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南水北调与水利科技 2016年第3期14卷 12-16页

作者：戴长雷冯慧厅于成刚刘月李晨宇黑龙江大学水利电力学院哈尔滨150080 黑龙江大学寒区地下水研究所哈尔滨150080 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室兰州730000 黑龙江省大兴安岭水文局黑龙江加格达奇165000

黑龙江省大兴安岭地区的加格达奇区属于典型的高纬度寒区,是我国地下水溢流积冰问题最严重的地区之一。东小河位于加格达奇市区东部,是区域溢流积冰现象的代表性区域。采用实地踏勘和水文地质物探等方法,分析了该地区溢流积冰现象形成... 详细信息

黑龙江省大兴安岭地区的加格达奇区属于典型的高纬度寒区,是我国地下水溢流积冰问题最严重的地区之一。东小河位于加格达奇市区东部,是区域溢流积冰现象的代表性区域。采用实地踏勘和水文地质物探等方法,分析了该地区溢流积冰现象形成三个阶段及其特征,特别是气象因素、流域下垫面因素、冻土层因素的影响,指出加格达奇区流域下垫面因素中的浅薄含水层和冻土层因素是该地区独特的溢流积冰现象形成的关键因素。

关键词：地下水溢流积冰形成规律浅薄含水层冻土影响大兴安岭

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1971—2011年青藏高原干湿气候区界线的年代际变化

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中国沙漠 2016年第4期36卷 1106-1115页

作者：郑然李栋梁南京信息工程大学大气科学学院/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 四川省气候中心四川成都610072 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

气候变化是沙漠化的重要影响因素,了解青藏高原的气候背景变化是探讨高原沙漠化的基础。利用1971—2011年青藏高原81个站点逐日气温、降水等多种气象要素资料,采用面积权重方法研究了近41a高原干湿气候变化的年代际波动特征。结果表明:... 详细信息

气候变化是沙漠化的重要影响因素,了解青藏高原的气候背景变化是探讨高原沙漠化的基础。利用1971—2011年青藏高原81个站点逐日气温、降水等多种气象要素资料,采用面积权重方法研究了近41a高原干湿气候变化的年代际波动特征。结果表明:近年来高原气温持续升高,降水显著增加,于20世纪90年代中后期变得更暖更湿;平均风速由显著下降趋势转变为平稳变化;相对湿度由上升趋势转为下降趋势,且下降幅度明显;日照时数自80年代开始显著下降,进入21世纪转为上升趋势。在这5个因子共同作用下潜在蒸发量于90年代中后期发生明显转折,由下降趋势转为上升趋势。20世纪90年代中后期是高原气候变化的重要节点。高原干湿界线年代际波动明显,不同干湿气候区的面积存在年代际差异,整体表现为各界线均向西北方向移动,极端干旱区、干旱区面积有所减小,半干旱区、半湿润区及湿润区面积有所增大。干湿指数0.5线与高原沙漠化界线重合,干湿界线波动变化在一定程度可反映高原沙漠化变化情况。

关键词：青藏高原气候变化干湿状况

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热带测雨卫星数据在黑河流域的精度及应用

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水土保持通报 2016年第3期36卷 309-315页

作者：赵军刘原峰朱国锋师银芳李佳芳杨玲黄永生胡鹏飞西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000

[目的]验证热带测雨卫星数据TRMM(tropical rainfall measuring mission)3B43降水产品在黑河流域内的精度及可用性,了解全流域降水的空间分布,为西北干旱区流域开展水文和生态研究提供数据支持。[方法]基于黑河流域1998—2013年TRMM 3B4... 详细信息

[目的]验证热带测雨卫星数据TRMM(tropical rainfall measuring mission)3B43降水产品在黑河流域内的精度及可用性,了解全流域降水的空间分布,为西北干旱区流域开展水文和生态研究提供数据支持。[方法]基于黑河流域1998—2013年TRMM 3B43V7数据和11个气象站点数据,使用相关系数、均方根误差、平均误差、平均绝对误差等主要指标评估其在流域内精度,揭示各指标空间分布特征。[结果](1)TRMM数据与实测数据有极强的统计相关性和趋势一致性,但存在不同程度高估现象,月平均高估2.84mm,季、年尺度高估值分别达到8.55和34.1mm;(2)相关系数、均方根误差,从上游到下游依次降低,平均误差在3尺度上上游值均远低于中下游,平均绝对误差在年尺度上游最低,下游次之,中游最高,而在季节尺度上中游相差不大,下游最小,月尺度从上游到下游平均绝对误差值逐渐递减。[结论]TRMM数据显示黑河流域多年平均降雨量呈西南部向中、北部递减的分布格局,且降水量具有上游>中游>下游的梯度分布,降水年内分配不均,主要集中在5—9月。

关键词：黑河流域 TRMM3B43 降水精度

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用VIC模型模拟黑河上游流域水分和能量通量的时空分布

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冰川冻土 2015年第1期37卷 211-225页

作者：何思为南卓铜张凌余文君中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

受地形起伏影响,山区流域的水分和能量通量时空分布差异很大.利用水文模型VIC(variable infiltration capacity)对黑河上游流域的水文和能量时空分布进行了模拟,并通过观测对模拟结果进行了验证.结果表明:VIC模型能够较合理地模拟研究... 详细信息

受地形起伏影响,山区流域的水分和能量通量时空分布差异很大.利用水文模型VIC(variable infiltration capacity)对黑河上游流域的水文和能量时空分布进行了模拟,并通过观测对模拟结果进行了验证.结果表明:VIC模型能够较合理地模拟研究区径流过程,对净辐射的计算也较准确,模拟得到的部分水分通量和能量通量(感热、潜热和土壤热通量)在趋势上较一致,但在数量上存在偏差.积雪过程对研究区的水文和能量循环有重要影响,VIC模型对积雪的模拟偏差较大,导致了每年4月左右的模拟径流偏低,也没有模拟出积雪融化导致的土壤含水量上升;同时,积雪模拟的不准确也明显影响到能量通量的模拟.在研究区,土壤水分变化受土壤冻融影响明显,VIC模型对气温较高、不发生冻融过程的7-9月土壤水分变化模拟较好,但是在其他月份,对积雪及表层土壤消融导致的土壤水分迅速增加和土壤冻结导致的土壤水分迅速减少两个过程的模拟比较差;VIC模型能够给出水分和能量各通量的时空分布,较好地揭示研究流域各个通量的空间异质性及相互影响.

关键词：水分通量能量通量 VIC模型时空分布山区河流黑河

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含硫酸钠盐冻结粉砂强度与变形指标的试验研究

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冰川冻土 2016年第4期38卷 988-995页

作者：徐湘田何扬胡凯郝明内蒙古大学交通学院内蒙古呼和浩特010070 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 内蒙古科技大学建筑与土木工程学院内蒙古包头014010 中冶交通建设集团有限公司北京100011

对硫酸钠盐含量为0.5%的冻结粉砂在-2℃的温度下和0.3~17 MPa围压范围内进行了三轴压缩试验.试验结果表明,含硫酸钠冻结粉砂强度随围压的增大呈先增大后降低的规律,强度的增大阶段可分为两个阶段,第一阶段为0.3~4 MPa,增大速率为1.775;... 详细信息

对硫酸钠盐含量为0.5%的冻结粉砂在-2℃的温度下和0.3~17 MPa围压范围内进行了三轴压缩试验.试验结果表明,含硫酸钠冻结粉砂强度随围压的增大呈先增大后降低的规律,强度的增大阶段可分为两个阶段,第一阶段为0.3~4 MPa,增大速率为1.775;第二阶段为4~8 MPa,增大速率为0.753,围压8 MPa时强度最大,其值为13.10 MPa,与0.3 MPa围压处的最小强度值3.52 MPa相差9.58 MPa;在8~17 MPa的围压范围内,强度整体呈现下降趋势,强度在13.10~12.19 MPa波动.为在冻土工程计算中选取合理的变形指标,对比分析了初始切线模量E0与0.5倍强度处割线模量E0.5、初始切线泊松比μ0和0.5倍强度处割线泊松比μ0.5随围压的变化规律.分析结果表明,两种方式确定的弹性模量和泊松比的变化规律均可按围压分为0.3~4 MPa、4~10 MPa和10~17 MPa三个阶段,弹性模量E0与E0.5在第一阶段和第二阶段均随围压的增大而增大,但第二阶段的增加速率比第一阶段低,在第三阶段E0随围压的增加呈现明显的减低趋势,从最大值1 022.39 MPa降低到490.27 M Pa,而E0.5在在该阶段受围压影响不大;泊松比μ0与μ0.5在第一阶段与第二阶段均随围压的增大而减小,但第二阶段的降低速率比第一阶段小,在第三阶段μ0与μ0.5随围压的增大而增大.对变形指标随围压的变化规律分析表明,冻土初始变形行为对围压敏感,数据离散性大,在工程计算中选取0.5倍强度处对应的割线变形指标在数据上更为稳定、可靠.

关键词：冻土弹性模量泊松比应力-应变强度

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基于文献计量的生态系统碳交换研究发展态势分析

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生态环境学报 2015年第12期24卷 2082-2088页

作者：张静辉罗亚勇常宗强中国科学院寒区旱区环境与工程研究所奈曼沙漠化研究站甘肃兰州730000 冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

基于Web of Science数据库,利用文献计量学方法分析1977─2014年生态系统碳交换研究的有关文献年际变化和学科分布,重点研究分析2010─2014年相关文献的研究力量以及合作状况。结果表明,(1)生态系统碳交换是一个多学科交叉的研究领域,自... 详细信息

基于Web of Science数据库,利用文献计量学方法分析1977─2014年生态系统碳交换研究的有关文献年际变化和学科分布,重点研究分析2010─2014年相关文献的研究力量以及合作状况。结果表明,(1)生态系统碳交换是一个多学科交叉的研究领域,自1977年出现了第一篇有关生态系统碳交换的论文之后,文献数量除个别年份略有波动之外,整体呈稳步增长趋势。(2)发表生态系统碳交换相关文献较多的前15种出版物中,发文量最多的是Agricultural and Forest Meteorology;Global Change Biology、Agricultural and Forest Meteorology、Journal of Geophysical Research-Biogeosciences和Biogeosciences的论文总被引频次较高,均超过了1 000次。(3)从发文量、总被引次数和高被引论文篇数来看,美国、德国、加拿大和法国等生态系统碳交换研究论文综合影响力较高;Chinese Acad Sci、Max Planck Inst Biogeochem、Harvard Univ和Univ Calif Berkeley等机构的论文综合影响力较高;从篇均被引频次和高被引论文所占比例来看,瑞士、荷兰、比利时、意大利和法国等国的论文质量较高;Univ Calif Berkeley、Harvard Univ和Max Planck Inst Biogeochem等机构的论文质量较高。虽然中国在发文量上排第二位,但在篇均被引频次、高被引论文数及其所占比例等指标上并无优势。(4)国家、机构和作者层面的合作度都呈现波动变化,但变化幅度并不大,呈稳定态。

关键词：生态系统碳交换文献计量 WebofScience数据库

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寒区包气带冻结土壤垂向水热参数监测方案分析与设计

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黑龙江水利 2016年第1期2卷 25-30,34页

作者：高宇商允虎戴长雷伍根志刘月逄淑然黑龙江大学寒区地下水研究所黑龙江哈尔滨150080 黑龙江大学水利电力学院黑龙江哈尔滨150080 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

参数测定是包气带冻土研究的基础和难点,在分析已有研究的基础上,以综合质量含水量(含冰量与未冻水含量)、冻土温度为目标参数,立足野外原位监测,设计提出了以语音式低温地温计、冻土水热遥测装置、冻土水热简易监测装置为基础的监测方... 详细信息

参数测定是包气带冻土研究的基础和难点,在分析已有研究的基础上,以综合质量含水量(含冰量与未冻水含量)、冻土温度为目标参数,立足野外原位监测,设计提出了以语音式低温地温计、冻土水热遥测装置、冻土水热简易监测装置为基础的监测方案,并结合黑龙江大学呼兰校区冻土水文试验场冻结条件下包气带土壤垂向水热实际试测结果,对监测方案进行了分析和评价。

关键词：冻土水热参数监测仪器方法寒区

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太湖入湖河流溶解性有机碳来源及碳水化合物生物可利用性

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环境科学 2015年第3期36卷 914-921页

作者：叶琳琳吴晓东孔繁翔刘波闫德智南通大学地理科学学院南通226000 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 中国科学院寒区与旱区环境工程研究所兰州730000

以太湖流域西北部殷村港和陈东港两条入湖河流为研究对象,于2012年9月至2013年8月每月采集表层水体样品,测定了水温、叶绿素a浓度和浮游细菌丰度,并分析了溶解性有机碳DOC(dissolved organic carbon)浓度及其碳稳定同位素特征值(δ13CD... 详细信息

以太湖流域西北部殷村港和陈东港两条入湖河流为研究对象,于2012年9月至2013年8月每月采集表层水体样品,测定了水温、叶绿素a浓度和浮游细菌丰度,并分析了溶解性有机碳DOC(dissolved organic carbon)浓度及其碳稳定同位素特征值(δ13CDOC)、紫外吸光度SUVA254(specific UV absorbance)以及溶解性碳水化合物浓度的变化规律.结果表明,殷村港和陈东港δ13CDOC变化范围为-27.03‰±0.30‰^-23.38‰±0.20‰,以外源性碳为主.浮游植物光合作用产物的释放和外源输入是河流中溶解性碳水化合物的主要来源.两条入湖河流中多糖PCHO(polysaccharides)和单糖MCHO(monosaccharides)浓度在春夏季与秋冬季具有显著差异(P<0.01,n=12;P<0.01,n=12).这与碳水化合物的来源及组分的可利用性有关.秋冬季藻类消亡过程中释放的PCHO在低温下不易被降解,容易堆积,因此两条入湖河流总溶解性碳水化合物TCHO(total dissolved carbohydrates)以PCHO为主;而在春夏季,随着温度升高,PCHO被微生物分解利用转化为MCHO,MCHO是TCHO中主要组分.

关键词：溶解性碳水化合物溶解性有机碳来源殷村港陈东港

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基于CASA模型的陕西省植被净初级生产力时空分析

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水土保持通报 2016年第1期36卷 206-211,345页

作者：石志华刘梦云吴健利常庆瑞谢宝妮闻熠农业部农业环境重点实验室北京100081 黄石市国土资源局湖北黄石435000 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

[目的]探明陕西省近年来植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)的变化及评估植被的生长条件。[方法]基于CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型估算陕西省2003—2012年逐月NPP,并分析其年际、年内的时空变化特征及趋势。... 详细信息

[目的]探明陕西省近年来植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)的变化及评估植被的生长条件。[方法]基于CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型估算陕西省2003—2012年逐月NPP,并分析其年际、年内的时空变化特征及趋势。[结果](1)陕西省2003—2012年植被NPP总体呈增长趋势(p<0.01),年均增量为3.940 6g/(m^2·a)(以C含量计);年总NPP从2003年的84.44Tg(1Tg=1012g)增加到2012年的91.98Tg。(2)NPP年内变化明显,夏季NPP占年总量的比例最高,达到52.43%,7,8两月占比最高,分别为18.52%和18.41%。只有3和8月NPP增长趋势显著或极显著,其他月份NPP变化不显著。(3)不同植被NPP的年际变化比较平稳,除永久湿地外,其他植被类型的NPP呈增长趋势,耕地的NPP增长最快(p<0.01),年均增量为5.89g/(m2·a)。(4)NPP整体呈南高北低、高低相间的分布特征,全省78.53%的区域NPP呈增长趋势,24.47%的区域增长显著或极显著;NPP降低显著/极显著的面积仅占2.27%,主要分布在陕西中部和西安周边地区。[结论]陕西植被生长条件总体在改善,但局部在恶化。

关键词： NPP CASA模型时空分析陕西省

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全新世中期毛乌素沙地炭屑记录与火灾历史

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中国沙漠 2015年第5期35卷 1156-1162页

作者：蔡晓敏苗运法靳鹤龄刘冰严永耀中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

炭屑是探索自然火和人类用火及其驱动机制的重要指标。作者试图通过孢粉提取法获得毛乌素沙地东缘锦界剖面全新世中期(7.5~4.6ka)的炭屑记录,用来揭示该地区炭屑变化特征和火灾历史,并探讨其与气候环境变化之间的关系。结果表明:在7.5~4... 详细信息

炭屑是探索自然火和人类用火及其驱动机制的重要指标。作者试图通过孢粉提取法获得毛乌素沙地东缘锦界剖面全新世中期(7.5~4.6ka)的炭屑记录,用来揭示该地区炭屑变化特征和火灾历史,并探讨其与气候环境变化之间的关系。结果表明:在7.5~4.6ka期间炭屑浓度变化范围为340~17 420粒·g-1,平均为3 350粒·g-1。剖面炭屑总浓度变化趋势曲线呈"弓形",即在7.2ka以前炭屑浓度较低,平均约为1 840粒·g-1;在7.2~6.6ka浓度最高,平均约为5 280粒·g-1,并在6.8ka前后达到峰值17 400粒·g-1;在6.6ka之后浓度下降,平均为1 720粒·g-1。同时,炭屑粒径指标表明<50μm的炭屑占主导,>100μm的炭屑稀少。炭屑浓度主要反映火灾频率和强度,炭屑粒径则反映火灾距离和范围,即毛乌素沙地东部在全新世中期火灾活动相对频繁并在6.8ka左右达到最大值,同时炭屑物源较远,主要为区域性火灾。锦界剖面的化学风化指数、地球化学元素和粒度变化特征表明该地区在7.5~4.6ka气候条件整体较好,湿度增加,处于全新世适宜期,并在7.2~6.6ka达到最佳值,这表明毛乌素沙地的火灾主要发生在气候最佳时期。结合毛乌素沙地及其邻区的孢粉资料推测,该地区在全新世气候适宜期时植被相对茂盛,为毛乌素沙地的火灾提供了丰富的可燃烧物,可能是火灾增多的主要原因。

关键词：毛乌素沙地炭屑火灾全新世驱动机制

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