含盐冻结粉质黏土应力-应变关系及强度特性研究

通过对含盐冻结粉质黏土进行三轴压缩试验,分析了该土质在加载至破坏过程中的应力-应变行为,并利用Duncan-Chang双曲线模型求得冻结盐渍粉质黏土的初始弹性模量和偏主应力的最大值。结果表明,初始弹性模量和偏应力最大值随着含盐量的减小和温度的降低而增加。为了分析含盐量对土体强度的作用机制,提出了“相对温度”这一概念,给出相对温度和抗压强度间的线性关系。以一综合指标“相对温度”来考虑盐分、试验温度等多种因素对冻土特性的影响,建立盐渍土和非盐渍土的关系,从而用非盐渍土的力学性质研究盐渍土的力学性质。     

青藏高原多年冻土区地下水及其变化

青藏高原的高海拔多年冻土的分布格局及其动态变化、季节冻结融化作用与地下水的补给、径流和排泄关系密切,对各种尺度的水文地质环境具有控制或重要影响。作为一个隔水层或弱透水层,冻土层在地下水形成、演化、运移和水动力过程方面具有抑制作用,从而对地下水的分布、动态和水循环产生重要影响。而且,冻土可通过其中的水分迁移、冰分凝和地下冰结构重组等方式,形成和改变地下冰储量及地下水动静储量,调节水文地质循环。气候变暖显著和人类活动日益增加,冻土退化显著,已经普遍影响到了高原冻土生态水文地质环境,并引发了一系列水文（地质）、生态和环境问题,亟待系统、长期和细致的观测、试验和模型研究。     

黄土高原西部兰州市郊植被的水环境响应

通过调查兰州南北两山及周边地区的植被类型、生长状况以及土壤水分等因子,分析了植被的生长与气候环境的关系,对在兰州地区造林绿化的适应性以及各地植被分布的类型、特征进行了深入的分析。结果表明,年降水量是决定植被生长状况最关键的因子,兰州市周边地区的植被分布状况基本是东部稍好于南部,南部显著好于北部。东部和南部植被以乔木为主,北部以耐旱灌木为主。不论乔木和灌木,保障土壤含水量常年处于5％以上是人工造林可持续发展的底线。     

青藏高原多年冻土沉积物中埋藏植物DNA特征的初步分析

多年冻土沉积物长期处于负温及封闭条件下,使得其中埋藏植物材料得到较好的保存,成为获取古DNA分子的理想材料.采用常规的CTAB法提取多年冻土中埋藏植物材料的DNA,并用琼脂糖凝胶凝胶电泳检测.结果表明,从多年冻土埋藏植物材料中可以提出DNA,而且所提出的DNA不仅具有降解的小分子量DNA分子,而且还有大分子量DNA.提取的埋藏植物材料的DNA多呈棕褐色,指示了在埋藏过程可能发生一定的聚合.电泳结果表明,随埋藏时间的增加(深度增加),埋藏植物材料中DNA含量呈下降趋势.由于埋藏植物材料在不同时代的多年冻土中均有发现,其DNA分子的提取为深入研究其特征所带遗传信息,重现植物大分子物质在地质历史中的演化提供了可能。     

人类土地利用的主要生态后果及其缓解对策

通过对土地利用尤其是以集约农业为主的土地利用已经产生的陆地生态系统生物侵入、生物多样性损失及碳循环、氮循环和水循环改变等生态后果的综述。主要论述了物种特性及其组成的改变对生态系统的影响及不同特性物种组成对土地利用带来的负面环境效应响应的特点。提出了在建立可持续土地利用的框架体系下,发展精确农业为特色的可持续农业和恢复重建退化生态系统等对策来调控不合理土地利用的负面环境效应。     

基于曙光3000计算环境的寒旱区资源环境数据平台建设

通过对寒区旱区资源环境研究中已积累的大量特色数据、应用模式和程序的分析,对分布式网络环境中的数据采集与管理、应用模式和程序的移植集成、应用程序与数据的交互访问等技术进行了讨论,提出建立由数据中心、中间件服务、应用服务、一站式管理组成的数据平台是提高数据利用效率,方便实现数据与应用集成,提高科研效率的一种有效途径之一.对数据平台建设的主要思路及实现技术进行了详细讨论,并在实验基础上,初步建立了基于曙光3000高性能计算环境的寒区旱区资源环境数据平台,为以后的数据网格建设做了一定的技术准备.     

多年冻土区路基边坡遮阳板降温过程试验研究

基于室内的系统试验,试验条件下研究发现遮阳板对热辐射的遮挡是有效避免路基坡面升温主要的因素;遮阳板下空气对流换热可及时带走遮阳板本身及遮阳板辐射产生的热量,这是避免坡面升温的重要补充;遮阳板下空气的有效流动,可以将坡面温度保持在较一般地表温度更低的水平上.由于遮阳板对下部空气层的限制作用,在遮阳板下产生“烟囱效应”,由此使得遮阳板下的空气流速得以大幅提高.青藏公路遮阳板试验段观测资料证明,通过遮阳板在路基边坡的实施,可以降低整个坡面年平均温度约3.2℃,并较天然地表低约1.5℃.     

次网格积雪参数化在祁连山区斑状积雪带模拟中的应用

运用中尺度大气模式MM5,积雪参数化分别采用简单的积雪参数化方案以及考虑次网格积雪分布和雪密度变化的复杂积雪参数化方案,对黑河流域上游祁连站附近气温和降水进行模拟,与祁连站的观测值对比,检验积雪参数化方案中次网格积雪分布和雪密度变化在该地区气温和降水模拟中的作用.结果表明:简单积雪方案对网格积雪的非0即1描述在斑状积雪带是不合理的,尤其在黑河流域海拔3 300 m以下积雪多为斑状或片状,网格内积雪非均匀性的处理是非常必要的;通过耦合简单和复杂积雪方案的大气模式对气温模拟和观测值比较发现,新方案模拟的气温比旧方案模拟值更接近观测值,在气温低于0℃时改进尤其明显,说明使用复杂积雪/融雪方案可改进斑状积雪带气温的模拟.耦合复杂积雪方案的大气模式模拟的降水与观测值绝对误差低于耦合简单积雪方案模拟结果,复杂积雪方案的模拟结果降水错报率为使用简单积雪方案结果的一半,证明了耦合复杂积雪方案可以提高大气模式对该地区春季降水模拟的准确性.与积雪面积变化相对应,耦合复杂积雪方案模拟出了融雪产流量,而使用简单积雪方案则没有模拟出来.综上所述,耦合考虑次网格积雪分布和雪密度变化的复杂积雪参数化方案比耦合“非0即1”积雪方案可以更准确地模拟祁连山区冬、春季气温和降水.     

内陆河流域城镇发展的历史过程与机制——以黑河流域为例

城市的起源与形成是一个极其复杂而漫长的过程,是诸文明要素积累凝聚、从量变到质变的过程.黑河流域的城市大致经历了五个发展阶段:秦汉以前的城市萌芽,两汉时期的奠基期,十六国时期、隋唐时期的第二高峰期,宋以后的衰落期,直到明清以后城市再度复苏.在这一变化过程中,移民屯垦、兴修水利、农牧业的消长与进退、人口迁移与聚集、地缘政治和自然环境的变化是城镇发育与成长的主要驱动力.其中,又蕴含了两个相互交错的正负效应:汉民族的西扩—统一的国家—稳定的地缘政治关系—移民屯垦—兴修水利—农业繁荣—气候暖湿—城镇发展;少数民族东进—地方割据—复杂动荡的地缘政治环境—牧业扩张—气候干冷—沙漠化扩大—城镇衰退.其实质是在特定的地理环境和民族分布格局下,对优势生存空间的争夺.     

建立中国国民幸福生活核算体系的构想

从国家核算体系的演变和特点入手,分析了人文发展的理论内涵和中国人文发展面临的环境和社会压力,在详细分析我国是否存在环境库兹涅茨曲线的基础上,指出依靠经济增长来缓解环境压力不应当作为人文发展的主要战略核心目标。同时分析了幸福的内涵,详细讨论了人文发展状态评价的主观评价方法-国民幸福生活年和人类需求矩阵,最后提出了我国进行国民幸福核算的建议和简化框架,并针对该建议提出了聚焦贫困人口、发展循环经济、关注文化发展、处理好公平和效益的指导原则。