砂砾质戈壁沉积物分形维数计算及其对风沙作用的指示意义

传统分形理论在多峰态分布的砂砾质沉积物分形计算中存在局限性,且物理学意义不明确。文中利用分段式加权平均技术对传统分形维数计算方法进行修正,并计算了阿拉善高原北部砂砾质戈壁地表不同组分沉积物的分形维数值。结果表明:对传统分形维数计算法进行分段式加权平均修正能正确反映多峰态沉积物的分形特征且物理意义明确。砂砾质戈壁地表沉积物分形维数值介于2.0-3.0之间,并随跃移组分含量的增大而增大(R~2=0.723),随蠕移及风蚀残余组分含量的增大而减小(R~2=0.723);富砂组分戈壁地表沉积物分形维数值偏大(2.53-2.82),富砾组分戈壁地表沉积物分形维数值偏小(2.31-2.65)。     

雅鲁藏布江河谷沙丘沉积物粒度特征及其环境指示

雅鲁藏布江(雅江)河谷是青藏高原南部风成沉积物的典型分布区。通过对雅江河谷的沙丘表层沉积物进行系统采样,分析了沉积物粒度特征及其空间分异规律,以期揭示河谷风沙沉积环境。结果表明:1)沙丘沉积物粒度以细砂和中砂组分为主,其次为极细砂、黏土-中粉砂、粗砂和粗粉砂组分。分选较差至中等,偏度为正偏至极正偏,峰态介于正态至很尖锐。2)沙丘沉积物粒度组成及参数在流域尺度上并无统一的空间变化规律,但在雅江上游和中游存在明显区域差异。风沙过程是造成这种区域变化的主要原因,水沙过程并不是影响雅江河谷沙丘粒度变化的主要原因。3)雅江河谷沙丘沉积物具有相似的搬运方式和沉积环境,主要由跃移质和蠕移质组成,悬移组分含量低,沉积环境主要为河流沉积和湖泊沉积,共同指示河岸和河漫滩沉积物是雅江风成沙丘的主要物质来源。     

柴达木盆地耙状线形沙丘沉积物粒度特征及其对沙丘形成的意义

耙状线形沙丘是一种新发现的沙丘类型,形态上既有线形沙丘特征,又有新月形沙丘的特征,但目前对该类沙丘的研究相对较少,从而限制了对此沙丘的认识。为此,文中选择柴达木盆地的耙状线形沙丘为研究对象,收集地表沉积物样品,探讨沉积物粒度特征,为阐明沙源对耙状线形沙丘的形态演化过程提供支撑。研究表明,受砾石覆盖和盐分的影响,该地区的沙源欠丰富。耙状线形沙丘粒度具有明显的空间差异。在沙丘断面上,脊线最细,且迎风坡坡脚比背风坡粗。分选系数随平均粒径变细而变好,偏度随风选变好而趋于正偏。除分选系数与峰度相关性较差外(R²=0.37,P=0.1),其余所有的粒度参数之间均有明显相关性(P<0.001)。沉积物粒度的空间差异反映了沙源和沉积物搬运过程的差异。综合风况、沉积物和下垫面特征,研究区沙丘物源包括戈壁和干涸湖盆,其中蠕移质主要来源于戈壁,而跃移质则敖阔戈壁和干涸湖盆。     

近40 a黄河乌兰布和沙漠段河道演变特征

基于Landsat系列卫星遥感数据,利用目视解译法提取黄河乌兰布和沙漠段近40 a夏季河道演变特征值,对比分析两岸河道演变特征并分析其变化原因.结果表明:①以乌海水利枢纽为起点,1973-2015年黄河乌兰布和沙漠段左岸堆积面积最大的河段分布在11.5 ～36.7 km处,右岸堆积面积最大的河段分布在61.5～73.1 km处;②1973-2015年黄河乌兰布和沙漠段堆积与侵蚀总面积分别为82.73 km2和5.28 km2,其中1973-1989、1989-2000、2000-2005、2005-2008、2008-2010年和2010-2015年各时期的堆积速率分别为1.52 km2·a-1、2.36kim2·a-1、3.70km2 ·a-1、2.45 km2 ·a-1、1.22 km2·a-1和0.84 km2·a-1.黄河乌兰布和沙漠段整体呈现淤积状态,河道萎缩并向右迁移;③随着石嘴山水文站年均径流量的增大,河岸堆积速率呈逐渐降低趋势,而侵蚀速率变化趋势则正好相反.该研究有利于了解黄河上游沙漠宽谷河段的河道演变特征,为沙漠地区植被恢复及当地环境的治理提供理论依据.     

塔克拉玛干沙漠北缘沙尘暴源区地表沉积物粒度特征

研究表明,在肖塘地区,地表沙主要以细砂(0.125～0.25 mm)为主,占48.35%,极细砂(0.062 5～0.125 mm)占30.05%,中砂(0.25～0.5 mm)占14.34%,粉砂(0.003 9～0.062 5 mm)占6.09%,同时丘间沙有黏土(0.000 02～0.003 9 mm)存在,含量在0.5%～0.8%;以细砂为主是造成肖塘地区沙尘暴结束后,很少出现浮尘天气的主要原因,也是造成该地沙尘暴主要以就地起沙为主,只有少数几次较强的天气系统形成远源沙尘暴;沙丘砂样分选良好,标准偏差(σ1)为0.61,其次是胡杨林带和生态防护林带,分别为0.65,0.69,古河床的砂样分选最差为1.31,河床沉积土为1.64;沙尘暴输沙贡献以沙为主,河床裸露面积小,表土胶结紧实,对沙尘暴沙源贡献不大.     

吴起县退耕还林样地土壤粒径分布的单一和多重分形特征

利用马尔文2000激光粒度分析仪测定土壤粒级体积百分含量,并利用分形理论研究土壤颗粒组成的单一和多重分形特征,以说明陕西省黄土丘陵沟壑区退耕还林工程在减少土壤流失方面的作用。结果表明:荒地和林地土壤黏粒、粉粒体积分数和分形维数(D值)较梯田高,而砂粒体积分数较低。D与黏粒和粉粒体积分数极显著正相关,而与砂粒体积分数极显著负相关。土壤有机质含量与<0.05mm和0.05-1mm体积分数分别存在明显的正相关和负相关关系;与多重分形中的Dq(q≤0)和D1/D0不相关,与Dq(q≥1)显著负相关。林地和荒地土壤粒径分布的Rényi维数谱较梯田土壤的宽。退耕还林还草可使土壤细颗粒物质含量和分形维数增大。在该研究区,土壤细颗粒物质含量和单一分形维数可作为土壤物理性质改善的指标,而Rényi维数谱的相关指标还需进一步提取。     

黄河柳林段全新世古洪水滞流沉积物研究

通过野外观察研究,在黄河晋陕峡谷段柳林县三川河支流沟口内,发现了疑似全新世黄河古洪水滞流沉积层剖面。根据磁化率、烧失量、CaCO3、粒度成分测定的实验结果可知,四层沉积物磁化率、烧失量较低,CaCO3含量较高;结合野外观测、粒度特征分析、C~M图和粒度分布频率曲线,表明四层河流沉积物具有典型的古洪水滞流沉积层（SWD）特征。通过地层分析和OSL测年,证明在距今3 200~2 900年前,黄河晋陕峡谷经历了一个洪水期,发生了多次大洪水事件,此时正值我国历史的商末-西周初期,造成了社会动荡和历史转折。该研究结果揭示了古洪水SWD的基本特征,为晋陕峡谷特大古洪水事件洪峰水位和流量的恢复,黄河水资源开发、防洪减灾和水土保持都奠定了科学基础,对揭示区域气候水文变化与全球变化的响应规律有着非常重要的科学意义。     

敦煌雅丹沉积物中重矿物特征及其物源指示意义

重矿物是判断物源的重要标志。文中对甘肃敦煌雅丹砂质沉积物中重矿物的种类、形态和组合特征进行了分析,进而对沉积物的物源进行了探讨。通过研究,共鉴定出21种重矿物,可分为2类组合:一是磁铁矿-角闪石-锆石-磷灰石组合、二是石榴子石-绿帘石-绿泥石-矽线石组合;根据重矿物类型和组合特征推测研究区沉积物的母岩应以岩浆岩及变质岩为主;重矿物指示研究区砂质沉积物属近源快速堆积的产物,物源应来自北山构造隆起区。     

塔里木沙漠公路沿线沙物质特征及环境意义

本文对沙漠公路沿线风沙地貌和沙物质的特征、如粒度特征,矿物成分,化学成分以及微量元素组成等进行了分析,为沙漠公路的生物防沙规划,道路的沙害治理提供科学数据。用聚类分析的方法对沙物质分析特征在沙漠环境研究中的应用进行了初步探讨。     

Estimation of the quantity of aeolian saltation sediments blown into the Yellow River from the Ulanbuh Desert,China

The Ulanbuh Desert borders the upper reach of the Yellow River.Every year,a mass of aeolian sand is blown into the Yellow River by the prevailing wind and the coarse aeolian sand results in serious silting in the Yellow River.To estimate the quantity of aeolian sediments from the Ulanbuh Desert blown into the Yellow River,we simulated the saltation processes of aeolian sediments in the Ulanbuh Desert.Then we used a saltation submodel of the IWEMS(Integrated Wind-Erosion Modeling System)and its accompanying RS(Remote Sensing)and GIS(Geographic Information System)modules to estimate the quantity of saltation sediments blown into the Yellow River from the Ulanbuh Desert.We calibrated the saltation submodel by the synchronous observation to wind velocity and saltation sediments on several points with different vegetation cover.The vegetation cover,frontal area of vegetation,roughness length,and threshold friction velocity in various regions of the Ulanbuh Desert were obtained using NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)data,measured sand-particle sizes,and empirical relationships among vegetation cover,sand-particle diameters,and wind velocity.Using these variables along with the observed wind velocities and saltation sediments for the observed points,the saltation model was validated.The model results were shown to be satisfactory(RMSE less than 0.05 and|Re|less than 17%).In this study,a subdaily wind-velocity program,WINDGEN,was developed using this model to simulate hourly wind velocities around the Ulanbuh Desert.By incorporating simulated hourly wind-velocity and wind-direction data,the quantity of saltation sediments blown into the Yellow River was calculated with the saltation submodel.The annual quantity of aeolian sediments blown into the Yellow River from the Ulanbuh Desert was 5.56×106t from 2001 to 2010,most of which occurred in spring(from March to May);for example,6.54×105tons of aeolian sand were blown into the Yellow River on 25 April,2010.However,in summer and winter,the saltation process occasionally occurred.This research has supplied some references to prevent blown sand hazards and silting in the Yellow River.     

乌兰布和沙漠沿黄段不同治理措施的风沙运移特征及其防护效果

为科学治理黄河乌兰布和沙漠沿岸风沙入黄问题,以该河段沿线流沙为对照,开展了麦草沙障、沙柳沙障、葵花杆沙障和梭梭林为代表的工程与植物固沙实验,对不同治理措施下的风速廓线、粗糙度、风沙流结构、防护效果及其相互关系进行了野外观测与室内分析。结果表明:1)各沙障和梭梭林内风速廓线发生改变,近地表风速显著降低,地表粗糙度和摩阻风速显著增加。2)流沙表面输沙量分布随高度增加呈对数递减,90%集中在0~10cm范围,98%分布在0~30m范围内。3)不同措施的输沙率随风速的增加呈增加趋势,但输沙率仅为流沙的1.07%~38.27%,可很好的控制近地表的流沙活动。4)各类固沙措施的实施效果排序葵花杆沙障>梭梭林>沙柳沙障>麦草沙障,控制流沙效果均达到75%以上,对固定流沙均能起到积极作用。综合考虑固沙效果、成本、运输以及使用寿命等,该地区选择葵花杆沙障和梭梭较为合适。该研究结果可为解决风沙入黄问题、完善黄河沿岸风沙防护体系提供参考。     

塔克拉玛干沙漠公路沿线植被及特点

本文以塔克拉玛干浙江省公路为主线，调查由沙漠北缘至腹地自然概况，植物组成及分布特点，植被类型等，结果表明，塔克拉玛干沙漠公路沿线植物组成非常贫乏，仅１８种；生态学特性则以中生，耐盐的高位芽植物占主导地位；大多数植物以根蘖为主要繁殖形式；植被类型简单、隐域性盐化草甸植被占有一定的地位。     

乌兰布和沙漠东北部沙区人工林土壤肥力质量评价

选择乌兰布和沙漠东北部沙区9块人工林为研究对象,通过敏感性和主成分分析,筛选了16项表征土壤物理、化学和生物学特性的指标,并运用模糊综合评判法,计算土壤肥力质量综合指数(I_IF）。结果表明: <0.01 mm 物理性黏粒含量、团聚度、有机质、全氮、细菌数和脲酶活性构成了该区土壤肥力质量评价指标体系;所选指标能全面反映原16项指标的信息,决定系数达0.940 5;样地土壤肥力总体表现为：灌木林>乔木林>流沙地,灌木林具有较好的改土作用,柠条土壤肥力指数最高。因此,该区应以种植乡土固氮灌木为主,乔灌草结合,不宜大面积种植乔木。     

黄河流域地表水资源可再生性评价

水资源具有自然再生和社会再生、水量再生和水质恢复等四种类型。本文根据水资源可再生性基本涵义建立了黄河流域地表水资源可再生性评价一般指标体系 ,并运用TOPSIS法进行评价 ,结果表明 :黄河流域主要产水区域如龙羊峡以上、湟水流域、洮河流域和渭河流域等都是水资源可再生性相对最强或较强的区域 ,北洛河流域是最弱的区域 ,其余属于中等或者较弱区域。     

塔克拉玛干沙漠土壤种子库特征初探

通过野外采样和室外萌发的方法,研究了塔克拉玛干沙漠公路沿线6种立地类型的土壤种子库特点.其主要结论:①所有立地类型的土壤种子库密度都很小.立地类型I,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,V,Ⅵ的土壤种子库密度分别为:(46.20±4.45)粒/m2,(27.50±5.58)粒/m2,(15.00±3.37)粒/m2,(6.52±0.87)/m2,(10.00±2.42)粒/m2和(50.00±5.50)粒/m2.②所有立地类型土壤种子库中所出现的物种数量都很少.③所有立地类型土壤种子库中出现的物种生活型,一年生草本并不占优势.④在塔克拉玛干沙漠空间分布上,沙漠南缘和北缘的土壤种子库密度和物种多样性较大,而中部的密度和物种多样性较小.     

黄河流域省会城市居民水素养综合评价研究

基于对水素养的内涵界定,从必要的水知识、科学的水态度、规范的水行为等方面构建水素养评价指标体系。设计调查问卷,选取黄河流域9个省会城市为样本开展调查,共获取2485份有效问卷。通过分析得出基于问卷调查的水素养评价值,在此基础上提出节水程度调整值对水素养评价值进行调整,得到最终的水素养综合评价值。研究发现:黄河流域省会城市居民的水素养水平整体较好,但水知识评价值与水态度评价值相对较高,而水行为评价值相对较低,即态度-行为失衡;水素养综合评价值更加接近黄河流域各省会城市居民水素养水平的实际;水素养水平的高低并不与水资源禀赋呈现线性相关关系。