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区域应力场与岩质滑坡的关系:以2022年泸定Ms6.8级地震区为例

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地球科学 2025年第1期50卷 299-310页

作者：孔维林伍纯昊崔鹏张亦凡李渝生中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟中国科学院重点实验室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中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室中国-巴基斯坦地球科学研究中心中国科学院-巴基斯坦高等教育委员会

地球表面和内部发生的各种构造现象及其伴生的地质灾害都与区域应力场密切相关.然而，区域应力场与滑坡密度或规模的定量化关系认识尚不明确.基于考虑断层和地形影响的高分辨率三维应力场模型，结合岩体结构损伤数据，分析了2022年9月5... 详细信息

地球表面和内部发生的各种构造现象及其伴生的地质灾害都与区域应力场密切相关.然而，区域应力场与滑坡密度或规模的定量化关系认识尚不明确.基于考虑断层和地形影响的高分辨率三维应力场模型，结合岩体结构损伤数据，分析了2022年9月5日泸定Ms6.8级地震前后发生的岩质滑坡规模和面密度与不同应力参数的关系.结果表明，最大剪应力与岩质滑坡的面积上限和面密度之间存在显著正相关关系，最大剪应力高值区与地震前后岩质滑坡的空间分布高度吻合，90%以上的岩质滑坡所在区域的最大剪应力最小值为6.95MPa.受地形与断层扰动的应力场控制了岩体结构面的发育，为岩质滑坡的形成创造了必要的物质条件.本研究强调了岩质滑坡的发生不仅仅是由随机因素触发的简单过程，而是一个受地应力、地形和地质结构影响的复杂过程.

关键词：应力场最大剪应力断层岩质滑坡岩体损伤灾害地质

藏东南地区冰碛土强度特性对温度响应试验研究

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地球科学 2025年第1期50卷 322-335页

作者：刘振兴王姣崔鹏江耀王睿刘子明中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟中科院重点实验室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山地灾害与地表重点实验室中国-巴基斯坦地球科学研究中心中国科学院-巴基斯坦高等教育委员会中国地质大学工程学院

为研究气候暖湿化条件下小冰期以来所形成的冰碛土内埋藏冰消融导致强度劣化机理，深入认识高寒区冰川泥石流起动过程，选取帕隆藏布流域天魔沟泥石流源区所采集的冰碛土作为研究对象；采用高精度温控三轴耦合试验系统进行剪切试验，研... 详细信息

为研究气候暖湿化条件下小冰期以来所形成的冰碛土内埋藏冰消融导致强度劣化机理，深入认识高寒区冰川泥石流起动过程，选取帕隆藏布流域天魔沟泥石流源区所采集的冰碛土作为研究对象；采用高精度温控三轴耦合试验系统进行剪切试验，研究冰碛土在不同温度条件下的剪切变形特征，分析温度对冰碛土变形破坏的影响机制，构建冰碛土多相介质强度破坏判据.试验结果表明，冰碛土变形破坏受温度影响显著，-20℃时，冰碛土应变软化和剪切带破坏特征显著；随着温度升高，冰碛土逐渐表现出应变硬化和鼓胀破坏特征.冰碛土的模量、峰值抗剪强度、内摩擦角和黏聚力均随温度升高而降低，且在-3～-5℃下降速率最快，而脆性指数随温度升高而增大.引入Boltzmann函数对冰碛土抗剪强度参数与温度间的关系进行刻画，发现抗剪强度参数变化的特征温度在-4℃附近，并基于摩尔库伦强度准则构建了含有温度参数的冰碛土强度破坏准则.与传统含有构造冰的冻土相比，内部赋存埋藏冰的冰碛土强度主要由颗粒间接触提供，其更易受外界温度变化影响，土体强度对温度响应更为复杂.

关键词：冰碛土强度劣化温度作用温控三轴试验工程地质学

观测不确定性影响下黄河水源涵养区径流情势变化特征

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地理学报 2025年第1期80卷 28-40页

作者：张永勇韩冰曹灿翟晓燕中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院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 中国水利水电科学研究院水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038

径流观测不确定性是水文学研究领域尚未解决的关键问题之一。当前研究多集中于观测不确定性的来源及其影响解析等,但关于观测不确定性对径流情势特征指标变化趋势的影响研究较少。本文利用1971—2020年黄河水源涵养区5个水文站(黄河源... 详细信息

径流观测不确定性是水文学研究领域尚未解决的关键问题之一。当前研究多集中于观测不确定性的来源及其影响解析等,但关于观测不确定性对径流情势特征指标变化趋势的影响研究较少。本文利用1971—2020年黄河水源涵养区5个水文站(黄河源区黄河沿、唐乃亥和兰州站,渭河咸阳站和伊洛河黑石关站)日径流观测序列,结合正态分布误差模型和趋势检验,检测了观测不确定性影响下五大径流情势特征(量级、事件发生频率、变率、历时和出现时间)16个指标的变化趋势,并采用不确定性宽度、指标斜率显著性变化的个数占比、变异系数和偏离程度量化了观测不确定性的影响。结果表明:①所有站点径流情势呈现低流量显著增加,高流量、平均流量、变率和历时显著减少的特征;黑石关站平均流量和高流量量级、变率和历时显著减少,频率显著增加;咸阳站低流量量级和出现时间显著增加,高流量量级、频率和变率显著减少;黄河源区低流量量级和高流量出现时间显著增加,低流量频率、高流量量级和变率显著减少。②观测不确定性对28.75%的径流情势特征指标的变化趋势影响明显,其中11.25%的指标变化趋势由显著变为不显著和17.5%的指标由不显著变为显著;对其他指标的变化趋势没有影响,其中变化趋势仍保持显著的指标占比为18.75%,变化趋势仍不显著的指标占比为52.50%。③观测不确定性对频率指标的变化趋势影响最大,影响次之为历时指标、变率指标和出现时间指标,而对量级指标的影响最小。

关键词：观测不确定性径流情势正态分布误差模型趋势检测黄河水源涵养区

多种干旱指数对我国主粮作物水分亏缺的适用性及应用

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应用生态学报 2025年

作者：时晓蕊洪旭朱文彬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中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院区域生态与环境变化湖北省重点实验室中国科学院大学资源与环境学院

在全球气候变化的背景下，干旱发生的频率、规模和强度不断增加，严重威胁着中国的粮食安全。本研究基于作物生长季节的气象参数和作物生长相关数据，建立了两个新的干旱指数（作物蒸散量-有效降雨量指数CEEP和水分亏缺指数WDI）。将新... 详细信息

在全球气候变化的背景下，干旱发生的频率、规模和强度不断增加，严重威胁着中国的粮食安全。本研究基于作物生长季节的气象参数和作物生长相关数据，建立了两个新的干旱指数（作物蒸散量-有效降雨量指数CEEP和水分亏缺指数WDI）。将新指数的性能与4个广泛使用的干旱指数（降雨异常百分比PA、相对湿润指数MI、标准化降水指数SPI和标准化降水蒸散指数SPEI）进行比较。随后，应用6种指数分析了华北冬麦区和东北春玉米区典型干旱事件的特征，以及1979—2018年干旱的时空变化。结果表明：CEEP和WDI有效地捕捉了我国作物缺水和干旱特征，其中，WDI在超过三分之一的省区被确定为最优干旱指数，主要集中在东北和华北地区。在时间变化上，基于WDI，发现华北冬麦区和东北春玉米区的干旱事件无显著趋势。在空间变化上，各干旱指数表现有所差别：在华北冬小麦区，PA、MI和SPI检测出更多的湿化特征，而SPEI、CEEP和WDI检测出更多的干化特征；在东北春玉米区，各指数表现较为一致，在绥化市、大庆市、鹤岗市观察到湿化趋势，在吉林省和辽宁省西部、辽宁省南部、黑龙江省西部及三江平原南部观察到干化趋势。WDI适用于东北和华北地区作物水分亏缺分析，能准确反映干旱或湿润趋势空间分布特征，可为水资源管理和农业生产决策提供支持。

关键词：干旱指数主粮作物有效降雨量作物需水量水分亏缺

南水北调工程水质安全保障工作实践与对策建议

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南水北调与水利科技(中英文) 2025年第1期23卷 47-58页

作者：田巍陈庆伟吴险峰梁康中国南水北调集团有限公司北京100142 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

围绕水质监测、保护体系、风险防控、应急处置、科技支撑5个方面,综合分析南水北调一期工程通水10年来水质安全保障工作取得的实践经验。在现状基础上对当前水质安全保障工作面临的新挑战和新问题进行深入分析,并围绕提升水质水生态监... 详细信息

围绕水质监测、保护体系、风险防控、应急处置、科技支撑5个方面,综合分析南水北调一期工程通水10年来水质安全保障工作取得的实践经验。在现状基础上对当前水质安全保障工作面临的新挑战和新问题进行深入分析,并围绕提升水质水生态监测监控能力、推进水质安全保障协同机制建设、加强沿线污染风险源动态管理、提升应急处置能力以及做好水质保护科技支撑提出相应的对策建议,可为保障南水北调及后续工程水质安全提供有益参考。

关键词：南水北调工程水质安全保障水质监测应急处置污染防控

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青海湖夏季水化学特征及其影响因素

环境化学 2025年第1期44卷 199-211页

作者：柴思帆卜玉强卜红梅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院重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 内蒙古自治区林业和草原局呼和浩特010020

为探明夏季青海湖湖周水体的水化学特征及其影响因素,本研究采用统计方法,结合Piper三线图、Gibbs图和离子比值法,分析了青海湖夏季水体离子空间分布差异特征、水化学特征和水体氢氧同位素特征,从而揭示了自然过程和气候条件对青海湖水... 详细信息

为探明夏季青海湖湖周水体的水化学特征及其影响因素,本研究采用统计方法,结合Piper三线图、Gibbs图和离子比值法,分析了青海湖夏季水体离子空间分布差异特征、水化学特征和水体氢氧同位素特征,从而揭示了自然过程和气候条件对青海湖水化学特征的影响.结果表明:(1)青海湖夏季水体理化指标及其离子含量具有空间变化特征.布哈河入湖口和尕海处的离子含量与主湖区差异明显.与历史同期相比,夏季湖水中的pH、TDS和EC值有所降低;与冬季和封冻期湖水相比,青海湖夏季湖水中EC、TDS的含量升高,Cl^(−)、Mg^(2+)、Na^(+)和K^(+)的含量也分别升高了2.02 g·L^(−1)、0.36 g·L^(−1)、1.9 g·L^(−1)、0.097 g·L^(−1),而Ca^(2+)含量则降低了1.9 mg·L^(−1).各变量之间的相关分析结果表明,青海湖夏季湖水水化学组成受蒸发浓缩作用和岩石条件的影响,而盐度对水化学特征影响较大.(2)青海湖夏季水体的水化学类型为NaCl型,湖水中Na^(+)/(Na^(+)+Ca^(2+))和Cl^(−)/(Cl^(−)+HCO_(3)^(−))的均值分别为0.99和0.87,表明青海湖夏季水中离子主要受蒸发结晶作用控制;离子之间的线性回归分析表明,布哈河入湖口处的(Na^(+)+K^(+))/(Ca^(2+)+Mg^(2+))值最低,表明该处水化学主要受碳酸盐风化作用影响,而其他点位处的水化学主要受蒸发结晶作用影响.(3)青海湖夏季水中δD和δ18O值(−42.2‰—11.5‰和−6.78‰—2.31‰)的分布特征和氘盈余值(d-excess=−6.98‰—12.1‰)表明,布哈河入湖口处(d-excess=12.1‰)受当地降水的影响较为强烈,而其他采样点处湖水中的δD和δ18O值受蒸发结晶作用影响较大;尕海的δD和δ18O值(分别为−4.80‰和0.15‰)相比其他点位较低,可能是受到底部地下水补给的影响.该研究为青海湖流域水环境保护和生态治理提供了科学决策依据.

关键词：青海湖水化学特征影响因素.

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基于NDVI数据的中国典型草地物候及其对生产力的影响研究

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遥感技术与应用 2025年第01期 237-247页

作者：吴泽洪汪箫悦中山市自然资源信息中心中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室

草地作为重要的植被生态系统，研究其物候变化对于全面了解全球气候变化和生态系统碳循环具有重要的意义。内蒙古拥有中国最重要的草地资源，利用GIMMS NDVI3g数据，通过Double Logistic拟合法提取了该区域草地过去34年（1982～2015年... 详细信息

草地作为重要的植被生态系统，研究其物候变化对于全面了解全球气候变化和生态系统碳循环具有重要的意义。内蒙古拥有中国最重要的草地资源，利用GIMMS NDVI3g数据，通过Double Logistic拟合法提取了该区域草地过去34年（1982～2015年）的关键物候参数（生长开始期SOS、峰值期POS、结束期EOS以及生长季长度LOS），分析了其时空变化和对气象因子的响应以及对生产力的影响。结果表明：（1）内蒙古草地的SOS主要集中在5月上旬到6月上旬，POS主要集中在7月上旬到8月上旬，EOS主要出现在10月中旬到11月初，LOS主要集中在140～170天；（2）SOS、POS和EOS均以提前趋势为主，而LOS增加和减小的比例相当；（3）SOS和POS受温度降水共同作用，EOS主要受降水影响，而受温度的影响较小；（4）SOS提前、EOS推迟以及LOS延长会导致GPP减小，而POS的提前会使得GPP增加。

关键词：草地物候气候变化生产力

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过去千年中国森林和草地面积及空间格局重建

中国科学:地球科学 2025年第1期55卷 95-110页

作者：何凡能杨帆王亚非中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 河南大学黄河文明与可持续发展研究中心开封475001 中国科学院大学北京100049

历史时期森林和草地覆被变化既是量化研究生态环境变化过程的关键性指标,也是长时间尺度气候变化模拟和陆地生态系统碳排放评估等研究的重要基础数据.但因受历史资料制约,其定量重建和空间网格化重建依然面临诸多挑战,方法有待深入探究... 详细信息

历史时期森林和草地覆被变化既是量化研究生态环境变化过程的关键性指标,也是长时间尺度气候变化模拟和陆地生态系统碳排放评估等研究的重要基础数据.但因受历史资料制约,其定量重建和空间网格化重建依然面临诸多挑战,方法有待深入探究.本文以中国现今陆域为研究区域,以过去千年为研究时段,在客观把握森林和草地覆被变迁特点和驱动因素的基础上,应用森林转型理论与空间替代时间等方法,刻画了历史毁林过程的倒“S”型曲线,构建了基于森林面积-人口数量变化函数关系的历史森林面积回溯重建模型和基于森林砍伐倾向性的森林网格化分配模型;在此基础上,分区构建了历史草地覆被变化定量重建的耕地扣减法与生境限制法;从而建立了过去千年省区尺度森林与草地面积变化序列,研制了分辨率为10km的过去千年森林和草地覆被网格数据产品.结果表明:(1)以人口数据为代用资料所构建的系列方法,可较为客观地再现过去千年中国森林与草地覆被的时空演变过程,方法可行有效,为定量重建历史林草地探索了一条新的途径.(2)数据显示,过去千年中国森林面积总体以减少为主,呈“先抑后扬”的变化特点,大体经历了缓慢减少(1000~1650年)、快速减少(1650~1960年)和逐步恢复(1960~2000年)这三个阶段;面积从1000年的298×10^(6)hm^(2)缩减至1960年的89×10^(6)hm^(2),随后恢复至2000年的153×106hm2;空间上,千年间毁林过程呈现出以黄河中下游地区为中心,不断向长江中下游、南部沿海、西南和东北等地区扩展的特点,各区域森林覆盖率分别下降了27%、40%、58%、55%和35%.(3)过去千年中国草地面积呈持续减少态势,经历了平稳波动(1000~1600年)、缓慢减少(1600~1900年)和快速减少(1900~2000年)三个阶段;面积从1000年的305×10^(6)hm^(2)下降至2000年的277×10^(6)hm^(2);其中,千年间东北、内蒙古、甘宁、青海、新疆和西藏等地的地带性原生草地面积减少了28×10^(6)hm^(2),而东部和南方非地带性次生草地面积增加了0.3×10^(6)hm^(2),主要分布在丘陵山区.

关键词：土地利用与覆被变化森林草地面积重建网格化重建中国历史时期

卫河流域新乡段土壤微塑料赋存特征及其生态风险评估

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环境科学 2025年第2期46卷 1168-1180页

作者：张彦窦明王飞宇李开阳周雨泽李平郝松泽梁志杰中国农业科学院农田灌溉研究所新乡453002 郑州大学水利与交通学院郑州450001 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 河南省生态环境技术中心郑州450000 农业农村部农产品质量安全水环境因子风险评估实验室新乡453002

为了解卫河流域新乡段土壤中微塑料赋存特征,采集了不同土壤类型不同土层的土壤样品,土壤样品处理后利用安捷伦8700激光红外成像系统(LDIR)对微塑料进行鉴定,并运用聚合物风险指数法(H)和污染负荷指数法(PLI)对土壤微塑料的生态风险进... 详细信息

为了解卫河流域新乡段土壤中微塑料赋存特征,采集了不同土壤类型不同土层的土壤样品,土壤样品处理后利用安捷伦8700激光红外成像系统(LDIR)对微塑料进行鉴定,并运用聚合物风险指数法(H)和污染负荷指数法(PLI)对土壤微塑料的生态风险进行评估.结果表明,卫河流域新乡段土壤中聚氨酯(PU)和聚乙烯(PE)的微塑料占比较大,分别为17.57%和15.97%,微塑料粒径主要集中在20~100μm之间,其中20~50μm和50~100μm的占比分别为76.17%和15.56%,微塑料平均丰度为(4629±683)个·kg^(-1);各采样点土壤微塑料类型(P及不同微塑料粒径(P<0.05)间具有显著的差异性,且各采样点微塑料丰度随着土层深度的增加基本上呈现减小的趋势,其中PU和PE分别在采样点S7和S3的丰度较大,分别为1587个·kg^(-1)和960个·kg^(-1);各采样点土壤微塑料生态风险基本上随着土层深度的增加呈现降低的趋势,采样点S7土壤微塑料生态风险处于高风险,采样点S6处于低风险,其他采样点均处于中风险.

关键词：微塑料(MPs) 土壤赋存特征风险评估卫河流域