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西藏高寒草地物种多样性和生产力的环境驱动机制

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生态学报 2024年第14期44卷 6254-6264页

作者：匡苗苗周广胜周梦子郑州大学地球科学与技术学院郑州450001 中国气象科学研究院郑州大学生态气象联合实验室郑州450001 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

全球变暖影响物种多样性和生产力及其关系。关于全球和区域的物种多样性与生产力关系已有许多研究,但气候变暖背景下西藏高寒草地物种多样性与生产力的关系及其环境驱动机制研究仍然很少。基于西藏高寒草地实测的35个样点调查数据,利用... 详细信息

全球变暖影响物种多样性和生产力及其关系。关于全球和区域的物种多样性与生产力关系已有许多研究,但气候变暖背景下西藏高寒草地物种多样性与生产力的关系及其环境驱动机制研究仍然很少。基于西藏高寒草地实测的35个样点调查数据,利用回归分析、Pearson相关性分析、方差分解和结构方程模型等方法,探究了物种多样性和生产力的关系及其影响机制。研究发现:(1)高寒草地的物种丰富度指数和香农-威纳指数与地上植被净初级生产力(ANPP)呈显著正相关关系,且ANPP对物种丰富度指数的变化更为敏感;(2)物种丰富度指数与经度、土壤有效氮、土壤有效磷、年降水量呈显著正相关;Shannon-Wiener指数与海拔和纬度呈显著负相关,与年均温度呈显著正相关;ANPP与经度、土壤有效氮、年降水量和年均温度呈显著正相关,与海拔、纬度和土壤有效钾呈显著负相关;(3)地理因子、土壤养分和气候因子的交互作用对物种丰富度指数和ANPP的贡献率最大,分别为10.99%和32.91%,地理因子和气候因子的交互作用对Shannon-Wiener指数的贡献率最大,为13.61%;(4)地理因子通过调控土壤养分和气候因子间接影响物种多样性和ANPP,土壤养分和气候因子均直接影响物种多样性和ANPP。研究结果揭示了环境因子对物种多样性和生产力的综合调控机制,为西藏高寒草地生态系统科学应对气候变化提供了依据。

关键词：高寒草地生产力物种多样性地理因子土壤养分气候因子

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希夏邦马六十年

岩石学报 2024年第5期40卷 1365-1381页

作者：吴福元中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

60年前的1964年5月2日,中国登山队10名登山队员成功登顶海拔8027m的希夏邦马峰。作为全球8000m以高的最高峰之一,希夏邦马也是一座完全位于我国境内的山峰。在这次登山过程中,中国科学院组织了希夏邦马峰科学考察,其在地质学方面取得的... 详细信息

60年前的1964年5月2日,中国登山队10名登山队员成功登顶海拔8027m的希夏邦马峰。作为全球8000m以高的最高峰之一,希夏邦马也是一座完全位于我国境内的山峰。在这次登山过程中,中国科学院组织了希夏邦马峰科学考察,其在地质学方面取得的主要学术成果包括:(1)将区域上变质的岩石归类为希夏邦马群,并将其划分为下部的片麻岩(包括下段粗粒的片麻岩和上段细粒的变粒岩)和上部的片岩两类,相当于现今划分的高喜马拉雅结晶岩系和肉切村群浅变质岩系。同时认为,希夏邦马峰顶的岩石为上述片麻岩;(2)建立了区内显生宙地层系统,分别为上古生界港门穹群、中生界土隆群和雪拉群及新生界野博康加勒群;(3)在5800m营地附近的野博康加勒群下部砂砾岩中发现了高山栎植物化石,并据此提出了喜马拉雅山3Ma以来隆升了约3000m的认识;(4)运用K-Ar法获得的区内淡色花岗岩-伟晶岩的年龄为13~15Ma,而眼球状片麻岩的年龄为19~35Ma,表明希夏邦马形成于非常年轻的中新世。希夏邦马考察及取得的成果对后来我国喜马拉雅山其他地区的考察起到了很好的示范作用。但是,1964年登顶以后,很少再有地质学家对此山峰展开进一步的科学考察与研究。近30年来,珠穆朗玛峰及喜马拉雅地区其他山峰的研究已经基本明确,喜马拉雅由下部的高喜马拉雅深变质岩系和上部未变质的特提斯喜马拉雅沉积岩系构成,两者之间为遭受韧性伸展变形的构造岩系,即藏南拆离系。未来,应着重检查希夏邦马地区变质岩岩石性质、显生宙地层层序及区域构造特征,确定峰顶究竟是变质岩还是淡色花岗岩,并进一步研究含高山栎化石地层的时代及沉积物形成机制等。

关键词： 60年前希夏邦马峰珠穆朗玛峰喜马拉雅山造山作用

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雅鲁藏布江大拐弯地区河流水位日变化时空分异特征

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水科学进展 2024年第2期35卷 274-288页

作者：余国安岳蓬胜侯伟鹏中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

径流(或水位)日变化是反映河流水文情势的重要方面,解析径流(水位)日变化特征有助于明晰河流水文动态过程和规律,揭示径流来源和产汇流机制。以藏东南雅鲁藏布江大拐弯地区的易贡藏布、帕隆藏布、曲宗藏布、拉月曲、金珠曲和白马西路河... 详细信息

径流(或水位)日变化是反映河流水文情势的重要方面,解析径流(水位)日变化特征有助于明晰河流水文动态过程和规律,揭示径流来源和产汇流机制。以藏东南雅鲁藏布江大拐弯地区的易贡藏布、帕隆藏布、曲宗藏布、拉月曲、金珠曲和白马西路河为对象,基于典型河段2022—2023年小时分辨率实测水位数据,采用数理统计和表征参数分析河流水位日变化时空分异特征,并结合降雨、冰川/积雪数据探究河流水位日变化影响因素。结果表明:研究区河流水位日变幅在汛期多高于非汛期,日水位数据分布在汛期多呈正偏(均值大于中值),汛后多呈负偏(均值小于中值);除白马西路河外,各河段水位日涨落过程在非汛期相对于汛期有所延迟,且汛后延迟趋势更明显;汛期各河段日水位上涨历时均小于回落历时,非汛期则多相反(拉月曲和金珠曲除外);白马西路河水位日变化主要受降雨过程扰动,而其他河流水位日变化主要受冰雪消融过程影响。

关键词：水位日变化实测水位时空分异影响因素雅鲁藏布江

西藏高寒草原湿润度梯度下植物群落特征空间格局及其驱动因子

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生态学报 2024年第5期44卷 1996-2007页

作者：任世杰宋朝阳林长存刘思奇刘涛张雪梅纪宝明北京林业大学草业与草原学院北京100083

西藏高原是中国高寒生态系统类型和生物多样性均聚集的区域之一,其中以高寒典型草原和高寒草甸草原为主生态系统类型,但其系统活力、组织力和恢复力均较弱,容易受到全球气候变化的影响,表现出极强的脆弱性。目前青藏高原草地生态系统植... 详细信息

西藏高原是中国高寒生态系统类型和生物多样性均聚集的区域之一,其中以高寒典型草原和高寒草甸草原为主生态系统类型,但其系统活力、组织力和恢复力均较弱,容易受到全球气候变化的影响,表现出极强的脆弱性。目前青藏高原草地生态系统植物群落分布状况与其变化规律以及对各种环境因子的反应研究多集中于站点尺度或样带尺度,但研究结果尚有较大的不确定性。研究于西藏地区沿着不同的湿润度梯度选择14处高寒草原区样地,通过植物群落调查、土壤理化性质分析,探索草本植被群落空间格局对气候因子响应特征及其主要驱动因子,其结果为青藏高原天然草地保护和可持续利用提供基础科学数据支撑。结果表明:(1)研究区内依据湿润度分区可分为干旱区、微干区、微润区和湿润区4类;研究区1971—2021年的气候数据分析发现,北部的干旱程度在逐渐减轻,而南部在1991—2010阶段干旱化趋势逐渐加强,整个研究区的湿润度指数均在下降;(2)植物群落调查发现不同植物功能群的变化各有差异,莎草科地上生物量随湿润度增加而增加,杂类草地上生物量呈现单峰趋势,而其他植物功能群无明显规律;湿润度较高的微润区间植物群落的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、丰富度指数、均匀度指数均高于其他湿润度区间;(3)土壤理化性质分析发现高湿润度区域的土壤含水量、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷含量均为最高;对各环境因子与植物群落特征指标进行相关性、主成分分析后构建结构方程模型,发现直接影响西藏高寒草原植物群落特征变化因子为湿润度,土壤含水量和土壤pH,且都表现为显著的负效应(P高原高寒草原不同植物功能群的分布、多样性、地上生物量。

关键词：西藏高寒草原湿润度植物群落特征气候因子土壤理化性质

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藏北高原班戈县地质灾害综合风险评价

地质科学 2024年第1期59卷 249-258页

作者：刘春玲司维兵姚翔龙刘海洋祁生文中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 山东省第一地质矿产勘查院济南250109 中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京101100 中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

区域地质灾害风险评价虽然开展多年,但是由于地质灾害危险性难以评价和量化,承灾体数据难以调查和获取,区域风险评价的质量和精度一直不高,研究进展缓慢;更兼藏北高原自然条件恶劣、高寒缺氧、山峰多为冰川所覆盖,大部分地区人迹罕至,... 详细信息

区域地质灾害风险评价虽然开展多年,但是由于地质灾害危险性难以评价和量化,承灾体数据难以调查和获取,区域风险评价的质量和精度一直不高,研究进展缓慢;更兼藏北高原自然条件恶劣、高寒缺氧、山峰多为冰川所覆盖,大部分地区人迹罕至,研究程度极低,基础地质资料及地质灾害研究成果相对匮乏,区域地质灾害风险评价接近空白,难以满足地方政府减灾防灾和应急管理的需求。本文以西藏自治区那曲市班戈县为研究区域,利用2020年、2021年的高分一号、高分二号遥感影像数据及GIS空间分析技术,基本查明了班戈县2.8×10^(4)km^(2)范围内地质灾害的数量、类型、规模、发育特征及分布规律,并采用“信息量法”较为系统地进行了全县地质灾害1∶50000的风险评价,对全县地质灾害的易发性、危险性、易损性及风险性进行了综合性的评价。研究表明,班戈县由于位于青藏高原台面,地广人稀,地质灾害风险程度总体不高,承灾体主要分布在城镇周边,因此98%的地区为低风险区,中、高风险区主要集中分布在城镇周边;此评价结果为班戈县的地质灾害减灾防灾、风险管控等提供科学依据。

关键词：藏北高原地质灾害信息量法风险评价

西藏县域经济效率与经济规模的时空演变与耦合协调

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干旱区资源与环境 2024年第7期38卷 52-60页

作者：张俊姜海宁李佳洺张文忠浙江师范大学地理与环境科学学院金华321004 中国科学院地理科学与资源研究所区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

经济效率与经济规模的耦合协调对欠发达地区经济高质量发展意义重大。运用DEA-MI模型、标准差椭圆、耦合协调模型等方法研究西藏县域经济效率与经济规模的时空演变及耦合协调特征。结果表明:1)2018年西藏县域经济效率与经济规模呈“东... 详细信息

经济效率与经济规模的耦合协调对欠发达地区经济高质量发展意义重大。运用DEA-MI模型、标准差椭圆、耦合协调模型等方法研究西藏县域经济效率与经济规模的时空演变及耦合协调特征。结果表明:1)2018年西藏县域经济效率与经济规模呈“东南高、西北低”的特征。研究期内西藏经济全要素生产率波动上升,技术效率及其细分的规模效率起推动作用,技术进步起制约作用。2)经济效率与经济规模存在低水平集聚现象,二者标准差椭圆均呈东南-西北方向分布格局并有向正东-正西方向转变的趋势,对应中心总体向东南移动。3)经济效率与经济规模的耦合协调水平总体小幅上升,呈现出磨合、拮抗、中度失调、严重失调四种类型,严重失调阶段县域数量呈下降趋势,磨合、拮抗、中度失调阶段县域数量呈上升趋势。经济效率与经济规模的匹配失衡存在于大部分县域且经济效率的相对优势持续增强。经济效率与经济规模耦合的空间表征以经济规模为刚性支撑,经济效率起促进或约束作用。考虑到西藏高原生态环境保护与经济发展的平衡需求,应推进优势地区优先发展、边缘地区适度发展,实现经济效率与经济规模在核心区高水平匹配-协调发展、非核心区低水平匹配-协调发展的合理格局。

关键词：经济效率经济规模时空演变耦合协调西藏

非静力地形重力波参数化方案对气候模式大气环流模拟的影响

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地球物理学报 2024年第9期67卷 3277-3289页

作者：张蓉蓉季玉枝徐昕路屹雄王元南京大学大气科学学院中尺度灾害性天气教育部重点实验室南京210023 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

本文通过在中国气象局BCC-AGCM3-MR(middle-atmosphere version of Beijing Climate Center Atmospheric General Circulation Model version 3)数值模式中引入非静力地形重力波参数化方案,研究非静力效应对次网格地形重力波垂直动量传输及大气环流的影响.本研究开展了两组次网格地形重力波参数化方案试验,分别采用原有的静力地形重力波参数化方案以及考虑非静力效应的新方案.结果表明,在南半球冬季,新方案相比原方案在南极地区将更多的地形重力波动量通量上传至平流层高层,产生更强的地形重力波拖曳.地形重力波拖曳经向梯度的增强导致更强的绝热下沉增温,从而减弱南极极涡的冷偏差和西风偏差.此外,南半球中高纬地区的行星Rossby波上传也增强,同样有利于极涡西风偏差的减少.在两者共同作用下,有效缓解了模式中的南极极涡破碎延迟问题.在北半球冬季,新方案对大尺度环流的整体影响并不显著,但是能够显著改善青藏高原复杂地形区的东风偏差.

关键词：地形重力波参数化极涡青藏高原数值模式

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藏南温泉稀有金属来源及其富集机制:以羊易热泉为例

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岩石学报 2024年第5期40卷 1669-1689页

作者：徐强纪伟强杨一鸣李家亮中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

在全球科技与工业飞速发展的背景下,对稀有金属的需求日益增长,使得其研究显得尤为重要。青藏高原南部地区地热资源丰富,地热水中稀有金属富集,为研究地热系统中稀有金属的来源和成因提供了独特的研究平台。本研究专注于青藏高原南部地... 详细信息

在全球科技与工业飞速发展的背景下,对稀有金属的需求日益增长,使得其研究显得尤为重要。青藏高原南部地区地热资源丰富,地热水中稀有金属富集,为研究地热系统中稀有金属的来源和成因提供了独特的研究平台。本研究专注于青藏高原南部地热系统中稀有金属元素特征,特别是Li、Rb、Cs等元素极度富集的现象。该现象已经引起了地质学界的广泛关注,但目前还缺乏一个全面的成因模型来阐明这些稀有金属的来源及其富集机制。因此,本文选择了位于亚东-谷露裂谷中段的羊易热泉及其周边岩浆岩作为研究对象,探究羊易热泉水化学特征,厘定羊易地区不同时代岩浆岩源区组成和演化特征,并揭示藏南温泉成因模式与稀有金属富集的关系。通过对羊易热泉的水化学及其周围岩浆岩的岩石地球化学分析,本研究得出了以下认识:(1)羊易热泉中稀有金属元素含量极度富集,且Cs含量高于Rb含量;(2)对羊易地区不同时代岩浆岩的Sr-Nd同位素分析显示,随着时间的推移,岩浆源区的同位素组成趋向富集,这暗示了印度古老大陆物质的贡献在逐渐增加;(3)热泉中Sr元素可能主要来自于水岩相互作用,而Li、Rb、Cs等元素更多源于高演化岩浆流体的贡献;(4)稀有金属元素最初在印度大陆地壳部分熔融形成的长英质岩浆中富集,随着岩浆演化,其流体进一步富集了这些元素,这是藏南温泉稀有金属富集的关键因素。本研究确定藏南温泉中Li、Rb、Cs等稀有金属元素主要来源于岩浆流体的注入,并建立起藏南温泉成因模式与稀有金属富集之间的关系。这不仅提供了对藏南地区温泉稀有金属富集现象的新见解,同时也为理解全球其他地区地热系统中稀有金属的富集机制提供了重要参考。

关键词：稀有金属藏南热泉水岩相互作用岩浆演化地热资源

结合原型的两阶段遥感图像无监督域适应分割模型

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计算机科学与探索 2024年第8期18卷 2091-2108页

作者：李政威汪西莉艾美陕西师范大学计算机科学学院西安710119

遥感图像数据量较大,地物类别较多,局部特征与全局特征差距较大,域内特征差异较明显,导致传统的迁移学习难以有效提升模型的推广性能。为此,在传统基于对抗对齐域间特征的无监督域适应模型基础上,提出一种结合原型的两阶段遥感图像无监... 详细信息

遥感图像数据量较大,地物类别较多,局部特征与全局特征差距较大,域内特征差异较明显,导致传统的迁移学习难以有效提升模型的推广性能。为此,在传统基于对抗对齐域间特征的无监督域适应模型基础上,提出一种结合原型的两阶段遥感图像无监督域适应分割模型。引入原型表达类别特征,通过原型获取模块获取和更新原型,利用原型施加模块并结合自注意力,将类别全局特征施加到裁剪得到的局部图像特征中,使分割网络兼顾局部和全局类别信息,更好地提取两个域的不变特征。利用目标域图像的伪标签将目标域图像分为易分割和难分割图像,通过对抗和自训练的方式减少目标域的域内特征差异,以便更好地提取目标域难易图像的域内不变特征。利用已知像素类别的分割预测图计算每个像素和相邻像素的上下文关系,生成像素上下文关系图,通过使输出级判别网络判别输入的两个域分割结果的像素上下文关系图来自于哪个域,迫使分割网络更好地提取域不变上下文关系,缓解同谱异物现象。在两个数据集上的实验结果表明,所提模型可以有效缓解局部特征与全局特征差距较大、域内特征差异明显以及同谱异物现象带来的模型迁移性能下降问题,相较于先进的域适应分割方法更具有优势。

关键词：图像分割遥感图像无监督域适应全局和局部特征像素上下文关系