黄土高原农牧交错带湿地重构对鸟类多样性的影响

为客观评价生态脆弱地带湿地生态系统变化对鸟类多样性的影响,2017—2018年采用样带法对陕北榆林湿地生态系统重构前后的水鸟变化开展了系统调查。研究结果表明:研究区共有水鸟106种,隶属9目20科55属,分别占陕西全省和全国水鸟总数的88%和40%,其中列入国家Ⅰ、Ⅱ级和省级重点保护鸟类的分别有2、11和14种;列入CITES保护名录的Ⅰ、Ⅱ级重点保护鸟类分别有1、7种;列入IUCN红色名录等级易危、近危和低度关注的分别有3、4和96种;列入国家林业局"三有"名录的有90种;属古北界、广布和东洋界鸟类的分别占65%、25%和10%。种群数量以旅鸟和夏候鸟为主,分别占58%和34%,迷鸟、冬候鸟和留鸟较少,南北不同区域的居留型差异较大;以蒙古高原荒漠湿地鸟类为主,鸻形目、雁形目、鹳形目和鹤形目的鸟类分别占45%、25%、10%和9%,且其数量比湿地恢复保护前增加明显,其余鸊鷉目、鹈形目、红鹳目、隼形目、佛法僧目等的鸟类所占比例较少,数量变化不大。随着湿地生态系统功能不断恢复、区域生态环境不断改善和人们保护鸟类意识的日益增强,以及全球气候变暖,荒漠和黄土区鸟类相互逐渐扩散,研究区内鸟的种类和数量逐年增多,在2010年前记载鸟类共232种,2017年增到280种,2017年调查发现水鸟新记录18种。该研究可为全球最大的遗鸥繁殖地(红碱淖湿地)和繁殖种群及中国鸟类迁移通道保护提供基本依据。     

黄土高原不同侵蚀类型区允许土壤流失量研究

为了研究中游黄土高原不同侵蚀类型区允许土壤流失量,利用黄河中游黄土高原主要侵蚀类 型区行政区划图,根据 1955—2009 年不同侵蚀类型区土壤侵蚀强度数据,分析了 12 个主要侵蚀类型 区治理期( 1970—2009 年) 和退耕后( 2000—2009 年) 较治理前( 1955—1969 年) 减沙效益。以土壤侵 蚀强度、人口密度、治理期的减沙效益以及人均纯收入为指标,利用总结的公式,将估算的不同侵蚀 类型区的总允许土壤流失量 8. 43 亿 t( T2 值) 和 7. 19 亿 t( T1 值) 合理分配到黄土高原主要侵蚀类型 区,得到不同侵蚀类型区 T2 和 T1 分配值平均值为 4 876. 2 t /( km2 ·年) 和 4 158. 9 t /( km2 ·年) 。结 合各侵蚀类型区退耕后( 2000—2009 年) 侵蚀强度及较治理期( 1970—2009 年) 减沙效益的增幅及类型 区 T2 和 T1 分配值的比例,拟定了不同侵蚀类型区允许土壤流失量 T2 和 T1 暂定值,其平均值分别为 1 200. 0 t /( km2 ·年) 和 900. 0 t /( km2 ·年) 。研究成果为黄土高原及不同侵蚀类型区水土流失治理提 供科学依据。     

青藏高原典型河流与湖泊表层水体碳时空变化特征初步分析

为了研究青藏高原典型河流与湖泊水体碳时空变化特征,采集了典型河流、湖泊、冰川等水体样品,通过实验室测试分析获取了总碳、无机碳和有机碳观测数据。结果表明青藏高原典型河流与湖泊水体碳以无机碳为主、有机碳为辅。其中,长江、黄河和澜沧江源区典型河流与湖泊水体总碳平均含量分别为62.46,32.88,17.70 mg/L,长江南源当曲源、正源沱沱河源和北源楚玛尔河源水体总碳含量分别为32.90,36.56,32.90 mg/L;青藏高原封闭性湖泊水体碳含量比河流水体较高,封闭性湖泊水体总碳、总无机碳和总有机碳平均含量分别为403.82,398.35,1.24 mg/L,而河流水体则分别为17.03,14.56,2.46 mg/L,河流水体有机碳含量比封闭性湖泊水体较高。该成果可为我国青藏高原水域碳循环研究提供基础数据,对高海拔区域气候变化研究具有参考价值。     

1990—2011年若尔盖高原土地覆盖变化

以1990—2011年的Landsat TM遥感影像为数据源,利用ENVI的面向对象法和Google Earth提取地物信息及自然水系与人工沟渠的分布格局,结合1967—2012年降水量和气温数据,分析气候变化对土地覆盖的趋势性影响。结果表明:2011年建设用地和荒漠的面积分别是1990年的5.84倍和1.35倍,林地面积主要受人口增长和伐木等人类活动影响以0.66 km²/a的速率不断减少,水面面积受水文周期和降水量影响呈现波动性变化,草地面积增加,植被覆盖度先减后增,泥炭沼泽湿地面积由于气候变暖、人工开渠和自然水系溯源下切的叠加作用影响以78.62 km²/a的速率快速萎缩;若尔盖高原人工沟渠控制的泥炭沼泽有完全由人工沟渠排水和自然水系与人工沟渠共同排水两种输水模式;持续的人工沟渠排水活动显著影响着泥炭沼泽的蓄水量,制约着泥炭沼泽的维持并加速泥炭沼泽脱水萎缩。     

采用平均曲线法进行黄土湿陷性评价

提出采用一层黄土的各试样的天然和浸水压缩曲线投孔隙比平均的方法得出一条平均的δs～P曲线,并在这条曲线上取值进行黄土层的评价,可以克服按常规采用的“逐个土样扫描”方法的诸多弊病。阐明了平均曲线法的操作程序和方法,并举例对两种方法做了对比。建议采用平均曲线法,提出值得讨论的问题。     

基于SMAP亮温数据反演青藏高原玛曲区域土壤未冻水

未冻水和冰共同存在于冻土中,两者的相互转化即冻融变化深刻影响寒区地表水分循环和能量收支。被动微波遥感技术是土壤水分监测的主要手段,但目前大多应用于非冻结土壤的水分反演,对负温环境下冻结土壤中未冻水的反演研究较少。基于SMAP卫星升轨和降轨时刻的亮温观测数据和经改进后适用于青藏高原地区的零阶微波辐射模型,利用单通道算法（SCA）和双通道算法（DCA）,对青藏高原东部黄河源区玛曲区域季节冻土中的未冻水含量进行反演。结果表明：基于SMAP不同过境时刻亮温观测及不同算法的土壤未冻水反演结果均较同步地反映了研究区实测值的动态变化特征（相关系数R均大于0.9）。其中,基于SMAP降轨时刻亮温观测的反演结果在冻融交替的过渡季节存在明显低估,而基于升轨时刻亮温观测得到的反演结果精度更高。基于垂直极化亮温观测的单通道（SCA-V）和DCA算法得到的升轨时刻的反演值与实测值的无偏均方根误差（ubRMSE）分别为0.035 m³m^-3和0.039 m³m^-3,均达到SMAP任务的设计要求（即ubRMSE≤0.04 m³m^-3）,其中SCA-V对该研究区土壤未冻水的反演精度最高。与SMAP标准产品相比,基于SCA-V算法反演得到的暖季土壤水分精度更高。此外,该算法能成功反演得到冻结期土壤未冻水的动态变化,因此更适用于青藏高原地区冻融土壤条件下的水分反演。     

极端暴雨下黄土高原小流域洪水特征及风险分析

为研究极端暴雨下小流域的洪水特性,采用二维全水动力数值模型模拟流域洪水演进过程,计算不同重现期下典型断面的水力要素,并进行流域洪水风险分析。结果表明：500 a重现期对应洪峰流量增长速率最大,高达51.38%;而1 000 a重现期对应洪峰流量增长速率降低至7.61%,洪峰流量增长速率随降雨重现期的增大呈现先上升后降低规律。各断面的最大水深增幅小于其对应的洪峰流量增幅。流域洪水淹没面积随重现期增加变化较小。为使社会经济效益达到最大化,建议该小流域使用500 a重现期下洪峰流量推算新建公路和铁路桥涵孔径尺寸,研究成果可为小流域应对极端暴雨和进行防洪评价提供必要参考。     

Facile patterning and transfer printing of ferroelectric P (VDF‐TrFE) microstructures by topographic dewetting and Rayleigh‐Plateau instability

Facile microscale patterning of ferroelectric P(VDF‐TrFE) thin films are presented. Simple spin‐coating of the polymer solution on a patterned stamp has led to a variety of features due to the topographic dewetting. The effects of important experimental parameters, such as polymer solution concentration, spin speed, and stamp geometry, are systematically examined and the results are presented as morphological phase diagrams. Further, the dewetted cylindrical lines on the stamp protrusions are found to undergo Rayleigh‐Plateau instability, which leads to the break‐up of lines into dots in a row. The various pattern features formed on structured stamp has then been successfully transfer‐printed onto various substrates such as Si, glass, polymers. The P(VDF‐TrFE) micropatterns have shown more uniform ferroelectric performances than those of unpatterned film, due likely to confinement effect. The proposed simple patterning and transfer‐printing of ferroelectric polymer thin films can be found very useful in various emerging applications. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 45028.     

从原生走向可持续发展--黄土高原绿色窑居的地区建筑学解析与建构

本文为国家自然科学基金“九五”重点资助项目的重要组成部分,是建立在“黄土高原绿色窑居住区研究的科学基础与方法论”(详见《建筑学报》2002.4)的基础上,针对传统窑居研究的现代意义和对其“原型”的解析,以及绿色窑居体系“地域基因”的架构。     

高海拔、高寒地区高性能混凝土及技术研究

通过分析东部与西部高原各种建筑材料使用性能的历史及现状特点,寻找它们之间材料使用寿命的差异,提出新材料的使用范围和条件。重点研究了盐湖及超盐渍土地区化学作用和物理作用对混凝土侵蚀破坏的机理,提出增强研究区内混凝土工程耐久性的措施,提供了耐腐蚀混凝土配合比的设计及外加剂类型。从而对今后在西部高海拔、高寒地区修建混凝土建筑物及其它材质的建筑物提供科学依据,为西部高原地区重大基础建设工程提供技术支撑。