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环鄱阳湖城市群土地利用功能转型及其驱动机制

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农业工程学报 2024年第7期40卷 298-308页

作者：丁孝媛叶长盛胡海平肖蔚刘金花东华理工大学地球科学学院南昌330013

快速城镇化背景下,推进土地利用高质量转型是实现区域可持续协同发展的重要路径。该研究基于土地利用主导功能,运用综合指数法、耦合协调度模型和时空地理加权回归模型(geographically and temporally weighted regression,GTWR)等方法... 详细信息

快速城镇化背景下,推进土地利用高质量转型是实现区域可持续协同发展的重要路径。该研究基于土地利用主导功能,运用综合指数法、耦合协调度模型和时空地理加权回归模型(geographically and temporally weighted regression,GTWR)等方法,分析了环鄱阳湖城市群土地利用功能转型的时空演变特征、耦合协调水平及其驱动机制。结果表明:1)2000—2020年,环鄱阳湖城市群土地利用功能指数从0.20上升到0.55,持续优化提升,但总体上处于中低水平,土地利用功能水平表现为阶段性的变化特征;土地利用功能指数逐渐呈现出中西高、东部低的空间格局。2)生产-生活-生态功能及生产-生活功能的协调度指数持续上升,其余耦合度及协调度指数均呈波动发展的趋势,耦合协调度指数呈现中部和西南部高、东北和西北部低的空间分布格局;以低质量转型为主,平均占比约为50%,功能转型质量有所提升,中西部区县的土地利用功能转型质量要明显优于北部和东部区县。3)不同影响因子的驱动作用存在显著的空间差异。人口密度和城镇化水平的正向驱动作用持续增强,二三产业占比的负向驱动作用增强,人均GDP、人均固定资产投资和人均粮食产量的影响力趋于减弱。应根据各区县土地利用功能的转型阶段,实行差别化的发展政策,补齐区县发展短板,提升功能系统间的耦合协调度。研究结果可为提高区域用地效率,促进土地利用多功能协同发展提供参考和决策依据。

关键词：土地利用功能转型时空格局耦合协调关系驱动机制环鄱阳湖城市群

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气溶胶辐射效应对河北山区一次对流云和降水过程的影响机理与阈值研究

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大气科学 2024年第4期48卷 1549-1564页

作者：周萍范天一赵传峰杨新王儒沫北京师范大学地理科学学部全球变化与地球系统科学学院北京100875 北京大学物理学院大气与海洋科学系北京100871

本文利用新一代中尺度天气研究和预报模式WRFv4.3对2017年5月22日河北西南部一次对流云和降水进行模拟。本研究采用卫星观测的气溶胶消光系数垂直廓线,分析了气溶胶辐射效应对云和降水影响。通过模拟试验,本研究量化了气溶胶辐射效应对... 详细信息

本文利用新一代中尺度天气研究和预报模式WRFv4.3对2017年5月22日河北西南部一次对流云和降水进行模拟。本研究采用卫星观测的气溶胶消光系数垂直廓线,分析了气溶胶辐射效应对云和降水影响。通过模拟试验,本研究量化了气溶胶辐射效应对本次降水率影响的气溶胶含量阈值,探讨了伴随辐射加热产生的微物理过程的潜热加热和平流加热等联动机制,并分析了辐射效应对温湿变量和热动力条件的影响。研究结果发现:(1)气溶胶光学厚度(AOD)从0.1增大至1.5,气溶胶辐射效应对降水峰值的影响先增大再减小,在AOD为1.0时增大效果最显著,对累计降水的影响先减小再增大,在AOD为1.0时的抑制作用最弱;(2)气溶胶辐射效应导致的辐射加热率的改变伴随着潜热加热率和总平流加热率的显著变化,总加热率的变化主要由后二者决定;(3)气溶胶辐射效应增强了对流成熟阶段的垂直上升运动,有利于更强对流和降水发生。

关键词：气溶胶辐射效应对流云和降水 WRF模式

某工业场地土壤砷的空间分布及As(Ⅲ)迁移规律研究

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土壤通报 2024年第2期55卷 502-512页

作者：左玉涛孔文亮代义彬 SEIDOU C.D. 王铁军天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072 天津北大港湿地自然保护区管理中心天津300270 天津大学天津环渤海滨海地球关键带国家野外科学观测研究站天津300072 天津大学天津市环渤海关键带科学与可持续发展重点实验室天津300072

[目的]旨在掌握某工业场地土壤中砷(As)的空间分布特征并揭示其迁移规律,为该工业场地土壤As污染防治提供数据与理论基础。[方法]本文选取葫芦岛市某工业场地为研究区,首先统计分析了场地内土壤As含量的空间分布特征,并比较了等温与动... 详细信息

[目的]旨在掌握某工业场地土壤中砷(As)的空间分布特征并揭示其迁移规律,为该工业场地土壤As污染防治提供数据与理论基础。[方法]本文选取葫芦岛市某工业场地为研究区,首先统计分析了场地内土壤As含量的空间分布特征,并比较了等温与动态吸附两种获取土壤中As(Ⅲ)吸附参数的实验方法的特点与适用性,最终利用HYDRUS-1D模型反演计算了As(Ⅲ)在供试土壤中的D_(L)、K、α、β等迁移参数。[结果]场地土壤As浓度水平分布具有显著差异,在垂向上主要富集于40 cm深度内,且随深度增加而降低。等温吸附实验的结果表明:土样中As(Ⅲ)的平衡固相浓度随液相浓度增加呈非线性增长趋势,Langmuir模型(R^(2)=0.988)对实测数据的拟合效果优于Henry和Freundlich模型。动态吸附实验结果展示了As(Ⅲ)相对浓度完全穿透土柱所需的污染液体积随As(Ⅲ)初始浓度的增加而减少的规律;HYDRUS-1D反演结果表明三类吸附模型中,Langmuir模型(R^(2)=0.990)更适用于模拟土样中As(Ⅲ)的动态吸附过程。相较于等温吸附实验,使用动态吸附实验模拟As(Ⅲ)迁移行为更接近其在土壤中的真实迁移过程。[结论]该场地中的As污染来源于工业活动,主要集中在浅层土壤;土壤中As(Ⅲ)的迁移行为表现为非线性过程,较高的初始浓度将加速As(Ⅲ)的垂向迁移。动态吸附实验方法应优先应用于土壤As迁移过程及其参数获取的研究中。

关键词：土壤砷工业污染等温吸附动态吸附 HYDRUS-1D

基于综合遥感指数的松嫩平原西部草地退化及其对干旱的响应

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自然资源遥感 2024年

作者：刘文慧李欣烨李晓燕吉林大学地球科学学院

草地生态系统是陆地生态系统中最重要、分布最广的生态系统类型之一,分析草地退化及其影响因素,对草地资源保护与利用、退化生态系统恢复与重建具有极其重要的指导意义。该文采用面向对象分类和多层次决策树方法提取了松嫩平原西部草地... 详细信息

草地生态系统是陆地生态系统中最重要、分布最广的生态系统类型之一,分析草地退化及其影响因素,对草地资源保护与利用、退化生态系统恢复与重建具有极其重要的指导意义。该文采用面向对象分类和多层次决策树方法提取了松嫩平原西部草地分布信息,综合考虑植被和土壤退化情况,基于Landsat TM影像数据构建了2000-2020年偶数年份共11年的草地退化综合遥感指数,对草地退化程度进行了时空动态评价;以标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)作为评价干旱的指标,分析草地退化程度对气候干旱时空变化的响应。结果表明:2000-2020年松嫩平原西部草地由105.17万公顷减少到102.47万公顷,年减少率为0.1%。草地退化趋势表现为不显著下降,81.7%的草地退化趋势表现为保持稳定或趋于减轻。春、夏季SPEI均呈上升趋势,干旱程度趋于减轻且区域差异性显著;草地退化指数与春、夏季SPEI整体呈不显著正相关研究结果可为松嫩平原西部草地保护及可持续利用提供数据支撑,对松嫩平原西部草地生态效益及经济效益的调控具有积极的意义。

关键词：草地退化综合遥感指数 SPEI 干旱程度松嫩平原西部

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地球动力学数值模拟算法的应用现状与展望

吉林大学学报(地球科学版) 2024年

作者：魏虹羽李世超王伟安吉林大学地球科学学院

当前，数值模拟技术已成为探究地球动力学过程的重要手段。本文综述了数值模拟在地球动力学研究中的应用现状、主要算法和代码并探讨了发展前景。数值模拟通过对连续方程组进行离散化,并利用数值算法求解,从而高效模拟地质过程,预测地... 详细信息

当前，数值模拟技术已成为探究地球动力学过程的重要手段。本文综述了数值模拟在地球动力学研究中的应用现状、主要算法和代码并探讨了发展前景。数值模拟通过对连续方程组进行离散化,并利用数值算法求解,从而高效模拟地质过程,预测地球系统的动态变化。本文系统阐述了有限元法、有限差分法、边界元法和有限体积法等主流数值方法的原理、特点和适用条件；并重点探讨了有限元法在构造应力场和断层动力学模拟中的应用、有限差分法在地震波传播模拟中的应用、边界元法和有限体积法在断层力学和孔隙流体流动模拟中的应用。通过对比分析不同方法的优缺点,揭示了多种数值方法耦合是未来地球动力学数值模拟的重要发展方向；随着高性能计算技术的进步和大数据时代的到来,数值模拟技术将在地球系统科学研究中发挥越来越重要的作用。

关键词：数值模拟地球动力学地质建模数值方法地球系统有限元法

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乳酸乳球菌表达系统的研究进展及其应用

中国农业科技导报 2024年

作者：冯哲瀚华德平梅雪锋赵柏萍张蕾天津大学生命科学学院

乳酸乳球菌是乳酸菌在异源表达蛋白方面的应用与研究中的一种重要模式菌，由于其公认的安全性、益生特性、无包涵体和内毒素、易于表面显示和细胞外分泌使其成为蛋白异源表达的理想宿主。鉴于乳酸乳球菌刺激黏膜免疫的特性，其在递呈病... 详细信息

乳酸乳球菌是乳酸菌在异源表达蛋白方面的应用与研究中的一种重要模式菌，由于其公认的安全性、益生特性、无包涵体和内毒素、易于表面显示和细胞外分泌使其成为蛋白异源表达的理想宿主。鉴于乳酸乳球菌刺激黏膜免疫的特性，其在递呈病毒、细菌抗原等方面得到了广泛应用。阐述了乳酸乳球菌表达系统的相关研究进展，着重介绍了乳酸乳球菌表达异源蛋白的分泌和锚定策略，并对乳酸乳球菌作为细胞工厂在食品、医药，特别是抗原呈递方面的应用进行了总结，最后对乳酸乳球菌表达系统未来的研究方向进行了展望。

关键词：乳酸乳球菌表达系统异源蛋白分泌表达表面展示

海河平原典型区表层土壤有机碳库变化及影响因素——以天津市津南区为例

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农业资源与环境学报 2024年第4期41卷 816-825页

作者：李硕刘汉粮孙少波刘永涛程绪江张亚娜天津市地质调查研究院天津300191 自然资源部地球化学探测重点实验室中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072

为探究海河平原典型区表层土壤有机碳库的变化及其主要影响因素,本研究基于1980年和2016年两期土壤调查数据,采用地统计学方法分析了天津市津南区土壤有机碳密度(SOCD)及土壤有机碳库的变化,运用线性回归和随机森林模型分析了土壤有机碳... 详细信息

为探究海河平原典型区表层土壤有机碳库的变化及其主要影响因素,本研究基于1980年和2016年两期土壤调查数据,采用地统计学方法分析了天津市津南区土壤有机碳密度(SOCD)及土壤有机碳库的变化,运用线性回归和随机森林模型分析了土壤有机碳(SOC)主要影响因素。结果显示:津南区表层土壤有机碳库2016年储量为1.14×10^(6)t,比1980年增加了6.61×10^(4)t;SOCD与成土母质关系密切,不同时期SOCD都表现出冲积物>冲积-海积物>湖沼积物这一规律;两期SOCD高值区分布基本一致,主要分布在津南区西北部及中部咸水沽镇附近,1980—2016年SOCD变化有“北减南增”的趋势;有机碳变化(∆SOC)受土壤理化性质及土地利用变更(LUC)共同影响,其中土壤全氮含量变化(∆TN)、碳氮比(C/N)变化、氮磷比(N/P)变化与∆SOC呈极显著正相关(P<0.01),土壤有机碳初始值(ISOC)、CaO含量、pH变化(∆pH)与∆SOC呈显著负相关(P<0.05)。研究表明,土壤有机碳库在农用地向城镇用地转换时表现为“碳源”,而农用地性质不变时表现为“碳汇”,∆TN、C/N变化、N/P变化和LUC在SOC动态变化中起重要作用。

关键词：土壤有机碳时空分布随机森林海河平原

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喀斯特流域降雨-径流过程及其对干湿条件变化响应的模拟分析

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河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈靖凯张志才陈喜谢永玉彭韬陈波河海大学水文水资源学院中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院中国科学院地球化学研究所普定县岩溶研究办公室

受高度空间异质性和多重水流影响，喀斯特流域降雨-径流响应规律及其受干湿条件的影响机制仍不明晰，同时，针对该地区降雨-径流过程的水文建模方法有待深入研究。针对目前研究的不足，论文基于V2Karst模型框架，建立了植被蒸腾消耗表... 详细信息

受高度空间异质性和多重水流影响，喀斯特流域降雨-径流响应规律及其受干湿条件的影响机制仍不明晰，同时，针对该地区降雨-径流过程的水文建模方法有待深入研究。针对目前研究的不足，论文基于V2Karst模型框架，建立了植被蒸腾消耗表层岩溶带水分，以及地下管道汇流计算方法，构建了喀斯特流域降雨-径流半分布式计算模型，选择我国西南典型喀斯特流域阳长流域，进行了降雨-径流过程及其影响因素模拟解析。结果表明，构建的喀斯特流域水文模型可较好地刻画流域出口流量、蒸散发和陆地水储量动态过程。旱季流域径流主要来自细小裂隙和基质中的分散入渗（82.1%），雨季大裂隙水文连通性增强，对径流的贡献率显著增加。雨季植被根系倾向消耗浅表土壤水（占总蒸腾量的82.8%），旱季表层岩溶带水分对植被蒸腾贡献增加，比例增加至35.9%。研究结果揭示了干湿条件对喀斯特流域水文连通性与各介质层蓄量具有显著的控制作用，进而影响水流路径与植被蒸腾耗水的水分来源。

关键词：喀斯特流域降雨-径流响应干湿条件半分布式模型

连通的黄河出现在早更新世:来自华北平原郑州钻孔的约束

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地质学报 2024年

作者：林旭谢克家刘静宋睿智刘海金李庆康任利平赵少攀河南省地质研究院三峡大学土木与建筑学院天津大学地球系统科学学院哈尔滨师范大学地理科学学院河南省第一地质大队有限公司

大河的形成与构造活动和气候变化紧密相关,研究大河的形成历史有助于了解地球的演化过程。黄河是我国北方最大的河流,但其形成时代还存在较大争议。基于这一现状,我们选取黄河流出三门峡东流入海必经的开封坳陷开展沉积钻孔的古地磁、... 详细信息

大河的形成与构造活动和气候变化紧密相关,研究大河的形成历史有助于了解地球的演化过程。黄河是我国北方最大的河流,但其形成时代还存在较大争议。基于这一现状,我们选取黄河流出三门峡东流入海必经的开封坳陷开展沉积钻孔的古地磁、磁化率、粒度和碎屑锆石U-Pb年龄分析,结果表明钻孔ZK02底部已经打穿第四系地层,而钻孔ZK04底部的沉积时代为早更新世晚期。钻孔ZK02的沉积环境以河流相为主,而钻孔ZK04在1.0～0.15 Ma时为河流相、湖相沉积,自0.15 Ma开始到顶部转变为黄土沉积。碎屑锆石U-Pb年龄物源示踪结果表明钻孔ZK04在1.0～0.15 Ma的物源主要来自秦岭东部,自0.15 Ma受邙山黄土的影响较大。钻孔ZK02的物源主要和黄河演化过程有关。三门峡东部的物质至少自2.2 Ma已经出现在现今郑州附近。但是黄河上、中和下游的整体连通发生在1.9～1.6 Ma,这主要和区域内的湿润气候有关。黄河流域在0.7～0.5 Ma沉积物粒度显著变粗,这主要受中更新世气候转型的影响。类似现今华北地区的黄河和渤海分布格局在中更新世形成。钻孔ZK02在0.15 Ma依然存在黄河的物质信号,说明黄河自2.2 Ma流经该区域后,主要的河道形态并没有发生明显的摆动。

关键词：黄河演化物源示踪更新世锆石U-Pb年龄