为了寻求合理简化的流域地形指数水文模型TOPMODEL(Topographic Index model)用于大尺度的陆面模式,推导了土壤表层饱和导水率k0、衰减因子f和地下水补给速率R空间都可变的扩展的TOPMODEL,并将f空间非均匀分布的TOPMODEL与陆面模式SSiB...为了寻求合理简化的流域地形指数水文模型TOPMODEL(Topographic Index model)用于大尺度的陆面模式,推导了土壤表层饱和导水率k0、衰减因子f和地下水补给速率R空间都可变的扩展的TOPMODEL,并将f空间非均匀分布的TOPMODEL与陆面模式SSiB4耦合(SSiB4/GTOP)。通过耦合模型在f空间非均匀条件下进行实际流域的水文模拟,分析f空间非均匀对流域土壤湿度、蒸散发、地表径流、基流和总径流的影响。主要结论有:(1)k0和R的空间变化并不改变经典TOPMODEL原有关系式,只要定义新的地形指数,k0和R空间非均匀TOPMODEL与空间均匀的TOPMODEL并无区别;(2) f空间变化条件下由于局地的地下水埋深还与局地的f值有关,地形指数相同的区域具有水文相似性这一结论不再成立;(3)与f空间均匀的模拟结果相比较,f随海拔高度h i增加而线性减小使模拟的流域土壤湿度、地表径流和流域蒸散减小但使基流和总径流增加;(4) f空间非均匀对流域水文模拟结果有影响,但其影响明显小于流域地形因子的影响。展开更多
中亚干旱区(Arid Zone of Central Asia,ACA)作为全球典型的生态脆弱区,其植被对气候变化和人为活动极为敏感。因此,挖掘气候、土壤、地形和人为活动等因素对植被的独立影响和耦合作用,确定植被生长的关键因子对区域生态保护与恢复至关...中亚干旱区(Arid Zone of Central Asia,ACA)作为全球典型的生态脆弱区,其植被对气候变化和人为活动极为敏感。因此,挖掘气候、土壤、地形和人为活动等因素对植被的独立影响和耦合作用,确定植被生长的关键因子对区域生态保护与恢复至关重要。以遥感数据为基础,利用Theil-Sen Median和Mann-Kendall趋势分析及检验方法,结合变异系数,评估了2001—2020年植被的时空动态,通过地理探测器与偏相关分析方法,定量分析了植被空间分异与时间变化的主要因素,评估植被适宜生境以促进植被恢复。结果表明:(1)近20年,中亚干旱区NDVI总体呈微弱上升趋势(0.00005/10a),有57.3%区域植被状况得到改善。整体上2008年植被NDVI值最低,而2016年达到最高,表现出下降—上升—下降的周期性波动。中亚北部草原(Northern Steppes of Central Asia,NSCA)区域植被年际波动明显,ACA中西部稳定性较差,其他区域相对稳定。(2)在植被的空间分异上,降水、土壤水分、土壤类型与植被类型对其具有显著的解释力。各驱动因素间交互作用均为双因子增强或非线性增强,整体上土地利用类型转移与坡向的交互作用最强,区域来看NSCA降水与土壤类型交互显著,其他区域植被类型与环境因子的交互作用显著。(3)植被与土壤水分和气候因子之间更多为正相关的促进作用,且植被对土壤水分的敏感性要高于降水和气温,土壤水分主导了43.8%区域的植被变化,是各生态分区中促进植被生长的主导因子。此外,温度主导影响的面积为17.5%,超过降水(15.9%)和SPEI(11.8%)。同时,人口密度与植被之间主要为弱负相关,但并不显著,表明人为活动对植被的负面影响有限。在植被恢复策略中,草地、农田和混交林是适宜的植被类型,有助于实现生态稳定和土地的可持续利用。研究提供了植被恢复和管理的科学依据,指导在自然因素和人为活动影响下选择适宜的植被类型。展开更多
海平面下降和海底温度上升可以引起海底水合物分解,进而导致天然气水合物稳定带底界处沉积物孔隙形成超压,一旦超压积聚突破地层有效应力,就会在海底产生甲烷渗漏。本文通过建立与此相关的稳定带底界变化的数值模型,以分析南海北部东沙...海平面下降和海底温度上升可以引起海底水合物分解,进而导致天然气水合物稳定带底界处沉积物孔隙形成超压,一旦超压积聚突破地层有效应力,就会在海底产生甲烷渗漏。本文通过建立与此相关的稳定带底界变化的数值模型,以分析南海北部东沙海域GMGS2-16水合物钻探站位25 ka BP以来稳定带底界的动态变化。结果显示,在海平面上升的大背景下,海底温度的波动是稳定带底界动态变化的主要因素,主导了水合物生成和分解的周期性变化。底水温度升高导致稳定带底界上移,水合物分解,造成大量甲烷气体的释放,然而这种响应呈现一定的滞后,大约滞后1~3 ka。此外,水合物钻探获取的相应层位沉积物中出现了Mo元素富集的现象,表明稳定带底界上升及水合物分解形成的气体超压可以形成海底冷泉活动。因此,天然气水合物分解可能是冷泉渗漏活动的驱动机制。展开更多
文摘中亚干旱区(Arid Zone of Central Asia,ACA)作为全球典型的生态脆弱区,其植被对气候变化和人为活动极为敏感。因此,挖掘气候、土壤、地形和人为活动等因素对植被的独立影响和耦合作用,确定植被生长的关键因子对区域生态保护与恢复至关重要。以遥感数据为基础,利用Theil-Sen Median和Mann-Kendall趋势分析及检验方法,结合变异系数,评估了2001—2020年植被的时空动态,通过地理探测器与偏相关分析方法,定量分析了植被空间分异与时间变化的主要因素,评估植被适宜生境以促进植被恢复。结果表明:(1)近20年,中亚干旱区NDVI总体呈微弱上升趋势(0.00005/10a),有57.3%区域植被状况得到改善。整体上2008年植被NDVI值最低,而2016年达到最高,表现出下降—上升—下降的周期性波动。中亚北部草原(Northern Steppes of Central Asia,NSCA)区域植被年际波动明显,ACA中西部稳定性较差,其他区域相对稳定。(2)在植被的空间分异上,降水、土壤水分、土壤类型与植被类型对其具有显著的解释力。各驱动因素间交互作用均为双因子增强或非线性增强,整体上土地利用类型转移与坡向的交互作用最强,区域来看NSCA降水与土壤类型交互显著,其他区域植被类型与环境因子的交互作用显著。(3)植被与土壤水分和气候因子之间更多为正相关的促进作用,且植被对土壤水分的敏感性要高于降水和气温,土壤水分主导了43.8%区域的植被变化,是各生态分区中促进植被生长的主导因子。此外,温度主导影响的面积为17.5%,超过降水(15.9%)和SPEI(11.8%)。同时,人口密度与植被之间主要为弱负相关,但并不显著,表明人为活动对植被的负面影响有限。在植被恢复策略中,草地、农田和混交林是适宜的植被类型,有助于实现生态稳定和土地的可持续利用。研究提供了植被恢复和管理的科学依据,指导在自然因素和人为活动影响下选择适宜的植被类型。
文摘海平面下降和海底温度上升可以引起海底水合物分解,进而导致天然气水合物稳定带底界处沉积物孔隙形成超压,一旦超压积聚突破地层有效应力,就会在海底产生甲烷渗漏。本文通过建立与此相关的稳定带底界变化的数值模型,以分析南海北部东沙海域GMGS2-16水合物钻探站位25 ka BP以来稳定带底界的动态变化。结果显示,在海平面上升的大背景下,海底温度的波动是稳定带底界动态变化的主要因素,主导了水合物生成和分解的周期性变化。底水温度升高导致稳定带底界上移,水合物分解,造成大量甲烷气体的释放,然而这种响应呈现一定的滞后,大约滞后1~3 ka。此外,水合物钻探获取的相应层位沉积物中出现了Mo元素富集的现象,表明稳定带底界上升及水合物分解形成的气体超压可以形成海底冷泉活动。因此,天然气水合物分解可能是冷泉渗漏活动的驱动机制。
