纵向岭谷区高速公路建设对沿线植物光合速率影响的定量研究

以大保(大理-保山)和思小(思茅-小勐养)两段高速公路为例,结合研究区地形特征确定了公路沿线典型的样点及其参照点,对各处乔、灌、草和作物4个优势植物种的光合速率进行了实地测定;采用对比分析、回归分析和数理统计等方法定量研究了高速公路建设对沿线植物光合速率的影响,分析了其发生机理．结果表明:高速公路建设降低了沿线选定乔木和作物优势种群植物的光合速率,改善大部分样点处灌木、草本优势种群植物的光合作用;公路建设对沿线植物群落结构和生命状态产生了直接的影响,并通过干扰影响植物光合速率的环境因素对其产生了间接影响;二者综合作用导致了公路沿线植物光合速率的改变;不同地貌条件下两条公路对沿线各类植物光合速率的影响范围和影响强度明显不同．     

纵向岭谷区高速公路干扰下群落组分及其水平分布格局变化研究

选定纵向岭谷区大保(大理-保山)和思小(思茅-小勐养)两段高速公路,采用对比分析、差异性分析等方法研究了高速公路干扰下沿线群落主要组分及其水平格局的变化.结果表明:(1)高速公路建设干扰下沿线乔木和灌木优势和亚优势物种的数量有所减少,草本优势和亚优势种群数量有所增加,并出现了入侵物种;(2)高速公路建设干扰下沿线群落中各优势和亚优势植物种群的分布格局将发生由均匀型或者随机型向集群型的转化,其聚集程度加剧,扩散能力增强;(3)高速公路沿线紫茎泽兰和飞机草种群的平均盖度和高度等指标均高于远离公路处,其频度在公路沿线200m范围内没有明显变化;(4)大保高速公路对沿线群落构成及种群分布的影响强度高于思小公路,两条公路在山腰路段的影响强度高于山顶路段.     

近百年中国气候变化科学问题的新认识

全球和中国的气候变化问题日益受到各国政府、科技界和公众的关注.其中科学问题作为气候变化影响和对策的科学基础与支撑,得到了广泛而深入的研究,无论在国际上还是在中国都取得了重大进展.本文从全球的视野对与中国气候变化有关的6个方面的重要科学进展和新认知作了概述.它们包括:(1)近百年中国区域地表气温和大气平均气温的变化特征;(2)中国地区的水循环与区域降水变化;(3)亚洲季风的长期变化与原因;(4)海洋在近百年中国气候变化中的作用;(5)中国气候变化的原因;(6)全球与中国气候变化的预估和检验.最后,本文对未来中国气候变化研究需要加强的重点科学问题也提出了研究建议.     

多尺度土壤侵蚀评价指数

针对不同尺度研究土地利用与土壤侵蚀的关系是自然地理学研究的前沿领域和热点问题. 基于景观生态学的“尺度-格局-过程”原理, 在考虑土地利用、地形、土壤、降雨等影响因素的基础上, 应用尺度转换的方法, 构建了不同尺度土壤侵蚀评价指数, 提出了多尺度土壤侵蚀评价指数的研究思路与方法. 多尺度土壤侵蚀评价指数适用于土地利用与土壤侵蚀的关系评价和多尺度土壤侵蚀评价研究, 为区域土地利用格局的优化设计和多尺度综合研究提供了新的方法.     

纵向岭谷区地表径流对气候变化的敏感性分析:以长江上游龙川江流域为例

由于受印度洋强势季风系统及当地复杂地形的影响,中国西南纵向岭谷区过去50年的气候变化显现出与中国南方其他地区不同步的变化趋势．为研究西南纵向岭谷区地表径流对气候变化的响应,以龙川江流域为例和研究区1960-2001年气候因子-径流关系为背景,在综合考虑全球环流模型(GCMs)预测结果及区域气候变化历史趋势的基础上,通过建立人工神经网络模型对气温变化-1,0,1,2和3℃以及降水变化0％, 10％和 20％共25个气候情景下的气候变化-地表径流响应关系进行了分析．结果表明,尽管总体上降水与径流呈非线性正相关关系,气温与径流呈负相关关系,但径流的年和季节的具体变化却取决于气温和降水变化的组合．冬春季的地表径流的趋势更多的受气温变化的影响,夏秋季则基本与降水变化的趋势一致(径流响应高于降水变化)．若如GCMs所预测,暖冬和湿润夏季为今后气候变化的趋势的话,岭谷区将面临更加严重的干旱和洪涝灾害．     

纵向岭谷区公路建设对沿线地区土壤质量的影响

以纵向岭谷区内丽江-大理-保山-龙陵公路沿线作为案例研究区,利用空间替代时间的方法研究公路建设对沿线公路上下坡不同类型土壤质量的影响,并对土壤质量的恢复进行预测.研究表明,公路建设对自然土壤和人工土壤质量都有较大的影响,公路在施工期对土壤质量的影响较大;公路建设对其下坡土壤质量的影响大于上坡,下坡影响范围为距公路200m,上坡为距公路150m.土壤质量受到工程扰动后恢复状况很大程度上和公路的破坏程度、公路的营运时间、当地植被的恢复状况以及土壤有机质、全氮等各要素是密切相关的,其中公路建设是最重要的影响因素.对公路周边土壤质量的恢复情况进行预测,结果表明经过10年的恢复,植被覆盖度恢复到对照的30%时,土壤质量恢复到44%,说明公路周边土壤一经破坏,需要经过相当长的时间来恢复.在公路施工和营运期,应尽可能的控制人为影响以降低干扰.     

青藏高原土地利用与覆被变化的时空特征

青藏高原土地利用与土地覆被变化(LUCC)研究是区域土地科学与全球变化科学研究的重要内容,也是保障高原生态安全屏障功能稳定与提升的科学基础.本文通过对已有LUCC数据与成果的再分析,研究了高原整体LUCC时空特征、典型区LUCC的时空过程及典型类型的变化过程与机制.结果表明:青藏高原土地利用与土地覆被结构稳定,一级地类变化面积比例低于7%,并以单次变化为主,土地覆被状况总体改善.近年来高寒草地覆被状况整体好转、局部退化,林地恢复良好,耕地基本稳定,建设用地显著扩张,裸地轻微减少.人口较为密集的河湟谷地与"一江两河"地区,建设用地、耕地、人工林地等增加明显;藏北高原和三江源等牧区,超载过牧和生态建设的作用均有体现;珠穆朗玛峰国家级自然保护地区土地覆被类型多样、变化复杂,并表现出对气候变化和人类活动有较强的敏感性.高原土地变化研究中还存在现有数据产品数量不足、精度不高,土地利用变化过程及其环境效应认识不够深入等问题,需要加强野外监测和遥感技术的结合,关注LULC在不同时空尺度下的变化特征,同时注重土地利用与土地覆被类型转化和类内渐变,使高原LUCC研究更好地服务于高原生态安全屏障建设和区域可持续发展.     

三江源区典型高寒草甸土壤侵蚀的137Cs定量分析

高寒草甸是青海三江源地区的主体生态系统. 高寒草甸的根系盘结, 形成坚实的“地毯式”草皮层, 固土持水能力强, 是维持“中华水塔”的主要贡献者. 为了定量分析典型高寒草甸的抗侵蚀能力, 本文选择草皮层完整、植被覆盖度在60%以上的典型高寒草甸坡面, 进行了土壤侵蚀的¹³⁷Cs核素示踪研究. 结果表明: (1) 各采样坡面土壤侵蚀强度属微度-轻度侵蚀水平, 玉树县玛龙村坡面多年平均土壤侵蚀模数为464 t km^-2 a^-1, 玛多县野牛沟乡坡面为415 t km^-2 a^-1, 称多县珍秦乡坡面为875 t km^-2 a^-1. (2) 在坡面尺度上, 土壤侵蚀速率与植被覆盖度呈负相关, 植被覆盖度越高, 坡面侵蚀模数越小(P<0.01, R²=0.986); 在样点尺度上, 土壤侵蚀速率与植被覆盖度之间也具有较好的负相关关系(P<0.01, R²=0.555). (3) 三江源地区高寒草甸坡面侵蚀强度及其与植被覆盖度的关系表明, 植被是土壤侵蚀的最主要影响因素之一, 具有完整草皮层且植被覆盖度较高的高寒草甸, 对于土壤保护和防止水土流失具有重要的意义.     

塔里木沙漠公路影响下的地表形态变化

通过野外试验、调查和实地测量,对塔里木沙漠公路防沙体系内外的地表形态变化进行了分析．研究结果表明,在防沙体系影响下,地表蚀积具有明显的空间分布规律,改变了原有的地表形态格局．防沙体系内部以积沙为主,地表高度逐渐增加,阻沙区(包括落沙带)形成顺沙垄走向延伸的横向沙垄,固沙带区则以一定厚度的积沙体加积于原有地形之上．在防沙体系设置初期,落沙带、固沙带内部和固沙带内沙丘迎风坡都形成风蚀,而在防沙体系下风侧原始地面中,整体表现为风蚀状态．     

湿陷性黄土地基处理浅析

我国北方地区(尤其在黄土高原地区)在较大范围内广泛分布有湿陷性黄土,地段情况较为复杂。修建铁路和公路经过这些地区时,如何对湿陷性黄土地基进行合理恰当的处理,既保证建筑物的安全与正常使用,又要做到降低工程费用、保护环境,这方面的研究显然是很有必要的。     

湿陷性黄土地基处理浅析

我国北方地区(尤其在黄土高原地区)在较大范围内广泛分布有湿陷性黄土,地段情况较为复杂.修建铁路和公路经过这些地区时,如何对湿陷性黄土地基进行合理恰当的处理,既保证建筑物的安全与正常使用,又要做到降低工程费用、保护环境,这方面的研究显然是很有必要的.     

盐胁迫对沙漠公路防护林主要固沙植物叶绿素含量的影响

鉴于塔里木沙漠公路沿线必须用高矿化度咸水进行灌溉的实际,通过对3种主要固沙植物在6个盐分梯度下叶绿素含量的实验,研究了叶绿素含量与盐胁迫的关系.结果显示:(1)植物叶片中叶绿素含量随着盐胁迫强度的增加而减少;(2)从植物叶绿素含量在不同盐分区间的变化看,3种灌木叶绿素含量均出现2次明显的下降,表明这几种植物对盐分的增加有一个适应的过程;(3)结合实验结果和植物长势的调查,将每种不同植物在不同胁迫程度下的盐分水平进行了划分,为沙漠公路防护林体系建设和可持续管护提供理论支持.     

中国西部地区地表植被覆盖和积雪覆盖变化对沙尘天气的影响

自然正交(EOF)分解生成的80 km×80 km归一化植被指数(NDVI)显示, 自1982~1994年间中国西部区域地表植被覆盖率呈增加趋势, 1995年前后, 地表覆盖状况有下降趋势, 地表覆盖变化存在很大的空间差异. 其中第一、二特征向量时间系数可以很好地反映中国西部区域局地植被覆盖率的年变化. 通过NDVI与西部区域沙尘暴、扬沙、浮尘年发生频次相关分析得出, 地表植被的年变化是影响沙尘等灾害性天气发生的最主要地表特征因素. 同时, 相关分析显示, 在西部部分地区, 降雪量也是影响沙尘天气的重要地表特征因子. 采用遥感数据、气象观测数据, 通过数理分析方法, 直接证明了中国西部地区地表植被、积雪覆盖变化对沙尘天气发生频次的影响.     

塔里木沙漠公路沿线风沙危害形成环境分级与区划

通过系统的野外调查与监测,经过量化处理和分级标准确定,对塔里木沙漠公路沿线的风沙灾害形成环境进行了模糊分级与分区,将沙漠公路沙漠段风沙危害形成环境划分为四级,其中易于形成重灾的路段占沙漠段总长度的37.1%;在分级基础上,以沙漠公路沿线五大地貌单元的差异性为基础,结合沿线风况的差异,将沙漠公路沿线风沙危害形成环境从宏观上分为5个区,其中重灾型风沙危害形成环境区占沙漠段的64.3%。沙漠公路风沙危害形成环境程度等级在空间上表现出重复循环的分布规律,但总体上具有自北而南风沙危害形成环境程度逐渐减轻的趋势.     

“一带一路”沿线区域21世纪极端高温热浪风险预估

极端高温热浪可能对社会经济和自然生态系统产生多方面的影响,全球增暖背景下增多的高温热浪相关灾害威胁到"一带一路"沿线这一气候类型复杂、且经济基础薄弱区域的可持续发展.在高温高湿环境下,人体健康面临更大威胁,与传统研究仅考虑温度这一变量相比,考虑温度-湿度的综合作用可以更好地解释人体在高温环境下的热负荷,进而更好地衡量高温热浪事件的强度特征.因此本研究基于ISI-MIP全球气候模式模拟试验和NCARCIDR人口预估数据集,以一个反映温度-湿度协同效应的热浪指数表征极端高温的健康风险,对21世纪该区域不同风险等级高温热浪的发生频率及人口暴露度的变化进行了预估.结果表明,在未来温度-湿度变化综合影响下,"一带一路"沿线大部分区域的高温热浪强度和频次呈现不同程度的增加趋势,在两种典型气候-社会经济情景(SSP2-4.5和SSP3-8.5)下,到21世纪末全区各等级极端高温热浪的人口暴露度总和将增加至基准时段(1986～2005年)的2.0和3.3倍,且越高风险等级(对人体健康影响越大)的高温热浪出现频次及其人口暴露度的相对增加越突出.极端高温热浪及其人口暴露度最突出的增加出现在低纬度的南亚和东南亚地区,对这些区域发展中国家的大量人口构成潜在威胁.总体上气候因素对人口暴露度增加的贡献最大,但气候/人口因素的相对贡献大小存在明显的区域差异.     

塔里木沙漠公路防护林生态工程的综合生态环境效应

为了探讨重大工程的生态环境效应,从风沙环境、土壤环境、小气候、生物多样性和地下水环境5个方面对塔里木沙漠公路防护林工程的综合生态环境效应进行了研究.结果表明:(1)防护林改变了近地表风沙运动过程,防沙体系内风速、输沙率降低幅度分别达64%~80%和87.45%~99.02%,风沙流结构、沙物质粒度、地表蚀积状况也发生了明显变化;(2)与自然流沙地相比,防护林土壤容重减小,全盐含量、总孔隙度和含水量增大,土壤肥力质量明显提高,其变化基本呈现"先快后慢"的规律;(3)防护林对于小环境改善作用明显,距地面6m范围内,林地不同高度的空气温度普遍低于自然流沙地,而空气湿度则高于自然流沙地,林地土壤温度也低于自然流沙地;(4)随着防护林内生境的变化,土壤微生物种类显著增加,但不同种类微生物的种群分布并不均匀;(5)目前防护林灌溉抽水对地下水位、地下水矿化度的影响不大,水位在厘米级范围波动,矿化度的变化幅度在±1g·L-1左右,且没有明显的变化趋势.     

蒙古高原塔里亚特-锡林郭勒样带土壤风蚀速率的137Cs示踪分析

运用¹³⁷Cs示踪技术, 查明了蒙古高原西北-东南向的塔里亚特-锡林郭勒样带区域7个典型景观类型采样点风蚀速率及变化特征, 分析了不同区域土壤风蚀速率的主要影响因素. 研究表明: 各采样点¹³⁷Cs面积活度介于(265.63 ± 44.91)~(1279.54 ± 166.53) Bq·m^-2, 差异明显, 相应的风蚀速率分别为64.58~419.63 t·km^-2·a^-1. 样带上蒙古国境内部分, 人类活动较轻微, 由北向南, 随主要的植被景观和气候指标变化, 相应的土壤风蚀速率基本呈逐渐加大趋势, 表明该区域土壤风蚀过程主要受自然因素的影响和调节; 样带上内蒙古锡林浩特和正镶白旗2个典型草原样点风蚀速率为蒙古国巴彦淖尔典型草原样点风蚀速率的近3倍, 除导致风蚀加剧的自然条件差异之外, 通过比较两地人口密度和载畜量水平, 表明人类扰动是导致内蒙古典型草原样点风蚀加剧的主要因素之一.     

浅谈公路选线遇到岩溶区的设计方法

论述了公路选线在遇到岩溶区时的主要原则和路基设计方法,并介绍了岩溶发育的条件及影响因素.在岩溶地区修建公路时,首先应全面了解公路路线所通过地带岩溶的发育程度和查清岩溶形态的空间分布规律,以便在选线时避让或防治影响路基稳定的岩溶病害.     

犁耕作用对~(137)Cs法测算农耕地土壤侵蚀量的影响

原子弹爆炸产生的放射性尘埃~(137)Cs 降到地表后,被地表土壤的胶体颗粒牢固的吸附,~(137)Cs以后的运动主要取决土壤颗粒的物理运动.1954—1965年是核尘埃的主要产出期,其中以1963—1964年浓度最大,1970年以后,核尘埃的产出量极微.~(137)Cs 的半衰期为30.1a,是研究土壤侵蚀、泥沙运移的一种较好的人工同位素.     

干旱区绿洲地下水水位时空变异性对土地覆被变化的响应

应用遥感、地理信息系统和地统计学方法, 分析三工河流域绿洲土地利用/土地覆被变化对地下水位时空变异性的影响. 通过半变异函数模型、克里格插值拟合三工河流域1978, 1987和1998年地下水位时空变异性特征, 结合遥感解译生成的1978, 1987和1998年三期土地利用/土地覆被类型分类图, 叠加分析不同地下水埋深等值线区域土地利用/土地覆被类型转移关系. 结果表明1978~1998年20年间无论是平水期还是丰水期, 整个绿洲地下水补给量变幅并不显著, 而地下水位和土地利用/土地覆被均发生了显著的时空变化, 并且两者之间具有密切的相关性. 流域地下水水位整体具有中等的空间相关性(33.4%), 空间自相关距离为17.78 km. 地下水位急剧变化的区域均是土地资源开发加剧的区域, 主要表现为耕地、林地、建设及工矿用地土地资源的开发. 研究反映出干旱区绿洲土地利用/土地覆被变化对地下水资源时空变异性产生了深远的影响, 这对于合理利用浅层地下水资源, 维护绿洲的稳定性具有直接的现实意义.