雄安新区浅层地下水化学成因及健康地质区划研究

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作者 夏雨波 王冰 +6 位作者 李海涛 马震 郭旭 赵凯 赵长荣 张曦 王晓旭 《中国地质》 北大核心 2025年第1期331-346,共16页

【研究目的】在水文地质实体内,生物生长和人群健康与周围环境、水土中的元素含量密切相关,研究地下水中与健康相关的宏微元素形成演化条件、建立健康地质区划,有利于推动健康中国战略的实施。【研究方法】本文选取雄安新区作为典型研究... 【研究目的】在水文地质实体内,生物生长和人群健康与周围环境、水土中的元素含量密切相关,研究地下水中与健康相关的宏微元素形成演化条件、建立健康地质区划,有利于推动健康中国战略的实施。【研究方法】本文选取雄安新区作为典型研究区,运用多元统计分析、Piper图和Chadha图等方法,分析浅层地下水水文地球化学特征及其物质成分来源,开展典型剖面上浅层地下水水质物源恢复,划定水化学类型分区,以环境和元素丰缺状况划分生物必须宏、微元素分异区,建立雄安新区健康地质分区划。【研究结果】研究区地下水各参数表现出高度变异性;水岩作用显示,钠长石的溶解为地下水贡献了Na+,萤石和石膏的溶解为地下水贡献了F^(−)和SO_(4)^(2−),消耗Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO_(3)^(−)析出了方解石、白云石,并发生了反向离子交换;研究区北部水化学类型以HCO_(3)–Ca、HCO_(3)–Ca·Mg型为主,过渡为中部HCO_(3)·SO_(4)–Na·Mg·Ca、HCO_(3)·Cl–Na·Ca·Mg、HCO_(3)·SO_(4)·Cl–Na·Mg型,递变为白洋淀及大清河下游的SO_(4)·HCO_(3)–Na·Mg型;雄安新区可分为北部冲洪积平原的元素缺乏健康地质分区、冲洪积平原与冲湖积平原交互地带的元素适中健康地质分区、冲湖积平原区的元素过剩健康地质分区3个分区,长时间饮用缺乏区和过剩区地下水会引起健康问题。【结论】需关注雄安新区由F^(−)、SO_(4)^(2−)、总硬度、I^(−)等浓度局部余缺引起或诱发的地方性疾病,需寻找替代水源或补充人体所需元素,为健康中国战略提供支撑。 展开更多

关键词 水化学形成演化 地下水矿物分析 水文地球化学 雄安新区 健康地质 水文地质调查工程

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雄安多要素城市地质标准体系研究 被引量：10

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作者 林良俊 韩博 +8 位作者 马震 张曦 李红英 夏雨波 郭旭 裴艳东 李海涛 李洪强 王雨山 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期152-156,共5页

雄安新区作为多要素城市地质调查试点城市,急需建立城市地质标准,为高水平现代化城市管理提供全方位技术支撑。从城市地质与现代城市行政管理有机融合的角度角度出发,通过分析我国城市地质标准现状和雄安新区规划建设需求,研究提出雄安... 雄安新区作为多要素城市地质调查试点城市,急需建立城市地质标准,为高水平现代化城市管理提供全方位技术支撑。从城市地质与现代城市行政管理有机融合的角度角度出发,通过分析我国城市地质标准现状和雄安新区规划建设需求,研究提出雄安多要素城市地质标准体系。研究表明:高起点规划、高标准建设雄安新区,需要建立一套系统的、完整的、先进的多要素城市地质标准体系;标准体系应该包括空间、资源、环境和灾害等子体系:空间涵盖全域、重点区、特色小镇、工程建设场地等四方面,资源涵盖地热、矿泉水、地下水等三方面,环境涵盖土壤质量、地下水质量、湿地质量等三方面,灾害涵盖地面沉降、地裂缝、地震、砂土液化、地面塌陷等五方面。与雄安新区规划、建设、运行等不同阶段城市管理密切结合,需要研制30项城市地质技术标准,包括空间标准6项、资源标准9项、环境标准7项、灾害标准8项。 展开更多

关键词 雄安新区 多要素 城市地质 标准体系

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雄安新区地下空间资源开发利用地质适宜性评价 被引量：8

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作者 韩博 马震 +8 位作者 夏雨波 张曦 高伊航 郭旭 刘宏伟 左海泉 苗晋杰 白耀楠 李状 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期594-610,共17页

雄安新区开发作为千年大计、国家大事,地下空间资源的开发利用可促进新区高质量建设与可持续发展。通过层次分析法,建立了雄安新区地下空间资源开发利用地质适宜性评价指标体系,对雄安新区浅层、次深层、深层地下空间地质适宜性进行了... 雄安新区开发作为千年大计、国家大事,地下空间资源的开发利用可促进新区高质量建设与可持续发展。通过层次分析法,建立了雄安新区地下空间资源开发利用地质适宜性评价指标体系,对雄安新区浅层、次深层、深层地下空间地质适宜性进行了评价。研究结果表明,雄安新区地下空间资源开发利用的地质适宜性评价指标可划分为五大类10个指标,主要影响指标为含水砂层、地面沉降、液化砂土、水土腐蚀性等;按浅层、次深层和深层将评价结果划分为适宜区、一般区和敏感区,其中适宜区和一般区总面积约占新区面积的80%,说明雄安新区地下空间资源开发利用地质适宜性整体较好。该评价结果为雄安新区高质量建设及可持续发展提供了可靠的技术支撑。 展开更多

关键词 地下空间资源 评价指标体系 适宜性评价 高质量建设 地质调查工程 雄安新区

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雄安新区地下空间利用地质安全风险评价

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作者 刘宏伟 何庆成 +2 位作者 李状 韩博 高伊航 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期207-220,共14页

地质环境是地下空间的承载体,明显制约地下空间开发利用。识别地下空间利用的地质安全风险及其主要影响要素可为地下空间合理规划、地下空间设施安全保障提供科学依据。以雄安新区为例,从空间、资源、环境、灾害4个层面,分析了不同类型... 地质环境是地下空间的承载体,明显制约地下空间开发利用。识别地下空间利用的地质安全风险及其主要影响要素可为地下空间合理规划、地下空间设施安全保障提供科学依据。以雄安新区为例,从空间、资源、环境、灾害4个层面,分析了不同类型地质安全风险隐患,遴选含水砂层厚度、土体承载力特征值、土体压缩模量、地面高程、地下水位埋深、地面沉降速率和砂土液化指数等定量指标,构建指标体系进行地质安全风险评价。针对现有评价方法在客观赋权方面存在的不足,在考虑数据相关性、离散性和相对性(冲突性)的基础上,引入基于指标相关性的指标权重确定法(criteria importance through intercriteria correlation,CRITIC),提出了CRITIC-Entropy组合确权法,使得赋权更为科学与合理。研究结果表明,雄安新区地下空间地质安全风险呈现出深部层位小于浅部层位的特征,且Ⅰ级和Ⅱ级风险区主要位于白洋淀及周边、南张镇东和大营镇东等区域,浅层(0~15 m)、次浅层(15~30 m)、次深层(30~50 m)、深层(50~100 m)地下空间Ⅰ级和Ⅱ级风险区累计面积占比分别为54.49%、42.51%、41.06%和42.18%。不同层位地下空间地质安全风险的主要影响要素有所差异,总体来说,土体压缩模量、土体承载力特征值、地面高程和地下水位埋深影响权重较高。同时,需要关注地面沉降、地下水位动态演变和不同施工方式引起的风险变化。成果可为雄安新区地下空间利用规划科学优化和防灾减灾提供地学依据,也可为其他地区相关研究提供借鉴。 展开更多

关键词 地下空间 地质安全风险 CRITIC-Entropy组合确权 雄安新区

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雄安新区工程地质层组划分、三维地质结构构建及其在城市规划建设中的应用 被引量：10

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作者 韩博 夏雨波 +4 位作者 马震 王小丹 郭旭 林良俊 裴艳东 《中国地质》 CSCD 北大核心 2023年第6期1903-1918,共16页

【研究目的】为了规范雄安新区工程地质层组划分,构建三维工程地质结构模型,更好地进行工程地质与岩土工程资料交流与利用。【研究方法】本文以雄安新区工程地质调查资料为基础,阐述了雄安新区第四纪地层特征,进行了工程地质分区,划分了... 【研究目的】为了规范雄安新区工程地质层组划分,构建三维工程地质结构模型,更好地进行工程地质与岩土工程资料交流与利用。【研究方法】本文以雄安新区工程地质调查资料为基础,阐述了雄安新区第四纪地层特征,进行了工程地质分区,划分了100 m以浅地层工程地质层组,分析了各层组的空间分布规律及其工程特性;构建了三维工程地质结构模型,探讨了其在城市规划建设中的应用。【研究结果】雄安新区全新世地层底板埋深一般7~16 m,晚更新世地层底板埋深一般50~60 m,中更新世地层底板埋深一般70~80 m,早更新世地层底板埋深约140~190 m;可将雄安新区工程地质区划分为冲积—洪积平原工程地质亚区、冲积—湖积平原工程地质亚区和冲积平原工程地质亚区;100 m深度范围内地层可划分18个工程地质层组,其中(1)^(4)层为全新统(Q_(h)),(5)~I1层为上更新统(Q_(p)^(3)),I2~I5层为中更新统(Q_(p)^(2)),I6~I8层为下更新统(Q_(p)^(1)),构建了研究区三维工程地质结构模型,能够直观地展示雄安新区地下100 m范围内各层组的空间分布规律与结构特征。【结论】通过划分工程地质层组,建立三维工程地质结构模型,可服务于雄安新区顶层规划设计、场地稳定性和工程建设适宜性评价、天然地基和桩基持力层选择、城市地铁隧道选线施工等,为高标准高质量建设雄安新区提供了重要的地学依据。 展开更多

关键词 工程地质分区 工程地质层组 三维地质结构 城市规划建设 城市地质调查工程 雄安新区

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雄安至北京大兴国际机场快线起步区地下段结构抗浮设防水位取值研究 被引量：2

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作者 韩博 高伊航 +7 位作者 马震 郭旭 刘宏伟 张曦 李海涛 杜亚楠 白耀楠 李状 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期397-409,共13页

抗浮设防水位直接影响到地下结构的安全与建设费用,在地下结构建设中至关重要,因此,科学合理地确定地下结构的抗浮设防水位具有巨大的社会意义和经济价值。本文以“雄安新区至北京大大兴国际机场快线地下工程段”为研究对象,系统分析了... 抗浮设防水位直接影响到地下结构的安全与建设费用,在地下结构建设中至关重要,因此,科学合理地确定地下结构的抗浮设防水位具有巨大的社会意义和经济价值。本文以“雄安新区至北京大大兴国际机场快线地下工程段”为研究对象,系统分析了研究区水文地质条件以及地下水位年内年际动态变化规律,利用数值模拟法和类比预测法确定了地下结构抗浮设防水位标高建议值。结果表明,该场地区域浅层地下水水位埋深一般为5.0~20.0m,地下水水位标高一般为–10.0~1.0m。近五年场地浅层地下水水位标高一般为–5~–10 m,埋深一般为3.0~15.0 m,地下水位逐年升高,回升速率约1.0 m/a。地下结构抗浮设防水位标高取值建议取使用期抗浮设防水位采用数值模拟法预测结果。该成果服务了“雄安新区至北京大兴国际机场快线(R1线)”项目场地抗浮设计,为雄安新区重大工程建设项目的抗浮安全设计提供了示范。 展开更多

关键词 雄安新区 水文地质条件 数值模拟 类比预测 抗浮设防水位

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雄安新区自然资源与环境-生态地质条件分析 被引量：40

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作者 马震 夏雨波 +7 位作者 李海涛 韩博 余学中 周亚龙 王雨山 郭旭 李洪强 裴艳东 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期677-696,共20页

自然资源、环境本底及生态地质条件调查是城市地质调查的基础,可为城市国土空间规划、建设及精细化管理提供有效的基础地质支撑。随着雄安新区城市进程的加快,使得其自然资源与生态环境发生了翻天覆地的变化。本文基于雄安新区综合地质... 自然资源、环境本底及生态地质条件调查是城市地质调查的基础,可为城市国土空间规划、建设及精细化管理提供有效的基础地质支撑。随着雄安新区城市进程的加快,使得其自然资源与生态环境发生了翻天覆地的变化。本文基于雄安新区综合地质调查成果,明确了雄安新区自然资源与生态环境本底条件,分析了建设周期内自然资源变化趋势,探讨了未来城市建设应关注的自然资源与生态地质问题。结果表明,雄安新区设立后,土地利用类型发生了巨大改变,林地面积增加约58.1 km^(2),草地面积增加约2.0 km^(2),耕地面积减少68.8 km^(2),建设用地增加7.2 km^(2),土壤质量以优质和良好为主;雄安新区浅层与深层地下水水位总体呈现从西北部往东南部流动,水位逐渐降低,局部存在地下水降落漏斗,浅层地下水水位埋深一般为5^(2)0 m,以企稳回升为主,深层地下水水位一般为25~35 m,水位下降区占比仍较高;白洋淀湿地动植物资源丰富,水质逐渐好转;地热资源开采利用条件好,全区地热流体可开采热量为10.10×10^(16)J/a,折合标准煤346.03万t/a;应重点关注新区存在的生态环境地质问题如地面沉降及地裂缝、地下水水位变化、砂土液化、坑塘、软弱土等,避免因生态环境地质问题引发工程事故,必要时应采取有效的预防措施。 展开更多

关键词 雄安新区 自然资源 生态地质 地质调查工程 城市建设

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城市地质学基础理论探讨 被引量：10

8

作者 林良俊 马震 +2 位作者 郭旭 Zhenya Zhang 李亚民 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1668-1676,共9页

城市地质有近百年的研究历史,学科研究取得了很大的进展,但是总体上看,学科性质存在较多的争论,城市地质学基础理论难于满足现代城市管理的需求,无法为城市高质量发展提供系统完整的地学解决方案。本文系统梳理了国内外城市地质的发展... 城市地质有近百年的研究历史,学科研究取得了很大的进展,但是总体上看,学科性质存在较多的争论,城市地质学基础理论难于满足现代城市管理的需求,无法为城市高质量发展提供系统完整的地学解决方案。本文系统梳理了国内外城市地质的发展历程和研究进展,进一步明确了城市地质学的学科性质,运用系统理论提出城市地质系统的概念,并基于这一概念,清晰地界定了城市地质学的研究对象,阐述了现代城市地质学的研究内容和技术框架,为今后形成完善的城市地质学理论体系提供研究基础。 展开更多

关键词 城市地质 学科性质 基础理论 系统科学 城市管理 地质调查工程

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安徽省大别山区温泉水化学特征与演化机制分析

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作者 李状 周训 +5 位作者 方斌 沈晔 徐艳秋 陈柄桦 拓明明 隋丽嫒 《地质通报》 北大核心 2025年第1期158-172,共15页

【研究目的】分析总结受构造控制的安徽大别山区温泉的水化学特征及其演化机制,有利于加深对独特地质背景下(造山带硅酸盐岩)水-岩相互作用的认识,同时可以为大别山区地热的勘探和合理开发利用提供科学依据。【研究方法】在对研究区温... 【研究目的】分析总结受构造控制的安徽大别山区温泉的水化学特征及其演化机制,有利于加深对独特地质背景下(造山带硅酸盐岩)水-岩相互作用的认识,同时可以为大别山区地热的勘探和合理开发利用提供科学依据。【研究方法】在对研究区温泉水化学组分基本特征分析的基础上,综合利用Gibbs图、岩石风化图、离子比例系数、矿物稳定场图等方法对研究区温泉的水-岩相互作用进行研究。此外,还借助PHREEQC软件开展反向水文地球化学模拟工作,对地热水在循环过程中主要矿物的溶解及沉淀情况进行定量分析。【研究结果】①大别山区5个温泉的水化学类型以SO_(4)−Na型和SO_(4)·HCO_(3)−Na型水为主,均为中低温、弱碱性温泉;②研究区温泉中稀土元素表现出明显的Eu正异常,轻稀土元素相对富集,中稀土元素其次,重稀土元素相对缺乏;③研究区温泉水化学组分主要受岩石风化作用的影响。温泉中Na^(+)主要来自硅酸盐矿物(如钠长石、钠蒙脱石等)的溶滤,Ca^(2+)来源于碳酸盐矿物和石膏的溶滤;SO_(4)^(2−)的含量主要受到石膏溶解的影响;HCO_(3)−含量主要受硅酸盐和碳酸盐矿物溶解的影响。④模拟结果表明,雨水-地下热水路径上发生的水岩相互作用主要为钠长石、钙长石、萤石、石膏、黑云母和CO_(2)的溶解,以及钠蒙脱石、方解石和白云石的沉淀,同时发生了Ca^(2+)置换Na^(+)的阳离子交替吸附作用。【结论】雨水至地下热水路径属于地下水深循环,复杂的深部地层岩性及结构容易阻碍地下水径流,使地下水流速放缓,发生了充分的水-岩相互作用,完成了HCO_(3)−Ca型雨水向SO_(4)·HCO_(3)−Na型和SO_(4)−Na型弱碱性温泉的转化。 展开更多

关键词 温泉 水化学 稀土元素 反向水文地球化学模拟 水岩相互作用 大别山区

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基于Albedo-NDVI特征空间的张家口康保县荒漠化时空动态监测 被引量：2

10

作者 李状 刘宏伟 +4 位作者 白耀楠 韩博 苗晋杰 杜东 徐丹虹 《地球学报》 北大核心 2025年第2期409-418,共10页

荒漠化是威胁人类生存和发展的重要生态环境问题之一。我国荒漠化土地面积占比相对较高,因此持续开展荒漠化监测、治理和防治始终是我国生态保护修复工作中的一项重要任务。本文通过构建康保县1990—2022年Albedo-NDVI特征空间得到各期... 荒漠化是威胁人类生存和发展的重要生态环境问题之一。我国荒漠化土地面积占比相对较高,因此持续开展荒漠化监测、治理和防治始终是我国生态保护修复工作中的一项重要任务。本文通过构建康保县1990—2022年Albedo-NDVI特征空间得到各期荒漠化指数,进而对研究区近33年来的荒漠化空间分布特征和演化规律进行时空动态监测研究;此外,本研究还通过收集分析相关数据变化趋势进一步探究自然和人为条件等驱动因素对荒漠化演化的影响机制。结论如下:(1)各期Albedo-NDVI特征空间“干边”的Albedo-NDVI线性回归方程,R2均大于0.7,表明Albedo与NDVI呈现出较强的相关性。(2)1990—2022年,研究区极重度和重度的荒漠化面积占比逐年降低,荒漠化状况得到了有效改善。(3)1990—2022年,研究区荒漠化减轻的面积逐渐增加,荒漠化加重的面积逐渐降低。(4)研究区自然因素(气温、相对湿度、干旱指数和风速等)、人为因素(土地利用和人口变化)以及生态治理(三北防护林和京津风沙源治理等工程、退耕还林、地下水超采综合治理)相关国家管理政策等都是荒漠化发展变化的重要驱动因素。 展开更多

关键词 荒漠化差值指数 荒漠化 演化规律 驱动因素 康保县

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基于水平等尺度物理模型试验的地埋管换热性能关键影响因素

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作者 王春磊 张佳乐 +3 位作者 李玉山 何剑波 谭松成 骆进 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期196-205,共10页

地埋管换热性能受多种因素影响,但由于现场测试难度大、耗时长和费用较高,前人大多仅针对单一因素展开研究,缺乏对其关键因素的系统了解。提出了一种水平等尺度模型平台,该平台可多次重复测试不同影响因素对地埋管换热效果的影响,在验... 地埋管换热性能受多种因素影响,但由于现场测试难度大、耗时长和费用较高,前人大多仅针对单一因素展开研究,缺乏对其关键因素的系统了解。提出了一种水平等尺度模型平台,该平台可多次重复测试不同影响因素对地埋管换热效果的影响,在验证了水平等尺度模型可靠性的基础上,测试了三进一出型和单U型地埋管的换热效率,并进一步测试了管间距对其换热性能的影响,最后通过数值模拟分析了影响地埋管换热效率的机制。结果表明:在1.0和2.0 kW 2种功率下,与单U型地埋管相比,三进一出型地埋管的钻孔热阻分别降低了10.2%和35.9%,平均能效系数分别提高了3.4%和28.8%;当三进一出型埋管间距由60 mm增加至120 mm时,钻孔热阻降低了28.7%;管壁厚度的增大导致地埋管出口水温呈线性升高,管壁热阻也呈线性增大;扩大管间距时,出口流体温度和钻孔中心点处温度降低,这说明扩大管间距可以充分降低管间热干扰,达到提升换热效率的目的。因此,三进一出型地埋管充分利用了减薄进水管壁以减少热阻、增加出水管壁厚度以减少热损失的特点,且通过多管增大换热面积、增加管间距、减少管间热干扰等综合措施,显著提升了地埋管的整体换热效率。研究成果可为地埋管换热性能分析提供重要的实践手段,并为提升地埋管换热效率提供关键依据。 展开更多

关键词 地源热泵系统 地埋管换热器 换热性能 水平等尺度物理模型 机理研究

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2000-2022年北方农牧交错带植被覆盖度时空变化特征及影响因素

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作者 李状 张静 +4 位作者 刘宏伟 杨俊泉 苗晋杰 韩博 白耀楠 《中国地质》 北大核心 2025年第3期786-800,共15页

【研究目的】系统研究2000—2022年中国北方农牧交错带植被覆盖度的时空分布特征和变化趋势,科学揭示中国北方农牧交错带植被覆盖度变化的多种影响因素和影响机制,为该地区开展生态质量评价和重要生态空间调查评估等工作提供数据和理论... 【研究目的】系统研究2000—2022年中国北方农牧交错带植被覆盖度的时空分布特征和变化趋势,科学揭示中国北方农牧交错带植被覆盖度变化的多种影响因素和影响机制,为该地区开展生态质量评价和重要生态空间调查评估等工作提供数据和理论支撑。【研究方法】本文以北方农牧交错带为研究对象,在收集不同类型的自然因素(高程、气象数据等)、人为因素(土地利用方式等)数据和MODIS−NDVI遥感图像数据基础上,采用GIS空间分析方法和趋势分析、Mann−Kendall非参数检验、相关性分析等数理统计学方法,分析2000—2022年中国北方农牧交错带植被覆盖度的时空变化特征和影响因素。【研究结果】(1)2000—2022年北方农牧交错带平均植被覆盖度以0.0093/a的速率逐年增加,植被覆盖情况整体呈“东高西低”的空间分布格局;(2)2000—2022年研究区内植被覆盖度时空变化趋势以增加为主,其中极显著增加和显著增加趋势区域面积占比分别为60.33%和10.14%;(3)在地形方面,研究区高程低于2500 m或高于4000 m时,植被覆盖度随高程增加而逐渐降低;高程介于2500~4000 m时,植被覆盖度随高程增加而逐渐增加;此外,坡度介于0°~45°时,研究区植被覆盖度呈升高的趋势;在气象方面,植被覆盖度与平均气温和干旱指数分别呈正相关、负相关;在土地利用方面,植被覆盖度总体变化情况受研究区不同年份草地、林地和耕地等土地利用类型的面积数量、方式与结构等转变影响。【结论】研究区植被覆盖度总体呈增加趋势,生态质量明显上升。研究区植被覆盖情况与自然因素(地形、气象)和人为因素(土地利用)等多种影响因素存在明显相关性。 展开更多

关键词 植被覆盖度 时空变化特征 影响因素 生态地质调查工程 北方农牧交错带

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