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汉江流域生态综合网络构建与生态安全格局识别研究

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长江流域资源与环境 2024年第2期33卷 362-373页

作者：朱炳臣李同昇陈谢扬李炬霖西北大学城市与环境学院陕西西安710127 西北大学陕西省情研究院陕西西安710127

汉江流域生态环境优越、自然资源丰富,是“南水北调”的重要水源区,也是连接我国中西部地区社会经济发展的重要纽带,近年来水土流失加剧,洪涝灾害频发,已影响流域社会经济可持续发展,生态安全格局科学构建有利于生态系统保护和生态风险... 详细信息

汉江流域生态环境优越、自然资源丰富,是“南水北调”的重要水源区,也是连接我国中西部地区社会经济发展的重要纽带,近年来水土流失加剧,洪涝灾害频发,已影响流域社会经济可持续发展,生态安全格局科学构建有利于生态系统保护和生态风险防控。基于景观生态学“斑块—廊道—基质”理论,分别从生态系统服务和生态风险两方面构建汉江流域生态综合网络,通过分析网络要素结构识别生态安全格局。研究发现:(1)流域生态系统调节功能极重要区占流域总面积的25.71%,主要集中在秦巴山地和汉江流域下游地区;生态极敏感区占流域总面积的9.18%,零星分布在汉江谷地、南阳盆地和江汉平原。(2)通过生态网络识别出生态源19个、生态廊道34条、生态保护节点14处,呈现出“大分散、小聚集”的格局;通过生态风险网络识别出风险源22个、生态风险廊道43条、生态修复节点15处,呈现出“大分散”的格局。(3)汉江流域呈现出“西高东低、南高北低”的生态安全格局,保护斑块、保护廊道和保护节点多位于秦巴山地;修复斑块、修复廊道和修复节点多集中在汉江谷地和流域中下游地区;保护与修复节点多位于汉江流域上游地区。(4)秦巴山地承担着保障流域中下游地区生态安全的功能,需要构建山地生态安全屏障;河流水系是生态风险网络中胁迫因子扩散的主要廊道,流域生态保护与修复亟待重视。构建的生态风险网络可进一步完善流域生态安全格局识别方法,并为汉江流域生态环境改善和国土空间高效利用提供参考依据。

关键词：生态系统调节功能生态敏感性生态综合网络生态安全格局汉江流域

全域土地综合整治视域下的乡村空间重构路径——以汉中市谢村镇26个村庄为例

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南方建筑 2024年第4期 42-53页

作者：董鹏达董欣朱菁芮旸任历西北大学城市与环境学院

全域土地综合整治是推进乡村空间重构、建设和美乡村的重要手段。为破解乡村资源利用与要素整合方面的短板,实现乡村全域全要素协调发展。在明晰全域土地综合整治与乡村空间重构逻辑关联的基础上,以具备典型特征的汉中市谢村镇26个村庄... 详细信息

全域土地综合整治是推进乡村空间重构、建设和美乡村的重要手段。为破解乡村资源利用与要素整合方面的短板,实现乡村全域全要素协调发展。在明晰全域土地综合整治与乡村空间重构逻辑关联的基础上,以具备典型特征的汉中市谢村镇26个村庄为例,基于“人-地-产”耦合互动的分析框架,构建了乡村空间重构评价模型。运用GIS空间分析等技术,定量测度乡村空间重构耦合度与协调度的时空演变规律,并通过诊断模型等方法揭示了影响乡村发展的主要障碍因子。进一步将重构指数与协调度相结合,划分全域土地综合整治的分区格局,并提出相应的整治模式。根据弱势系统识别结果,提出了差异化的乡村空间重构路径:以盘活低效用地为核心,重构全域空间;以开展环境整治为途径,塑造宜居空间;以保护历史文化为抓手,保障宜业空间。

关键词：全域土地综合整治乡村空间重构乡村空间规划 “人-地-产”耦合互动乡村振兴

华北吕梁地区古元古代末芦芽山紫苏花岗岩成因及构造意义

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大地构造与成矿学 2024年

作者：赵玉庭王毓婧王敬宇兰彩云龙晓平大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西北大学城市与环境学院

华北克拉通中部造山带出露的古元古代花岗岩是研究前寒武纪造山带构造演化的重要载体,芦芽山紫苏花岗岩作为中部带吕梁杂岩体中重要的岩石组合,它们独特的形成条件可以为中部带古元古代晚期的构造演化提供约束。锆石U-Pb定年结果显示芦... 详细信息

华北克拉通中部造山带出露的古元古代花岗岩是研究前寒武纪造山带构造演化的重要载体,芦芽山紫苏花岗岩作为中部带吕梁杂岩体中重要的岩石组合,它们独特的形成条件可以为中部带古元古代晚期的构造演化提供约束。锆石U-Pb定年结果显示芦芽山紫苏花岗岩形成于1810～1804Ma,岩石未遭受强烈的变形变质事件改造,为中部造山带后碰撞阶段岩浆活动的产物。岩石地球化学数据显示芦芽山紫苏花岗岩具有较高的Fe OT和Zr+Nb+Ce+Y含量、FeOT/MgO和Ga/Al比值,明显的Eu负异常,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti,表现为铁质、准铝质、钙碱性的A-型紫苏花岗岩的特征。岩相学和矿物学特征表明芦芽山紫苏花岗岩为典型的岩浆成因,结晶温度为853～927℃,压力为0.25～0.41 GPa。Nd-Hf同位素数据表明岩石起源于新太古代到古元古代地壳物质的部分熔融,其成因模式为英云闪长质、花岗闪长质地壳岩石在较低压力下的部分熔融,岩浆演化过程中可能经历了富钙斜长石、黑云母、钛铁矿和磷灰石的分离结晶作用。通过对岩石Sr、Yb含量和轻重稀土元素比值分析,表明1.85～1.76 Ga中部造山带花岗质岩石的岩浆源区压力逐渐降低,深度逐渐变浅,暗示岩体形成于地壳减薄的伸展环境。综合前人的研究成果,我们认为芦芽山紫苏花岗岩是在后碰撞伸展背景下由地壳减薄、幔源物质上涌导致下地壳部分熔融形成的, 1.90～1.76 Ga该地区经历了漫长的碰撞后伸展,大陆地壳持续减薄。

关键词：华北克拉通古元古代紫苏花岗岩岩石成因构造意义

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全球冰川融水无机化学研究进展

地理学报 2024年第5期79卷 1129-1145页

作者：闫玉强李向应刘莎杨瑞苏茜蕊易童陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西安710127 西北大学城市与环境学院西安710127 河海大学水文水资源学院南京210000

冰川融水是营养盐与生物活性元素运移的主要载体。融水化学是研究冰川排水系统及其动态变化特征,洞悉生物地球化学循环过程,探索冰川消退与气候变化关系的重要手段。随着冰川加速消融,侵蚀风化作用日益增强,融水化学特征发生了明显变化... 详细信息

冰川融水是营养盐与生物活性元素运移的主要载体。融水化学是研究冰川排水系统及其动态变化特征,洞悉生物地球化学循环过程,探索冰川消退与气候变化关系的重要手段。随着冰川加速消融,侵蚀风化作用日益增强,融水化学特征发生了明显变化,对下游水质水环境和生态系统可能产生显著影响。回顾了全球冰川融水中无机化学成分含量及其时空变化特征、溶质来源及其比例、化学风化与碳循环关系,发现融水化学受基岩性质、排水系统、物理化学和地形地貌等多种因素影响。未来需要加强融水无机和有机化学参数与水文气象要素的同步连续监测,评估冰川源溶质的环境生态效应,探究冰川区化学风化作用耦合机制与溶质输移和大气CO_(2)收支的关系,为未来冰冻圈与碳循环和气候演化关系研究提供参考。

关键词：无机化学化学风化融水冰川

改进HarDNet-MSEG的遥感影像水体信息提取方法

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地球信息科学学报 2024年第7期26卷 1745-1762页

作者：郭慧琳谢元礼胡李发雍佳乐李云梅孙韶启西北大学城市与环境学院西安710127 陕西省遥感与地理信息工程研究中心西安710127

准确有效地提取水体信息,对于水资源监测、管理和应用等方面具有重要意义。由于水体形状、大小和分布的多样性以及场景的复杂性,如何高效准确地从遥感影像中提取出水体仍具有挑战性。传统的方法虽然可以从遥感图像中提取水体,但由于异... 详细信息

准确有效地提取水体信息,对于水资源监测、管理和应用等方面具有重要意义。由于水体形状、大小和分布的多样性以及场景的复杂性,如何高效准确地从遥感影像中提取出水体仍具有挑战性。传统的方法虽然可以从遥感图像中提取水体,但由于异物同谱其提取精度往往难以满足实际应用要求。因此,迫切需要先进的高性能技术来提高水体提取的效率和准确性。将深度学习与遥感技术相结合可以充分发挥深度学习的优势,有效帮助准确地提取水体信息。目前以深度学习的方法提取水体信息面临的挑战仍是多尺度特征融合、耗时长和参数多。HarDNet-MSEG(Harmonic DenseNet-MSEG)模型拥有较高的分割精度和较快的推理速度,为进一步充分利用来自通道和空间位置层面的相关信息以及提高模型的分割精度,本文以HarDNet-MSEG为网络框架,设计了一种名为HAM(Hybrid Attention Mechanism)的注意力机制,将其嵌入到HarDNet-MSEG网络中以探究其在网络中的最佳位置,在相同的实验环境下与其他注意力机制、经典网络算法以及传统的方法进行一系列的对比实验,并测试该模型在其他数据集上的通用性。结果表明,HAM模块在HarDNet-MSEG网络的较浅层处表现最出色。与其他注意力机制相比,HAM模块取得了更高的性能,MIoU、FWIoU和PA分别达到了94.0687%、97.7374%和99.3205%。与DeepLabV3+、U-Net和PSPNet等经典模型相比,HarDNet-MSEG-HAM1模型不仅有最好的MIoU,参数量、计算量和训练时间各方面都表现出卓越的性能。与传统方法相比,HarDNet-MSEG-HAM1模型具有显著的优势,同时该模型在其他数据集上也表现出了良好的性能。最后,成功提取了青藏高原内流流域的2013、2016、2019和2022年4期湖泊,并对其面积变化进行了分析。一系列的实验数据表明,该模型在水体提取任务中的优越性与鲁棒性。本论文预期可以为从复杂场景的遥感影像中提取水体信息提供方法和相关数据支持。

关键词：水体提取深度学习 HarDNet-MSEG 混合注意力机制语义分割多尺度特征青藏高原遥感影像

家庭生活圈使用模式及其差异特征研究——以上海市为例

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人文地理 2024年第2期39卷 64-71,123页

作者：翟宝昕朱玮西北大学城市与环境学院西安710127 同济大学建筑与城市规划学院上海200092

生活圈规划已成为精准配置公共资源、保证居民生活质量的重要手段。既有生活圈研究与规划实践多以个人角度出发,缺乏从家庭视角考察人们使用生活圈的规律。本文基于对上海市家庭的问卷调查,考察家庭日常活动类型、时距、频率和出行方式... 详细信息

生活圈规划已成为精准配置公共资源、保证居民生活质量的重要手段。既有生活圈研究与规划实践多以个人角度出发,缺乏从家庭视角考察人们使用生活圈的规律。本文基于对上海市家庭的问卷调查,考察家庭日常活动类型、时距、频率和出行方式等特征的基础上,构建含“社区生活圈—补充生活圈—过渡生活圈—通勤生活圈”的四级家庭生活圈体系,识别出四类典型家庭生活圈使用模式,并进一步探讨不同的生命阶段、职住关系、居住区位和社区生活圈设施环境家庭的使用模式的差异特征。本文丰富了家庭视角的生活圈研究,对指导生活圈规划具有重要参考价值。

关键词：家庭生活圈使用模式社区生活圈规划上海市

中国特色保护类村庄分布的多尺度异质性与生境偏爱性

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地理科学进展 2024年第1期43卷 33-46页

作者：罗飞芮旸王玲孙玮鸿西北大学城市与环境学院西安710127 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西安710127

特色保护类村庄集中反映了中华民族对生存环境的历史选择和长期适应,具有政策意涵和特定分布规律。论文以9381个入选国家级名录的该类村庄为研究样本,立足村庄的政策性地理事物属性,多尺度刻画其分布的空间异质性;着眼于村庄的有机体属... 详细信息

特色保护类村庄集中反映了中华民族对生存环境的历史选择和长期适应,具有政策意涵和特定分布规律。论文以9381个入选国家级名录的该类村庄为研究样本,立足村庄的政策性地理事物属性,多尺度刻画其分布的空间异质性;着眼于村庄的有机体属性,明晰其对生境的偏爱性;进而综合生境和政策两方面揭示村庄异质分布的影响因子和机制。研究发现:①从分层异质性看,特色保护类村庄在其密度低的北方地区分布更集聚,在东西方向的地带性分布规律明显,在省域、市域和县域尺度的分布不均程度递增;②从局域异质性看,该类村庄在不同尺度均呈“南热北冷”分布格局,但空间格局的尺度变异明显,在县域尺度下显现出的空间模式更精细;③从生境偏爱性看,该类村庄最多选择中亚热带湿润区、低山区的斜坡及阳坡地带和中小河流沿岸地区,偏好分布在经济欠发达、主要道路沿线和全国重点文物保护单位20 km以内、中心城市周边20~80 km的区域;④从成因与机制看,该类村庄的分布主要受气候条件、文化资源、交通区位、评选政策等因子的综合影响,是政策导向机制和生境偏好机制共同作用的结果。研究结果可为中国特色保护类村庄的振兴决策提供科学参考。

关键词：特色保护类村庄空间分布尺度效应生境偏爱性中国

民族地区畜牧业高质量发展水平评价与影响因素研究——以内蒙古自治区为例

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中国农业资源与区划 2024年

作者：慕石雷杨玉欢河北建筑工程学院内蒙古师范大学西北大学城市与环境学院

[目的]研究民族地区畜牧业高质量发展是统筹协调推进生态文明和美丽中国建设的重要支撑，也是全面推进乡村振兴的重要举措。[方法]选取2012—2022年表征内蒙古畜牧业高质量发展的统计数据作为研究对象，运用综合赋权评价模型、TOPSIS法... 详细信息

[目的]研究民族地区畜牧业高质量发展是统筹协调推进生态文明和美丽中国建设的重要支撑，也是全面推进乡村振兴的重要举措。[方法]选取2012—2022年表征内蒙古畜牧业高质量发展的统计数据作为研究对象，运用综合赋权评价模型、TOPSIS法、耦合协调度模型和地理探测器等方法，定量探析内蒙古畜牧业高质量发展的时空分异格局和影响因素。[结果]（1）畜牧业高质量发展水平的五大维度权重大小分别为：产品安全（0.285）＞产出高效（0.248）＞环境友好（0.239）＞资源节约（0.150）＞调控有效（0.077）；（2）内蒙古12个盟市畜牧业高质量发展水平存在不同步性，锡林郭勒盟、乌兰察布市、兴安盟、巴彦淖尔市的畜牧业高质量发展水平较高；（3）耦合协调度从空间演化上大致由衰退类的中度失调向发展类的中度协调的类型演化，从时间演化上以保持稳定和波动上升为主，总体上均处于发展类基本协调及以上类型并向高度协调的方向发展，但个别盟市出现相对下滑趋势；（4）利用地理探测器的分异探测得出空间分异解释力强度为：社会经济因素＞自然地理因素，社会经济因子是畜牧业高质量发展的主导动力；利用交互作用探测得出因子间交互耦合作用的驱动力均比单因子独立作用时更强，作用类型为双因子增强和非线性增强两种，表明畜牧业高质量发展的空间分异是多种因子相互耦合作用的结果。[结论]内蒙古各盟市间畜牧业高质量发展水平差异显著，呈区域极化效应特征，未来需要加快建设国家重要农畜产品生产基地，保障绿色有机畜产品供给，推行暖季草原适度放牧和冷季舍饲半舍饲相结合的畜牧业生产模式，教育、人才、科技等基础投资向蒙东地区倾斜，支持畜牧业高质量发展社会经济领域的创新举措。

关键词：畜牧业高质量发展畜牧业现代化内蒙古地理探测器

活动大陆边缘岩浆作用及构造演化——以敦煌地块为例

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岩石学报 2024年第3期40卷 702-718页

作者：甘保平唐菊兴第五春荣西南交通大学地球科学与工程学院成都611756 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 西北大学大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

大陆边缘弧是汇聚板块边界与俯冲有关的岩浆作用产物,通常记录了造山带弧岩浆作用、造山过程和大陆地壳形成与演化等诸多重要的地质过程。作为中亚造山带中段最南部的构造单元,敦煌地块为传统定义上具有早前寒武纪变质结晶基底的微陆块... 详细信息

大陆边缘弧是汇聚板块边界与俯冲有关的岩浆作用产物,通常记录了造山带弧岩浆作用、造山过程和大陆地壳形成与演化等诸多重要的地质过程。作为中亚造山带中段最南部的构造单元,敦煌地块为传统定义上具有早前寒武纪变质结晶基底的微陆块,其后在古生代时期经历了多期次、多阶段的与中亚造山带造山相关的构造热事件并使其发生再活化,进而产生了一系列广泛的弧岩浆-变质作用事件。然而,对于该陆块古生代弧岩浆作用机制和地壳构造演化历史缺乏系统的研究。本文综合近十多年来对敦煌地块的诸多最新研究进展,系统梳理了古生代岩浆岩岩石组合类型、年代格架、地球化学组成以及同时期变质-沉积构造热事件演化特征,得到以下认识:(1)敦煌地块古生代岩浆作用过程呈现阶段性特征,即幕式岩浆作用,构造位置上从东北部逐渐迁移到南部再折返到中部,大致可划分为五期:~510Ma、440~410Ma、390~360Ma、~330Ma和280~245Ma,而变质作用事件主要集中在450~360Ma;(2)古生代岩浆岩类型主要以钙碱性I型花岗岩、埃达克质岩石、少量S型花岗岩和高钾花岗岩为主,且岩石成分从寒武纪低钾拉斑系列逐渐转变为二叠纪高钾、富硅特征;(3)同位素地球化学特征表明,敦煌地块中-北部寒武纪-泥盆纪发育的与俯冲相关的弧岩浆对新生地壳的生长起了重要贡献,并伴随古老地壳再造事件;而南部泥盆纪-石炭纪岩浆作用则以古老地壳物质重熔为主;(4)基于埃达克质岩石的证据,敦煌地块在古生代时期经历了两次显著的地壳增厚事件,早期可能是与北山南部石板山地体/弧碰撞以及幔源岩浆底侵有关,而晚期可能是与俯冲板片后撤或回卷相关,地壳厚度可达~55km;(5)敦煌地块属于中亚造山带中段最南部一个具有前寒武纪基底的古老微陆块,后期卷入了古亚洲洋南向俯冲相关的造山事件使其被强烈破坏与改造。该微陆块作为古亚洲洋南部的活动大陆边缘弧,被与俯冲作用有关的阶段性弧岩浆底侵、部分熔融、增厚地壳和区域性变质作用等机制改造与活化,产生了阶段性侵位的陆缘弧岩浆作用。这些认识为探究中亚造山带微陆块的起源和造山带的构造演化提供新的约束。

关键词：大陆边缘弧幕式岩浆作用再活化地壳加厚敦煌地块中亚造山带