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基于二次博弈云模型的石羊河流域水资源承载力评价

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水电能源科学 2024年第5期42卷 58-62页

作者：陶虎胡广录白元儒焦娇刘鹏周成乾兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室甘肃兰州730070

为准确判断石羊河流域水资源承载力状况,提升流域内经济高质量发展与水资源承载力的适应能力,从社会、经济、生态、水资源系统中选取16个评价指标构建石羊河流域水资源承载力评价体系,利用二次博弈云模型和障碍度模型评价石羊河流域2000... 详细信息

为准确判断石羊河流域水资源承载力状况,提升流域内经济高质量发展与水资源承载力的适应能力,从社会、经济、生态、水资源系统中选取16个评价指标构建石羊河流域水资源承载力评价体系,利用二次博弈云模型和障碍度模型评价石羊河流域2000~2020年水资源承载力变化状况并查明主要障碍因子。结果表明,2000~2020年,石羊河流域水资源承载力状况有所改善,水资源承载力总体处于Ⅲ级(临界承载状态);生态环境用水率、人均GDP、实际耕地灌溉率是水资源承载力的主要障碍因子;石羊河流域应调整用水结构、优化水资源配置、促进节水型经济的发展、加强生态环境保护,以提高水资源的合理高效利用。

关键词：云模型博弈论多组合权重障碍度水资源承载力石羊河流域

黑河中游荒漠-绿洲过渡带固沙植物根区土壤颗粒组成及分形特征

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兰州交通大学学报 2024年第1期43卷 99-107页

作者：周成乾胡广录李嘉楠刘鹏陶虎兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室兰州730070 甘肃省水土保持科学研究所兰州730020

探究荒漠-绿洲过渡带固沙植物根区土壤颗粒分布及分形特征,可对区域生态植被建设和荒漠化防治提供一定理论依据。选取黑河中游的荒漠-绿洲过渡带内3种固沙植物作为研究对象,采集固沙植物根区0~120 cm土层的土壤样品,测定了土壤粒度组成... 详细信息

探究荒漠-绿洲过渡带固沙植物根区土壤颗粒分布及分形特征,可对区域生态植被建设和荒漠化防治提供一定理论依据。选取黑河中游的荒漠-绿洲过渡带内3种固沙植物作为研究对象,采集固沙植物根区0~120 cm土层的土壤样品,测定了土壤粒度组成,并计算了土壤颗粒分形维数D。结果显示:3种固沙植物根区土壤的颗粒以中砂粒(0.25~0.5 mm)和细砂粒(0.1~0.25 mm)为主,占比75%以上,除中砂粒和细砂粒外,不同粒级土壤颗粒质量分数由高到低为极细砂粒>粗砂粒>粉粒>黏粒;3种固沙植物根区的土壤颗粒组成存在显著差异(P梭梭(1.94)>沙拐枣(1.91),且浅层(0~60 cm)土壤易受外界因素干扰,土壤颗粒分形维数D变化幅度较大;土壤颗粒分形维数D与土壤颗粒中的黏粒和粉粒质量分数呈极显著的正相关关系,与土壤中颗粒的砂粒质量分数呈极显著负相关关系,土壤颗粒分形维数D能较好地体现研究区固沙植物根区的土壤颗粒组成。提高固沙植物数量和覆盖率对于沙化土壤固定,改善土壤质量,防止风蚀的发生均具有重要意义。

关键词：荒漠-绿洲过渡带固沙植物土壤颗粒分形维数土壤粒径分布

黑河中游荒漠绿洲过渡带典型固沙植物根区土壤C、N、P化学计量特征

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甘肃农业大学学报 2023年

作者：刘鹏胡广录陶虎周成乾兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃省黄河水环境重点实验室

【目的】土壤C、N、P化学计量特征可表征土壤养分供应能力和储量变化，是反映土壤养分循环及其肥力水平的关键指标。固沙植物以灌木和半灌木为主，在抑制荒漠化和维持绿洲生态安全方面扮演着重要的角色。分析固沙植物根区的土壤C、N、P... 详细信息

【目的】土壤C、N、P化学计量特征可表征土壤养分供应能力和储量变化，是反映土壤养分循环及其肥力水平的关键指标。固沙植物以灌木和半灌木为主，在抑制荒漠化和维持绿洲生态安全方面扮演着重要的角色。分析固沙植物根区的土壤C、N、P化学计量特征，探究其养分含量变化规律，可为维持荒漠绿洲过渡带的稳定性和今后的防风固沙工程实践提供科学方案和必要参考。【方法】以黑河中游荒漠绿洲过渡带三种典型固沙植物梭梭、泡泡刺和沙拐枣为研究对象，测定固沙植物根区不同土层深度土壤中的有机碳（SOC）、全氮（STP）和全磷（STP）指标，分析三种固沙植物根区土壤C、N、P化学计量特征及影响因素。【结果】结果表明：三种典型固沙植物根区SOC含量均在60～80cm土层出现峰值，STN、STP含量的峰值均为表层土壤；SOC含量随土层深度的增加先增大后减小，STN和STP随土层深度的增大而减小；在研究区特定的环境条件下，植物类型对土壤C、N、P含量及其化学计量特征有显著影响，梭梭根区的土壤养分含量较其它两种植物更高；三种典型固沙植物根区各理化性质指标之间的相关系数总体表现为梭梭＞泡泡刺＞沙拐枣。【结论】黑河中游荒漠绿洲过渡带梭梭、泡泡刺和沙拐枣根区土壤C、N、P含量具有显著（P＜0.05）差异，梭梭的保肥能力及其环境适应性较其它两种植物更强。

关键词：荒漠绿洲过渡带固沙植物 C、N、P含量土壤保肥能力

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黑河中游正义峡径流变化趋势及归因分析

干旱区研究 2023年第9期40卷 1414-1424页

作者：胡广录陶虎焦娇白元儒陈海志麻进兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室甘肃兰州730070

以黑河中游正义峡水文站的实测径流量数据为基础,采用线性回归法、Mann-Kendall突变检验法、滑动t检验法、Pettitt检验法和累积距平法分析了正义峡水文站1970―2020年径流序列的变化趋势和突变年份,并利用基于Budyko假设的水热耦合平衡... 详细信息

以黑河中游正义峡水文站的实测径流量数据为基础,采用线性回归法、Mann-Kendall突变检验法、滑动t检验法、Pettitt检验法和累积距平法分析了正义峡水文站1970―2020年径流序列的变化趋势和突变年份,并利用基于Budyko假设的水热耦合平衡方程,对正义峡径流量变化趋势进行了归因分析。结果表明:(1)研究期内正义峡径流量波动变化,丰枯交替,但整体呈现增加趋势,2004年径流发生突变,突变后的年平均径流量增加了3.08×10^(8)m^(3),增加率为32.7%。(2)突变后的2005―2020年,正义峡径流量对降水、潜在蒸发和下垫面参数的弹性系数分别为1.40、-0.40、-1.57,且各因子对径流的贡献率分别为42.73%、-12.52%、69.79%,表明径流量对下垫面变化最为敏感,气候因子中降水对径流的影响大于潜在蒸发。(3)在一定的区域气候条件下,植被覆盖、土地利用、流域调水等人类活动引起的中游下垫面变化是正义峡径流量变化的主要原因。研究结果可为流域管理部门制定水资源合理分配及调用方案提供科学依据。

关键词：径流变化归因分析水热耦合平衡方程气候变化人类活动黑河中游

荒漠—绿洲过渡带典型混交灌木根区土壤含水率变化特征

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西北林学院学报 2023年第1期38卷 34-41页

作者：麻进胡广录陈海志焦娇兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

土壤水分是干旱区植被生长的限制因子,研究荒漠—绿洲过渡带植被根区土壤水分时空变化对抵御沙漠化进程具有重要意义。以荒漠-绿洲过渡带3种典型混交灌木梭梭×泡泡刺(SS×PP)、泡泡刺×沙拐枣(PP×SG)、沙拐枣×梭梭(SG×SS)为研究对象... 详细信息

土壤水分是干旱区植被生长的限制因子,研究荒漠—绿洲过渡带植被根区土壤水分时空变化对抵御沙漠化进程具有重要意义。以荒漠-绿洲过渡带3种典型混交灌木梭梭×泡泡刺(SS×PP)、泡泡刺×沙拐枣(PP×SG)、沙拐枣×梭梭(SG×SS)为研究对象,对3种典型混交灌木根区0~100 cm土层土壤进行连续采样并测定土壤含水率。结果表明:1)7-9月,3种混交灌木根区0~100 cm土层土壤含水率的变化范围依次为:梭梭×泡泡刺0.54%~2.75%、1.06%~2.41%、0.73%~4.72%;沙拐枣×梭梭0.42%~2.59%、0.96%~2.35%、0.57%~3.58%;泡泡刺×沙拐枣0.31%~2.38%、0.56%~2.33%、0.79%~3.71%。3种混交灌木在0~60 cm土层土壤含水率随深度增加而增大,60~100 cm土层各类型混交灌木土壤含水率变化逐渐趋于稳定。2)7月,0~100 cm土层混交灌木梭梭×泡泡刺的土壤含水率显著高于沙拐枣×泡泡刺,9月,20~40、60~100 cm土层混交灌木沙拐枣×梭梭的土壤含水率显著低于其他2种混交灌木类型。3)3种混交灌木土壤持水能力大小为梭梭×泡泡刺>泡泡刺×沙拐枣>沙拐枣×梭梭。研究结果为荒漠—绿洲过渡带防风固沙植被建设中植物种类的选择提供科学依据。

关键词：荒漠—绿洲过渡带土壤含水率混交灌木土壤持水能力

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绿洲灌区小麦水分生产率在不同尺度上的变化

农业工程学报 2009年第2期25卷 24-30页

作者：胡广录赵文智中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国生态系统研究网络临泽内陆河流域综合研究站兰州730000 甘肃省水利水电学校兰州730021

水分生产率是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标。文章根据民乐县洪水河灌区1995-2006 年的气象、灌溉用水量、灌溉面积、作物产量资料,从田间、斗渠、干渠、灌区4个不同尺度分析了小麦灌溉水分生产率年份间的变化情... 详细信息

水分生产率是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标。文章根据民乐县洪水河灌区1995-2006 年的气象、灌溉用水量、灌溉面积、作物产量资料,从田间、斗渠、干渠、灌区4个不同尺度分析了小麦灌溉水分生产率年份间的变化情况。结果表明:不同尺度上平均灌溉水分生产率不同,田间尺度为1.414 kg/m3,斗渠尺度为1.013 kg/m3, 干渠尺度为1.089 kg/m3,灌区尺度为0.894 kg/m3,并且不同尺度上的灌溉水分生产率在年份间的差异也比较大。2001 年洪水河灌区实施了节水灌溉工程,不同尺度上的平均灌溉水分生产率在2001-2006年较1995-2000年有所提高,田间、斗渠、干渠、灌区分别提高了7.9%、19.4%、16.5%、7.4%,说明目前斗渠、干渠尺度上节水力度大,节水效益明显, 而灌区尺度还有较大的节水潜力,应成为未来农业节水研究的重点。

关键词：水分生产率尺度分析灌溉渠道节水工程绿洲灌区小麦

黑河中游荒漠绿洲过渡带典型灌丛植物防风固沙效应

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中国沙漠 2023年第5期43卷 31-40页

作者：胡广录陈海志麻进陶虎周成乾刘鹏兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学甘肃省黄河水环境重点实验室甘肃兰州730070

为探究黑河中游荒漠绿洲过渡带典型灌丛植物防风固沙效应,通过野外调查观测,定量分析了固沙植物梭梭(Haloxylonam modendron)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)对风沙流流量及风沙流结构的影响规律,并应... 详细信息

为探究黑河中游荒漠绿洲过渡带典型灌丛植物防风固沙效应,通过野外调查观测,定量分析了固沙植物梭梭(Haloxylonam modendron)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)对风沙流流量及风沙流结构的影响规律,并应用空气动力学原理分析了影响机制。结果表明:固沙植物防风效果表现为梭梭>沙拐枣>泡泡刺,且在迎风面和背风面差异显著,梭梭与其他灌丛植物相比防风效果更加显著,风速降幅可达到62.9%,有效防护距离最大;梭梭、泡泡刺、沙拐枣的阻沙效率分别为60.7%、51.0%、46.3%,且各灌丛植物在相同风速下输沙率随高度呈阶梯式递减;灌丛植物输沙率与风速符合指数函数或多项式函数关系,风速超过7.0 m·s-1时输沙率增加速度最为剧烈。梭梭的阻风效果优于泡泡刺和沙拐枣,但其近地表防风蚀效果一般,泡泡刺因为低矮密集的植株结构表现出较好的防风蚀性,但有效防护距离最小,且在高度较大时防风效果较差。

关键词：灌丛植物防风固沙风沙流结构荒漠绿洲过渡带

荒漠绿洲过渡带不同固沙植物根区土壤养分空间分布特征

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西北林学院学报 2022年第5期37卷 17-23页

作者：邓丽媛胡广录周川陈海志麻进焦娇兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

选取甘肃省临泽县北部的荒漠绿洲过渡带梭梭、泡泡刺、沙拐枣根区的土壤为研究对象,于2020年7-9月采集固沙植物根区不同水平距离处不同土层深度的土壤样品,检测分析土壤样品中的有机质、全N和全P指标。结果表明:1)梭梭根区土壤中各养分... 详细信息

选取甘肃省临泽县北部的荒漠绿洲过渡带梭梭、泡泡刺、沙拐枣根区的土壤为研究对象,于2020年7-9月采集固沙植物根区不同水平距离处不同土层深度的土壤样品,检测分析土壤样品中的有机质、全N和全P指标。结果表明:1)梭梭根区土壤中各养分含量总体上大于泡泡刺与沙拐枣根区,且梭梭根区土壤中各养分含量的空间变异程度相对沙拐枣、泡泡刺较大。2)固沙植物根区水平距离0-0.5 m处的土壤养分含量大于水平距离1.5-2.0 m处,且梭梭对土壤养分的蓄积作用大于泡泡刺与沙拐枣,说明梭梭可以将大量的自身凋落物和根部分泌物等进行有效保蓄,是一种理想的固沙植物。3)随着土层深度的增加,固沙植物根区土壤中有机质含量基本上都呈现出先增高后降低的趋势,全P、全N含量呈现出表层较高的趋势。4)固沙植物根区的土壤有机质、全N、全P之间均呈显著正相关关系。荒漠绿洲过渡带不同固沙植物根区的土壤养分分布特征,决定了过渡带上固沙植被的空间格局,对进一步科学合理地选择固沙植物具有现实意义。

关键词：荒漠绿洲过渡带固沙植物土壤养分空间分布

1967~2020年黑河中游绿洲气候变化对玉米产量的影响——以临泽县为例

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甘肃农业大学学报 2023年第2期58卷 137-144,154页

作者：陈海志胡广录李嘉楠麻进焦娇兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020

【目的】探究黑河中游绿洲气候变化特征对玉米产量的影响,并提出相应管理对策。【方法】采用线性回归分析、产量分解等方法分析了张掖市临泽县1967~2020年气候变化和玉米产量变化的趋势,并运用多元线性回归分析方法建立了玉米气象产量... 详细信息

【目的】探究黑河中游绿洲气候变化特征对玉米产量的影响,并提出相应管理对策。【方法】采用线性回归分析、产量分解等方法分析了张掖市临泽县1967~2020年气候变化和玉米产量变化的趋势,并运用多元线性回归分析方法建立了玉米气象产量与各气象因子的相关性模型。【结果】1967~2020年黑河中游绿洲平均气温、累计降水量和累计日照时长均呈上升趋势,上升幅度分别为0.38℃/10 a、3.01 mm/10 a、2.02 h/10 a;玉米气象产量呈现出不规则且幅度较大的波动,玉米气象产量与降水量、累计日照时长2个气象因子呈现正相关关系,与气温呈现负相关关系,偏回归系数分别为0.295,0.354和-0.405;根据多元回归分析模型预测,至2030年玉米气象产量将达到-47.85 kg/hm^(2),气象条件将成为制约玉米产量提高的主要因素。【结论】在黑河中游绿洲特殊的区域气候条件下,提高灌溉效率、引进抗逆抗旱品种、加强田间管理技术研究等是玉米产量稳步提高最为有效的措施。

关键词：气候变化玉米产量多元线性回归分析黑河中游绿洲