古尔班通古特沙漠及周边区域全新世环境演变研究进展

古尔班通古特沙漠作为中国最大的固定、半固定沙漠,是中国境内受西风环流影响最为明显的沙漠之一,其全新世环境演变过程及其对全球气候变化的响应和反馈,对理解该区现代地表过程与未来环境演变趋势具有重要的科学意义。古尔班通古特沙漠及周边区域全新世环境演变研究的结果明显不同,存在中晚全新世和中全新世降水/湿度变化最优期的分歧,成因机制存在季风深入内陆和西风总体控制的争议。以目前区域已发表的多载体记录为基础,通过降维和集成分析重建了该区全新世气候/湿度变化背景,梳理区域风沙沉积地层年代学时空分布,集成了该区全新世风沙活动历史,进而探讨区域风沙活动与湿度变化的耦合关系。结果表明该区早中全新世(12~6 ka)气候干旱,风沙活动强烈;中晚全新世以来湿度逐渐增加、风沙活动逐渐减弱。通过区域及半球尺度的对比分析,发现该区环境演变过程主要受西风环流的控制。

天水黄土沉积特征与环境变化

中滩剖面系中滩镇渭河第四级阶地上的黄土堆积,通过黄土剖面的地层结构及粒度分析表明,其形成于0.9 Ma以来,河漫滩堆积年代为0.86—0.94 Ma。在过去1 Ma以来,中滩黄土及河漫滩剖面的地层特征、粒度曲线表明其记录了9个湿热干冷气候旋回,3次冬季风强化阶段,存在着3次极端干旱事件。中滩黄土粒度特征以粉砂为其众数粒级,其次为粘土颗粒,不同于黄土高原其他地区,可能与秦岭北麓的湿润环境及六盘山对冬季风的阻挡有关。

全球变暖对青藏高原不同补给类型湖泊生产力的影响

研究以青藏高原阿翁错和托素湖湖泊沉积物为研究对象,通过多指标(总有机碳含量、有机碳同位素和有机碳埋藏速率等)综合分析,重建不同补给类型湖泊的生产力变化及碳循环过程。结果显示:全球变暖对不同类型湖泊的生产力的影响存在显著差异。在以降水和冰川融水为主要补给源的阿翁错,全球变暖造成冰川融水补给增加。当指示冰川融水补给量变化的δ^(18)O_(carb)值逐渐偏负时,湖泊沉积物TOC含量逐渐升高;指示冰川融水输入造成湖泊面积持续扩张,营养物质增加,湖泊生产力提高;当湖泊面积扩张较快,即冰川融水在短时间内快速输入时,TOC含量下降,可能是由于当冰川融水输入过多,造成湖水温度下降过快时,底栖藻类生产力下降,进而湖泊固碳能力下降。对于受人类活动影响的托素湖,全球变暖对湖泊水文过程及生产力的影响较小,δ^(18)O_(carb)值变化主要受控于农业灌溉活动引起的湖泊补给水量的变化。当δ^(18)O_(carb)值升高时,TOC含量增加;推测是由于农业灌溉耗水量增加导致湖泊补给水量减少,湖泊水位下降,湖泊底部接收到更多光照,湖泊生产力上升,固碳能力随之上升。

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。

地方化与全球化:我国西部典型高新开发区的发展转型——以成都高新区为例

从地方化与全球化的复合视角,以成都高新区为例,对我国西部典型高新开发区的发展转型路径进行梳理。从1990年代至2005年前后,成都高新区大体处于以地方政府和本地企业为主要能动主体的地方化阶段,当地政府从行政区划、管理权、土地转换、园区规划等方面展开充分的制度设计,为地方化经济的发展扫除障碍,进而实现了年均达25%的经济快速发展。2005年前后,随着具有产业引领能力的旗舰跨国企业的入驻,成都高新区加速融入全球生产及市场体系,进入全球化阶段。以电子信息产业为典型,跨国企业为核心的领导型企业结构在制造分工环节获得了成功,经济增速甚至超过了上一阶段。全球后金融危机时代以来出现的经济增速持续下滑使得成都高新区面临再次转型的困境,地方政府主导开启的"三次创业"以及园区的新城转型体现了制度回归的重要性。

我国西部地区城市气候变化适应能力评价

我国西部地区城市自然气候系统敏感且脆弱,主动适应能力处于落后阶段,应对气候变化风险阻力大。文章以西部地区适应型试点城市和个别省会城市作为主要研究对象,参考"压力—状态—响应"(PSR)环境指标框架构建评价指标体系,利用综合评价法即层次分析法和逼近理想解排序法建立评价模型,根据综合指数评价结果将城市的适应能力划分为Ⅰ级低水平、Ⅱ级中等水平和Ⅲ级高水平。结果表明:西部地区城市气候变化适应能力整体为Ⅱ级中等水平,城市化进程相对稳定,城市状态指数基本分布在中等水平,压力层的适应能力指数相对状态指数的变化具有时间上的差异,响应指数变化具有滞后性;相对于西北地区,西南地区城市所面临的气候变化压力更具有不稳定性,而响应能力较好;根据适应能力指数等级将城市适应能力类型分为"初阶型""中阶型"和"高阶型"。

兰州盆地新石器时期遗址分布与地形的关系研究

研究遗址和地形等环境要素的关系有助于理解人地关系的作用机制。基于GIS空间分析和二元逻辑斯蒂模型分析了兰州盆地新石器时期马家窑和齐家文化遗址空间分布的特征、变化规律及影响因素,定量研究了地形等环境要素与遗址分布的关系。结果表明:新石器时期的马家窑文化、半山文化、马厂文化和齐家文化遗址均沿黄河分布,主要集中于河流阶地上坡度较小的区域。距河流的水平最近距离为318.6~17721.7 m。新石器遗址特别是马厂遗址的空间集聚性明显。从马家窑类型、半山类型,发展到马厂类型,单一型遗址的占比逐渐由53.3%增多至92.6%。马厂类型的分布中心距离黄河最近。地形等环境要素显著影响遗址的空间分布,遗址出现概率主要受坡度、坡向和距黄河最近距离的影响,模型的解释程度可达65.0%。引入历史时期和现代聚落进行比较,历史时期聚落分布受到高程和坡度的影响,而现代聚落的分布主要受到高程、坡度和距河流距离的影响。聚落分布和影响因素的演变可能受到社会生产力发展的影响。

基于RegCM3和DLBRM的耦合系统CRCHMS的构建及其在黑河上游的应用

以高寒山区—黑河流域上游为研究区,确定区域气候模式RegCM3的模拟方案,率定分布式水文模型(DLBRM),并开发了RegCM3和DLBRM模型接口,从而构建了区域气候水文耦合模拟系统CRCHMS。结果表明,以RegCM3作为气象驱动数据的CRCHMS系统模拟性能优于以观测站点作为气象驱动数据的DLBRM模型,对莺落峡径流量的模拟值与实测值的相关系数在校准期和验证期分别为0.47和0.62,均方根误差分别为0.045和0.044 cm/d,相对误差分别为-0.4%和6%,纳什系数在率定期和验证期分别为0.22和0.36。

“一带一路”倡议下中国深内陆城市全球化的基本路径

“一带一路”倡议极大提升了我国深内陆城市的全球化进程,建构了地方—全球的多层次联系,成为“突破”西方中心论,探索包容性、水平性的全球化认识框架的良好案例地。运用实地调研等方法,总结深内陆城市21世纪初全球化的基本路径。结果表明:1)全球化路径可归纳为两大类五小类:一是“垂直性”的“普化”路径,包括农业品全球化、制造业产品全球化两小类;二是具备“反梯度”性质的“跨越式”路径,包括对外直接投资、国际服务/文化交流平台建设、全球贸易流通枢纽三小类,具有“内陆根植性”;2)形成了贸易枢纽型、资源导向型、终端产品型、对外投资型、文化旅游型五大城市全球化类型,但全球化进程迄今尚未成为城市社会经济发展的主导进程,亟待系统性创新和国家政策支持。

基于生态系统服务供需关系的甘肃白龙江流域生态风险识别与管理

以乡镇为研究单元,运用InVEST模型、供需比-协调度模型和空间自相关等,定量评估甘肃白龙江流域典型生态系统服务供需匹配关系,基于供需风险识别划定生态管理区,提出了针对性管理策略。结果表明:①2002年、2010年和2018年仅食物总需求呈减小趋势,其他典型服务总供需量均呈增加趋势。在供需数量匹配方面,除2002年和2010年总食物供给小于总需求外,其他服务均供大于需,各项服务供需比空间分异明显。②供需空间匹配方面,水源涵养服务以高供低需聚集为主,土壤保持服务以高供高需和低供低需聚集为主,食物生产服务以低供低需聚集为主。③水源涵养服务供需风险集中在白龙江舟曲-武都段东侧人口密集区,土壤保持服务供需风险多在迭部北部山区、岩昌东部和武都大部,食物供需风险集中在流域东部和舟曲北部。④依据生态系统服务供需关系可将流域分为5级供需风险,归纳整合后形成6大生态管理区。

基于遥感和InVEST模型的白龙江流域景观生物多样性时空格局研究

以甘肃白龙江流域为例,结合遥感、GIS技术和In VEST模型,从景观地理学角度选取区域生境质量、植物净初级生产力和景观状态指数为评价指标,构建区域景观尺度上生物多样性空间格局综合评估方法,并在栅格像元尺度上开展白龙江流域景观生物多样性时空变化特征分析。结果表明：白龙江流域景观生物多样性空间格局差异显著,其生物多样性高值区主要集中在自然保护区和林业管护区,低值区主要分布在舟曲-武都-文县的白龙江两岸及其以北区域、宕昌县岷江沿岸、高寒稀疏植被区和高山积雪-裸岩区。1990-2010年,流域景观生物多样性较为丰富,整体呈现不断增长的趋势,个别局部区域减弱,其增长区主要体现在生态工程实施区和林业管护区,减少区多分布在人类活动频繁的城乡农耕区和灾害多发区。

敦煌市生态系统服务价值评估及区域可持续发展研究

以1987、1996和2007年3期Landsat-5TM遥感影像解译的土地利用/覆盖类型数据为基础,结合实地取样,建立经验模型估算敦煌市地表生物量,并分直接使用价值和间接使用价值2大类估算生态系统的服务价值。结果表明,近20a来,研究区域耕作区、城建用地和无植被区面积净增,其他地类面积净减。表明人工生态系统面积扩大,植被覆盖空间范围收缩,生态环境明显退化。估算得到的敦煌市地表生物量共减少170856.52t,年均减少5.82‰;生态系统总价值共减少43127.45万元,年均减少5.17‰。其中,人工生态系统占总价值的比例由1987年的12.06%增至2007年的25.91%,增加趋势明显,而自然生态系统的价值大幅度减少。在水资源约束的背景下,前者的较快增长是以后者的减少为代价的,表明人类活动已明显影响区域的可持续发展。针对目前的问题,需要从资源合理配置、技术进步、产业结构调整和制度保证等多方面入手,来进行可持续发展实验区的建设。

应用修订的Shuttleworth-Wallace模型对半干旱区覆膜玉米蒸散的研究

蒸散发(ET)包括植物蒸腾(T)和土壤蒸发(E),在维持全球能量平衡和气候调节中起关键作用。量化蒸散发及其组分在准确预报气候对生态系统碳水通量和能量的响应中至关重要。基于兰州大学半干旱区农业生态系统试验站2014年玉米生长季涡度相关仪的观测结果,利用修订后的Shuttleworth-Wallace模型(S-W模型)对覆膜玉米田的蒸散发进行模拟,利用实测值对模拟结果进行验证,对蒸散发及其组分的影响因素和敏感性进行分析。结果表明:S-W模型对覆膜玉米农田蒸散发的模拟结果在日蒸散量大于2 mm·d^(-1)的晴天和时晴时云天气较好,阴雨天气模拟结果较差,且模型模拟结果较涡度相关的实测值偏高。E/ET在一天内的变化为单峰曲线,在生长季尺度上,在玉米快速生长期呈下降趋势,在之后的时间基本保持不变。覆膜玉米农田的E/ET在日时间尺度的变化主要受气孔导度影响,在生长季尺度主要受叶面积指数和土壤含水量的共同影响。敏感性分析表明,蒸散发及其组分对作物冠层高度与参考高度间的空气动力阻力(raa)和冠层内边界层阻力(rac)均较敏感,对作物冠层阻力(rsc)敏感性适中,对地面与冠层间的空气动力阻力(ras)和下垫面裸土表面阻力(rss)不敏感,在应用S-W模型模拟覆膜玉米农田蒸散量时,要特别注意阻力参数raa、rac和rsc的合理确定。

半干旱区农田生态系统通量贡献区分析

通量贡献区是指对湍流交换过程有贡献的有效源（汇）区域,它与生态系统和大气间的通量交换密切相关。在实际观测中复杂的下垫面增加了通量观测的难度和不确定性,对通量贡献区评价能有效解决通量空间代表性的问题。为了研究半干旱区农田生态系统在完整的作物生育期通量贡献区的变化特点,该文根据位于黄土高原丘陵沟壑区的兰州大学半干旱区农业生态系统试验站的通量观测塔2014年12个月连续的玉米农田通量观测资料,应用Schmid的FSAM模型对半干旱区玉米农田的通量贡献区进行了分析。结果表明：本研究区的主风向是90°-180°（东南方向）,次主风方向是270°-360°（西北方向）;在主风向上,迎风方向非生长季的通量信息最远点大于生长季,而在垂直于迎风方向上则相反;生长季内迎风向通量信息最远距离呈现出先减小后变大的趋势,其中在抽雄期最小,垂直于迎风方向最大宽度变化无明显规律。大气稳定条件下通量贡献区面积比不稳定条件下大,且大气稳定条件下90%的通量信息来源于迎风向8-92 m,垂直于迎风向？35-35 m;不稳定条件下则分别为7-83 m和-25-25 m。白天90%的通量源区分布在离观测塔9-86 m,夜晚源区分布在离观测塔10-100 m,垂直于迎风向由白天的-21-21 m增加到夜晚的？35-35 m。由FSAM模型测得的通量贡献区可以较准确地反映农田生态系统的通量信息。

1977—2013年疏勒河中下游土地利用变化与环境响应

以甘肃省疏勒河中下游为研究对象,利用1977、1986、1993、2002年和2013年5期遥感解译影像获取土地利用变化数据,通过土地利用类型面积转移矩阵、区域环境质量指数、土地利用类型转换的生态贡献率等方法,定量研究了1977—2013年疏勒河土地利用变化过程及其生态环境响应。结果表明:(1)1977—2013年,疏勒河土地利用变化以耕地、草地和未利用地的相互转换为主。与1977年相比:耕地、水域和建设用地面积分别增加了921.52km^2、75.6 km^2、74.18 km^2,林地、草地和未利用地面积分别减少了79.27 km^2、253.46 km^2和738.55 km^2。(2)1977—2013年,疏勒河中下游环境质量整体呈现出恶化—改善—改善—改善的态势,区域内部同时存在着恶化—改善的双向演替趋势。(3)草地、林地和水域的退化是区域环境质量恶化的主导因素,未利用地转换为草地及草地转化为水域是区域环境质量改善的主要因素。

近30年来中美生态系统服务研究热点对比分析——基于文献计量研究

近年来生态系统服务研究已经成为了生态学、地理学及环境科学领域的热点和核心议题。基于SCI-E和CNKI数据库,运用文献计量和文本分析法对比了中美两国生态系统服务研究现状和热点。结果表明:(1)近30年来中美两国生态系统服务领域的发文量分别是9327篇和9468篇,均呈现快速增长趋势。(2)就中美两国发文篇均被引频次和总被引频次而言,中国科学院生态环境研究中心和斯坦福大学分别位列第1。美国刊发生态系统服务研究文稿最多的期刊是Ecological Economics,PNAS刊发的文章引用率最高;生态学报刊发的中文文章最多且被引用率最高。研究成果影响力最大的中美两国学者分别是欧阳志云、傅伯杰、Kremen C和Polasky S等。(3)不同时期中美两国所关注的研究热点不同。美国作为生态系统服务研究的主要发源地,在理论研究和方法上都相对领先于中国。(4)美国的研究侧重于理论与模型构建,中国的基础应用研究成果丰富。近年来两国越来越关注人类福祉、生态安全等全球性问题,生态系统服务与人类福祉及科学决策正成为新的热点。在全球可持续发展的背景下,两国在生态系统服务研究方面具有良好的交流与合作前景。

基于GIS和地统计学的甘肃省白龙江流域土壤氮素空间变异分析

[目的] 分析甘肃省白龙江流域土壤氮素（全氮、硝态氮和铵态氮）空间变异规律，为土壤氮素管理与流域综合生态系统调控提供科学依据。[方法] 采集0-20 cm土壤氮素样点，室内试验得到样本土壤氮素含量，利用ArcGIS 10.2和地统计学方法等探讨研究区内土壤氮素的空间异质性和分布格局。[结果] 土壤全氮、硝态氮和铵态氮都属于中等强度变异，变异系数范围在35%～90%之间；土壤氮素半方差模型的块基比在25%～75%之间，具中等强度的空间相关性，空间变异受到结构性因素和随机性因素共同影响；土壤全氮、硝态氮和铵态氮的最佳拟合模型均为高斯模型。总体上，土壤全氮和硝态氮含量主要由西北向东南逐渐降低；铵态氮含量整体分布表现为西北低，东南高的趋势。[结论] 土壤全氮和硝态氮在不同土地利用类型和海拔高度间呈极显著或显著差异；土壤铵态氮在不同土地利用类型和海拔高度间差异不明显。

甘肃省白龙江流域生态承载力的时空变化

[目的]从土地利用角度开展甘肃省白龙江流域生态承载力时空变化研究,为该流域生态环境治理和可持续发展提供科学依据。[方法]基于生态足迹理论,利用1990,2002,2010,2014年4期土地利用数据与GIS空间分析技术,对近25a来该流域生态承载力时空变化进行空间可视化表达和定量分析。[结果](1)时间尺度上,25a来流域生态承载力呈现"降—升—降"的波动变化趋势,各地类生态承载力变化趋势不同。(2)空间尺度上,流域生态承载力总体呈现西北与西南部高,东北部低,随海拔和坡度增加而递增的不均匀分布格局;随时间推移,流域不同区域和坡度范围的生态承载力变化趋势各异。(3)1990—2002年,2002—2010年,2010—2014年间流域各地类生态承载力转换频繁,转变趋势明显,导致近25a来流域生态承载力及其内部组成变化较大。[结论]近25a来流域生态承载力在波动中上升,流域生态质量有所改善;受地形地貌和土地利用/覆被变化的影响,流域生态承载力具有明显的空间异质性。退耕还林还草政策是流域生态承载力变化的主要影响因素之一。

植物地理学课程教学改革与探索

本文从课堂教学方式方法、课程思政、教学实践、对学生探究式学习的引导及多元考核方法等方面展开“以学生成长为中心”的“植物地理学”课程教学改革实践。应用混合式教学模式结合章节重难点和科学前沿串联知识的教学方法能有效激发学生学习的兴趣;科学精神、生态文明及人文素养等思政元素引入课程,有利于实施立德树人的思想教育;创新性实践课程和注重过程的考核方式有助于提高学生解决实际问题的能力,并培养学生团队合作和创新能力。

1960-2020年黄河流域气候干湿状况时空分异及变化趋势

基于湿润指数,利用黄河流域及周边1960-2020年113个气象站点日值气候数据,通过气候倾向率、Morlet小波、简单相关分析和Hurst指数等方法,分析近61a黄河流域干湿状况时空演变特征,预估黄河流域未来干湿变化趋势,以期为流域防旱减灾、合理利用气候资源提供科学依据。结果表明:(1)空间上,黄河流域年和季节湿润指数呈现为东南部高、西北部低。流域年、春秋两季以变干为主,湿润指数呈显著下降的站点占总站点的比例分别为5.31%、7.96%、6.19%;流域夏、冬季以变湿为主,湿润指数呈显著上升的站点占比分别为10.62%、13.27%。(2)年际变化上,1960-2020年黄河流域年和季节湿润指数均无显著变化趋势。流域全年、春、夏、秋、冬季分别处于半湿润、半干旱、半湿润、半湿润和半干旱状态。黄河流域年和季节湿润指数存在多时间尺度的周期振荡特征,第一主周期分别为3a、26a、14a、3a和15a。(3)降水量、相对湿度与湿润指数呈极显著正相关,日照时数与湿润指数呈极显著负相关,均为黄河流域湿润指数的主要驱动因素。(4)黄河流域年和季节湿润指数的Hurst指数均大于0.50,表明流域年、春季和秋季气候将持续变干,夏季和冬季气候将持续变湿。