塔里木沙漠公路景观评价研究

塔里木沙漠公路是开展塔克拉玛干沙漠旅游的重要组成部分。公路沿线旅游景观的视觉好坏,直接影响游客的心理感受和对景观质量的认可度。通过对以往研究的总结与实地调查,从旅游研究视角,运用AHP法建立了3层级27个指标因子的塔里木沙漠公路景观评价体系,并验证了评价方法的有效性。进而对沙漠公路沿线景观质量进行系统评价,结果表明：沙...     

国道312酒泉-嘉峪关段公路沿线景观格局变

公路作为一种特殊的土地利用类型,对其周边景观格局起着“通道-障碍”双重作用。在RS和GIS技术支持下,以甘肃酒泉-嘉峪关市1986、1996、2006年和2010年Landsat TM/ETM+影像为数据源,应用景观格局指数分析法,对比分析近25 a来,酒泉-嘉峪关段国道312公路两侧不同缓冲区内景观格局变化。结果表明：① 1986-2010年,公路沿线景观格局变化显著,建设用地增加迅速,未利用地明显减少,且主要转化为建设用地;公路辐射作用在不同缓冲区内影响程度存在差异。② G312线酒泉-嘉峪关段交通道路廊道结构特征变化突出,公路连通度和通道作用不断加强。③ 公路及相关设施建设使得沿线景观斑块密度增加,景观异质性增强,部分斑块类型在不同缓冲区表现出一定程度的聚集效应;公路沿线景观格局趋于破碎化、多样化和均匀化。④ 公路沿线以2 000 m内缓冲区影响最大,而公路起始两端的市中心地带影响范围超过3 000 m。两城市扩张与经济发展以及原有景观格局特征是导致公路沿线生态效应差异明显的重要原因。     

塔克拉玛干沙漠浅层地下水位对单井抽水的响应过程研究

为了研究人工抽水行为对周边地下水位的影响,在塔里木沙漠公路防护林生态工程第69号水源井处布设了抽水试验观测场,利用连续定位观测数据,分析了地下水位降深与时间的关系、地下水位的空间差异性规律;在此基础上利用Neuman井流模型方法,分析了含水层的传导性和贮水性,确定了该区域的相关水文地质参数;并利用Theis预报方法,对抽水引起的水位变化进行了短期预报。研究结果表明:抽水过程水位上升和下降过程均可分为快速和慢速两个阶段,含水层具有弹性释水和重力释水作用的特征;计算得出部分水文地质参数为:T=1.50E+1m3/d,Kh=3.74E+1 m/d,σ=1.12E-2;预测得出持续抽水1000 min时的抽水影响半径约为400m。文中研究所得出的水文地质参数符合该地区的水文地质条件,可作为相似区域水文地质学研究的参考;地下水位在抽水行为结束后,能够恢复到抽水前的水平;抽水行为对周边地下水位的影响范围不大,多个水源井之间不会形成相互干扰,不会引起天然地下水位的持续下降。研究结果可为沙漠公路沿线地下水资源的可持续利用和防护林生态工程整体的稳定性及长久运行提供一定的理论依据。     

基于WRF模式的新疆巴音布鲁克盆地强降雨天气数值模拟效果分析

为了验证中尺度数值模式WRF中参数化方案对新疆中天山地带巴音布鲁克盆地天气模拟的适用性,以寻找对该区域天气模拟WRF模式中最优参数化方案组合。利用WRF模式对新疆中天山地带巴音布鲁克盆地2场强降水过程进行数值模拟,选取2种不同的边界层参数化方案(YSU,MYJ),2种不同的云动力参数化方案(GrellFreitas,Grell-3),3种不同的云微物理参数化方案(Lin,WSM6,Thompson),3种不同的长短辐射参数化组合方案(New Goddard/New Goddard,Dudhia/RRTM,GFDL/GFDL),组成36种参数化方案组合。模式模拟采用双层嵌套的方式,其中内层嵌套区域为4 km精度,对中天山地带巴音布鲁克盆地进行数值模拟。同时,借助气象部门的自动站观测资料,与小时降雨量、空气温度、10 m风速、表面大气压强等边界层结构特征进行了比较分析,评估不同参数化方案的模拟差异。得出最优参数化方案组合:陆面参数化方案为YSU方案,云动力方案为Grell-Freitas方案,云微物理方案为WSM6,长波辐射和短波辐射参数化方案为Duhia/RRTM。各边界层参数化方案组合均能够模拟出降雨趋势变化特征,但最优参数化方案组合模拟结果与实际观测结果仍然存在一些差异。     

新疆天山北麓典型绿洲城市的水资源模糊综合评价研究

本文主要采用模糊评价法对新疆天山北麓的乌鲁木齐、石河子、克拉玛依三个绿洲城市的水资源利用程度进行评价分析,认为这三个城市的水资源开发利用虽处于开发利用的起步阶段,水资源开发规模较小,开发程度较低,利用率不高且对水资源的利用发展缓慢,制约了其水资源的可持续开发利用。最后提出解决新疆天山北麓城镇所面临的水资源问题的有效措施。     

天山奎屯哈希勒根51号冰川变化及其对气候的响应

哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡,即奎屯河上游支流哈希勒根河源区。继1998年对冰川末端和运动速度的首次观测之后,相继开展了多次重复测量,完成了冰川面积测量和首次雷达厚度测量。结合冰川实测资料和已有相关研究,对自20世纪60年代以来的变化特征进行了详细分析,结果表明：1964-2006年哈希勒根51号冰川面积共减小了0.123 km2,年平均退缩率约为0.19%,相比低于天山地区的整体水平（0.31%）。冰川末端累计退缩84.51 m,年平均退缩率为2.01 m。对于冰川运动速度,1999-2006年整体偏低,各流速点的年际变化较小,且略微有下降的趋势;7 a间物质平衡年际变化较小,整体表现出沿海拔高度增加而增加的趋势。1964-2010年冰川厚度减薄了约10 m,年均变化率约为0.22 m。与天山乌鲁木齐河源1号冰川相比,整体消融趋势稍弱。     

新疆南部夏季高温的公路交通响应

通过对2008年夏季(6～8月)若羌模拟公路路面温度的实验数据及同期若羌气象观测资料的分析,得出:若羌模拟公路路面最高温度对交通运行有影响的概率高达73%,有很大影响和有严重影响的概率分别为40%,23%;在晴天12:00～18:00时,对交通运行有影响的概率达68%;日最高气温在37℃以上和35～37℃时,若羌模拟公路路面最高温度对交通运行有影响的概率分别达100%,87%.同时,利用塔克拉玛干沙漠周边公路沿线9个气象观测站(库尔勒、若羌、且末、民丰、和田、叶城、喀什、阿克苏、库车)近48年(1961-2008年)5～9月气温和地面温度资料,对其气候概况和气候变化特征进行分析,得出近48年夏季最高地面温度总体为上升趋势,尤其是20世纪80年代以后上升幅度较大.     

近35 a新疆天山巴音布鲁克草原退化程度评价

植被覆盖度和生产力指标作为评价草原生态系统退化已有较多研究,各单一评价指标互相独立难以对不同草原退化程度进行综合评价。本研究以新疆天山中部巴音布鲁克草原为研究对象,提出了一种基于标准化处理分指标耦合的草原退化遥感评估方法。选取草原植被覆盖度、草层平均高度、总产草量3个分指标,通过主成分分析法确定分指标权重,并引入Min-Max标准化方法处理并构建综合评价指标草地退化指数(Grassland Degradation Index,GDI),最终通过Landsat影像反演以及草地退化指数变化率的合理分级评估了1986—2021年新疆天山巴音布鲁克草原的退化程度。结果表明:(1)GDI_g与NDVI的相关性最好。(2)2021年巴音布鲁克草原未退化面积占总面积的比例为60.51%;不同草地类型的草地退化程度有明显差异;空间分布上表现为由盆地向山地退化加重的趋势。(3)通过辐射配准方法可以将GDI_rs模型应用于其他年份,2000—2009年巴音布鲁克草原退化程度明显改善,2009—2021年草原退化程度轻微波动。研究结果将为指导巴音布鲁克草原退化程度的评...     

2种吡啶类除草剂对天山假狼毒群落影响和禾本科牧草产草量及安全性评价

2013—2014年在新疆昭苏县乌鲁空盖草原选用270 g/L三氯吡氧乙酸丁氧基乙酯·氯氨吡啶酸钾盐水乳剂和21%氯氨吡啶酸水剂不同浓度对草原毒草——天山假狼毒进行群落影响试验。研究结果表明,270 g/L三氯吡氧乙酸丁氧基乙酯·氯氨吡啶酸钾盐水乳剂和21%氯氨吡啶酸水剂不同浓度均对天山假狼毒群落生长产生影响,与使用浓度呈正相关;其中使用270 g/L三氯吡氧乙酸丁氧基乙酯·氯氨吡啶酸钾盐水乳剂6 000 m L/hm2明显抑制天山假狼毒群落正常生长,并且对禾本科牧草安全性较高,同时禾本科牧草数量和产草量明显增加,可作为防除天山假狼毒群落生长的化学药剂。     

近51年新疆S干旱指数变化特征分析

利用新疆地区52个气象站1960-2010年月降水量和无雨日数资料,定义了S干旱指数,采用EOF、REOF、Morlet小波分析、Mann-Kendall分析、分布函数等方法,分析了近51年来新疆干旱指数的时空分布特征。结果表明:EOF分解得出,新疆干旱指数存在三种主要的空间分布,即全区一致变化型、南北反向变化型和东西反向变化型;根据REOF前四个旋转荷载向量场高载荷区分布,将新疆干旱指数分成四个区,即新疆北部地区、新疆南部地区、天山中西部地区和天山东部地区;新疆北部地区、天山中西部地区和天山东部地区干旱指数有增大的总趋势,新疆南部地区干旱指数有减小的总趋势。     

Effects of different types of guardrails on sand transportation of desert highway pavement

Guardrail, an important highway traffic safety facility, is mainly used to prevent vehicles from accidentally driving off the road and to ensure driving safety. Desert highway guardrails hinder the movement of wind-blown sand, resulting in the decline of sand transportation by the pavement and the deposition of sand gains on the pavement, and endangering traffic safety. To reveal the influence of guardrails on sand transportation of desert highway pavement, we tested the flow field and sand tran...     

策勒绿洲地下水和地表覆被时空变化的研究

策勒绿洲是新疆典型的荒漠绿洲区,地下水是维持该绿洲及过渡带植被生长的关键因素,以绿洲灌区为主体,以2008—2015年地下水时空变化为主线,采用遥感、GS+地统计学、优化K-means聚类和空间信息叠加等方法分析绿洲地下水和地表覆被的变化特征。结果表明:(1)绿洲地下水埋深变幅最大是11号井,为9.66 m;变幅最小是25号井,为0.1 m;地下水埋深存在明显的空间自相关,相关距离为11.852 km;绿洲东北部地下水埋深明显下降,下降区域面积为184.85 km²,占绿洲面积的72%;(2)对绿洲地下水埋深进行优化K-means聚类分区,结果分为4个子区,其中第一、第二聚类中心的地下水埋深均呈现下降趋势;(3)2000—2015年绿洲土地覆盖类型发生较大转变,林地面积显著性减少了26.02 km²,草地面积增加了11.15 km²,农田向东北部明显扩增;(4)绿洲不同地表覆被类型的地下水埋深从深到浅依次为:农田>林地>草地。     

渭干河灌区潜水蒸发规律实验分析

依据渭干河灌区潜水蒸发实验场观测资料 ,分析了潜水蒸发随埋深、土质及气象条件下的变化规律 ,对潜水蒸发量进行了公式拟合。结果表明 ,对于壤土类 ,幂函数型和清华公式拟合较好。对于砾石和细砂 ,阿氏公式和清华公式拟合较好。研究结果在生产应用中有一定的实用价值。     

植被沙障对近地表风沙流特征影响的风洞实验

植被沙障在一些地区已成为沙害防治的有效手段,其应用也越来越广泛,但对其治沙机理尚不很清楚.在盖度为10%,15%,20%,30%,40%,60%情况下,对植被沙障的防风固沙效益进行了风洞试验.实验风速设置为6,8,11 m/s,测定不同植被盖度的风速廓线特征、风沙流结构特征及其防沙效果.实验结果表明:①积沙总量随盖度增加而逐渐降低,风沙流中的砂粒分布在一定的高度范围内,但分布的高度随盖度的增加呈下降趋势;②植株的茂密程度对风沙流的结构有明显影响,盖度越高,积沙量越集中在下部;③盖度并不是导致积沙量为零的唯一指标,风蚀是否发生,还与植被的疏透度、防护林的高度等有关.     

干涸盐湖地下水和土壤化学属性对自然植被分布的控制作用

我国西北地区湖泊萎缩、干涸,大面积裸露湖床成为化学粉尘的释放源。湖床植被能有效抑制粉尘排放,提高干涸湖床植被覆盖度成为生态治理的重要举措之一。本研究以内蒙古北部边缘典型现代干涸盐湖--巴拉嘎斯湖为研究区,通过野外调查,样带选择,实地采样分析和实验室统计分析,研究了干涸湖床地下水及土壤化学属性对湖区自然植被分布的控制作用。结果表明:在地下水和土壤化学属性影响下,湖区植被从干涸湖床至湖滨依次呈现芦苇群落、盐爪爪群落、芨芨草群落、红砂群落和小针茅群落的环状分布。湖区自然植被分布主要受地下水水位、地下水总溶解性固体(TDS)与土壤有效磷含量的控制。地下水埋深由湖床至湖滨逐渐增加,地下水TDS逐渐减小,当地下水埋深为4 m左右且TDS较低(<10 g·L^-1)时,植被群落呈现最大生物量及最大覆盖度。土壤有效磷对植被分布影响最大,其次是土壤中SO4^2-。当土壤含盐量能满足原生自然植被正常生存的条件时,地下水与土壤有效磷含量应是人工恢复植被优先考虑的因素。     

绿洲-荒漠过渡带早春自然植被的物种组成及其防风效应

以新疆准噶尔盆地南缘的绿洲-荒漠过渡带为研究区,研究该区早春自然植被的物种组成与分布,并探讨其防风效应。① 过渡带的自然植被以灌木为主,梭梭是优势种。不同样地物种的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数差异都较大。② 对自然植被的平均高度、覆盖度、地势起伏度与0.5 m和1.5 m高度的平均风速进行线性相关分析,发现只有地势起伏度与0.5 m和1.5 m高度的平均风速呈极显著正相关关系,且平均风速随植被平均高度和覆盖度的增大有减小的趋势。③ 以Wasson 和 Nanninga 的第一种建模思路为基本模型,构建了自然植被覆盖度与相对风速的数学模型,发现两者存在负指数函数关系,并预测不同风速下,在0.5 m高度,当有效植被覆盖度达到23.16%时,自然植被的防风效能为60%;而在1.5 m高度,当有效植被覆盖度达到36.33%时,自然植被的防风效能为50%。
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腾格里沙漠月亮湖公路沿线退化白刺沙堆封育及其防沙效益

通过对腾格里沙漠月亮湖公路路域退化白刺沙堆地进行围栏封育及人工促进更新复壮效果的调查分析表明:在干旱荒漠地区,封育和人工促进更新技术可使路域植被盖度提高17.4%,新增植物13种,植株密度增加28株/m2,粗糙度增大18.3倍,输沙量降低5.7倍,风速降低11.37%。     

围栏封育对新疆蒿类荒漠草地植被及土壤养分的影响

以新疆封育3年的蒿类荒漠草地为对象,研究干旱区封育对草地植被及土壤养分的影响.结果表明:封育后荒漠草地群落的盖度、产量明显增加(P<0.05),分别比对照提高了11.0%,51.6 g/m~2,且盖度、产量的增加主要是由藜科草类引起;荒漠草地80%以上的地下生物量集中在0～40 cm土层中,且封育促进了0～10 cm土层内生物量的增加(P<0.05);与放牧地相比,封育后土壤有机质、全氮、全磷、全钾及速效氮、磷、钾含量均有所提高,且在0～10 cm的土层中差异显著(P<0.01),而pH值略有上升.     

A Generalized Two-Dimensional Gaussian Model of Disease Foci of Head Blight of Wheat Caused by Gibberella zeae

ABSTRACT A generalized two-dimensional Gaussian model is proposed to describe disease foci of head blight of wheat in plots (100 to 2,500 m(2)) originating from small areas (1 to 16 m(2)) inoculated with Gibberella zeae-colonized corn kernels. These anisotropic, asymmetrical foci arose from ascospores produced in perithecia. The model is Z = exp[-(AX(2) + BY(2) + CXY + DX + EY + F)], in which Z = the incidence of seed or spikelet infection at point (X,Y) located in the plot, exp = the exponential function, X = the abscissa or spatial coordinate of the point along a given axis (approximately parallel to the average wind vector during the period of spore release in these experiments), Y = the ordinate or spatial coordinate of the point along the axis perpendicular to the X axis (approximately perpendicular to the wind direction in these experiments), A and B = the quadratic coefficients of the second-order polynomial AX(2) + BY(2) + CXY + DX + EY + F, C = the bilinear coefficient, D and E = the linear coefficients, and exp(-F) = the incidence of seed or spikelet infection at the focus peak in which X = 0 and Y = 0. The generalized two-dimensional Gaussian model was tested on data from a circular or isotropic focus, an elliptical or anisotropic focus with two axes of symmetry, and two anisotropic foci with one and zero axis of symmetry. Its goodness-of-fit (r(2) and adjusted r(2)) was compared with the inverse power, modified inverse power, exponential, and classical Gaussian models. Submodels using only the linear terms, only the quadratic terms, or combinations selected from stepwise regression procedures using various probabilities to enter and to stay and a procedure maximizing the adjusted r (2) were also considered. Spatial analysis of the residuals was performed using Geary's c coefficient at the first distance class. For the circular and elliptical foci, our model provided a fit similar to the modified inverse power and exponential models. However, for anisotropic foci with one or zero axis of symmetry arising from ascospores influenced by wind direction, the generalized two-dimensional Gaussian model provided a better fit. For these anisotropic foci, the linear term X but not the quadratic term X(2) was generally retained in the model, indicating an exponential gradient in the direction parallel to the wind. In all models, the quadratic term Y(2) was retained, along with Y in some cases, indicating that the gradient in the direction roughly perpendicular to the wind was Gaussian or Gaussian-exponential in shape. The bilinear term XY provided an indication of the orientation of the focus in relation to the axes of the sampling grid. This model has the versatility and parameters (quadratic, bilinear, and linear) to better describe the anisotropy of foci from wind-dispersed spores.     

黄土高原半干旱区降雨入渗试验研究

黄土高原地区地下水资源缺乏,降雨是土壤水的唯一补给来源。为研究降雨补给地下水过程,在黄土丘陵半干旱区的米脂试验站,对野外10 m土柱土壤水分进行了定位观测,分析自然降雨下土壤水分入渗深度和补给量。结果表明:自动监测显示单次降雨量为5.2 mm(小雨)时,11 h后入渗达到最大深度0.3 m,此深度以下几乎没有变化;单次降雨量为15.8 mm(中雨)时,4 d内影响深度可达0.6 m;单次降雨量为33.6 mm(大雨)时,8 d内1.2 m处土壤含水量增长明显,1.4 m以下没有变化。水分循环主要在0.8 m以内的蒸发带,该层土壤水分易被蒸发,0.8 m以下随着深度增加,土体含水率变化逐渐滞后,增幅逐渐减小。受多种因素影响,入渗过程持续时间不一。覆盖处理观测期土壤水分补给量显示:覆膜石子树枝裸地,补给量与降雨量呈线性关系,覆膜补给量上升最大。