一、西藏高原干旱半干旱区土壤分形特征及其应用(论文文献综述)
蒋嘉瑜,刘任涛,张安宁[1](2021)在《干旱与半干旱荒漠草原区柠条灌丛土壤分形维数与理化性质对比分析》文中指出为了探讨干旱与半干旱荒漠草原区灌丛微生境土壤分形维数与理化性质变化特征及对干旱环境的响应规律,选择宁夏盐池和内蒙古乌拉特荒漠草原柠条灌丛为研究对象,以灌丛外裸地为对照,采用野外采样与室内分析方法,开展了灌丛内外微生境土壤分形特征和土壤理化性质的对比研究。结果表明:(1)盐池柠条灌丛显着提高了中砂粒含量,降低了土壤黏粒、含水量、pH值、全碳含量及土壤碳氮比。乌拉特柠条灌丛显着提高了极细砂粒和细砂粒含量,降低了土壤黏粒含量和土壤分形维数。(2)从乌拉特到盐池,随着降水量增加,柠条灌丛土壤粉粒、含水量、全碳含量及碳氮比增加,而极细砂粒、细砂粒、pH值降低。(3)土壤黏粒与土壤养分间呈正相关性,土壤粉粒与全碳、碳氮比及含水量间均呈显着正相关性,但极细砂粒与全氮呈显着负相关性,土壤细砂粒与全碳、碳氮比及含水量间呈显着负相关性,土壤中砂粒与土壤含水量、全碳、土壤碳氮比间呈负相关性。(4)土壤分形维数与土壤养分呈正相关,与黏粒含量呈显着正相关,而与极细砂粒、细砂粒含量呈显着负相关。综上,降水分布条件差异导致柠条灌丛内外水分再分配格局、养分空间分布产生较大差异。土壤分形维数可以很好地反映不同荒漠草原类型与不同微生境间土壤性质空间差异性。
张秋梦[2](2021)在《改革开放以来中国粮食生产空间重构及影响因素分析》文中研究表明粮食生产空间重构及影响因素分析,对于把握土地系统变化的主要矛盾、实现粮食生产空间的永续合理利用、科学规划国土空间和保障经济社会可持续发展具有非常重要的现实意义。本文采用全球农业生态区模型、景观格局指数、重心迁移模型等方法,与利用多种地形因子,从数量、质量与空间格局三个维度,首先分析1980-2018年间中国粮食生产空间的总体变化特征,然后解析中国粮食生产空间重构的总体变化特征,最后分析中国粮食生产空间重构路径的变化特征;同时借助地理探测器,探究中国粮食生产空间重构及其路径(数量)的影响因素。主要研究如下:(1)1980-2018年粮食生产空间占全国土地总面积的比率均在18%以上,整体变化不大,且呈东减西增、南减北增的空间分布变化趋势。粮食生产空间内部转换频繁且地理分布显着,粮食生产空间转出面积达6485万hm2,其收缩范围集中在长江中下游地区与黄淮海平原区,并且在不断扩大;粮食生产空间转入面积为6680万hm2,扩张范围从东北平原地区逐渐扩张到西部地区。(2)1980-2018年中国粮食生产空间的质量有所下降。高潜力等级的粮食生产空间明显收缩,以长江中下游地区变化最为显着;而低潜力与中高潜力等级则呈增加态势,分别集中在北方干旱半干旱区、青藏高原区和东北平原区;中低潜力与中潜力等级的粮食生产空间变化不大。近40年土地利用变化整体造成粮食生产空间的生产潜力总量减少,粮食生产空间收缩损失的生产潜力较新增粮食生产空间高出3.4%左右。(3)近40年中国粮食生产空间格局发生了显着变化。粮食生产空间的规模逐渐变小,形状趋于复杂,相隔距离逐渐变远,导致粮食生产空间破碎化加剧。粮食生产空间的数量重心整体向南移动,但迁移距离不远,处在面积加权平均几何最邻近距离指标分布低值区和面积加权平均斑块面积指标分布高值区的重合区域(河北、山东、河南、江苏、安徽、四川盆地及周边地区),分布比较集中;粮食生产空间的质量重心不断向东北移动,迁移幅度相对较大,与大量中潜力、中高潜力与高潜力等级的优质粮食生产空间被占用密切相关。(4)在1980-2018年间,退耕还林还草是引起粮食生产空间收缩的主要路径,其面积占到粮食生产空间收缩总面积的65%左右,以云贵高原区、东北平原区、宁夏和青海省变化最为显着;退耕还林还草主要造成了中低潜力、中潜力与中高潜力等级的粮食生产空间流失,导致生产潜力总量减少约1.18亿吨;退耕还林还草在低、中低地形梯度上的分布优势明显,且其分布指数随着地形梯度的增大而减少。毁林垦草是造成粮食生产空间扩张的主要路径,约占到粮食生产空间扩张面积的75%,在东北平原区的南部、宁夏与新疆、青藏高原区与云贵高原区扩张最为明显;毁林垦草造成中潜力与中高潜力等级的粮食生产空间增加,引起生产潜力总量增加约1.85亿吨;毁林垦草与退耕还林还草的地形分布一致。建设用地扩张占到粮食生产空间收缩面积的25%,在东部沿海地区增长最为明显;建设用地扩张主要造成中潜力与中高潜力等级的粮食生产空间减少,导致生产潜力总量减少约1.13亿吨,;建设用地扩张在低地形梯度上具有分布优势,且其分布指数随地形梯度的增大而减少。建设用地复垦占到新增粮食生产空间的12.5%左右,以云贵高原区、北方干旱半干旱区与青海省的增幅尤为显着;建设用地复垦主要引起了中潜力与中高潜力等级的粮食生产空间增加,造成生产潜力总量增加约0.57亿吨;建设用地复垦与建设用地扩张的地形分布一致。(5)单一因子探测结果表明,海拔因素是影响退耕还林还草与毁林垦草分布的主要原因,而科技水平、人口与经济因素是影响建设用地扩张与复垦的主要原因;因子交互作用探测结果表明,自然与社会经济因素的共同叠加作用对粮食生产重构及其路径的影响比单纯的自然因素或社会经济因素的影响要更为显着。
马丽[3](2021)在《红原高寒沙化草地土壤特征及其与地形因子的关系研究》文中研究指明红原高寒湿地地处青藏高原东缘,是全球高寒湿地生态系统的典型代表,对我国乃至全球气候变化有着极其重要的指示意义。在高原特殊的地理环境、区域气候变暖和人为干扰等多因素的综合影响下,高寒湿地、草甸逐渐退化,正朝着“高寒湿地-高寒草甸-退化草甸-沙化草地”方向演替。基于草原区微地貌变化对生境异质性的控制作用明显,选择红原县瓦切乡典型沙化草地斑块为研究对象,采用空间系列代替时间系列的研究方法,开展地形因子对高寒沙化草地土壤结构特征、土壤养分、土壤微生物群落的作用机理研究,阐明高寒草地沙化与地形因子之间的内在关系,深化高寒草地退化演替发育规律的认识,为高寒草地生态修复和生态服务功能提升提供科学依据。本研究主要成果如下:(1)以瓦切乡重度沙化草地斑块为核心,分析沙化斑块两侧干旱草地方向和湿地方向高寒草地沙化过程中表层土壤团聚体、土壤养分分布特征,揭示了高寒草地沙化过程中土壤结构指示因子。随着沙化程度减弱干旱草地和湿地方向土壤团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和>0.25mm团聚体含量(R0.25)均逐渐增大,分形维数(D)和<0.25mm团聚体含量逐渐减小,土壤结构稳定性逐渐增强,且干旱草地方向土壤团聚体MWD、GMD、R0.25均大于湿地方向,其土壤分形维数减小的程度大于湿地方向,干旱草地方向土壤结构稳定性强于湿地方向,草地沙化在湿地方向退化速率较快。土壤分形维数对土壤养分的指示作用在干旱草地方向和湿地方向存在异质性,干旱草地方向土壤分形维数与有机质、有效氮呈极显着负相关(P<0.01);湿地方向土壤中,分形维数与土壤养分均无显着相关关系。>1 mm团聚体和1~2 mm团聚体分别可作为评价干旱草地和湿地土壤沙化的指示性指标,即该粒径团聚体含量越高土壤沙化程度越弱,且在干旱草地中>1 mm团聚体可表征其含量越高,土壤容重越小,含水率越高。(2)通过对不同沙化程度高寒草地0~40 cm土壤理化性质、土壤有机碳、全氮、全磷、生态化学计量比等分析,明确了高寒沙化草地土壤团聚体有机碳储量分布特征,提出了土壤氮含量是影响沙化草地土壤有机质分解和植物生长的限制因子。本研究发现,沙化草地土壤团聚体有机碳储量较低(0.05~5.56Mg/ha),未沙化草地土壤有机碳主要存在于0.5~2 mm团聚体(38%)和<0.25 mm团聚体(25%)中,沙化草地有机碳主要存在于<0.25 mm团聚体(57%~82%)中。未沙化、轻度、中度沙化草地土壤碳氮比值(C/N值:15.18~36.11)均高于中国表层土壤(11.9±0.1),土壤有机质的分解效率越低,又由于土壤全氮含量(0.33~1.59g/kg)较低,土壤N/P(1.10~1.82)较低,反映了土壤氮含量可能是影响有机质分解和植物生长的限制因子。随着沙化程度的加重,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、速效磷、微生物生物量碳氮、C/N和C/P均逐渐降低,且与>0.5 mm团聚体和含水率呈正相关,与<0.25 mm团聚体、pH和容重呈显着负相关(P<0.05)。(3)通过高寒沙化草地土壤特征与坡度、坡向、坡位的关系研究,明确了坡向和坡位对沙化草地土壤团聚体稳定性和土壤养分分布控制作用明显。不同坡度坡向沙化草地0~40cm土壤均呈现出从坡顶到坡底>1 mm团聚体含量逐渐增加,R0.25、MWD、GMD逐渐增大,坡底土壤结构稳定性显着强于坡中和坡顶(P<0.05)。不同坡度沙化草地坡顶和坡中土壤有机质、全氮、全磷含量差异不显着,而坡底显着高于坡中和坡底;阴坡坡底土壤含水率和>0.5 mm团聚体均显着高于阳坡,阴坡和阳坡土壤有机质、全氮、全磷、微生物生物量碳和生物量碳均表现为坡底高于坡顶和坡中,且阴坡坡底显着高于阳坡(P<0.05),而阴坡坡顶、坡中和阳坡间无显着差异。(4)通过高寒沙化草地土壤细菌群落特征与地形因子的关系研究,明确了坡度坡向影响沙化草地土壤细菌群落结构组成和多样性。不同坡度沙化草地土壤细菌群落优势门均为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门,4种优势种群累计占总丰度的66.85%~73.59%。随坡度增加放线菌门、变形菌门、绿弯菌门丰度逐渐增加,而酸杆菌门则呈递减趋势。放线菌、变形菌和酸杆菌对沙化草地的生境条件具有很好的适应性,与有机质的分解和矿化作用关系密切。阴坡和阳坡不同坡位土壤细菌群落物种数量存在异质性,阳坡坡中高于坡顶和坡底,阴坡则坡底大于坡顶和坡中;土壤结构和土壤理化性质对细菌群落影响显着。0.25~0.5mm、1~2mm和2~5mm团聚体对细菌OUT水平的影响呈显着水平(P<0.05),且对细菌群落差异性的解释分别为44.7%、45.0%、36.7%;土壤容重、有机质、全氮、微生物生物量碳和全磷对细菌群落的影响呈显着水平(P<0.05),对细菌群落差异性的解释分别为43.3%、42.9%、38.0%、37.7%、36.1%。因此,0.25~0.5mm、1~2mm、2~5mm、容重、有机质、全氮、微生物生物量碳和全磷是土壤细菌群落及功能结构变化的主要驱动因子。
包晨曦[4](2020)在《乌兰布和沙漠人工植被区土壤粒度特征研究》文中提出本文对不同建植年份、不同植被覆盖度的土壤粒度进行了比较,以及分形维数与土壤粒度组分含量与粒度参数的相关性。旨在为乌兰布和沙漠人工植被区域的综合治理提供扎实的理论支撑,还要为后续的生态恢复工程提供进一步的理论指导。本文主要得出以下结论:(1)不同建植年份的梭梭、甘草、油蒿人工植被种群的表层土壤颗粒分形维数与粒级含量中具备不同层面的关联性。土壤颗粒分形维数值愈大,土壤中细颗粒(黏粒、粉粒)含量愈多,反之亦然。土壤表层颗粒分形维数与平均粒径表现出极显着负关联性,与峰度(Kg)呈极显着正相关。(2)梭梭、甘草和油蒿植物种群的0-10%、10%-20%、20%-30%植被覆盖度的表层土壤颗粒分形维数与粒级含量具备不同层面的关联性,当土壤颗粒分形维数增大时,土壤中细颗粒(黏粒、粉粒)含量就更多,反之亦然。土壤表层颗粒分形维数与平均粒径表现出极显着负关联性,与峰度(Kg)呈极显着正相关。(3)通过以上研究表明三种人工植被均在10%-20%覆盖度下,分形维数达到最大,为2.146,且黏粒含量最高。
张勇[5](2020)在《凹槽土体失稳起动泥石流的力学机制与规模放大过程》文中进行了进一步梳理泥石流起动的力学机制和运动特征对于泥石流的防治与预判十分关键,过去更多地研究泥石流形成后的演进机制,而对泥石流的形成规律研究相对少,研究的重心实时地前移到起动阶段已成为必然。诸多的灾害案例显示凹槽土体是降雨过程中起动泥石流的先驱物源,但其重要性在国内被忽略,所以需加强研究凹槽土体起动泥石流灾害事件的案例,分析凹槽土体起动泥石流的力学机制。本文收集了国内五起典型的凹槽土体起动泥石流灾害的案例。采用野外实地调查、遥感解译、数值模拟和室内外试验等方法,研究该类泥石流起动的力学机制与规模放大过程。该研究成果使得研究链条迁移到沟道源区的凹槽土体滑坡,有利于填补泥石流灾害全链条过程的源区缺陷,实现单沟泥石流的精准预判,推动防灾减灾理论与技术的进步。通过以上研究,本文取得的主要研究成果如下:(1)凹槽土体失稳起动泥石流的灾害案例遍布于我国不同的地貌单元、气候带与构造带,该类泥石流具有成灾规模大和暴发频率低的特点。通过对闽、浙、湘南、川南等区域凹槽土体失稳起动泥石流灾害数据分析,发现该类泥石流的发生频率通常在50年一遇以上,属于稀遇低频并具有良好的隐蔽性。良好的隐蔽性和低频率性降低了群众的防灾减灾意识,该类泥石流裹挟着巨石以直接冲毁建筑物的形式造成群死群伤的后果。(2)该类泥石流灾害主要发育于硬质岩区,流域面积小,植被覆盖率高。沟道源头的凹槽内分布着大量风化残坡积土,在极端强降雨作用下发生滑坡并转化为泥石流。该类泥石流流域内硬岩面积占流域面积的80%以上,部分流域的植被覆盖率高可达100%。统计显示93%的泥石流流域面积小于1km2,75%的泥石流沟道介于“坡面—沟道”之间,主沟纵坡形态呈“上陡—中缓—下陡”的地形特点。源区凹槽土体呈点状分布,平面形态为圆叶状和漏斗状。极端强降雨是诱发该类泥石流形成的主要因素。(3)凹槽土体在降雨和后端地貌径流放大的作用下发生滑坡并转化成泥石流。中等粘粒含量的凹槽密实土体在极端降雨和后端地貌径流放大的联合作用下,土体经历剪胀破坏。凹槽地形和植被的滞水效应增加了入渗量,使得根系层剪切强度τ大于抗剪强度τf,凹槽土体整体液化,向下游运动过程中浆体与流域内的固体物质混合转化为泥石流。凹槽土体的堆积坡度和厚度是控制其稳定性的关键因素。(4)干旱和地震作用通过影响源区土体的物理性质,有利于泥石流灾害的形成。湖南贺畈沟泥石流暴发前经历了长历时的干旱事件,导致凹槽土体表层产生裂隙,利于雨水入渗,在强降雨作用下凹槽土体饱和失稳破坏并转化为泥石流。矮子沟泥石流受到早期干旱和地震事件的影响,流域内的增加了大量松散固体物源,为泥石流的起动奠定了物源基础。在强降雨的作用下冲切沟沟道源头的凹槽土体经历剪缩破坏并形成坡面泥石流。(5)该类泥石流的规模放大过程可以经历支沟泥石流汇入主沟泥石流和主沟狭窄处巨石堵溃两个过程。支沟泥石流汇入后矮子沟泥石流流量扩大了近7倍,经历巨石堵溃后泥石流流量扩大了3.3倍。芦庵坑沟泥石流经历巨石堵溃后,泥石流流量扩大了6.5倍。造成巨石堵溃的原因是由于粘性泥石流无法顺利通过巨石堵塞体间的微小缝隙,随着泥石流持续淤积至漂砾起动的临界泥深时临时坝体溃决。
廖承锐[6](2020)在《西藏高寒河谷沙地植被恢复特征及经营对策研究》文中研究说明青藏高原作为“世界屋脊”,和地球南极、北极并列,被称为“世界第三极”。西藏高原是青藏高原的主体,平均海拔超过4000m,生态环境极其脆弱而敏感,易受人类活动和气候变暖影响。雅鲁藏布江中部流域是西藏自治区社会经济中心,由于地表沙物质丰富、气候干冷多风、植被稀疏低矮等,季节性的风沙灾害,给城镇生活和农牧业生产造成严重影响。植被恢复是生态修复的重要组成部分,能够提升区域生态防护功能和社会经济可持续发展能力。其中,人工恢复和自然恢复是退化生态系统修复治理的两种重要途径,也是林草资源资产增值的有效措施。本研究以西藏高原河谷沙地植被为研究对象,通过野外试验,从样方、样带和区域三个尺度,揭示了人工恢复模式下,不同沙地类型、沙障处理及海拔梯度下植被结构、物种多样性与生境因子变化的关系;首次在高寒沙地上,通过地面激光扫描技术(TLS),从植被水平覆盖和垂直结构的角度,揭示了自然恢复模式下群落结构及空间分布随地形/微地形的变化规律;探讨了不同恢复模式下沙地典型群落的植被与土壤的关系,阐明了植被恢复模式对植被和土壤变化的影响,进一步完善了西藏河谷沙地植被恢复研究,并提出相应的对策与建议,以期为西藏高原河谷沙地的植被恢复与重建研究提供科学依据。结果表明:(1)不同沙地类型人工恢复模式下的植被恢复特征存在极大差异。在河滩、河岸和山坡三种不同沙地类型的植被恢复试验中,共有14种植物种存活,不同沙地类型间的植株生长具有不同的特点。综合各植物种组成和生长特征,在河滩流动沙地上,籽蒿的重要值可达25%,生长最好;在河岸流动沙地上,藏白蒿和藏沙蒿的重要值分别为28%和16%,生长状况最优;而在山坡流动沙地上,拉萨狗娃花、花棒和藏沙蒿的长势最好。这些植物种均可以考虑作为植被恢复初期的适生植物种,在不同沙地类型的植被恢复过程中作为最优选择。山坡流动沙地不同海拔的植被恢复过程中,植株生长和土壤质量得到了改善。从先锋期(2011)到发展期(2017),随着植被盖度和高度的显着提高,其对土壤性质的改善极为明显,主要的土壤颗粒组成从中细砂变为了极细砂。在发展期,植株生长以中坡为优,pH值与株高呈显着正相关。沙障处理在人工恢复模式中起着重要的作用。不同沙障处理下的植被恢复效果不同。在植被恢复过程中,秸秆沙障更有利于植株生长;而石方格及塑料方格的铺设能够提高物种多样性,促进生态系统的稳定,增强沙地植被恢复潜力。(2)砂生槐群落的自然恢复成效显着。在不同地形条件下,冲积扇中部的个体生长最高。株高和冠幅投影面积呈显着正相关(p<0.01),而株高和海拔、坡度均显着相关(r分别为0.167和0.145,p<0.01)。随着海拔的升高,砂生槐种群的分布密度呈先减小后增大最后减小的趋势。在海拔为3593-3643 m,坡度为20°~25°的西南坡,其生境条件最有利于砂生槐种群的生长和分布。(3)在0-20 cm土层上,自然恢复模式下的砂生槐灌丛和长芒草草地的粉砂含量较大,分别为50.77%和62.16%,高于人工恢复模式下的柳树林和藏沙蒿灌丛。四种植被恢复模式中,长芒草草地粉砂含量最高,土壤容重最低。在0-20 cm土层的有机质含量差异不显着,而在20-40 cm土层中,不同模式的土壤有机质含量依次为:长芒草草地(23.37 g·kg-1)>砂生槐灌丛(17.42 g·kg-1)>藏沙蒿灌丛(14.85 g·kg-1)>柳树林(8.43 g·kg-1)。藏沙蒿灌丛的铵态氮含量高于其它植被恢复模式,因此,在沙地植被恢复模式中,自然恢复模式对于土地退化的防治而言至关重要,应以自然恢复为主,并与人工恢复相结合。沙地土壤有机质含量与土壤全磷、有效磷含量均呈极显着正相关。叶片全碳、氮、磷与土壤容重、土壤有效磷、速效钾含量呈显着正相关。(4)根据高寒河谷沙地恢复不同沙地类型的植被特征变化采取相应的经营对策。在河滩沙地上,良好的水、气条件有利于乔、灌、草相结合的沿江(河)防风固沙体系的构建,同时,应注重沙障等地面措施的实施;在河岸沙地上,植被恢复模式应贯彻“以自然恢复为主,与人工修复相结合”的方针,自然恢复以围栏封育为主,辅以适生灌丛的补种及飞播种草固沙等人工恢复措施;在山坡沙地上,人工恢复采用沿等高线人工脚踩回头撒播的植被种植方法,在构建完整的恢复体系时需要充分考虑地形因子的影响,同时,应严格执行围栏封育和禁牧措施。并且,高寒河谷沙地植被恢复的过程离不开科技的支撑和保障体系的完善。
白玉洁[7](2020)在《中国旱区典型生态系统水分利用效率动态特征及其生物物理调控》文中研究表明气候变化导致全球气温不断升高,降雨格局发生改变、干旱频率增加、干旱程度加剧,对生态系统物质、能量循环产生重大影响。水分利用效率反映了生态系统碳吸收与水分损失之间平衡关系,是评价生态系统对环境变化响应的重要指标。本研究以中国干旱半干旱区为研究区域,依托涡度相关技术,通过单站点分析和多站点整合,研究生态系统尺度上水分利用效率时、空特征及其生物物理调控机制。单站点研究基于宁夏盐池荒漠生态系统定位研究站涡度相关监测通量数据,分析了荒漠草原生态系统水分利用效率的季节变化特征和季节性干旱对水分利用效率的影响。多站点研究基于对中国干旱半干旱区沿不同干旱程度梯度分布的34个通量观测站的水分利用效率文献研究结果进行整合,分析了生态系统水分利用效率的空间分布格局及其驱动因素,比较了不同生态系统类型和气候区域之间水分利用效率的差别。主要研究结果如下:(1)毛乌素沙地荒漠草原生态系统2012—2015生长季平均水分利用效率(EWUE)和固有水分利用效率(IWUE)分别为1.15g C kg-1 H2O和1.47 g C k Pa kg-1 H2O。水分利用效率具有明显的季节变化规律,不同的水分利用效率指标的季节变化受到不同环境和生物因子的调控。在整个生长季,EWUE主要受到空气温度(Ta)、入射光合有效辐射(PARin)以及饱和水汽压差(VPD)的调控。IWUE主要受到Ta、VPD、归一化植被指数(NDVI)以及冠层导度(gc)的调控,IWUE更能够反映生物因子对生态系统碳—水耦合的调控。(2)毛乌素沙地荒漠草原生态系统水分利用效率在不同季节对环境和生物因子的敏感性存在差异。Ta在春季和秋季对EWUE都存在显着的促进作用,而夏季表现出一定的抑制作用。PARin在每个季节都对EWUE存在显着的抑制作用,在调节荒漠草原生态系统各季节水分利用效率的日值变化中起主导作用。但EWUE在不同季节对PARin的敏感性存在差异,其标准化相关系数范围为-0.49—-0.27。Ta和VPD在春季和秋季对IWUE有显着促进作用,在夏季没有影响或影响较小。gc在春季和秋季对IWUE有较小的抑制作用,在夏季显着的抑制IWUE,标准化相关系数为-0.30。(3)降雨对毛乌素沙地荒漠草原水分效率的影响可分为降雨事件等级、降雨模式以及降雨量的影响。大降雨事件比中等降雨更有可能使当日的水分利用效率升高。短时间(10—15天)降雨模式的变化对水分利用效率没有显着影响,较长时间段内(90天)降雨量相同时,频繁的中低强度降雨比零星的高强度降雨模式更能够刺激总生态系统生产力(GEP)的增长,使生态系统有更高的水分利用效率。月尺度上降雨量的降低会降低生态系统的水分利用效率,生长季中期月降雨量的异常降低对水分利用效率存在一个月的滞后影响。(4)季节性干旱对毛乌素沙地荒漠草原生态系统水分利用效率的影响分为干旱时间和干旱强度的影响。短时间的干旱胁迫对水分利用效率没有显着影响,而长期干旱会显着的降低总生态系统生产力(GEP)和提升生态系统蒸散(ET),从而降低生态系统的水分利用效率。轻度干旱胁迫(相对土壤含水量REW=0.4)时水分利用效率会轻微上升,随着干旱胁迫的程度加强水分利用效率开始降低。生态系统在受到干旱胁迫时主要通过加强土壤水分利用和改变冠层导度来提升水分利用效率。(5)中国干旱半干旱区生态系统的EWUE为1.64±0.93 g C kg-1 H2O,农田和森林比灌丛和草地生态系统有更高的EWUE,干旱区和亚湿润干旱区的EWUE高于半干旱区。EWUE随着生长季降雨量的增加而升高,降雨量不仅直接影响EWUE,还通过促进归一化植被指数(NDVI)而影响EWUE。不同的生态类型中,农田生态系统水分利用效率对降雨量(PPT)和NDVI的敏感性更高,灌丛生态系统最不敏感。不同气候区域中,半干旱区生态系统水分利用效率对PPT和NDVI的变化最敏感。总生态系统生产力和生态系统蒸散分别主导了半干旱和亚湿润干旱区的水分利用效率的空间变化。综上所述,降雨是干旱半干旱区生态系统水分利用效率的重要影响因素。未来气候变化导致降雨的时间分布发生变化,由此带来的极端降雨事件、降雨频率变化以及季节性干旱,可能会改变生态系统的组分结构以及碳—水耦合机制。而气候变化导致降雨的空间分布的改变也会沿干旱程度梯度对总生态系统生产力和蒸散产生不同的影响,导致碳—水耦合关系存在明显的跨气候梯度的差异。
王莉[8](2020)在《青海大通高寒区典型林地耗水特征研究》文中研究指明为了给青海高寒区造林树种的选择提供依据,本研究以青海大通高寒区青海云杉(Picea crasslia)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、青杨(Populus cathayana)、白桦(Betula platyphylla)四种典型人工林为研究对象,采用Sapflow-32植物茎流观测系统和Davids便携式自动气象站进行各林地2019年生长季(5~10月)长期连续性观测,并结合定位通量法对比分析研究区内几种典型树种的耗水特性及其林地的耗水量。结果表明:(1)确定了不同林分冠层净辐射、冠层消光系数、冠层整体气孔阻力计算的经验模型,结合Penman-Monteith方程模型推求试验区2019年生长季几种典型林分的蒸腾量,并以青海云杉实测蒸腾数据为例,模拟验证了其计算值与实测值,结果表明二者的相对误差在12%以内,说明其计算结果较为可靠。(2)从各林地月蒸腾量季节变化来看,6~8月是一年中林木蒸腾量最大时期,达生长季蒸腾量的60%以上。(3)15~30年青海云杉生长季蒸腾量为337.70~370.69 mm;20~30年华北落叶松蒸腾量为373.27~395.78 mm;30年青杨蒸腾量范围为399.71~405.34 mm;20年白桦蒸腾量范围为384.02~406.6 mm。4种同龄林的蒸腾耗水量差异不大,但相同林分中,林龄越大的林分生长季蒸腾耗水量越高。(4)不同林地间土壤水分变化差异明显,但土壤水分剖面特征大体相同,表现为随土层深度的增加土壤含水量先增大减小。在土层深度为0~40 cm时,土壤含水量随深度变化剧烈,越到深层,其变化明显减弱,且在土壤深度为120~200 cm时,土壤含水量随土层深度的变化趋于稳定。(5)经Penman公式计算,研究区生长季潜在蒸散量和水面蒸发量分别708.13mm和993.93mm,且二者曲线变化趋势基本一致,均为气象因子的综合反映。
叶露萍[9](2020)在《黄土高原土壤团聚体-水-植被的时空变异分析》文中进行了进一步梳理黄土高原位于干旱半干旱区,退耕前大量的毁林开荒导致该区域水土流失严重,生态环境脆弱,成为世界上具代表性的干旱半干旱生态系统和侵蚀景观。为改善这一状况,采取了建造梯田和淤地坝等多种措施,但该区水土流失仍然严重。因此,1999年我国推行了退耕还林(草)工程,即将坡耕地退耕为林地、灌木地或草地,以改善坡耕地水土流失问题。在水土流失的综合治理过程中,常遵循“土是基础,水是关键,植被是标志,产业是保障,水土保持是目标”的理念指导;因此,为更好的实施退耕还林(草)工程,需要充分了解其在时空尺度上对“土—水—植被”的影响。同时,探讨该影响与农业生产间的平衡也是必要的。“3S”技术集成了卫星定位、遥感技术、计算机技术、空间技术等对空间数据进行采集、管理、分析和表达,从而为评估黄土高原退耕还林(草)工程对水土流失的改善提供了机会。本论文在“3S”技术支持下,基于采样数据、文献数据、遥感数据、气象站监测数据、FLUX监测数据、统计年鉴数据等,选择黄土高原腹地典型小流域——纸坊沟流域和整个黄土高原土壤团聚体稳定性、黄土高原土壤水分、黄土高原植被总初级生产力及农业生产为研究对象,利用空间分析详细探究纸坊沟流域团聚体稳定性在景观尺度上的空间结构,并对其进行空间预测和空间贡献分析,利用趋势分析探究黄土高原退耕还林(草)工程前后土壤水分的时空变化及其驱动要素,以及监测黄土高原植被总初级生产力GPP对退耕还林(草)工程的时空响应,并逐像元探测其时空变化出现的拐点/断点,最后结合统计年鉴数据分析黄土高原农业活动的时空变异,以期为黄土高原退耕还林还草下的生态环境建设和社会经济的可持续发展提供理论依据。本研究取得主要结果如下:(1)团聚体稳定性指数平均重量直径MWD、水稳性团聚体含量WSA>0.25和可蚀性因子K值的最优半变异函数模型分别是球状模型、指数模型和高斯模型;三指数低的块金值和基台值表明了实验具有较小的采样误差、随机误差和总变异。变程信息证明在0–10cm土层,它们均具有较强空间自相关性;10–20cm的K值具有最大的空间异质性和最小的空间相关性。基底效应强调了MWD和WSA>0.25具有强的空间相关性,二者主要受到本质因素的作用,对于K值,人为作用不可忽视,尤其在表层。局部空间自相关性分析进一步证明了强的农业活动和低的团聚体稳定性、高的土壤可侵蚀性具有紧密联系,其中特殊点分析发现短期内,耕园地转为灌木可显着改善土壤结构,尤其是对表层。进一步利用景观指数量化土地利用类型和结构,结合土壤性质、地形因子、温度、干旱度和植被覆盖数据,预测MWD、WSA>0.25和K值的空间分布,发现团聚体稳定性指数的空间变异受土壤性质、景观结构、地形、植被活动和水热条件的综合影响,并且预测模型在很大程度上依赖于土地利用类型和结构的量化,这在以往的研究中常被忽略。土壤变量的排除虽会降低MWD和WSA>0.25预测性能,但对K值的预测仍较理想,说明利用辅助数据预测团聚体稳定性指数的空间分布的可行性。在此基础上,量化了各个影响因素对团聚体稳定性的贡献(包括直接和间接贡献),结果表明土壤有机碳SOC、高程、坡度、耕园地斑块所占面积、草地斑块所占面积、pH、非晶质氧化铁、碳酸钙、季节性温差和地形湿度指数起着主要作用,越往表层,自然因素直接作用越强,土地利用类型和景观结构直接影响SOC、坡度等从而间接贡献团聚体稳定性;越往深层,土壤性质的直接和间接作用均加强;(2)黄土高原尺度下,人为活动强度的差异性导致退耕前后土壤团聚体稳定性的控制因素不同,退耕前主要受土壤质地、气候因子、SOC、地形因子的控制,退耕后土地利用类型和景观结构的作用由不显着到较强,证明了人为干扰对土壤团聚体稳定性的显着作用,坡度由负效应转为正效应,说明坡耕地转为林灌草地有益于土壤结构的改善。另外,线性回归模型的性能反映出该尺度团聚体稳定性空间预测难度大,后期需更详细的规划,本论文是对该尺度相关研究的初探,为后期深入研究提供一定的依据;(3)提出了一种基于卫星数据产品的综合方法,对土壤水时空动态中植被的驱动进行系统和定量评估。该方法也可应用到其他未布有土壤水监测网区域。首先证明了GLEAM土壤水数据集在评估黄土高原土壤水时空动态变异中的有效性,研究发现在34年的时间尺度上,植被恢复在植被区土壤水分动态变异中发挥主导作用,驱使较湿润区域(年降雨>450 mm)变干燥,较干燥区域变湿润,这是植被结构差异、密度、树龄和物种综合促成的。降雨仅对裸地和稀疏植被区土壤水有显着正效应。而蒸散对裸地、稀疏植被区或茂密植被区的土壤水有重要影响。空间尺度上,蒸散和降雨作用更为显着,植被覆盖对土壤水动力学的驱动作用相对较弱,蒸散在还林区土壤水分动态中发挥主导作用,尤其是在退耕还林(草)工程早期阶段(2000–2010年);降雨和植被恢复对还草地土壤水的贡献远大于蒸散的作用。因此,空间分析对明确土壤水和植被恢复间相互作用是必要的;建议在半湿润地区不应进一步退耕,但在干旱、半干旱地区稀疏以及过度稀疏的植被覆盖区可进一步恢复;(4)利用通量观测站监测数据验证GLASS GPP数据集在黄土高原地区的适用性;并进一步利用趋势分析探测到1982–2015年来GPP整体的增加趋势,但分段函数分析发现所有像元的变化速率和趋势是有显着性差异的,且在不同阶段也不同,主要呈现出先快速增加后缓慢增加(拐点)、先增加后减少的趋势(断点);平均拐点发生在2005年,平均断点在2003年,主要像元拐点/断点集中在2011–2015年,强调了在不同的地理位置,退耕还林(草)工程的方式需不同,其强度也应因地制宜,否则可造成不可逆转的负面生态效应,且主要像元的植被恢复已经达到阈值;(5)退耕后黄土高原粮食产量并未因种植面积减少而减少,反而大范围县域呈现增加趋势,肥料施用量的增加是原因之一,从趋势分析可知部分县域的产量波动较大,这种情况不利于退耕还林(草)工程成果的维护,如果农民生计较为单一,则会为提高产量而增加耕地以抵御产量波动。为解决这一问题,应考虑拓宽农民生计降低其对耕作的依赖性。综上所述,黄土高原退耕还林(草)工程虽致该区耕地面积减少,但并未导致其农业生产力下降;考虑到退耕对“土—水—植被”的影响,在工程的实施过程中需因地制宜。这对于揭示土壤侵蚀规律、更加有效地开展水土保持工作、减少入黄泥沙具有重要意义,为后期治理工作提供经验和建议,为黄土高原地区实现生态和经济的可持续发展提供理论支撑。
陈垚[10](2020)在《黄河泥沙沉积物演化特征及物源示踪》文中进行了进一步梳理《汉书·沟洫志》曾记载:“中国川源以百数,莫着于四渎,而河为宗”,将黄河誉为“四渎之宗”。黄河的治理工作在我国历朝历代都属于重点,由于特殊的河情,使得流域内的水沙关系复杂多变,其治理问题也成了难点。“黄河流域生态保护和高质量发展”战略的提出,意味着黄河水资源与生态环境研究已经上升到国家战略层面。黄河问题的关键在于泥沙,泥沙问题的根源在于水少沙多。因此对黄河泥沙沉积物演化特征及其物源进行深入研究和甄别,可为黄河治理及流域的水土保持工作提供理论指导和科技支持,进而推动流域高质量发展。本文在查阅大量文献基础之上,依托国家自然科学基金项目,对黄河泥沙沉积环境展开了系统全面地研究工作。以约50km为间隔采集黄河上游青海省久治县至下游入海口的河漫滩泥沙沉积物,以及上游玛曲(深7m)、刘家峡(深5m)、中游柳林—吴堡(深7m)和下游开封(深4m)等四个钻孔泥沙沉积物作为黄河泥沙沉积环境研究的载体,结合地球化学、沉积学、水文学及数学地质统计等方法揭示了黄河泥沙空间演化特征及物源信息,从而构建了基于层次聚类的粒度端元模型及物源示踪的多端元混合模型,对黄河泥沙搬运机制与物源区泥沙贡献率进行计算,提出了黄河泥沙沉积物物源分析体系,为流域的水土保持工作及高质量发展提供科技支撑。主要得到以下结论:1.黄河泥沙沉积物的沿程粒度组分受地质环境和水利工程的影响较大。结合河漫滩与钻孔点泥沙沉积物的C-M图、粒度相、粒度频率曲线以及沉积判别函数,阐明了黄河泥沙沉积物的沉积特性。建立基于层次聚类的粒度端元模型,揭示了河漫滩与钻孔泥沙沉积物各粒径颗粒在运移过程中的主要搬运形式及搬运机制。上游至下游,黄河水动力条件及沉积环境发生明显变化主要是河流的选择性运输、支流的汇入、河道形态的改变以及人类活动共同影响的结果。2.基于黄河泥沙沉积物的烧失量、红化率与磁化率的沿程变化规律,采用系统聚类分析方法,判别不同河段沉积物的形成条件及相互关系。结果表明:烧失量、红化率与磁化率可作为黄河泥沙物源分析的基础指标,能够有效反映人类活动干扰下黄河泥沙沉积环境的变化情况;黄河泥沙的物源为干流沿岸侵蚀、风沙入黄以及支流携沙入黄。3.黄河泥沙沉积物石英颗粒微形态多以棱角—次棱角状为主,上游流经黄土高原段及刘家峡钻孔泥沙沉积物发育着V型撞击坑、水下磨光面以及麻点麻面等复合结构,说明该段泥沙沉积物与宁夏河东沙地、乌兰布和沙漠以及库布齐沙漠等风成砂的有效输入有关。根据河漫滩与钻孔泥沙沉积物石英颗粒微形态之间的欧氏距离判断出泥沙入黄模式由上游未流经黄土高原段的河流近源侵蚀向中游的支流携沙入黄转变。4.河漫滩与钻孔泥沙沉积物矿物组合类型均以碎屑矿物为主,黏土矿物次之,碳酸盐矿物较少,铁氧矿物仅在部分点位检出。通过对不同钻孔点沉积物矿物含量进行聚类分析,结果表明防洪、居民用水和灌溉的需要,水库排、蓄水调节作用是导致钻孔不同深度矿物含量呈周期变化的主要原因。将矿物含量变化情况与沿岸地质、地形地貌进行对比,推断出黄河石嘴山—巴彦淖尔段泥沙沉积物多来自于西北风作用下乌兰布和沙漠的流动沙丘;而巴彦淖尔—托县—三江口段泥沙沉积物多来自于库布齐沙漠、黄土高原、沿岸的支流以及大规模季节性的降雨将沿岸的碎屑物质携带入黄。5.黄河泥沙沉积物化学组成常量元素以Si O2、Al2O3及Ca O为主,伴有少量Fe2O3、Mg O、Na2O和K2O;微量元素中Ti、P、Mn、Zr、Ba以及Sr含量较多,而Cr、V、Rb、Zn、Ni、Pb、Y、Nb和Ga含量较少。采用Sr、V、Ni、V/Ni以及Sr/Ba等指标进行沉积环境识别与粒度特征判别结果基本一致。泥沙沉积物中Zr元素含量随河漫滩泥沙沉积物粒径的粗化明显增加;Ca O和Ti含量在清水河附近呈现较高水平;K2O和Sr含量则在十大孔兑附近含量较高。利用Sr/Ca和Ti/K值的区域分布能够较好区分宁夏河东沙地、支流、库布齐沙漠以及乌兰布和沙漠入黄对黄河泥沙的影响程度。6.利用黄河泥沙物源的判别结果,建立端元混合模型,确定了物源区对黄河泥沙沉积物的贡献率,并绘制黄河泥沙沉积物物源区贡献率分布图。结果表明:上游未流经黄土高原段河道中仅有52.4%的泥沙被黄河携带至刘家峡附近;上游宁蒙段以腾格里沙漠与乌兰布和沙漠的风沙入黄为主,并且该段超过75%的河漫滩泥沙被携带至窟野河入黄口附近;贯穿黄土高原的祖厉、清水二河也携带了大量泥沙入黄,并且对邻近地区黄河流域泥沙的贡献率达到71.9%;中游泥沙主要以窟野河、汾河、无定河、渭河携带泥沙为主;下游泥沙多源于上、中游泥沙运移至平坦地带的沉积。同时,考虑径流、支流流域面积、沿岸地形、气候及源岩等自然背景因素,对黄河泥沙物源分析体系进行进一步的完善。鉴于黄河自然环境与社会功能特点,提出因地制宜改善黄河流域水沙关系的措施,为黄河流域高质量发展提供科学指导。
二、西藏高原干旱半干旱区土壤分形特征及其应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、西藏高原干旱半干旱区土壤分形特征及其应用(论文提纲范文)
(1)干旱与半干旱荒漠草原区柠条灌丛土壤分形维数与理化性质对比分析(论文提纲范文)
1 研究区概况 |
2 材料与方法 |
2.1 试验设计 |
2.2 土壤样品采集与测定 |
2.3 数据处理与统计分析 |
3 结果与分析 |
3.1 土壤粒径分布与分形维数 |
3.2 土壤理化性质 |
3.3 土壤理化性质、土壤粒径分布及分形维数的相关性 |
3.3.1 土壤粒径分形维数与土壤粒径分布间的相关关系 |
3.3.2 土壤粒径分布、土壤分形维数与土壤理化性质之间的相关关系 |
4 讨 论 |
4.1 干旱与半干旱荒漠草原区柠条灌丛对土壤粒径组成与分形维数的影响 |
4.2 干旱与半干旱荒漠草原区柠条灌丛对土壤理化性质的影响 |
5 结 论 |
(2)改革开放以来中国粮食生产空间重构及影响因素分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状及进展 |
1.2.1 粮食生产空间重构研究进展 |
1.2.2 粮食生产空间重构路径研究进展 |
1.2.3 粮食生产空间重构的地形梯度差异研究进展 |
1.2.4 粮食生产空间重构影响因素分析研究进展 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 研究区域与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 数据收集与处理 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 全球农业生态区模型(GAEZ) |
2.3.2 景观格局指数 |
2.3.3 重心迁移模型 |
2.3.4 地形因子梯度等级的划分 |
2.3.5 地理探测器 |
第三章 中国粮食生产空间重构特征 |
3.1 粮食生产空间的数量重构 |
3.1.1 粮食生产空间的数量变化 |
3.1.2 粮食生产空间的数量重构特征 |
3.2 粮食生产空间的质量重构 |
3.2.1 粮食生产空间的质量变化 |
3.2.2 粮食生产空间的质量重构特征 |
3.3 粮食生产空间格局重构 |
3.3.1 粮食生产空间的景观格局重构特征 |
3.3.2 粮食生产空间的重心迁移特征 |
第四章 中国粮食生产空间重构路径特征 |
4.1 退耕还林还草 |
4.1.1 退耕还林还草的数量特征 |
4.1.2 退耕还林还草的质量特征 |
4.1.3 退耕还林还草的地形梯度差异特征 |
4.2 毁林垦草 |
4.2.1 毁林垦草的数量特征 |
4.2.2 毁林垦草的质量特征 |
4.2.3 毁林垦草的地形梯度差异特征 |
4.3 建设用地扩张 |
4.3.1 建设用地扩张的数量特征 |
4.3.2 建设用地扩张的质量特征 |
4.3.3 建设用地扩张的地形梯度差异特征 |
4.4 建设用地复垦 |
4.4.1 建设用地复垦的数量特征 |
4.4.2 建设用地复垦的质量特征 |
4.4.3 建设用地复垦的地形梯度差异特征 |
第五章 中国粮食生产空间重构及路径的影响因素分析 |
5.1 粮食生产空间重构的影响因素分析 |
5.2 粮食生产空间重构路径的影响因素分析 |
5.2.1 退耕还林还草路径的影响因素分析 |
5.2.2 毁林垦草路径的影响因素分析 |
5.2.3 建设用地扩张路径的影响因素分析 |
5.2.4 建设用地复垦路径的影响因素分析 |
结论与讨论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
(3)红原高寒沙化草地土壤特征及其与地形因子的关系研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高寒草地退化沙化特征研究进展 |
1.2.2 地形因子对草地退化的影响 |
1.3 拟解决的关键科学问题、研究内容和技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 拟解决的关键科学问题 |
1.3.3 技术路线 |
2 研究区概况 |
2.1 自然环境 |
2.2 研究样地的选择 |
3 高寒草地沙化过程中土壤结构与肥力特征 |
3.1 研究方法 |
3.1.1 试验设计 |
3.1.2 数据处理 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 干旱草地和湿地方向沙化土壤结构 |
3.2.2 干旱草地和湿地方向沙化土壤肥力 |
3.2.3 土壤结构与土壤肥力的相关性 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
4 高寒沙化草地土壤生态化学计量特征 |
4.1 研究方法 |
4.1.1 试验设计 |
4.1.2 数据处理 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 不同程度沙化草地土壤基本物理性质 |
4.2.2 不同程度沙化草地土壤碳氮磷含量 |
4.2.3 不同程度沙化草地土壤碳氮磷的生态化学计量比 |
4.2.4 不同程度沙化草地土壤物理化学性质的相关性 |
4.2.5 不同程度沙化草地土壤团聚体有机碳储量分布特征 |
4.3 讨论 |
4.3.1 高寒草地沙化过程中土壤碳、氮、磷的分布特征 |
4.3.2 高寒沙化草地土壤生态化学计量比 |
4.3.3 高寒沙化草地土壤理化性质的相关性研究 |
4.3.4 土壤团聚体中有机碳的分布和储量对高寒草地沙化的响应 |
4.4 小结 |
5 地形因子对高寒沙化草地土壤结构和养分的影响 |
5.1 研究方法 |
5.1.1 试验设计 |
5.1.2 数据处理 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 坡度对高寒沙化草地土壤特征的影响 |
5.2.2 坡向对高寒沙化草地土壤特征的影响 |
5.3 讨论 |
5.3.1 地形因子对高寒沙化草地土壤结构的影响 |
5.3.2 地形因子对高寒沙化草地土壤养分和生态化学计量特征的影响 |
5.4 小结 |
6 地形因子对高寒沙化草地土壤细菌群落的影响 |
6.1 研究方法 |
6.1.1 样地设置及样品 |
6.1.2 16S rRNA高通量测序 |
6.1.3 数据统计与分析 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 坡度对高寒沙化草地土壤细菌群落的影响 |
6.2.2 坡向和坡位对高寒沙化草地土壤细菌群落的影响 |
6.3 讨论 |
6.4 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 缩略词 |
攻读学位期间的研究成果 |
(4)乌兰布和沙漠人工植被区土壤粒度特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 植被恢复 |
1.2.2 土壤粒度 |
1.2.3 分形理论 |
1.3 研究区概况与实验方法 |
1.3.1 地理位置 |
1.3.2 地质地貌 |
1.3.3 气候与水文 |
1.3.4 土壤与植被 |
2 研究内容与方法 |
2.1 研究内容 |
2.2 技术路线 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 样地选择 |
2.3.2 指标测定 |
2.3.3 数据处理 |
3 不同建植年份土壤表层粒度特征 |
3.1 土壤粒度组分特征 |
3.2 土壤粒度曲线分布特征 |
3.2.1 土壤粒度频率分布曲线特征 |
3.2.2 土壤粒度累积频率分布曲线特征 |
3.3 土壤粒度参数特征 |
3.3.1 梭梭不同建植年份土壤粒度参数 |
3.3.2 甘草不同建植年份土壤粒度参数 |
3.3.3 油蒿不同建植年份土壤粒度参数 |
3.4 分形维数特征 |
3.4.1 分形维数与粒度组分相关性 |
3.4.2 分形维数与粒度参数相关性 |
4 不同植被覆盖度土壤表层粒度特征 |
4.1 土壤粒度组分特征 |
4.2 土壤粒度曲线分布特征 |
4.2.1 土壤粒度频率分布曲线特征 |
4.2.2 土壤粒度频率分布曲线特征 |
4.3 土壤粒度参数特征 |
4.3.1 梭梭不同植被覆盖度土壤粒度参数 |
4.3.2 甘草不同植被覆盖度土壤粒度参数 |
4.3.3 油蒿不同植被覆盖度土壤粒度参数 |
4.4 分形维数特征 |
4.4.1 分形维数与粒度组分相关性 |
4.4.2 分形维数与粒度参数相关性 |
5 讨论与结论 |
5.1 讨论 |
5.2 结论 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(5)凹槽土体失稳起动泥石流的力学机制与规模放大过程(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究依据和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 凹槽土体起动泥石流的研究 |
1.2.2 泥石流起动机理的研究 |
1.3 关键科学问题和研究内容 |
1.3.1 关键科学问题 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线和研究方法 |
1.4.1 技术路线 |
1.4.2 研究方法 |
第2章 典型凹槽土体起动泥石流的灾害事件 |
2.1 泥石流事件分布 |
2.2 典型凹槽土体起动泥石流灾害事件 |
2.2.1 浙江乐清“8.13”群发性泥石流灾害 |
2.2.2 湖南临湘“6.10”贺畈沟泥石流灾害 |
2.2.3 四川宁南“6.28”矮子沟泥石流灾害 |
2.2.4 西藏林芝“8.19”群发性泥石流 |
2.2.5 福建泰宁“5.8”群发性泥石流灾害 |
第3章 凹槽土体起动泥石流事件的成灾特征与发育背景 |
3.1 凹槽土体起动泥石流事件的成灾特征 |
3.1.1 成灾规模大 |
3.1.2 泥石流的暴发频率低 |
3.2 凹槽土体起动泥石流事件的发育背景 |
3.2.1 地形地貌特征 |
3.2.2 降雨特征 |
3.2.3 植被覆盖率特征 |
3.2.4 地质构造与岩性特征 |
3.2.5 前期干旱和地震 |
第4章 凹槽土体失稳起动泥石流的力学机制 |
4.1 凹槽后端地貌径流放大 |
4.2 凹槽土体特征 |
4.3 凹槽土体的临界厚度与堆积坡度 |
4.4 数值模型 |
4.5 凹槽土体失稳的力学机制 |
4.6 泥石流的产流机制 |
4.7 前期干旱地震对泥石流起动机制的影响 |
4.7.1 前期干旱的影响 |
4.7.2 前期干旱与地震的影响 |
第5章 泥石流规模的放大过程 |
5.1 支沟汇入主沟放大泥石流规模 |
5.2 巨石堵溃放大泥石流规模 |
5.3 巨石堵溃的讨论 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 不足与展望 |
6.3.1 研究不足 |
6.3.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(6)西藏高寒河谷沙地植被恢复特征及经营对策研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 干旱区植被恢复研究 |
1.2.2 自然恢复和人工恢复模式研究现状 |
1.2.3 植被恢复的群落结构与空间分布特征研究 |
1.2.4 地形及土壤因子对植被恢复的影响 |
1.3 研究目标与内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 拟解决的关键科学问题 |
1.5 技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 野外调查 |
2.2.2 群落分析 |
2.2.3 土壤与植被样品分析 |
2.2.4 雷达数据处理 |
2.2.5 数据处理与统计分析 |
第三章 不同沙地类型人工恢复模式下植被特征变化 |
3.1 三种类型沙地植被恢复特征 |
3.1.1 植物种类的差异 |
3.1.2 植株生长的差异 |
3.1.3 物种多样性的变化 |
3.1.4 植被与土壤的关系 |
3.1.5 讨论 |
3.1.6 小结 |
3.2 沙障对沙地植被恢复的影响 |
3.2.1 植被种类的差异 |
3.2.2 植株生长状况的变化 |
3.2.3 物种多样性的变化 |
3.2.4 讨论 |
3.2.5 小结 |
3.3 基于TLS不同海拔植被恢复特征的动态变化 |
3.3.1 土壤性质和植株生长的变化 |
3.3.2 土壤性质随海拔的变化 |
3.3.3 植株生长随海拔的变化 |
3.3.4 讨论 |
3.3.5 小结 |
第四章 基于TLS自然恢复模式下砂生槐群落的植被特征变化 |
4.1 不同地形土壤状况 |
4.1.1 土壤粒度特征 |
4.1.2 土壤性质的变化 |
4.2 株高分级与个体数量随地形的变化 |
4.3 空间分布随微地形的变化 |
4.3.1 个体分布随高程的变化 |
4.3.2 个体分布随坡度的变化 |
4.3.3 个体分布随坡向的变化 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 不同恢复模式下高寒河谷典型群落的植被特征研究 |
5.1 沙地不同群落间的土壤状况 |
5.1.1 土壤物理性质 |
5.1.2 土壤养分含量 |
5.2 沙地不同优势植物种的植株生长与叶片养分 |
5.3 讨论 |
5.3.1 植被特征变化对土壤性质的响应 |
5.3.2 叶片养分与土壤性质的关系 |
5.4 本章小结 |
第六章 西藏高原沙地植被可持续经营对策 |
6.1 植被恢复现状与存在问题 |
6.1.1 现状 |
6.1.2 存在的问题 |
6.2 植被恢复的影响因素 |
6.2.1 自然条件 |
6.2.2 人为干扰 |
6.3 可持续经营对策建议 |
6.3.1 对策 |
6.3.2 建议 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 不足与展望 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
参考文献 |
(7)中国旱区典型生态系统水分利用效率动态特征及其生物物理调控(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 水分利用效率研究的进展 |
1.2.2 不同水分利用效率指标的计算方式 |
1.2.3 水分利用效率对降雨和干旱的响应 |
1.2.4 整合分析(Meta analysis)方法的应用 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 拟解决关键科学问题 |
2 研究区概况 |
2.1 地理位置 |
2.2 气候、水文特征 |
2.3 土壤特征 |
2.4 植被特征 |
3 研究内容、研究目的以及研究方法 |
3.1 研究内容 |
3.2 研究目标 |
3.3 研究方法 |
3.3.1 观测数据采集 |
3.3.2 涡度数据质量控制 |
3.3.3 数据处理 |
3.3.4 整合分析方法 |
3.3.5 干旱半干旱区划分 |
3.3.6 降雨模式区间划分 |
3.3.7 统计分析 |
3.4 技术路线 |
4 荒漠草原生态系统环境因子动态特征 |
4.1 荒漠草原生态系统环境因子动态变化 |
4.1.1 空气温度与土壤温度 |
4.1.2 光合有效辐射 |
4.1.3 降雨量 |
4.1.4 土壤含水量与相对土壤含水量 |
4.1.5 饱和水汽压差 |
4.2 荒漠草原生态系统生物因子动态变化 |
4.2.1 归一化植被指数 |
4.2.2 冠层导度 |
4.3 小结 |
5 荒漠草原生态系统总生产力与蒸散的特征及其影响因子 |
5.1 荒漠草原生态系统水分利用效率日动态变化 |
5.1.1 总生态系统生产力和蒸散变化特征 |
5.1.2 水分利用效率的动态特征 |
5.2 环境和生物因子对荒漠草原生态系统生产力和蒸散的调控 |
5.2.1 环境因子的调控 |
5.2.2 生物因子的调控 |
5.3 环境因子对水分利用效率的调控 |
5.3.1 生长季水分利用效率的调控因素 |
5.3.2 不同季节水分利用效率的调控因素 |
5.4 讨论 |
5.4.1 不同水分利用效率指标的比较 |
5.4.2 环境和生物因子对水分利用效率的调控机制 |
5.4.3 不同季节水分利用效率的变化 |
5.5 小结 |
6 水分利用效率对降雨和干旱事件的响应 |
6.1 降雨对水分利用效率的影响 |
6.1.1 降雨强度对水分利用效率的影响 |
6.1.2 降雨模式对水分利用效率的影响 |
6.1.3 降雨量对水分利用效率的影响 |
6.2 干旱对水分利用效率的影响 |
6.2.1 水分利用效率对相对土壤含水量的响应 |
6.2.2 干旱对水分利用效率影响 |
6.2.3 干旱胁迫时水分利用效率对生物环境因素的响应 |
6.3 讨论 |
6.3.1 降雨对水分利用效率的影响 |
6.3.2 干旱对水分利用效率的影响 |
6.4 小结 |
7 中国干旱半干旱区生态系统水分利用效率特征研究 |
7.1 中国干旱半干旱区生态系统水分利用效率分布特征 |
7.1.1 不同生态系统类型水分利用效率分布特征 |
7.1.2 不同气候区类型水分利用效率分布特征 |
7.2 水分利用效率分布的影响因素 |
7.2.1 地理因素 |
7.2.2 环境和生物因素 |
7.3 总生态系统生产力和蒸散与水分利用效率的关系 |
7.3.1 GEP和 ET变化量对EWUE变化量的影响 |
7.3.2 环境和生物因素对GEP和ET的影响 |
7.4 讨论 |
7.4.1 干旱半干旱区生态系统水分利用效率特征 |
7.4.2 水分利用效率的影响因素 |
7.4.3 水分利用效率的空间分布的影响机制 |
7.5 小结 |
8 结论、创新点与建议 |
8.1 主要结论 |
8.2 本研究创新点 |
8.3 问题与建议 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
(8)青海大通高寒区典型林地耗水特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 前言 |
1.1 林木耗水的概念 |
1.2 林木耗水研究的理论和方法 |
1.3 林木蒸腾耗水研究的尺度问题 |
1.4 林木蒸腾耗水影响因素研究 |
1.5 发展趋势 |
2 研究目的和内容 |
2.1 研究目的 |
2.2 研究内容 |
3 研究区概况 |
3.1 地理位置 |
3.2 气候特征 |
3.3 土壤类型 |
3.4 土壤植被状况 |
3.5 试验地布设和选择 |
3.5.1 试验地布设 |
3.5.2 试验地基本情况 |
4 研究方法 |
4.1 研究思路 |
4.2 技术路线 |
4.3 试验观测方法 |
4.3.1 林地土壤水分动态 |
4.3.2 气象要素 |
4.3.3 叶面积指数 |
4.3.4 消光系数 |
4.3.5 林木蒸腾 |
5 Penman-Monteith法确定生长季林地耗水量 |
5.1 应用理论和方程 |
5.1.1 各计算参数确定 |
5.1.2 模拟结果验证 |
5.1.3 各林地生长季蒸腾量计算 |
5.2 林地土壤蒸发特性 |
5.2.1 林地土壤蒸发量 |
6 定位通量法确定生长季林地耗水 |
6.1 土壤水分动态 |
6.2 定位通量法确定生长季林地耗水量 |
6.2.1 土壤水动力学蒸散计算原理 |
6.2.2 参数确定 |
6.2.3 计算结果 |
7 两种林地耗水量计算方法比较 |
7.1 两种蒸散量计算方法结果比较 |
7.2 林地潜在蒸散量 |
7.2.1 计算公式 |
7.2.2 计算结果 |
8 结论 |
9 讨论 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
致谢 |
(9)黄土高原土壤团聚体-水-植被的时空变异分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 “土—水—植被”系统研究 |
1.2.2 退耕还林(草)工程前后土壤团聚体的空间变异和影响因素 |
1.2.3 土壤水对退耕还林(草)工程的时空响应及其驱动力 |
1.2.4 退耕还林(草)工程下植被总初级生产力时空变化 |
1.2.5 黄土高原农业生产的时空变异 |
1.3 有待深入研究的科学问题 |
1.4 研究的主要内容、目的及意义 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究的目的及意义 |
1.4.3 论文的组织结构 |
1.4.4 技术路线 |
第2章 研究区域与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 黄土高原地区 |
2.1.2 纸坊沟小流域 |
2.2 数据源和提取方法 |
2.2.1 纸坊沟流域辅助数据 |
2.2.2 黄土高原辅助数据 |
2.3 样品采集和室内测定 |
2.4 数据处理与统计分析方法 |
2.4.1 经典统计分析 |
2.4.2 地统计分析 |
2.4.3 精度评估 |
2.4.4 通径分析 |
2.4.5 偏最小二乘回归 |
2.4.6 结构方程模型 |
第3章 黄土高原退耕还林(草)工程下的团聚体稳定性空间分布 |
3.1 典型小流域土壤团聚体稳定性空间分布 |
3.1.1 不同土地利用下的团聚体稳定性和土壤可蚀性 |
3.1.2 空间相关性与局部空间自相关分析 |
3.1.3 土壤团聚体稳定性和土壤可蚀性的空间格局 |
3.1.4 普通克里格和反距离加权的比较 |
3.2 黄土高原土壤团聚体稳定性空间分布 |
3.3 小结 |
第4章 黄土高原退耕还林(草)工程下的团聚体稳定性驱动因子研究 |
4.1 典型小流域土壤团聚体稳定性空间预测 |
4.1.1 描述性统计结果 |
4.1.2 土壤团聚体稳定性的影响因素 |
4.1.2.1 土壤性质的影响 |
4.1.2.2 土地利用和景观结构的影响 |
4.1.2.3 环境因素的影响 |
4.1.3 SSPFs和 ESPFs的方程构建 |
4.1.4 团聚体稳定性指数的空间预测 |
4.2 典型小流域土壤团聚体稳定性影响因素贡献分析 |
4.2.1 土壤团聚体稳定性各影响因素的贡献 |
4.2.2 结构方程模型构建 |
4.3 黄土高原土壤团聚体稳定性影响因素初探 |
4.4 小结 |
第5章 黄土高原退耕还林(草)工程下的土壤水时空格局驱动分析 |
5.1 土壤水分动态时空格局 |
5.2 NDVI、蒸散和降雨动力学的时空格局 |
5.3 NDVI、蒸散和降雨与土壤水在时空尺度上的关系 |
5.4 NDVI、蒸散和降雨对土壤水的贡献 |
5.5 小结 |
第6章 黄土高原退耕还林(草)工程下的植被总初级生产力及农业生产的时空变化 |
6.1 黄土高原GPP的时空变化 |
6.2 农业生产的时空变化 |
6.3 小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 论文的创新点 |
7.3 问题和展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(10)黄河泥沙沉积物演化特征及物源示踪(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状与存在问题 |
1.2.1 国内外研究现状 |
1.2.2 存在问题 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.4 创新点 |
第二章 研究区概况及研究方法 |
2.1 黄河流域自然地理概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 气象与水文 |
2.1.3 地质地貌 |
2.2 黄河流域河道特征与侵蚀强度概述 |
2.2.1 黄河河道特征与径流量关系 |
2.2.2 黄河流域主要地区侵蚀强度 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 样品采集 |
2.3.2 样品分析 |
第三章 基于黄河泥沙沉积物粒度特征的沉积环境识别 |
3.1 黄河泥沙沉积物粒度特征 |
3.1.1 河漫滩泥沙沉积物粒度特征 |
3.1.2 钻孔泥沙沉积物粒度特征 |
3.2 粒度相特征对成因的指示 |
3.3 基于粒度特征的黄河泥沙沉积物物源分析 |
3.4 基于层次聚类分析的粒度端元混合模型 |
3.4.1 模型的建立 |
3.4.2 粒度端元分解 |
3.4.3 粒度端元指示的沉积动力环境 |
3.5 小结 |
第四章 基于黄河泥沙沉积物物理化学性质的沉积环境指示 |
4.1 黄河泥沙沉积物物理化学性质演化特征 |
4.1.1 河漫滩泥沙沉积物理化学性质演化特征 |
4.1.2 钻孔泥沙沉积物物理化学性质演化特征 |
4.2 黄河泥沙沉积物理化学性质与粒度的相关性 |
4.3 黄河泥沙沉积物物理化学性质对沉积环境的指示 |
4.4 小结 |
第五章 基于黄河泥沙沉积物石英颗粒微形态的物源分析 |
5.1 黄河泥沙沉积物石英颗粒微形态特征 |
5.1.1 河漫滩泥沙沉积物石英颗粒微形态特征 |
5.1.2 钻孔泥沙沉积物石英颗粒微形态特征 |
5.2 黄河泥沙沉积物石英颗粒微形态相似性分析 |
5.3 黄河泥沙沉积物石英颗粒微形态指示的物源信息 |
5.4 小结 |
第六章 基于黄河泥沙沉积物矿物成分的物源分析 |
6.1 黄河泥沙沉积物矿物演化特征 |
6.1.1 河漫滩泥沙沉积物矿物演化特征 |
6.1.2 钻孔泥沙沉积物矿物演化特征 |
6.2 黄河泥沙沉积物矿物示踪研究 |
6.3 黄河泥沙沉积物矿物成分物源区指数与成熟度指数 |
6.3.1 河漫滩泥沙沉积物矿物成分物源区指数与成熟度指数 |
6.3.2 钻孔泥沙沉积物矿物成分物源区指数与成熟度指数 |
6.4 黄河泥沙沉积物矿物成分指示的物源信息 |
6.5 小结 |
第七章 基于黄河泥沙沉积物地球化学元素的物源分析 |
7.1 黄河泥沙沉积物地球化学元素演化特征 |
7.1.1 河漫滩泥沙沉积物常量及微量元素演化特征 |
7.1.2 钻孔泥沙沉积物常量及微量元素演化特征 |
7.2 河漫滩及钻孔泥沙沉积物化学风化定量分析 |
7.3 黄河泥沙沉积物化学元素示踪分析 |
7.4 小结 |
第八章 黄河泥沙沉积物物源分析体系及水土保持意义 |
8.1 基于端元分析的黄河泥沙物源区贡献率定量计算 |
8.1.1 基础理论 |
8.1.2 物源区泥沙贡献率计算结果与讨论 |
8.2 黄河泥沙沉积物物源影响因素 |
8.2.1 流域面积对黄河泥沙输运量的影响 |
8.2.2 径流对黄河泥沙输运量的影响 |
8.2.3 沿岸地形对黄河泥沙输运量的影响 |
8.2.4 气候对黄河泥沙输运量的影响 |
8.2.5 源岩、地质及地貌类型对黄河泥沙输运量的影响 |
8.2.6 黄河泥沙物源分析体系的建立 |
8.3 物源区泥沙贡献率对黄河水土保持的指导 |
8.4 小结 |
结论与展望 |
主要结论 |
研究展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
致谢 |
四、西藏高原干旱半干旱区土壤分形特征及其应用(论文参考文献)
- [1]干旱与半干旱荒漠草原区柠条灌丛土壤分形维数与理化性质对比分析[J]. 蒋嘉瑜,刘任涛,张安宁. 水土保持研究, 2021(04)
- [2]改革开放以来中国粮食生产空间重构及影响因素分析[D]. 张秋梦. 西北大学, 2021(12)
- [3]红原高寒沙化草地土壤特征及其与地形因子的关系研究[D]. 马丽. 西南科技大学, 2021(09)
- [4]乌兰布和沙漠人工植被区土壤粒度特征研究[D]. 包晨曦. 内蒙古农业大学, 2020(06)
- [5]凹槽土体失稳起动泥石流的力学机制与规模放大过程[D]. 张勇. 中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所), 2020(01)
- [6]西藏高寒河谷沙地植被恢复特征及经营对策研究[D]. 廖承锐. 南京林业大学, 2020(01)
- [7]中国旱区典型生态系统水分利用效率动态特征及其生物物理调控[D]. 白玉洁. 北京林业大学, 2020(01)
- [8]青海大通高寒区典型林地耗水特征研究[D]. 王莉. 北京林业大学, 2020(02)
- [9]黄土高原土壤团聚体-水-植被的时空变异分析[D]. 叶露萍. 中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心), 2020(01)
- [10]黄河泥沙沉积物演化特征及物源示踪[D]. 陈垚. 长安大学, 2020