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祁连山周边内流区人类活动对表层沉积物的影响

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沉积学报 2024年第4期42卷 1279-1296页

作者：高铭君李育张占森周雪如李海烨段俊杰薛雅欣兰州大学资源环境学院兰州730000

【目的】表层沉积物代用指标可以指示现代环境要素进而推断古环境演化过程,但是在人类活动较强的地区,人类对沉积物产生作用的时间和作用方式以及这种作用是否影响表层沉积物代用指标对该地区气候进行反演的评估较少。【方法】选取祁连... 详细信息

【目的】表层沉积物代用指标可以指示现代环境要素进而推断古环境演化过程,但是在人类活动较强的地区,人类对沉积物产生作用的时间和作用方式以及这种作用是否影响表层沉积物代用指标对该地区气候进行反演的评估较少。【方法】选取祁连山及周边地区所采集的456个表层沉积物,通过总有机氮(TN)、总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)、有机碳同位素(δ^(13)C_(org))、碳酸盐碳同位素(δ^(13)C_(carb))和氧同位素(δ^(18)O)等代用指标分析,建立了代用指标与海拔、经纬度、温度、降水等要素之间的关系,探究了现代人类活动对表层沉积物古环境代用指标的影响。【结果与结论】研究发现人类活动影响区表层沉积物古环境代用指标在该区域波动明显,相较其他地区,相关性大幅降低,表明人类活动影响可以改变古环境代用指标的指示意义。通过系统分析和计算表层沉积物与环境要素之间的关系,探讨了人类活动对表层沉积物的影响,进一步明确代用指标的现代环境指示意义,从而为后续利用沉积地层中古环境代用指标反演过去气候变化和分析人类活动提供理论依据。

关键词：祁连山内流区表层沉积物人类活动影响区

黄河上游水源涵养区植被恢复合理目标及恢复策略

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生态学报 2024年第18期44卷 8219-8233页

作者：曹莹曾彪张富广姜榕沈艳琦兰州大学资源环境学院兰州730000

科学设定植被恢复合理目标,制定适宜可行的恢复策略,充分发挥植被恢复的固碳效益,对提高生态修复效率具有重要的现实意义。以黄河上游水源涵养区这一关键生态功能区作为研究区,以当前实际植被状态为边界条件,利用IBISi(Improved Integra... 详细信息

科学设定植被恢复合理目标,制定适宜可行的恢复策略,充分发挥植被恢复的固碳效益,对提高生态修复效率具有重要的现实意义。以黄河上游水源涵养区这一关键生态功能区作为研究区,以当前实际植被状态为边界条件,利用IBISi(Improved Integrated Biosphere Simulator)模型模拟了近十年平均气候条件下的潜在植被状态,并以该状态下植被净初级生产力为指标,设定了研究区短期植被恢复合理目标,进而估算了区域固碳提升潜力。在此基础上,通过评估植被受损程度,识别了重点恢复区域,并结合生态恢复力及实际植被变化趋势分析,分区分类对植被恢复策略进行了划分。研究结果表明:(1)黄河上游水源涵养区植被净初级生产力恢复目标值平均为295.4 gC m^(-2)a^(-1),可在其植被现状的基础上恢复提升7.18%;(2)在当前恢复目标下,研究区植被恢复固碳提升潜力具有明显的空间差异性,存在提升潜力的区域面积占比约为60%,主要分布在龙羊峡以上以及洮河大夏河流域上游地区;(3)研究区植被恢复策略应以保育保护和自然恢复为主,同时应在吉迈水文站以上黄河北岸、共和盆地、龙羊峡库区、贵南沙地、河湟谷地部分区域等重点恢复区,实施必要的人工辅助修复措施。研究结果可为当地因地制宜开展植被恢复工作提供科学依据和决策支持,同时也可为其他区域生态修复规划提供思路和方法借鉴。

关键词：植被恢复固碳提升潜力 IBISi模型净初级生产力黄河上游

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基于MODIS数据青海湖流域内积雪和湖冰物候变化研究

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高原气象 2024年第5期43卷 1177-1189页

作者：沈姣姣沈言龙欧阳志棋郭慧王晓艳兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000

物候变化对气候响应和生态环境方面的研究具有重要意义。本文基于近20年的MODISV6积雪产品和反射率产品,分别获取了青海湖流域的积雪和湖冰物候,并分析了二者的空间分布特征。在此基础上,采用Theil-Sen Median和一元线性回归法分析了积... 详细信息

物候变化对气候响应和生态环境方面的研究具有重要意义。本文基于近20年的MODISV6积雪产品和反射率产品,分别获取了青海湖流域的积雪和湖冰物候,并分析了二者的空间分布特征。在此基础上,采用Theil-Sen Median和一元线性回归法分析了积雪物候与湖冰物候的变化趋势,以及低海拔区域内二者的相关关系。结果表明:(1)青海湖湖冰开始冻结日期、开始消融日期和湖冰存在期分别在321~389d、425~464d和0~174d。整体上,开始冻结日期和开始消融日期均呈推迟趋势,推迟率分别为0.3 d·a^(-1)和0.2 d·a^(-1);湖冰存在期则呈缩短趋势,缩短率为0.6 d·a^(-1)。湖冰物候与经度具有显著相关性,湖面自东向西,湖冰开始冻结日期推后、开始消融日期提前、湖冰存在期缩短。(2)青海湖流域积雪初日、积雪终日和积雪日数分别在275~404d、353~484d和3~209d。其中积雪初日和积雪终日整体上分别呈提前趋势和推迟趋势,变化率分别为0.8d·a^(-1)和0.11d·a^(-1);积雪日数呈增长趋势,增长率为0.6d·a^(-1)。积雪物候与海拔密切相关,随着海拔的增加,积雪初日提前、积雪终日推迟、积雪日数增加。(3)冬季负积温和气温是影响湖冰物候的重要因素。冬季负积温和气温升高会导致湖冰开始冻结日期推迟、湖冰开始消融日期提前、湖冰存在期缩短。对于积雪物候,积雪日数与气温之间呈显著的负相关关系,气温下降,积雪日数增加。(4)低海拔流域内部分积雪与湖冰物候参数之间存有潜在联系。积雪初日与湖冰开始冻结日期之间具有较为显著的负相关关系,相关性系数为-0.404。而积雪作为湖面保温层,积雪日数的增加也会很大程度上减缓湖冰消融速度,致使湖冰消融日期推迟,因此二者呈一定正相关关系,相关性系数为0.349。本研究所揭示的流域内生态系统变化规律,对当地生态系统具有积极意义,可以为青海湖流域环境监测提供理论依据和技术支持。

关键词：青海湖流域湖冰积雪物候

陇中黄土丘陵区“耕—园”转换时空特征及其驱动机制——以甘肃省秦安县为例

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经济地理 2024年

作者：郭晓东李欢谢心雨穆镁锐马利邦兰州大学资源环境学院西北师范大学地理与环境科学学院

揭示“耕—园”转换的时空特征及其影响因素与驱动机制，对科学管理和合理利用土地资源、促进农村社会经济发展和乡村振兴具有重要意义。文章以甘肃省秦安县为例，基于1998、2008和2019年3期国土调查数据，综合运用土地利用转移矩阵、... 详细信息

揭示“耕—园”转换的时空特征及其影响因素与驱动机制，对科学管理和合理利用土地资源、促进农村社会经济发展和乡村振兴具有重要意义。文章以甘肃省秦安县为例，基于1998、2008和2019年3期国土调查数据，综合运用土地利用转移矩阵、地理探测器及ArcGIS等手段和方法，系统分析了近20余年来秦安县“耕—园”转换的时空演变过程、特征及其影响因素与驱动机制。结果表明：①1998—2019年，秦安县耕地面积减少和园地面积增长均极为显著，“耕—园”转换面积较大并呈现出明显的此消彼长的演变趋势。②研究期间全县“耕—园”持续快速转换，并由河谷地带向周边丘陵山区持续扩展。其中，二、三级海拔梯度（1400～1800m）及斜坡（5°～15°）“耕—园”转换面积最大，坡向对“耕—园”转换的影响较小。③自然因素和社会经济因素对“耕—园”转换均具有重要影响，其中年均气温和高程对“耕—园”转换影响尤为显著。各因子之间交互作用显著，主要表现为非线性增强和双因子增强2种交互类型，其中非线性增强更为普遍。自然条件、城镇化、比较经济效益及政策制度是“耕—园”转换的主要驱动因素。

关键词： “耕—园”转换功能转型时空特征驱动机制陇中黄土丘陵区秦安县

陇中地区典型玉米农田生态系统呼吸作用对温湿度的响应研究

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节水灌溉 2024年第3期 1-9页

作者：杨泽伟邱中齐赵子敬王福兵魏国孝兰州大学资源环境学院兰州730000

农田生态系统碳通量变化主要由作物光合作用和农田的呼吸作用引起。在陆地生态系统中,准确评估玉米农田生态系统的呼吸作用产生的碳排放量对全球碳通量的研究意义重大。使用甘肃省会宁县大山川村(属陇中半干旱区)玉米农田生态系统在2020... 详细信息

农田生态系统碳通量变化主要由作物光合作用和农田的呼吸作用引起。在陆地生态系统中,准确评估玉米农田生态系统的呼吸作用产生的碳排放量对全球碳通量的研究意义重大。使用甘肃省会宁县大山川村(属陇中半干旱区)玉米农田生态系统在2020年11月至2021年10月的涡度和土壤水分及温度监测数据,分析了玉米农田生态系统呼吸速率(R_(eco))的日平均变化和呼吸敏感性指数(Q_(10))在生长季内的月平均变化,探讨R_(eco)对温度的响应,并用不同模型进行拟合评估。陇中半干旱区玉米农田生态系统呼吸速率在年内呈单峰变化,日均最大呼吸速率11.49μmol/(m^(2)·s),相比呼吸速率对空气温度(Ta)与不同深度土壤温度(Ts)的响应,深度20 cm处的土壤温度(Ts_(20))对该地区R_(eco)全年拟合效果最佳。Q_(10)指数在生长季内表现出单峰型变化,最大值出现在8月(5.52μmol/(m^(2)·s)。通过各个模型拟合得出陇中地区玉米农田生态系统年呼吸碳排放量介于863.71~990.18 g C/m^(2),选择拟合效果最好的模型(Q_(10)模型),在考虑参数时变性对Q_(10)模型优化后,Q_(10)模型拟合精度得到大幅度提升,年碳排放量估计值由868.57 g C/m^(2)提高至1094.48 g C/m^(2),更加接近观测值(1110.28 g C/m^(2))。R_(eco)在土壤水分低于0.16 m^(3)/m^(3)时(出现在12-2月)受到抑制。

关键词：陇中地区涡度相关生态系统呼吸呼吸敏感性

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成渝地区双城经济圈可持续城镇化状态评估

兰州大学学报（自然科学版） 2024年第5期60卷 676-683页

作者：后睿李丁仝文露李博兰州大学资源环境学院兰州730000

以成渝地区双城经济圈(CCEC)作为研究对象,选取2010-2019年的数据,从经济、社会、科技文化、资源4个维度构建可持续发展水平的评价指标体系,利用熵权法对CCEC的可持续性水平进行测度,应用象限图法和弹性系数法对可持续城镇化状态进行评... 详细信息

以成渝地区双城经济圈(CCEC)作为研究对象,选取2010-2019年的数据,从经济、社会、科技文化、资源4个维度构建可持续发展水平的评价指标体系,利用熵权法对CCEC的可持续性水平进行测度,应用象限图法和弹性系数法对可持续城镇化状态进行评估.结果表明, CCEC的大部分区域可持续水平呈现缓慢上升的态势,局部区域可持续水平呈剧烈下降趋势;可持续水平在区域内部出现明显的“断层”现象,重庆主城区和成都市评分最高,并且与其他区域存在较大的差距,但这种差距在逐年缩减;大部分区域城镇化过程都处于可持续发展的阶段,部分处于不可持续发展阶段,其中重庆主城区及成都市不可持续的原因主要是生态环境问题突出、社会福利下行压力大,其他区域主要是因为经济发展、科技文化水平滞后,需根据不同地区可持续城镇化状态实施差异化的发展战略.

关键词：可持续性城镇化熵权法象限图法成渝地区双城经济圈

西宁都市圈移民搬迁型城乡融合对搬迁户生计韧性的影响路径

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人文地理 2024年第2期39卷 44-53,95页

作者：贾卓娜赫雅陈麒杨永春陈兴鹏兰州大学资源环境学院兰州730000

移民搬迁型城乡融合是易地扶贫搬迁和城乡融合的有机契合,移民搬迁型城乡融合对搬迁户生计韧性的影响路径是城乡空间重构过程中的重要科学问题。本研究以搬迁户生计资本为中介变量,构建“移民搬迁型城乡融合→搬迁户生计资本→搬迁户生... 详细信息

移民搬迁型城乡融合是易地扶贫搬迁和城乡融合的有机契合,移民搬迁型城乡融合对搬迁户生计韧性的影响路径是城乡空间重构过程中的重要科学问题。本研究以搬迁户生计资本为中介变量,构建“移民搬迁型城乡融合→搬迁户生计资本→搬迁户生计韧性”分析框架。以西宁都市圈为研究靶区,采用结构方程模型分析移民搬迁型城乡融合对搬迁户生计韧性的影响路径。研究表明:(1)移民搬迁型城乡融合促进搬迁户的金融资本、社会资本、物质资本和人力资本增加,却导致搬迁户的自然资本减少;搬迁户的金融资本、社会资本、人力资本和物质资本促进搬迁户生计韧性增强,但搬迁户的自然资本却导致搬迁户生计韧性减弱。(2)搬迁户不同类型生计资本之间的相互作用强化了生计资本的中介效应。自然资本对金融资本具有正向作用;金融资本对社会资本和物质资本具有正向作用;社会资本对金融资本、人力资本和物质资本具有正向作用;人力资本对自然资本具有负向作用,对其他类型的生计资本均具有正向作用;物质资本对金融资本和社会资本具有正向作用。(3)移民搬迁型城乡融合通过改变搬迁户的自然资本、金融资本、社会资本、人力资本和物质资本,促进搬迁户生计韧性增强的路径系数分别为0.020、0.075、0.071、0.066和0.138。(4)增加搬迁户生计资本总量是提高搬迁户生计韧性的长远之计,优化搬迁户生计资本结构是提高搬迁户生计韧性的当务之急。

关键词：移民搬迁型城乡融合生计韧性结构方程模型影响路径西宁都市圈

基于GIS的兰州新区土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

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兰州大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 151-158页

作者：任伟武旭戎彦坤杨鲁浩东张有贤兰州大学资源环境学院兰州730000

基于地理信息系统和土地利用数据分析2010-2020年兰州新区的土地利用变化过程及其与生态系统服务价值的关系.结果表明,2010-2020年,兰州新区的耕地、林地、草地和未利用地面积分别减少143.81、13.87、108.39和8.26 km^(2),建设用地和水... 详细信息

基于地理信息系统和土地利用数据分析2010-2020年兰州新区的土地利用变化过程及其与生态系统服务价值的关系.结果表明,2010-2020年,兰州新区的耕地、林地、草地和未利用地面积分别减少143.81、13.87、108.39和8.26 km^(2),建设用地和水域面积分别增加272.23和2.10 km^(2).土地利用幅度变化较大,建设用地的面积增速最快;草地对生态系统服务价值的贡献度最大且敏感性最高;调节服务在服务价值中占据主导地位.土地利用变化是生态系统服务价值发生变化的原因,兰州新区快速的城市化进程和经济发展政策是土地利用时空格局演变的重要驱动因素.

关键词：土地利用变化生态系统服务价值兰州新区价值当量因子

黄河流域渭河支流泾河(崆峒段)河流表层沉积物重金属溯源解析

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湖泊科学 2024年第6期36卷 1782-1794页

作者：李军脱新颖马利邦周发元李开明马晓红岳斌臧飞兰州城市学院城市环境学院兰州730070 西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 兰州大学草地农业科技学院兰州730020

河流沉积物重金属污染问题日益突出,严重威胁流域生态系统健康。以黄河流域泾河崆峒段为研究区,采集91个河流表层沉积物样品,测定并分析沉积物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8项重金属元素含量及其空间分布特征。采用地累积指数(I_(g... 详细信息

河流沉积物重金属污染问题日益突出,严重威胁流域生态系统健康。以黄河流域泾河崆峒段为研究区,采集91个河流表层沉积物样品,测定并分析沉积物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8项重金属元素含量及其空间分布特征。采用地累积指数(I_(geo))和污染负荷指数(PLI)系统量化重金属污染特征,并联合应用自组织神经网络(SOM)模型、相关性分析和正定矩阵因子分解(PMF)模型定量解析沉积物重金属污染来源及其贡献率。结果表明:泾河崆峒段河流表层沉积物重金属含量的平均值高低依次为Cr(65.66 mg/kg)>Zn(55.63 mg/kg)>Ni(21.78 mg/kg)>Pb(17.50 mg/kg)>Cu(14.07 mg/kg)>As(10.94 mg/kg)>Cd(0.19 mg/kg)>Hg(0.032 mg/kg)。除Cd和Hg外,As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量的均值均低于甘肃省土壤背景值和黄土高原土壤背景值,且As、Cd和Cr含量的均值分别是中国水系沉积物背景值的1.22、1.46和1.22倍。沉积物重金属含量空间分布具有明显的差异性,所有元素高含量和污染相对较重的区域均分布于人类活动强烈和入河口周边流域,且Hg的空间异质性最强。Cd是泾河崆峒段亟需关注的首要污染元素,Hg、Pb、Cr和Zn存在局部污染,Cu、Ni和As为清洁无污染。沉积物重金属的富集可能受污水交通源、农业源、金属冶炼加工源、电镀制造工业源和自然源的共同影响,贡献率依次为33.33%、27.21%、11.02%、15.49%和12.95%。

关键词：黄河流域泾河沉积物重金属地累积指数污染负荷指数来源解析