定年(OSL)等方法,系统研究了该流域内的花岗岩分布、类型及其成盐元素迁移的时空变化规律。结果显示:①昆仑河、西大滩区段内主要出露灰白色中细粒二长花岗岩,属于中等钾含量花岗岩;小干沟区段主要出露灰白、肉红色高钾斑状二长花岗岩组合,钾含量较高,为主要的富钾基岩分布区;②风化程度由低到高的花岗岩样品中,K元素含量逐步降低,B、Li元素含量逐渐升高;在空间分布上,K、B元素含量在小干沟区段最高,Li元素在昆仑河区段最高;③流域内风化程度不同的花岗岩样品的地球化学数据能够很好地响应化学风化势指数(WPI)和烧失量(LOI)的变化,说明这两种化学风化指标在区域上对花岗岩的风化具有高度的敏感性;④小干沟坡积-冲洪积沉积剖面形成于95.9±10.5~17.7±1.0 ka之间,该剖面中WPI和K、B、Li元素含量的变化说明花岗岩中元素的风化迁移与流域内冰期-间冰期旋回气候导致的化学风化强度变化密切相关,同时也为察尔汗盐湖提供了丰富的成盐离子。

南四湖流域水循环要素的时空变化特征

选取南四湖流域鱼城、孙庄等8个监测站点,利用其1952-2015年的实测水文数据,采用Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波变换等分析方法,分析了流域降水、径流、蒸发等水循环要素变化时空特征,研究结果表明:(1)流域降水量呈现增加趋势,径流量和蒸发量呈减少趋势;各水循环要素的年际变化周期都有多种时间尺度相互嵌套,降水量和蒸发量的主周期为25a,径流量的主周期为31a;水循环要素的年内分配不均匀,降水量集中在6月-8月,径流量的峰值较降水量滞后1个月,蒸发量的最大值出现在6月份;(2)空间分布不均匀,表现为降水由东南向西北方向递减趋势,径流深的空间分布格局吻合于降水;湖东区域水循环要素的变化大于湖西区域;(3)流域水循环要素的时空变化特征受到气候变化和人类活动的共同影响。

隐退与锚固:认知地图中的保定历史文化名城城市意象时空变迁研究

基于对城市意象理论的重新解读,以保定市历史文化名城为例,根据对保定市老城区认知地图的数据统计,提出了“非现时要素”在城市意象地图中的重要作用,证明了分年龄段的城市意象强度变化与城市时代变迁的耦合性,由此得出保定市老城区沿时代变迁的城市意象地图,判断恢复城市意象要素的重要性排序和恢复方式,以期为古城的保护建设提供参考及依据。

尼亚加拉河1951—2016年水文气象要素演变特征及其响应性

尼亚加拉河是世界第一大瀑布的水源地,其水量的变化对于美国和加拿大的水力资源利用至关重要。分别采用Mann-Kendall趋势检验法、有序聚类法、小波功率谱法研究尼亚加拉河流域1951—2016年间的气温、降水、径流的时空演变特征,同时以径流深突变点分阶段分析了流域降水-径流关系。结果表明:1951—2016年间,尼亚加拉河流域的气温自1997年后显著升高;降水量自1964年之后呈现不显著增加趋势,且降水量空间分布不均匀,表现出西高东低的特点;流域径流深具有明显的阶段性变化特征,根据突变点将径流深序列划分为1951—1967年、1968—1997年、1998—2016年3个阶段,第Ⅱ阶段的流域径流深随着降水量的增加而明显减少,表明在此阶段其他非降水因素对径流深的变化有重要影响。

洮河流域近36a主要水文要素时空分布特征研究

洮河是黄河上游一级支流,近36年来受气候变化和人类活动影响,流域水文要素发生重要变化。在收集洮河流域1980-2015年主要水文要素特征气温、降水、蒸发、径流和泥沙资料的基础上,按不同的年代区间进行统计计算分析,建立以气温距平、降水等值线、蒸发等值面、径流深及输沙模数等值线为分析依据,掌握了主要水文要素在时空上分布特征和变化规律,研究结果表明:流域主要水文要素特征为,不同年代气温升高幅度不同,平均上升幅度在0.6℃~1.0℃。整个流域降水量总体变化趋势表现为减少,蒸发量变化不明显等特点。

西安市空气质量时空分布特征及主要成因分析

基于2016—2018年西安市空气质量逐日监测数据和气象数据,通过统计分析、空间插值分析和相关性分析等方法分析了AQI时空变化特征,与主要气象要素、六项污染物的相关性。结果表明:AQI时间变化特征为:2018年(112)<2016年(116)<2017年(123);AQI在季节和月份上存在明显差异,冬季(166)高于其他季节,且在1月、12月出现峰值。空气污染日数约占全年的48%,首要污染物以PM_(10)、PM_(2.5)和O_(3)为主。AQI空间分布特征为:在未央区、阎良区AQI较高;在临潼区、灞桥区、长安区AQI较低,呈西北高东南低的趋势。AQI与湿度(-0.72)呈强负相关,与气温(-0.311)呈中等程度负相关,与O _(3)(-0.168)、降雨(-0.214)和风力(-0.180)呈弱负相关;与其他五项污染物(0.608~0.899)都呈强正相关。

上海气候空间格局和时间变化研究

基于上海地区11个气象站气温、降水数据和主要天气现象记录资料,利用气候统计诊断方法研究了上海主要气候要素和天气现象的时空分布和变化特征。结果表明,上海年均气温呈中心城区高、周边郊区低的分布,中心城区与郊区年均温差最大可达0.9℃;降水量在中心城区和南部地区较多,而在北部和西部地区较少;高温日数中心城区明显多于东部和南部沿海,最多相差9.5 d;暴雨日数在中心城区和浦东较多,而在西部地区较少;雷暴、大风和大雾日数没有呈现出显著的城郊差异;霾日数在中心城区远高于郊区,最多相差49.2 d。1961-2013年间,上海年均气温显著上升,降水量略有增加,高温日数和霾日数分别以2.7 d/10 a和11.3 d/10 a的线性趋势增加,暴雨日数呈弱的增加趋势,而雷暴、大风和雾日数在1961-2013年间,分别以1.9、3.7和5.2 d/10 a的线性趋势减少。

我国水稻生产中不同类型技术要素投入的时空变化及门限效应分析

基于1978~2016年我国大陆30个省(市、自治区)的面板数据,分析了我国水稻生产中的农业机械技术要素投入和农业灌溉技术要素投入的时空变化,采用面板门限回归模型,实证分析了两类技术对我国水稻生产的影响。结果表明:农业机械技术要素投入增幅大于农业灌溉技术要素投入,且二者均增加的省份主要位于北方,其中东北增幅最大,减少的省份主要位于南方,其中华南降幅最大;农业机械技术要素投入和农业灌溉技术要素投入对我国水稻生产的影响均具有相同的双门限效应,门限值为1981和1989年,但两类技术影响水稻生产的演进路径不尽相同,农业机械技术要素投入经历了从最初与水稻生产实际不匹配而导致过剩到对水稻增产作用逐渐增强的阶段,而农业灌溉技术要素投入对水稻产量的影响一直是正向且影响程度不断增强。因此,差异化实施农业生产技术要素发展政策,是提高农业技术效用水平、保障国家粮食安全的重要途径。

基于熵权物元模型的沂蒙山区土地生态安全动态变化及其影响因素研究

采用"经济-环境-社会(EES)"模式建立指标体系,运用熵权物元方法构建土地生态安全评判模型,对沂蒙山区土地生态安全的时空变化及其影响因素进行实证研究。结果表明:(1)从时间变化上来看,1995、2000和2005年沂蒙山区土地生态安全为Ⅳ级,2010和2015年该地区土地生态安全为Ⅲ级,呈现逐步提高的态势,高土地生态安全水平的县域数量增加,低土地生态安全水平的县域数量减少;(2)从空间变化上来看,除个别县域出现了小幅波动现象外,沂蒙山区县域土地生态安全水平呈现逐渐改善的趋势,但各县域的提升速度并不一致,绝对差异波动上升,相对差异波动下降,县域土地生态安全的空间分布不均衡,西部强于东部,南部高于北部,但东部地区的提升速度快于西部地区;(3)森林覆盖率等10项指标对沂蒙山区土地生态安全水平的提升有重要贡献,人口自然增长率等5项指标对土地生态安全水平变化的影响较小,而GDP增长率等5项指标是制约土地生态安全水平提高的主要因素。熵权物元模型对土地生态安全评价具有实际应用价值和可操作性。