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2021年, 第38卷, 第3期　刊出日期：2021-05-15 上一期    下一期

水资源及其利用

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水资源管理增强下的塔里木河上中游碳储量动态评估 郭靖,王光焰,徐生武,张广朋,苑塏烨,凌红波,夏依旦·吾买尔江 2021 (3):  589-599.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.01 摘要 ( 497 )   HTML ( 26 )   PDF(7175KB) ( 120 )   自2000年实施流域综合治理和2010年推行流域体制改革以来,塔里木河流域水资源管理能力不断增强。然而,水资源管理对流域生态系统固碳能力的提升效果如何,未曾开展评估。以胡杨林集中分布的塔里木河上中游为研究靶区,采用InVEST模型,基于2000年、2010年、2018年土地利用/覆被变化数据,分析了水资源管理增强下流域生态系统碳储量的变化特点。结果表明：（1） 2000年、2010年、2018年塔里木河上中游的总碳储量分别为93.70 Tg、93.92 Tg、93.01 Tg,平均碳密度分别为67.63 t·hm-2、67.78 t·hm-2、67.12 t·hm-2,基本保持稳定。林地是塔里木河上中游的主要碳库、草地次之。（2） 2000—2010年碳储量增加0.22 Tg,主要由于大量草地类型（69.35 t·hm-2）转化成耕地类型（73 t·hm-2）。自2000年塔里木河综合治理实施后,植被恢复使得地表生物量增多,林地、草地碳密度和碳储量增加;2010—2018年碳储量减少0.91 Tg,碳损失途径主要源于大量林地类型（73.77 t·hm-2）转化成耕地类型（73 t·hm-2）,造成草地总碳储量降低。（3） 碳储量空间分布具有较强的空间异质性,其特点以塔里木河上中游为条带向四周波动递减。碳储量变化显著区域在空间分布上与土地利用变化区域基本一致。研究可为深入了解干旱区碳循环,提升流域生态系统固碳功能,优化水资源管理提供科学依据。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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新疆天山西段夏季河流水化学特征及其影响因素研究 玛尔胡拜·牙生,马龙,吉力力·阿不都外力,张伟燕 2021 (3):  600-609.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.02 摘要 ( 447 )   HTML ( 13 )   PDF(6158KB) ( 365 )   在对天山西段两条主要河流（伊犁河、博尔塔拉河）常量离子组成进行分析基础上,结合数理统计学方法、水化学图解等方法探讨了水化学特征及其影响因素;在此基础上,对两条河流的灌溉适宜性进行了评价,以期为天山西段水环境状况评估提供科学依据。结果表明：（1） 伊犁河和博尔塔拉河水体均呈弱碱性,pH分别为8.01和8.55;主要离子浓度排序一致,其中：阳离子Ca2+>Na+>Mg2+>K+,阴离子HCO3->SO42->Cl-,Piper分类图显示水化学类型为HCO3-Ca·Mg;（2） 博尔塔拉河和伊犁河水体离子组成主要受岩石风化作用的影响;（3） 水样中93%的样品落在优良区,表明伊犁河和博尔塔拉河河水灌溉适应性评价为水质适宜灌溉。研究结果对天山西段水环境评价及水资源可持续利用具有较为重要的意义。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于SWAT模型的开都河流域水文干旱变化特征及驱动因子分析 宋玉鑫,左其亭,马军霞 2021 (3):  610-617.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.03 摘要 ( 515 )   HTML ( 24 )   PDF(8216KB) ( 141 )   以开都河流域为例,以SWAT（Soil and Water Assessment Tool）分布式水文模型和标准化降水蒸散指数（SPEI）为基础,对干旱变化特征进行识别。利用贝叶斯动态线性方程（BDL）模型研究南方涛动（SOI）等气候驱动因子对区域季节性干旱的影响。结果表明:1965—2016年开都河流域的干旱主要集中于冬、春季;在不同季节,流域干旱的变化趋势也有所不同,但趋势并不明显,仅在秋冬季可以检测出显著下降的趋势;不同季节的SPEI指数变化受降水、潜在蒸散发等气候因素的响应较快,多在0值上下波动,导致其变化周期较短,多集中在2~4 a;气候指数对流域干湿变化的影响随着时间的推移而转变,对不同季节的影响也有所不同。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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念青唐古拉山西段冰湖时空变化分析 陶静,赵文吉,王旭,薛进 2021 (3):  618-628.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.04 摘要 ( 497 )   HTML ( 17 )   PDF(3639KB) ( 362 )   基于多源、多期遥感影像与DEM提取的冰湖数据,分析了念青唐古拉山西段1991—2017年冰湖不同维度的分布变化,在此基础上研究了冰湖数量、面积变化与气温、降水变化的关系。结果表明:（1） 近年来,研究区的冰湖数量与面积均呈上升趋势,冰湖数量增加161个,面积增加1.185 km2。其中,1991—2006年平稳增长,2006—2017年大幅增长。（2） 冰湖面积与数量在中高海拔范围内均呈增长趋势。新增冰湖主要分布在海拔5400~5700 m,冰湖数量占整体数量的72.41%。（3） 分布在不同朝向冰湖的增长速率不同。西南向冰湖增长较为迅速,朝北向冰湖增长相对缓慢。（4） 气温上升引起的冰川消融是冰湖生长的间接因素,降水是冰湖生长的重要因素。面积小的冰湖对气候的响应更灵敏,变化更显著,面积大的冰湖,变化幅度小,表明冰湖的动态变化与气候变化紧密相关。通过探究念青唐古拉山西段冰湖变化对冰湖溃决灾害的预测具有重要的指示意义。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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乌梁素海冰封期水温与溶解氧浓度变化研究 翟佳伦,史小红,刘禹,赵胜男,宝文智,李国华 2021 (3):  629-639.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.05 摘要 ( 405 )   HTML ( 15 )   PDF(4531KB) ( 355 )   采用Morlet小波分析法对2019年乌梁素海冰下水体的温度、溶解氧（DO）浓度进行趋势分析。结果表明：（1） 湖泊水体温度存在分层现象,同时,DO浓度也出现不同程度的分层现象。表层DO浓度近一个月时间内保持不变,中层、底层DO浓度随冰封时间的增长开始出现下降,中层下降速率为0.32 mg·L-1·d-1,底层下降速率为0.05 mg·L-1·d-1。（2） 表层水温主周期是25 d、16 d,在第一主周期下,周期约为15 d;DO浓度主周期是23 d,平均周期为15 d;中层水温主周期是14 d,DO浓度主周期是19 d、7.5 d,在第一主周期下,水温平均周期约为9 d,DO浓度平均周期为5 d;底层水温主周期是14 d、2.5 d,DO浓度主周期是24 d、10 d。水温变化周期约为8.5 d,DO浓度平均周期7 d左右。（3） 小波相干谱结果表明：湖泊水体温度与DO浓度存在复杂关系,表层、底层水温与DO浓度呈反相位关系;在2~4 d周期尺度上,中层水温变化要早于DO浓度变化约2~4 h。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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宁夏阅海湿地水质评价及其空间差异性研究 杨蕾,璩向宁,马正虎,张矞勋,田媛,何志润 2021 (3):  640-649.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.06 摘要 ( 361 )   HTML ( 9 )   PDF(3473KB) ( 393 )   为了进一步查明水深、芦苇分布、进水口、排水口分布等因素对宁夏阅海湿地水质的影响程度,于2019年春季（5月）、夏季（8月）、秋季（11月）分别对阅海湿地水质按《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》进行了14个水点采集分析,利用模糊综合评价法对湿地水质的空间分布差异性特征进行了评价。结果表明:（1） 阅海湖泊水质指标季节分布特征为,各水质指标大多介于Ⅲ~Ⅳ类水质。其中,5月水质最差,11月相对较好,8月居中。（2） 阅海湖泊水质指标空间分布特征为,5月阅海水体在浅水区属于Ⅱ类水质,在芦苇区、入水口、深水区属于Ⅳ类水质;8月在深水区、芦苇区属于Ⅳ类水质,在入水口属于Ⅰ类水质,在其他区域均属于Ⅲ类水质;11月在入水口属于Ⅳ类水质,其余区域属于Ⅲ类水质。（3） 阅海湖泊水质指标的时空变化与旅游活动、人工补水、鸟类栖息繁衍等外源输入、自然和人为原因对湖泊底泥的扰动有关。研究结果对阅海湿地等干旱区水资源的管理以及生态环境治理均有一定的参考作用。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

土壤资源

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AMSR-E土壤水分产品评价及在干旱监测中的应用 王静,方锋,黄鹏程,岳平,李江萍,王大为 2021 (3):  650-664.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.07 摘要 ( 612 )   HTML ( 15 )   PDF(4084KB) ( 232 )   土壤水分在地表能量交换和气候变化中有重要作用。干旱为常见的自然灾害,土壤水分是反映干旱最直观的指标,利用微波遥感监测地表土壤水分具有明显优势,微波土壤水分产品也在干旱监测中具有重要作用,但由于地表下垫面的差异和反演算法的精度,使土壤水分产品的应用受到了限制,因此,本研究对广泛使用的AMSR-E （Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System）土壤水分产品在中国范围内的精度及在干旱监测中的作用进行评价。结果表明:AMSR-E能较好的反映站点不同深度的土壤水分情况,大多数站点存在极显著相关关系,但20 cm相关性低于10 cm,且高相关系数区域明显缩小;下垫面为白地的农试站观测的土壤水分和AMSR-E土壤水分产品之间的相关性显著高于种植作物下的农田区这2种数据的相关性;对于大多数下垫面类型,站点土壤水分和AMSR-E土壤水分之间存在明显的正相关关系,且达到极显著相关,对10 cm土壤水分观测,相关性最好的是种植高梁下观测的土壤水分,相关性达到了0.579,对20 cm土壤水分观测,相关性最好的是棉花下观测的土壤水分,相关性达到0.528。春季、夏季和秋季的相关性较高,而冬季相关性略低;在种植作物的情况下,东北、华南和西北地区,站点和AMSR-E土壤水分观测相关性较好,仅考虑白地的情况下,西北、西南和华中区域,这2种数据的相关性更高些;AMSR-E较农试站土壤水分取值范围宽,但不同区域AMSR-E土壤水分取值峰值不同,华北区域2种土壤水分观测分布和波动较为一致;AMSR-E基本能反映北方干旱和南方多雨引起的土壤水分差异趋势;大多数站点和大多数作物类型下,10 cm站点土壤水分和AMSR-E土壤水分相关性较好的情况下,20 cm也会有这样的表现。其次,AMSR-E土壤水分产品提取的土壤水分距平百分率与同期的降水距平百分率之间的相关性较好,尤其在西北地区和北方大部分区域更明显,AMSR-E土壤水分产品能较好的反映降水的波动和干旱的发生状况。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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液膜覆盖对旱地土壤结构特征及入渗性能的影响 白秀梅,张垚,张勇,杜轶 2021 (3):  665-671.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.08 摘要 ( 293 )   HTML ( 6 )   PDF(792KB) ( 204 )   为了研究长期液膜覆盖对旱地土壤结构及入渗性能的影响,于2015—2018年在山西农业大学林业试验站进行了田间随机区组试验。试验设计有垄沟耕作和平作方式下的液膜和塑膜覆盖,以平作不覆盖为对照。结果表明:（1） 液膜覆盖能改善土壤理化性质。和其他处理相比,PY、LY显著增加了土壤有机质含量和毛管孔隙度;与对照(CK)相比较,PY、LY、PS、LS的土壤容重均有显著降低。（2） 液膜覆盖能改善土壤结构特性。和其他处理比较,LY显著提高了干筛、湿筛>0.25 mm团聚体含量,PY、LY显著降低了土壤团聚体结构破坏率及显著提高了团聚体水稳性指数。（3） 液膜覆盖提高了土壤稳定入渗性能。PY、LY的稳定入渗率和平均入渗率显著高于其他处理。（4） 同种覆盖方式下,垄沟耕作较平作更有利于改良土壤结构特征,但二者对稳定入渗率的影响没有显著差异。（5） 初始入渗率与土壤理化指标间没有显著相关性。稳定入渗率和平均入渗率与毛管孔隙度、>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率与团聚体水稳性指数间有显著或极显著相关性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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焉耆盆地绿洲农田不同类型土壤有机碳空间分布特征及储量估算 史常明,柳洋,张富荣,赵云飞,肖锦锦,汪霞 2021 (3):  672-681.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.09 摘要 ( 482 )   HTML ( 9 )   PDF(3673KB) ( 164 )   土壤有机碳（SOC）是生态系统稳定性和农业生产力的基础,充分了解焉耆盆地绿洲不同土壤类型SOC分布特征,对实现农业系统可持续发展具有重要意义。以新疆焉耆盆地绿洲长期定点试验的监测数据为基础,利用生物地球化学模型（DNDC）进行模拟试验,研究在当前的田间管理和气候模式下,焉耆盆地绿洲农田土壤有机碳密度（SOCD）和土壤有机碳储量（SOCS）的空间分布特征,并探究了在不同的土壤类型下SOCD和SOCS的差异性。结果表明:（1） DNDC模型能够很好的模拟该区域下SOC及其动态变化,模型相关系数（r）>92.75%,相对误差（E）介于2.98%~4.12%,<5%,模型的可靠性较高。（2） 2018年焉耆盆地绿洲农田0~20 cm SOCD介于12000~28000 kg·hm-2,SOCS为2414 Gg,不同区域之间的差异较为明显。（3） 不同的土壤类型之间,SOCD和SOCS差异明显,其中沼泽土的SOCD最大,为25136 kg·hm-2;石质土的SOCD最小,为13335 kg·hm-2。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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杭锦后旗不同盐渍土沙穴种植番茄对土壤水热盐的响应 何婧,屈忠义,刘霞,刘祖汀,孙宇乐 2021 (3):  682-694.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.10 摘要 ( 577 )   HTML ( 9 )   PDF(5883KB) ( 218 )   河套灌区杭锦后旗各质地盐渍土壤的水分入渗性能、温度及含盐量不同,使土壤改良效果存在差异。为研究“沙穴”种植番茄对不同土质的土壤水分、温度、盐分的迁移规律,通过在土柱中填装3种典型土质（砂壤土、粉壤土、黏壤土）,同时布设沙穴,探索在滴灌条件下种植加工番茄以改良不同土壤质地的可行性。结果表明:沙穴种植对不同土质的水热盐迁移影响不同,沙穴种植能显著改善黏壤土土壤水分入渗性能,提高根系层土壤的湿润区面积及含水率,在深度20~40 cm相对增加了24.15%,但降低了砂壤土和粉壤土的保水性,土壤剖面含水率呈上干下湿的特点;沙穴种植可显著提高作物生长初期黏壤土的温度（P<0.05）,平均增温3.64 ℃,有利于初期幼苗生长发育,但对原状砂壤土和粉壤土的温度变化不显著,生育后期土壤温度随着气温变化均呈下降趋势;沙穴种植对土壤盐分具有淋洗作用,在深度>20 cm处,粉壤土和黏壤土的盐分淋洗效果显著（P<0.05）,平均相对脱盐率达23.28%和56.29%。综合分析沙穴种植对不同土质盐渍土土壤水热盐迁移规律,得出在杭锦后旗3种典型盐渍土中,黏壤土是最适宜沙穴改良方式的土质。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

天气与气候

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近40a中巴经济走廊气候变化时空分布特征 于志翔,于晓晶,杨帆 2021 (3):  695-703.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.11 摘要 ( 555 )   HTML ( 13 )   PDF(3699KB) ( 330 )   中巴经济走廊是“一带一路”倡议的重要组成部分,深入认识该地区气候变化时空分布特征和规律,对于项目顺利实施和安全保障有重大意义。采用CRU TSv4.04逐月地面气候要素数据集,分析1980—2019年中巴经济走廊地区气温、降水、干湿状况的气候变化时空分布特征。结果表明：中巴经济走廊地区气温呈显著上升趋势,中部地区增温速率低于两端地区,最低温度增温速率最快,为0.37 ℃·(10a)-1;平均气温次之,增温速率为0.32 ℃·(10a)-1;最高温度增温速率最慢,为0.29 ℃·(10a)-1。降水量、降水日数与干湿变化的区域性差异较大,其中巴基斯坦西南部降水量显著减少,最大速率为-20 mm·(10a)-1,变干趋势明显;巴基斯坦中部地区降水日数显著增加,最大速率为4 d·(10a)-1。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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黄河上游河源区不同量级降水对径流变化的影响 保广裕,乜虹,戴升,燕振宁,杨春华,代青措 2021 (3):  704-713.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.12 摘要 ( 516 )   HTML ( 22 )   PDF(4799KB) ( 212 )   利用1961—2019年黄河上游河源区13个气象观测站逐日地面降水和唐乃亥水文站径流量数据,采用统计分析方法分析黄河上游河源区不同量级降水对径流变化的影响,研究表明：（1） 黄河上游河源区1961—2019年降水量变化率为7.57 mm·(10a)-1。尤其是进入21世纪,黄河上游河源区气候暖湿化加快,降水量呈显著性增加趋势;（2） 1961—2000年黄河上游河源区各地年总降水量、≥5.0 mm、≥10.0 mm、≥25.0 mm的降水量呈微弱增加趋势,而2001—2019年呈显著增加趋势,分别增加5.1%、6.9%、7.4%、15.0%;（3） 1961—2019年黄河上游河源区≥5.0 mm、≥10.0 mm、≥25.0 mm降水贡献率分别为71%、43%、7%,呈增加趋势,2001—2019年比1961—2000年降水量贡献率分别增加了1.5%、1.2%、0.8%;（4） 年降水量与年径流量变化成显著正相关,年总降水量、≥5 mm、≥10 mm和≥25 mm年降水量与年径流量也成显著正相关,是年径流量增加（减少）的主要气候因子。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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1960—2017年黄土高原不同等级降水日数和强度时空变化特征 安彬,肖薇薇,张淑兰,张建东 2021 (3):  714-723.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.13 摘要 ( 942 )   HTML ( 21 )   PDF(9883KB) ( 234 )   降水日数及强度的变化特征研究对黄土高原应对气候变化及水资源开发利用具有重要的科学意义。利用1960—2017年黄土高原地区55个地面气象站逐日降水资料,分析了总降水和不同等级降水（小雨、中雨、大雨和暴雨）的日数、强度和降水量的时空变化规律,并量化各等级降水日数和强度对降水量增量的贡献。结果表明:（1） 近58 a黄土高原地区不同等级降水日数和降水量,以及大雨和暴雨强度皆呈减少趋势,而总降水、小雨和中雨强度呈增加趋势,小雨日是黄土高原地区降水最主要的形式。（2） 黄土高原地区总降水、小雨、中雨的降水日数和降水量及其变化趋势的空间分布格局基本一致,即总降水和小雨等级皆呈西南高、西北低,降幅呈南多北少格局;中雨等级自东南至西北方向递减,趋势呈南降北增的规律;大雨以上等级自东南至西北向递减,趋势呈中部增加、南北减少特征。各等级降水强度与对应降水量分布特征基本一致,但强度趋势的空间分布较为复杂。（3） 黄土高原多数地区的降水量下降趋势是由降水日数的减少所致。降水日数趋势变化对降水增量起主要贡献的有总降水、小雨和中雨等级,空间格局呈南高北低特征;降水强度趋势变化对降水增量起主要贡献的仅有大雨以上等级,呈东北至西南方向高,而两侧低的空间特征。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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西藏地区潜在蒸散量时空格局特征及影响因素研究 史继清,豆永丽,杨霏云,戴睿,胡军 2021 (3):  724-732.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.14 摘要 ( 388 )   HTML ( 8 )   PDF(7462KB) ( 256 )   利用1981—2018年西藏地区38个气象站点的逐日气象观测资料,采用联合国粮农组织Food and Agriculture Organization of the United Nations（FAO）推荐的Penman-Monteith公式估算了各站点的潜在蒸散量（ET0）,分别从趋势性、突变性以及周期性分析了ET0的时空变化格局及其影响因素。结果表明：在时间尺度上,西藏地区ET0均表现出先“下降”后“升高”的趋势,其中“下降”阶段ET0整体呈显著的降低趋势（除冬季外）,“升高”阶段呈显著的增加趋势（除春、夏季）。在空间尺度上,春、夏季表现出减少和秋冬季、年际表现出增加的趋势。发生突变的站点主要分布在中南部和东北部区域,时间集中在20世纪80年代;年均ET0变化的第一主周期为33 a（2013年）。此外,平均风速和相对湿度是影响年及季节ET0的主要因素,同时平均风速、相对湿度和最高温度对ET0的影响趋势具有很强的一致性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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宁夏降水资源格局演变特征 王素艳,李欣,王璠,马阳,张雯,黄莹,高睿娜 2021 (3):  733-746.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.15 摘要 ( 729 )   HTML ( 14 )   PDF(3837KB) ( 602 )   利用1961—2019年宁夏20个气象站逐日气象资料以及农业用水量和耗水量等资料,采用数理统计方法,从降水量的时空差异、潜在蒸散量和降水量差值、持续“湿”和“干”过程时长、关键等雨量线、不同等级降水日数和降水强度及其对降水量的贡献、农业用水量和耗水量等方面,从1961—1982年、1983—2010年、2011—2019年3个时段分析了宁夏降水资源在西北暖湿化背景下的演变特征。结果表明:（1） 年降水量总体呈减少趋势,阶段性特征明显、区域性和季节性差异大,各地、各季节在2011年以来降水量增多,且超过1961—1982年和1983—2010年。（2） 区域间降水量增加幅度差异增大及年际间的不同步,尤其中雨量和大雨量的变化差异使得区域间降水之差越来越大,南北“暖湿”和“暖干”现象同时出现的几率增大;（3） 潜在蒸散量增加,降水量减少,两者之差增加,中北部春季、南部山区秋季增加最多;（4） 引黄灌区持续“干”时长增长,春、夏旱或春夏连旱仍然频繁发生,农业耗水量占用水量比例仍然较大,中南部持续“干”时长缩短,持续“湿”时长增长;（5） 总体上,200 mm等雨量线有南移趋势,400 mm等雨量线的西侧有南移趋势,2010年以来随着降水量增加有所北移;（6） 降水总日数减少,降水强度增强;小雨日数均为减少趋势,大部分量级降水强度呈增强趋势;春季中雨量和大雨量、夏季大雨量和暴雨量、秋季小雨量和中雨量的变化对总雨量的变化作用突出。总体上,2011年以来降水增多有利于生态环境恢复,然而也会使得极端降水及无雨日数增加,增加了城市内涝、山洪泥石流等次生灾害的风险,同时,南北差异增大,增加了防灾减灾难度。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

应用气候

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南疆夏季不同类型暴雨精细化特征对比分析 杨霞,周鸿奎,许婷婷,华烨 2021 (3):  747-756.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.16 摘要 ( 410 )   HTML ( 11 )   PDF(6635KB) ( 1499 )   南疆暴雨是小概率事件,其预报预警的难度较大。南疆一些暴雨过程的历时短,降水强度大,并伴有短时强降水事件（即“短时强降水暴雨”）;而另一些暴雨过程的降水时间相对较长,未伴有短时强降水事件（即“非短时强降水暴雨”）。为探究南疆上述两类暴雨的差异,利用2013—2019年426个自动气象站逐小时降水资料,对比分析了南疆夏季短时强降水暴雨和非短时强降水暴雨的差异,结果表明:（1） 南疆夏季以短时强降水暴雨为主,超过70%的站点在暴雨日中出现过短时强降水事件;短时强降水暴雨主要发生在7月,该月约95%的暴雨日中都出现过短时强降水事件。（2） 南疆海拔在2000~2500 m的站点出现暴雨的比例最高,海拔低于1000 m的站点最低。南疆短时强降水暴雨主要发生在海拔低于2000 m的区域,非短时强降水暴雨则主要发生在海拔高于2000 m的区域,上述两类暴雨均具有明显的夜雨特征。（3） 南疆总暴雨与短时强降水暴雨的累计降水量、降水频次和平均降水强度的日变化特征相似,二者与非短时强降水暴雨的差异较大。非短时强降水暴雨的累计降水量、降水频次和平均降水强度的峰值时段均出现在上午;短时强降水暴雨的累计降水量和平均降水强度的峰值时段出现在傍晚前后和前半夜,累计降水频次的峰值时段则主要出现在后半夜至清晨,短时强降水暴雨的降水强度与累计降水量的关系比降水频次更密切。南疆短时强降水暴雨和非短时强降水暴雨的观测特征存在显著差异,二者的降水形成机制也不相同。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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柴达木盆地夏季暴雨灾害风险区划及其影响 刘义花,李红梅,温婷婷,申红艳,韩忠全,朱宝文 2021 (3):  757-763.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.17 摘要 ( 466 )   HTML ( 11 )   PDF(6342KB) ( 338 )   基于1961—2018年柴达木盆地10个气象台站观测资料,分析了柴达木盆地极端强降水量、强降水日数的时空演变特征,定量化分析了柴达木盆地不同量级暴雨灾害的影响程度,结果表明：（1） 1961—2018年柴达木盆地夏季（6—8月）降水呈增多趋势,增幅为7.5 mm·(10a)-1,极端强降水次数亦呈增多趋势,增幅为2次·(10a)-1,尤其是近10 a来,夏季极端强降水次数增多尤为明显,年平均强降水次数为17次,与1981—2010年平均值相比偏多6次。（2） 柴达木盆地因强降水诱发的暴雨灾害次数总体呈增多趋势,增幅为2.5次·(10a)-1,进入21世纪以来增加尤为明显,都兰、乌兰、天峻及德令哈是暴雨灾害出现次数最多的地区。（3） 暴雨灾害风险区划结果：夏季柴达木盆地天峻县（舟群乡、快尔玛乡、木里镇、新源镇、江河镇）为极端强降水诱发的暴雨灾害高风险区;德令哈（蓄集乡、尕海镇）、乌兰县（铜普镇、柯柯镇及茶卡镇）、都兰县（香加乡、热水乡、沟里乡、香日德镇、夏日哈镇、察汗乌苏镇）为暴雨灾害较高风险区,针对暴雨灾害风险级别和影响范围,定量化分析了柴达木盆地暴雨灾害对GDP、人口、土地利用类型的影响程度。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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渭河流域极端降水时空演变规律及其对大气环流因子的响应 邹磊,余江游,王飞宇,张彦 2021 (3):  764-774.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.18 摘要 ( 545 )   HTML ( 15 )   PDF(5810KB) ( 411 )   基于渭河流域内及其周边28个气象站点1961—2017年逐日降水量数据,选取PRCPTOT、SDII、Rx1day、Rx5day、R95P和R99P共6种极端降水指数,采用Mann-Kendall趋势检验和小波变换方法综合分析了渭河流域极端降水时空演变规律,并进一步探究流域极端降水指数与6种大气环流异常因子之间的相关关系。研究表明:（1） 在1961—2017年间,渭河流域极端降水指数整体呈减少的趋势。渭河流域极端降水指数由西北向东南地区逐渐增加,流域东南地区较西北地区湿润;（2） 1990年以后,极端降水指数在年际间的波动性明显增大,流域发生极端降水事件的概率有上升趋势;（3） 在所选择的大气环流异常因子中,渭河流域极端降水受南方涛动指数SOI影响最大。SOI越大,流域发生少雨现象的概率越大,反之,则发生多雨、洪涝现象的概率越大。本文结果对于理解气候变化对于极端降雨的影响机理和加强预防气候灾害的能力有重要意义。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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甘肃省陇东地区夏季极端降水及典型年环流特征分析 刘梦洋,王小军,柯杭,罗志文,尹义星 2021 (3):  775-784.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.19 摘要 ( 537 )   HTML ( 10 )   PDF(6121KB) ( 212 )   本文采用陇东地区13个气象站的逐日降水和同期NCEP/NCAR再分析资料,基于5个极端降水指数,应用经验正交函数（EOF）、合成分析等方法,研究该地区1967—2015年夏季极端降水的时空特征及极端降水典型年的环流特征。结果表明：（1） 夏季极端降水指数在陇东地区西北部较低,南部和东北部较高,整体呈上升趋势。（2） EOF分析第一特征向量均为正值,第二特征向量则表现为南正北负的反相位分布,在时间系数的极大（小）值年,研究区夏季极端降水在南北方向呈南强（弱）北弱（强）的分布特征最明显。（3） 在强（弱）夏季极端降水典型年,有（无）冷暖空气交汇;上升（下沉）运动增强,向外长波辐射为负（正）异常,对流强（弱）,对应着较多（较少）的降水;水汽通量散度为负（正）异常,有利于（不利于）极端降水发生。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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近59 a锡林郭勒草原旱灾驱动气候因子分析 赵水霞,王文君,吴英杰,全强,王思楠,陈晓俊,刘铁军 2021 (3):  785-793.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.20 摘要 ( 360 )   HTML ( 6 )   PDF(8713KB) ( 174 )   锡林郭勒草原是我国北方典型的干旱半干旱牧区,利用1959—2017年研究区不同地理位置逐日气温和降水数据,通过计算潜在蒸散量和水分盈亏量,结合趋势分析和R/S极差分析等方法,研究干旱半干旱牧区气候因子的时空分布特征及变化趋势,为北方牧区干旱的监测和预测提供科学支撑。研究表明:过去59 a,锡林郭勒草原气温呈显著增加趋势[0.39 ℃·(10a)-1],降水呈缓慢减小趋势[-5.40 mm·(10a)-1],气候逐渐趋于暖干化。研究区东南部的降雨量明显高于西北部,水分亏缺量由西向东逐渐递减,气温和潜在蒸散量则呈西南高、东北低的空间分布;不同地理位置关键致灾气候因子的年际变化差异显著,年内呈单峰型周期性变化,于7月份达到水热条件良好状态。锡林郭勒草原暖干化趋势的正持续性强烈,西部二连浩特地区荒漠化风险严重,东部西乌珠穆沁旗和中北部那仁宝力格地区降雨和水分盈亏量下降趋势显著,会对植被生长和生态环境产生不利影响。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

植物与植物生理

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毛乌素沙地沙柳液流特征及其对环境因子的响应 洪光宇,王晓江,刘果厚,张雷,高孝威,李卓凡,刘铁山,刘辰明,李梓豪 2021 (3):  794-801.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.21 摘要 ( 400 )   HTML ( 6 )   PDF(1332KB) ( 397 )   应用Flow32-1K包裹式热平衡液流仪,对毛乌素沙地沙柳不同径级枝条液流进行长期监测,同步观测试验样地气象变化,分析沙柳枝条液流变化规律并建立与环境因子关系模型。结果表明：（1） 沙柳枝条随着径级的增加液流日变化从宽峰曲线到明显的单峰曲线,并且液流速率呈增大趋势;天气条件对液流影响较大,雨天液流速率波动较剧烈,呈明显的多峰曲线;晴天时液流速率变化呈明显的双峰曲线,雨天沙柳枝条液流速率及日液流量均比晴天低,随着径级增大,晴天和雨天日累计液流量差值逐渐变大。（2） 液流速率与地表温度、大气温度、饱和水汽压差、太阳辐射和风速呈极显著正相关关系,与空气相对湿度呈极显著负相关关系。（3） 雨天环境因子中饱和水汽压差和空气相对湿度对液流速率的影响较大,拟合结果平均R2在0.8以上;晴天太阳辐射强度是控制沙柳枝条液流速率的重要因子,拟合结果平均R2在0.85以上。通过对沙柳枝条液流速率进行监测,分析沙柳群落的蒸腾消耗特征,为沙地水资源合理利用与群落结构优化调控提供数据支撑。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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气候变化和人类活动对锡林郭勒草原植被覆盖度的影响 屈莹波,赵媛媛,丁国栋,高广磊 2021 (3):  802-811.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.22 摘要 ( 588 )   HTML ( 25 )   PDF(4540KB) ( 369 )   基于遥感、气象及统计数据,采用线性趋势法和残差分析法,在不同时空尺度上监测1982—2018年锡林郭勒草原草地植被覆盖度动态,量化气候变化和人类活动对植被变化的贡献率。结果表明:1982—2018年,锡林郭勒草原植被覆盖度及变化具有明显的空间异质性,草甸草原覆盖度呈显著增加趋势（P<0.01）,荒漠草原覆盖度呈显著减少趋势（P<0.01）。2000年为旗县草地覆盖度变化的主要节点。人类活动是锡林郭勒草原植被动态的主导因素,研究区多年人类活动因素的综合贡献率为65.06%。中东部和南部部分区域植被在人类积极作用下得到了显著改善,但西部和北部荒漠草原区的植被仍然呈现退化趋势。建议加大荒漠草原区生态政策实施力度以保障草地生态系统的可持续性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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干旱砾漠区防护绿地植物群落配置模式研究 周静,严成,郭瑞增,闫紫烟 2021 (3):  812-820.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.23 摘要 ( 327 )   HTML ( 7 )   PDF(556KB) ( 277 )   以乌鲁木齐南部冲积扇砾漠区防护绿地的27个植物群落配置模式为研究对象,结合层次分析法与模糊综合评价,对不同植物群落配置模式的生态效果进行综合评价并排序。结果表明：樟子松-白滨藜-粉苞菊+伊犁绢蒿、白榆-中亚沙棘-粉苞菊+准噶尔铁线莲、裂叶榆-中亚沙棘-粉苞菊+顶羽菊、沙枣-白滨藜-粉苞菊的配置模式生态效果表现良好;基于植物群落生态效果相似性和景观功能需求,对优化配置模式进行多样化扩展分析,提出了三维绿量大、盖度高、适应性强的乔灌木和自然草本组成的植物群落优化配置模式,为干旱砾漠区防护绿地建设提供理论依据和技术支撑。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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不同水分胁迫下的春小麦叶片气体交换参数和水分利用效率研究 陈斐,闫霜,王鹤龄,张凯,赵福年,黄小燕 2021 (3):  821-832.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.24 摘要 ( 471 )   HTML ( 9 )   PDF(3435KB) ( 162 )   叶片气体交换参数是作物产量形成的生理基础,其中光合速率和蒸腾速率决定了叶片水分利用效率,对作物抗旱节水研究具有重要意义。在定西和武威两个试验站进行春小麦盆栽水分模拟试验,设置对照（CK）、持续干旱（WS）、中旱（40%FC）和重旱（30%FC）4组处理,分析不同水分条件下春小麦叶片气体交换参数和水分利用效率（WUEinst）的变化特点及其相关特征。结果表明：（1） 持续干旱胁迫下,春小麦的土壤日耗水量、光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈先快后慢的下降趋势,达到中旱和重旱水平时相比CK分别减小了71%和76%、39%和60%、57%和66%、60%和77%,受影响程度为：气孔导度>蒸腾速率>光合速率,胞间CO2浓度在轻旱-中旱时下降,中旱后期降幅达33%,之后呈上升趋势,WUEinst在轻旱-中旱阶段上升,中旱后期时增加41%,之后下降,相比于CK,轻-重度胁迫会提高WUEinst,极度干旱则使之降低;（2） 当水分胁迫维持在中旱或重旱水平时,以上各指标均会维持在持续干旱达到相同干旱等级时对应的值附近,且中旱时值均高于重旱时的数值（P<0.05）;（3） 在持续干旱胁迫的轻旱-中旱阶段,净光合速率和蒸腾速率互为主导影响因子,而在持续干旱胁迫之后的阶段,以及胁迫维持在中旱或重旱情形下,两者的主导因子均为气孔导度,WUEinst在水分充足—持续干旱胁迫时均以蒸腾速率为主导因子,而当胁迫维持在中旱或重旱时其受叶片气体交换参数的调控作用不明显。本研究结果可为作物在不同干旱阶段和情形下采取适当措施进行抗旱节水提供参考依据。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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西北干旱区绿洲葡萄园净碳交换及其影响因素 张扬,朱高峰,秦文华,赵楠,陈惠玲 2021 (3):  833-842.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.25 摘要 ( 350 )   HTML ( 10 )   PDF(6458KB) ( 300 )   研究干旱区绿洲农业生态系统碳收支动态和其碳源汇形成机制对于指导绿洲农业固碳减排至关重要。基于敦煌干旱绿洲葡萄园涡度相关系统观测的CO2通量和相关环境因子数据,估算2019年生长季（5—10月）葡萄园的碳收支总量,同时探究净生态系统碳交换（NEE）的日、季动态及其对叶面积指数（LAI）、光合有效辐射（PAR）、水汽压差（VPD）和空气温度（Ta）等的响应。结果表明：（1） 生长季期间,葡萄园净生态系统碳交换（NEE）、生态系统呼吸（Re）和总初级生产力（GPP）的累计量分别为-647.3、883.2 g C·m-2和1530.5 g C·m-2,Re/GPP值为57.7%,表明其碳消耗强度较低,为强烈的碳汇过程。（2） 生长季NEE量变化呈单峰型（7月峰值）,与空气温度的季节变化相似。这表明在水分供应充足的基本条件下,空气温度对于NEE具有显著影响。（3） 生长季NEE受到LAI、PAR、VPD、Ta等生物物理因素的综合作用,在整个生长季PAR是与其相关性最高的环境因子,通过驱动光合作用增加固碳量;生长季LAI先增加后减少,光合固碳量也相应受到影响,进而造成NEE呈先下降后上升趋势。同时,保持VPD处于适宜的范围（20~35 hPa）,可有效地提高其固碳能力。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

生态与环境

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伊犁河谷西部土地植被覆盖演化及驱动力分析 文广超,赵梅娟,谢洪波,张毅,张娟 2021 (3):  843-854.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.26 摘要 ( 824 )   HTML ( 20 )   PDF(6446KB) ( 444 )   为了揭示伊犁河谷西部地区土地植被覆盖演化的驱动因素,选取2001—2016年16景卫星影像数据,基于“3S”技术,运用图像分类、叠加分析、统计分析等方法,分析了研究区土地植被覆盖时空演化规律,应用地理探测器模型定量探究了影响土地植被覆盖演化的主要驱动力。结果表明：（1） 2001—2016年,裸地、草地、林地、耕地占总面积87%,占土地利用类型主导地位,构成区域土地利用基本格局,建设用地持续增加,冰川、沙地及水域面积持续减少;（2） 研究区植被大面积稳定演进,低植被覆盖面积减少约1333 km2,高植被覆盖等级面积持续增加1020 km2,植被覆盖由中低等水平向较高和高植被覆盖等级转变;（3） 利用地理探测器识别出研究区土地植被覆盖演化受自然和人类因素共同影响,降雨、气温、人口、GDP及高程为演化的主要因子,部分因子对土地植被变化的差异性显著,出现双因子协同增强现象;（4） 气象要素是区域土地植被覆盖演化的主要驱动因素,人类活动为次要驱动因素。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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银川市湿地景观演变及其驱动因素 王晓峰,延雨,李月皓,张兴,符鑫鑫 2021 (3):  855-866.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.27 摘要 ( 392 )   HTML ( 8 )   PDF(3541KB) ( 223 )   基于1990—2019年Landsat TM/OLI遥感影像,采用面向对象分类方法提取银川市湿地景观信息,通过景观指数、冗余分析方法定量分析研究区湿地景观演变特征及其驱动因素。结果表明：（1） 银川市湿地面积由1990年的264.86 km2减少到2019年的241.32 km2,减少了23.54 km2。与1990年相比,2019年的自然湿地面积减少了33.57 km2,人工湿地面积增加了10.03 km2。（2） 1990—2019年间,银川市湿地景观的破碎化程度下降、聚集程度降低、形状逐渐不规则化、多样性与异质性增加。（3） 选取12个驱动因素指标进行冗余分析,社会经济因素是湿地景观演变的主导因素,非农业人口数、水产品产量、第二产业产值与建成区面积对湿地景观变化的影响最为显著,降水量、气温等自然因素作用相对较弱。研究结果可为银川市的湿地资源的合理利用与保护提供重要参考。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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干旱区气候因子对枯落物分解和土壤动物的影响 张安宁,刘任涛,陈蔚,常海涛,吉雪茹 2021 (3):  867-874.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.28 摘要 ( 330 )   HTML ( 17 )   PDF(496KB) ( 448 )   以土壤动物为主的碎屑食物网是枯落物分解及养分释放的重要途径,也是维持干旱-半干旱区脆弱生态系统生物地球化学循环和稳定性的关键环节。目前,土壤动物对枯落物分解的影响机制研究已成为当前研究的热点,但土壤动物与枯落物分解如何响应气候变化缺乏系统总结。从气候变化对枯落物分解的影响、气候变化对土壤动物营养结构的影响和气候变化对枯落物分解和土壤动物关系的影响3个方面,阐明气候变化通过改变水热因子和枯落物质量来影响枯落物分解功能和土壤动物的影响规律。现阶段对枯落物中土壤动物的研究仍停留在群落水平,而关于枯落物中土壤动物的营养结构和功能性状分布特征,尚未可知。因此,未来研究中,应注重大尺度、长时间的野外观测与控制试验相结合的方法,而且在机理方面需注重土壤动物功能性状对枯落物分解作用的研究。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

其他

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3种低立式沙障内表层沉积物粒度特征研究 祁帅,汪季,党晓宏,魏亚娟,丁奋谦 2021 (3):  875-881.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.29 摘要 ( 317 )   HTML ( 5 )   PDF(3548KB) ( 161 )   以库布齐沙漠兴巴高速南铺设3 a的3种（PLA沙障、沙柳沙障、HDPE沙障）同种规格不同材料沙障为研究对象,通过采集沙障内表层0~2 cm沉积物样品,利用激光粒度仪测定样品机械组成,分析了平均粒径、标准偏差、偏度、峰态和分形维数等参数。结果表明：（1） 以中、细砂为主,其含量约为77.83%~98.00%,黏粒和粉粒的含量均不超过5%;沙丘迎风坡坡底PLA和HDPE沙障内表现为轻度风蚀,颗粒粒径偏粗;沙柳沙障自坡底到坡顶,障格内粒径逐渐增大,在坡顶处发生蚀积转换。（2） 整体上沙障内沉积物分选性较差,偏度向正偏或负偏发展,峰态向尖窄发展,分形维数在1.94~2.20,优势粒级向细砂转变。（3） 不同类型沙障对沉积物的影响具有一定差异性,HDPE沙障和PLA沙障内沉积颗粒分布更为广泛,而沙柳沙障则相对集中,且都趋于细化;对土壤颗粒组成优化表现为HDPE沙障>沙柳沙障>PLA沙障。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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高立式尼龙网沙障防风阻沙特征及其合理配置 席成,左合君,王海兵,闫敏,贾光普 2021 (3):  882-891.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.30 摘要 ( 1231 )   HTML ( 8 )   PDF(7546KB) ( 180 )   高立式沙障在线性工程风沙灾害防护中被广泛应用,布置模式直接影响工程防风阻沙效率和成本效益。在乌兰布和沙漠穿沙公路迎风侧,选择上疏下密式尼龙阻沙网分别设计4种高度单行、4种高度3种间距双行沙障来模拟风沙灾害防治观测场,使用阶梯式集沙仪与HOBO风速采集仪对不同风速下防风阻沙效率参数进行观测。结果表明：（1） 低风速（<12 m·s-1）背景下,高立式尼龙阻沙网沙障障后有效防护距离单行为3H（相同沙障高度的距离）以内,双行为12H。（2） 单行高立式尼龙阻沙网沙障的障后3H沙障截留率平均为85.14%,障后5H平均为91.23%;双行障后3H平均为93.53%。（3） 在中低风能地区线性工程防护中配置尼龙阻沙网时,不建议使用0.6 m及以下高度沙障;8 m·s-1风速及以下可配置1 m高度单行尼龙阻沙网沙障;8~12 m·s-1风速可配置间距8H、高度0.8~1.0 m双行尼龙阻沙网;在大风速区（>12 m·s-1）选择拓宽间距至10H、高度1.2 m尼龙网沙障多条带复式配置。此模式可优化治沙工程设计,完善线路工程沙害防治体系。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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大同土林地貌沉积物粒度特征分析 蔡莹莹,李继彦,屈欣,王萌,王颖颖 2021 (3):  892-900.  doi: 10.13866/j.azr.2021.03.31 摘要 ( 891 )   HTML ( 9 )   PDF(2998KB) ( 527 )   土林是在干旱-半干旱地区典型的流水侵蚀地貌,研究其物质组成可揭示土林沉积环境演变过程,为进一步探究土林的发育演化奠定基础。本文采用粒度分析方法,对其地层剖面沉积物组成特征进行了研究。结果表明：（1） 大同土林沉积物的粒度组成以粉沙为主,平均含量高达50.6%,其次为黏土,平均含量为36.01%,粗颗粒组分的含量较低。（2） 自然频率分布曲线呈单峰和双峰分布模式,相应的累积频率曲线也呈单一直线型和两段型分布模式,表明土林沉积物组成以悬移组分占主导。（3） 随着土层深度的增加,土林沉积物平均粒径呈波动变粗的趋势,分选性由较差向差波动变化,偏度由负偏经近对称向正偏转变,峰态多为宽和中等。大同土林沉积物主要形成于河流相和湖泊相沉积的环境,并夹有风成地层,且这些地层在垂直剖面上呈互层分布。土林的形成受内、外营力的共同影响,其发育演化过程与当地气候变化密切相关。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标