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甘南高寒草甸碳收支时空格局及动态模拟

生态学报 2024年第13期44卷 5542-5553页

作者：张盈盈刘旻霞潘竟虎陈雪娇陈友艳张鑫西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070

草甸生态系统具有强大的碳汇功能,在全球碳循环过程中发挥着重要作用。区域尺度草甸生态系统碳通量的精准模拟,可以为揭示草地碳循环对全球变化的反馈机制提供理论依据。生态过程模型则是分析和预测区域碳平衡的重要途径。以甘南州高寒... 详细信息

草甸生态系统具有强大的碳汇功能,在全球碳循环过程中发挥着重要作用。区域尺度草甸生态系统碳通量的精准模拟,可以为揭示草地碳循环对全球变化的反馈机制提供理论依据。生态过程模型则是分析和预测区域碳平衡的重要途径。以甘南州高寒草甸生态系统为研究对象,利用参数优化后的Biome-BGC模型,模拟1979—2018年高寒草甸总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)和净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP),以表征该区域碳收支的时空分布特征。以上述40年实测气象数据为基准,并结合第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project phase 6,CMIP6)中的3种共享社会经济路径(Shared Socio-economic Pathways,SSPs)情景,对甘南州2019—2100年高寒草甸碳收支进行情景模拟。结果表明:(1)参数优化后的Biome-BGC模型能较好的模拟甘南州高寒草甸GPP和NEP,且GPP模拟对比NEP的模拟效果更好;(2)甘南州高寒草甸在整个研究阶段表现为碳汇,过去40年GPP、NEP波动范围为600—1100 g C m^(-2) a^(-1)、150—300 g C m^(-2) a^(-1),GPP显著上升,NEP呈波动性上升趋势。未来暖湿化情景下,高寒草甸碳收支年际波动较大,NEP呈先上升再下降趋势,2060年前后出现极小值,年均增幅约为2.02 g C m^(-2) a^(-1),气温、降水和大气CO_(2)浓度升高共同影响该地碳收支格局;(3)季节尺度上表现为冬春季节为碳源、夏秋季节为碳汇,植被生长季固碳作用增强。年内GPP、NEP呈倒“U”型变化趋势,峰值均出现在7、8月,低温以及持续增温对碳汇具有抑制作用,生长季降水量与植被生产力呈正相关;(4)碳汇/碳源的空间分布随时间而变化,具有明显的地域差异性,总体上碳汇增长率由西南向东北递减。

关键词：高寒草甸碳收支时空格局 Biome-BGC模型参数优化

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甘肃青土湖地区不同类型沙丘的表沙理化特征及其环境意义

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海洋地质与第四纪地质 2024年第2期44卷 69-80页

作者：潘美慧李娜龚逸夫陈晴赵慧敏王金雨西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070

沙丘表层沉积物的理化特征在揭示风沙的来源、沉积过程、风化作用等方面具有重要作用。本研究采用野外实地采样和实验室分析方法分析了甘肃青土湖地区不同类型沙丘表层沉积物的粒度和地球化学特征。结果表明:(1)青土湖地区沙丘表层沉积... 详细信息

沙丘表层沉积物的理化特征在揭示风沙的来源、沉积过程、风化作用等方面具有重要作用。本研究采用野外实地采样和实验室分析方法分析了甘肃青土湖地区不同类型沙丘表层沉积物的粒度和地球化学特征。结果表明:(1)青土湖地区沙丘表层沉积物以细砂为优势粒级,平均含量达72.08%,其次为极细砂,黏粒成分很少。频率分布曲线为单峰分布,概率累积曲线表现为三段式,反映出沉积环境较为稳定。(2)研究区沙丘表层沉积物常量元素以SiO2为主,平均含量为76.40%,其次为Al2O3和CaO,平均含量分别为5.05%、3.74%。微量元素以Cr、Mn、Co、Sr、Ba、Ti、Ce和P为主,平均含量均>100 mg/L。(3)Y、Zr和Y/Zr、Rb/Zr双变量图、A-CNK-FM图解表明巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠为其沙源。风沙搬运过程中的磨蚀、风选作用是研究区富集Fe、Mg元素的主要原因。此外,下伏湖相沉积物就地起砂,石羊河冲积物也为其提供了部分沙物质。(4)A-CN-K和A-CNK-FM三角模式图表明研究区风化程度较弱,处于初期脱Na、Ca阶段。在沙丘固定过程中成土作用增强但淋溶作用减小,这是由于植被的影响导致半固定、固定沙丘Na、Ca含量较高。

关键词：沙丘粒度特征地球化学元素风成沉积风化作用青土湖

以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的整体性逻辑

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学习论坛 2024年第1期 23-33页

作者：马俊峰张建喜西北师范大学马克思主义学院甘肃兰州730070

“以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴”重大命题的出场源自马克思主义现代化道路理论的科学指引、中国共产党百年探索实践的自觉追求、中华民族近代以来追寻历程的必然结果和中国共产党百年奋斗成就的雄厚奠基,构成中国式现代化... 详细信息

“以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴”重大命题的出场源自马克思主义现代化道路理论的科学指引、中国共产党百年探索实践的自觉追求、中华民族近代以来追寻历程的必然结果和中国共产党百年奋斗成就的雄厚奠基,构成中国式现代化建设理论维度、实践维度、历史维度和现实维度的有机统一。以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴在实际运行中必须以中国共产党领导为根本政治保证、以中国特色社会主义为正确方向指引、以五大建设协调推进为总体行动方略、以两大突出世界贡献为重要动力牵引,使中华文明在现代文明坐标上实现创造性重生和创新型引领。以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的意义在于:实现中华民族伟大复兴实践特质和中国式现代化特色的有机统一,从而呈现以全面整体性为内容实质、以人本至上性为根本目标、以和平开放性为道路依循、以艰巨长期性为进程特征的“四性统合”。从生成逻辑、运行逻辑、价值逻辑相统一的整体性框架进行总体性阐释与论证,这对我们深刻理解和把握以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴具有重要的理论与实践价值。

关键词：中国式现代化中华民族伟大复兴整体性逻辑

重要生态功能区干旱时空演变特征及对关键资源的影响:以黄河流域为例

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环境科学 2024年第6期45卷 3352-3362页

作者：卢荡魏伟王继平闫彭刘婷周俊菊颉斌斌西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 兰州城市学院城市管理学院兰州730070

基于温度-植被-降水的综合干旱指数(TVPDI)、地表径流、植被净初级生产力和粮食产量等数据,利用数据空间化方法、Slope趋势分析及Pearson相关分析等方法,探究了黄河流域从2001~2020年这20年间干旱时空变化特征以及对水资源、粮食资源和... 详细信息

基于温度-植被-降水的综合干旱指数(TVPDI)、地表径流、植被净初级生产力和粮食产量等数据,利用数据空间化方法、Slope趋势分析及Pearson相关分析等方法,探究了黄河流域从2001~2020年这20年间干旱时空变化特征以及对水资源、粮食资源和植被资源的影响,试图探究干旱与关键资源之间的相互影响.结果表明:①黄河流域干旱空间分布由东南向西北呈阶梯状加重,全流域有60.6%的区域处于干旱状态;从变化看全流域干旱整体上呈逐年下降趋势,有94%的区域由干旱逐渐向湿润转变,从春季到冬季干旱呈现先减轻后加重的趋势.②从流域重要资源的时空变化看,起关键作用的地表径流量有53%的区域呈现增加趋势,且主要分布在流域西南地区;表征植被资源的植被净初级生产力(NPP)及表征粮食资源的粮食产量亦呈增长趋势.③干旱与3类资源呈现显著的空间关联度,干旱程度越高对地表径流量、植被生产力和粮食产量产生的影响越显著,但近年来变湿的地区,其重要资源并未显著增加,这说明干旱对3类重要资源的影响具有时间滞后性,且其滞后性在空间分布上具有显著差异性和地域分异规律.研究对于黄河流域农业生产和抗旱减灾、生态保育具有重要理论意义.

关键词：干旱时空演变重要资源相互影响黄河流域

老工业城市污染企业空间格局演变及影响机制——以兰州市为例

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经济地理 2024年第6期44卷 70-81页

作者：赵学伟张志斌陈龙冯斌马晓敏吴志祥柴姣董建红西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070 兰州理工大学设计艺术学院甘肃兰州730050

老工业城市污染企业空间格局优化与多元有效管治是促进城市高质量转型发展的关键环节。文章以兰州市为例,基于1990—2020年微观企业数据,运用探索性空间分析方法和地理加权回归模型研究了老工业城市污染企业空间格局演变特征及影响机制... 详细信息

老工业城市污染企业空间格局优化与多元有效管治是促进城市高质量转型发展的关键环节。文章以兰州市为例,基于1990—2020年微观企业数据,运用探索性空间分析方法和地理加权回归模型研究了老工业城市污染企业空间格局演变特征及影响机制。结果表明:(1)从整体来看,兰州市污染企业呈现出“中心—近郊—远郊—开发区/新区”的郊区化过程;热点区域以河谷内部为主、河谷外部为辅,表现为“分散式外围郊区迁移、远离核心敏感区迁移、集中式功能区迁移”的演变特征。(2)从类型异质性看,废气污染型企业逐步向城市下风向迁移且呈现河谷内外分异的特征;废水污染型企业远离边界地区的集聚趋势更加明显且具有靠近河流分布的特征;固废污染型企业围绕人口集中地、独立工矿区等聚集。(3)从规模异质性看,较大规模污染企业始终以中心城区为主核心并在兰州新区孕育了次核心;中等规模污染企业由以城关组团和红古组团为主体逐渐向各区县中心城区迁移;较小规模污染企业在以城关组团、安宁组团和永登组团为中心的基础上,陆续向交通干道、产业园区以及各区县中心城区集聚。(4)从影响机制看,整体、不同类型和不同规模的污染企业在区位选择过程中,对传统区位、地域特征、环境外部性、设施多样性等维度的变量存在空间异质性和尺度差异性特征,多元因素交织形成了老工业城市污染企业区位选择的复杂性机制。

关键词：老工业城市污染企业格局演变影响机制兰州市

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石羊河流域生态系统碳储量时空变化及多情景模拟

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3365-3375页

作者：许澳康胡梦珺石晶孟祥云白清竹郭婧玲刘烁雅张嗣阳西北师范大学地理与环境科学学院甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室甘肃兰州730070

以石羊河流域为例,利用InVEST模型评估1990~2020年土地利用变化带来的碳储量效应,耦合PLUS模型模拟2035年在自然发展、生态保护、水资源约束和经济发展情景下土地利用变化及其对碳储量的影响.结果表明:石羊河流域土地利用主要以未利用地... 详细信息

以石羊河流域为例,利用InVEST模型评估1990~2020年土地利用变化带来的碳储量效应,耦合PLUS模型模拟2035年在自然发展、生态保护、水资源约束和经济发展情景下土地利用变化及其对碳储量的影响.结果表明:石羊河流域土地利用主要以未利用地,草地和耕地为主,占流域总面积的93%.1990~2020年石羊河流域耕地,水域和建设用地面积呈增长趋势,其余用地面积呈减少趋势.2020~2035年多情景模拟下,只有生态情境中林地和草地面积增加显著.1990~2020年流域碳储量整体呈增长趋势,其中以草地,未利用地和耕地碳储量贡献为主,占碳总量的86%.2020~2035年4种情景下的碳储量均有所增加,但生态保护情景中碳储量增加最为显著,共增加3.75×10^(6)t.自然发展情景和经济发展情景下,林地和草地转为耕地的面积远大于转入,碳储量损失较多.水资源约束情景下,耕地主要转出为草地和建设用地,其他各地类之间转换所承载的碳储量基本平衡.生态保护情景下,林地,草地等生态用地转入面积大于转出使区域碳储量增加.研究结果以期为石羊河流域提升陆地生态系统碳储量和规划未来国土空间提供科学依据.

关键词：碳储量 InVEST模型 PLUS模型土地利用石羊河流域

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利用常见食蔬中的花青素开发梯度科普实验

化学教育（中英文） 2024年第1期45卷 101-106页

作者：姚虹曹文昱刘新博王雯王胜花杨彩霞西北师范大学化学化工学院甘肃兰州730070

以花青素为原料,利用花青素遇到酸碱变色的特性,设计了一项以化学信息保密技术为主的梯度科普实验。实验的核心内容是采取“反转思维”模式,突破花青素遇酸/碱变色的固有思维定式,独创了用酸性/碱性溶液为墨进行隐形书写,以花青素为显... 详细信息

以花青素为原料,利用花青素遇到酸碱变色的特性,设计了一项以化学信息保密技术为主的梯度科普实验。实验的核心内容是采取“反转思维”模式,突破花青素遇酸/碱变色的固有思维定式,独创了用酸性/碱性溶液为墨进行隐形书写,以花青素为显影剂实现信息重现。实验过程中所需原料均可从日常生活中获取,绿色安全、操作简便、现象直观。在以宣讲化学信息保密技术为主的同时,对物质的显色原理、酸碱变色现象、水土酸碱测定等科学概念也进行了梯度普及宣传。

关键词：保密书写花青素 pH变色梯度科普绿色安全

不同纬度植物群落系统发育与功能性状结构研究

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生态学报 2024年第1期44卷 317-329页

作者：苗乐乐刘旻霞肖音迪杨春亮王千月王敏西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070

研究植物群落系统发育和功能性状结构有助于了解植物多样性维持机制及物种间的亲缘关系。甘肃省地理环境复杂,显著而多变的气候梯度形成了区域植被和环境差异,丰富了栖息地类型,具有显著的纵向连通性和纬度隔离性,以甘肃省典型纬度梯度... 详细信息

研究植物群落系统发育和功能性状结构有助于了解植物多样性维持机制及物种间的亲缘关系。甘肃省地理环境复杂,显著而多变的气候梯度形成了区域植被和环境差异,丰富了栖息地类型,具有显著的纵向连通性和纬度隔离性,以甘肃省典型纬度梯度植物群落为研究对象,通过对其进行群落学调查和功能性状测定,计算净亲缘关系指数(Net relatedness index, NRI)和平均成对性状距离(Mean pairwise trait distance, PW)来分析植物群落系统发育结构和功能性状格局对不同纬度的响应。结果表明:(1) Shannon-Weiner多样性指数,物种丰富度,谱系α多样性指数表现出随纬度增加而显著降低的变化趋势(P0)的谱系结构,表明种间竞争作用减弱,环境过滤作用逐渐增强,随纬度继续升高相似性限制作用在物种聚集过程中占优势;而群落的功能性状结构随着纬度增加表现出与谱系结构相反的状态,因此植物群落的系统发育和功能性状结构不一致;(3)植物高度表现出微弱的系统发育信号(P甘肃省典型纬度梯度植物群落物种多样性维持机制由确定性过程主导,支持生态位理论,其中环境过滤和竞争排斥作用在大多数群落物种聚集过程中占优势地位。土壤含水量、土壤酸碱度和年平均气温等环境因子对植物性状格局影响较大,本研究有助于了解不同气候带植物多样性的地理分布格局和潜在的生态维持机制。

关键词：纬度梯度系统发育结构功能性状环境因子系统发育信号

居住空间分异研究的热点分析与未来展望——基于CiteSpace知识图谱的可视化分析

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地理科学 2024年第8期44卷 1332-1343页

作者：张文斌姜莉娟张志斌陈龙马晓敏兰州财经大学公共管理学院甘肃兰州730101 西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070

2012年以来,居住空间分异日益受到政府、社会和学界的广泛关注,梳理其研究脉络及发展趋势对后续理论研究与规划建设具有重要的理论意义和现实价值。文中借助文献计量和CiteSpace可视化功能,分析了国内外城市居住空间分异的研究文献,结... 详细信息

2012年以来,居住空间分异日益受到政府、社会和学界的广泛关注,梳理其研究脉络及发展趋势对后续理论研究与规划建设具有重要的理论意义和现实价值。文中借助文献计量和CiteSpace可视化功能,分析了国内外城市居住空间分异的研究文献,结果表明:①国外相关研究起步较早,自20世纪初形成了不同学派的理论与实践研究体系;国内研究起步较晚但发展较快,在借鉴国外理论的基础上亦进入成熟阶段。②国际上的作者分布比较分散,而且大部分跨领域、跨机构合作较多;而国内作者分布分散且跨领域、跨机构合作较少,高校是其研究的中坚力量。③国际上的研究热点集中在居住隔离、“种族隔离”、空间隔离等方面,且模型定量分析、影响因素和动力机制等是其研究的前沿和趋势;国内则主要集中于空间分异、居住分异、居住空间等方面,且影响因素和机制政策等是其研究的前沿和趋势。最后,从立足国情构建具有中国特色的理论体系、借助互联网及大数据进行创新研究、运用多维指标精准地探测居住空间分异并预警、关注中小城市等充实研究案例、结合分异机制考虑尺度效应提出适合中国国情的城市居住空间分异调控策略等方面进行了展望。

关键词：居住空间分异 CiteSpace 文献计量研究热点知识图谱