岷江上游景观边界效应影响因子分析

 边界效应受多种因子影响,在不同时空尺度下表现出不同的边界效应深度。目前关于边界效应深度影响因子的研究只有少量定性报道,缺少定量分析。以岷江上游林农边界为例,分析了生物量边界效应深度的影响因子。应用GIS软件,将边界类型图与数字高程图、土地利用图、降雨数据的叠加,获取边界所处海拔、坡度、坡向、降雨以及边界两侧斑块面积。在SPSS软件中对已获得的边界效应深度与以上诸因子进行多元线性回归分析。研究结果表明：林农边界效应深度与海拔和坡度存在显著线性回归关系,呈负相关,即海拔越低、坡度越小边界效应深度越大;坡向对边界效应深度影响较小,降雨和林块面积对边界效应深度影响不明显。     

岷江上游林农边界效应对植被生物量的影响

边界效应是当前生态学领域的研究热点之一,但对于生物量的边界效应关注很少。生态系统尺度上的边界效应研究,多采用野外样线法获取数据。以岷江上游林农边界为例,对生物量的边界效应进行了分析。通过在野外布设样线获取边界上的生物量数据,同时应用地理信息系统从遥感影像中提取边界上的植被NDVI,运用地面调查数据对NDVI值进行验证的结果表明,用NDVI来反映植被生物量具有可信性。对两种数据进行初步统计分析,并应用移动窗口法对生物量的边界效应进行了定量判定,研究结果表明:1)在林农边界上,林地边缘的生物量低于林地内部的生物量,边界效应范围为60/m到65/m,农田边缘的生物量高于农田内部,边界效应范围为60/m到90/m;2)基于野外数据和基于NDVI的边界效应判定结果基本一致,用NDVI作为生物量的指标进行边界效应分析是可行的;3)在分析生物量的边界效应时,研究范围取200~300 m较为合适,研究粒度取30 m较10 m效果更佳。     

岷江上游干旱河谷区土壤水分含量及其动态

于2002年8月～2003年7月对四川西部理县干旱河谷区土壤水分状况进行了定位研究。结果表明：在理县干旱河谷区，不饲海拔高度0～50cm土层土壤平均含水量总的变化趋势是阴坡比阳坡高。而土壤水分空间异质性阳坡比阴坡大。同一坡向不同海拔的土壤含水量变化为2050m处的最高，1850m处的次之，1450m处再次之，1650m处最少，表明了在干旱区河谷的两岸坡面上部土壤水分状况最好，在坡面下部靠近河流处次之，中下坡水分条件最差。相同海拔高度，不同坡向土壤含水量都表现为随着土层深度的增加土壤含水量增加的趋势，且30～50cm土层的土壤含水量最高。     

喀斯特石漠化区顶坛花椒林地土壤水分物理性质变化

生态经济型植物的种植是喀斯特石漠化区植被恢复的有效措施,顶坛花椒是贵州花江喀斯特石漠化综合治理区种植最为广泛的植物。本文以顶坛花椒作为研究对象,分析不同径阶顶坛花椒对土壤水分物理性质的影响,研究结果表明:1)在不同深度土壤密度的变化中,2、8径阶土壤密度变化差异不显著,4、6、10径阶土壤密度变化差异显著;在不同径阶土壤密度变化比较中,2、4、6、8径阶土壤密度变化差异不显著,而10径阶的土壤密度与其它各径阶存着显著差异变化。2)从土壤孔隙度来看,8径阶土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度值都最大,10径阶值都普遍偏小,土壤总孔隙度的具体顺序为:8径阶2径阶6径阶4径阶10径阶。3)从土壤含水率、从田间含水量、最大持水率、毛管持水率等蓄水特性来看,各径阶顶坛花椒持水能力顺序均为:8径阶2径阶6径阶4径阶10径阶,其变化规律与土壤孔隙度变化一致。     

岷江上游居民点分布格局及影响因子分析

为了研究岷江上游居民点格局及其影响因子,利用1：25万基础地理信息数据和统计数据,在G1S的支持F,对居民点空间格局以及影响因子进行了较为深入的研究。结果表明：（1）研究区大散居、小聚居的农村居民点特征显著。（2）居民点分布主要集中在河流与道路的两侧,属于典型的高山峡谷地带居民点分布;居民点离散特征不显著。（3）居民点分布与海拔存在一种非线性的关系。研究成果为进一步分析人口的分布格局与人口数据空间化;实现生态避耕,区域景观格局优化以及区域可持续发展提供重要的依据。     

耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法

提出了耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法。方法的基本特征是通过变换标准的焓公式,分离显热与潜热项,并在引入轴间相变率概念的基础上,将其耦合到潜热源项中,同时对流入/流出相变控制容积的热流密度加以修正,以达到既能提高数值解的精度,又可以达到准确跟踪移动边界的目的。     

多域自然应力边界积分方程

文章通过对常规应力边界积分方程反复的分部积分,将应力表示成位移ui、面力ti及自然变量wi的积分形式,并推广到多域系统,建立了多域自然应力边界积分方程;该积分方程仅含几乎强奇异积分,同常规应力边界积分方程所含的几乎超奇异积分相比,奇异性降低了一阶;再利用正则化技术解析处理多域自然应力边界积分方程中的几乎强奇异积分,从而可以准确计算多域系统近边界内点的应力。     

在生物样品冷冻中具有移动边界的传热研究

当冷却介质的降温速率为常数时,本文用摄动法求解了相交界面随时间的移动及生物组织内的温度场;讨论了各种因素对此的影响。其结果显示,这些解在第三类边界条件和在第一类边界条件下具有较大的差异。     

自然边界元的无网格方法

将自然边界元方法与无网格方法结合起来,提出一种新的数值计算方法——自然边界元的无网格方法,该方法不仅具有自然边界元的降维、计算方便、稳定等优点,还具有无网格方法的只需节点信息、不必划分网格等优点,数值算例给出了令人满意的结果。     

弹性动力学的边界无单元法

讨论了Hilbert空间上的改进的移动最小二乘法, 并将弹性动力学的边界积分方程方法与改进的移动最小二乘法结合, 提出了弹性动力学的边界无单元法. 改进的移动最小二乘法避免了求解病态方程组, 既提高了效率, 又提高了精度. 边界无单元法是边界积分方程的无网格方法的直接列式法, 容易引入边界条件, 且具有更高的精度. 最后给出了弹性动力学的边界无单元法的数值实现方法和具体的算例.     

岷江上游干旱河谷-山地森林交错带植被退化机制分析

岷江上游是典型的以干旱河谷为基带的山地生态系统,其脆弱的生态环境严重阻碍了当地社会经济的发展,鉴于此,本文选取岷江上游的理县熊耳山山地森林-干旱河谷交错带为研究区,研究其上的植被退化特征,并以此次本底调查资料为基础,探索研究区生态系统退化的机制,在此基础上提出研究区生态恢复与重建的一些措施,以期能为完善交错带生态演替过程理论和山地森林-干旱河谷交错带植被恢复及复合生态系统管理提供理论依据.     

岷江干旱河谷主要草本种群生态位研究

在对岷江干旱河谷植被及其环境因子系统取样调查的基础上,研究了20种主要草本种群在土壤水分、全N、速效P、速效K和pH 5个资源维上的生态位特征。绵枣儿、铁扫帚、翻白委陵菜、黄背草、密生苔草的生态位宽度较高,对环境有较强的适应能力,形成了该地区的优势种群;猪毛莱、紫花野茅,歧茎蒿、虱子草等种群的生态位宽度较小。生态位宽度较小的物种并非就不是群落的优势种,取决于种群分布的范围和分布的均匀程度。种群在各个资源维上的生态位宽度表明对不同资源空间的利用能力和适应性不尽相同。各个资源维上所有种群生态位宽度和的大小依次为土壤含水量〉pH〉速效K〉全N〉速效P,表明物种对速效P资源的利用能力较低,对土壤含水量的利用能力较高,草本物种对水分资源的利用能力高于灌木物种。     

湿度波动下黏质土路基回弹模量演化规律

历经多次干湿循环的路基土,其力学性能劣化现象非常突出,路基的路用性能也随之衰减.基于室内试验研究含水率周期性变化对路基回弹模量的影响规律.遵循现场测试含水率变化态势,利用"透水石渗水—静置—烘箱脱水—透水石渗水—静置—烘箱脱水……"一系列湿度循环来模拟现场路基土的含水率波动过程,同时测试其回弹模量.结果表明:黏质路基土回弹模量受含水率变化的影响非常明显,回弹模量随湿度循环次数的增大而减小;在相同的应力状态下,黏质路基土的平衡含水率越高,其回弹模量值对含水率的周期性变化越敏感,且回弹模量值趋于不稳定状态.     

Estimation of surface soil moisture from ASAR dual-polarized data in the middle stream of the Heihe River Basin

In this paper, a new approach was introduced to estimate surface soil moisture using alternating polarization (AP) data of advanced synthetic aperture radar (ASAR). First, synthetic aperture radar (SAR) backscattering characteristic of bare surface at C band was simulated using advanced integrated equation model (AIEM), and four bare surface backscattering models with different polarization were established. In addition, with simultaneous equations of the former four formulas, the surface roughness was eliminated, and models used to estimate soil moisture on bare surface were derived from simulated multipolarization and multiangle ASAR-AP data. Based on these, the best combination of polarization and incident angle was determined. Finally, soil moisture in the middle stream of the Heihe River Basin was estimated. The field measured data demonstrated that the proposed method was capable of retrieving surface soil moisture for both sparse grassland and homogeneous farmland area.     

Decadal co-variability of the summer surface air temperature and soil moisture in China under global warming

The self-calibrating Palmer Drought Severity Index (PDSI) is calculated using newly updated ground observations of monthly surface air temperature (SAT) and precipitation in China. The co-variabilities of PDSI and SAT are examined for summer for the period 1961-2004. The results show that there exist decadal climate co-variabilities and strong nonlinear interactions between SAT and soil moisture in many regions of China. Some of the co-variabilities can be linked to global warming. In summer,sig-nificant decadal co-variabilities from cool-wet to warm-dry conditions are found in the east region of Northwest China,North China,and Northeast China. An important finding is that in the west region of Northwest China and Southeast China,pronounced decadal co-variabilities take place from warm-dry to cool-wet conditions. Because significant warming was observed over most areas of the global land surface during the past 20-30 years,the shift to cool-wet conditions is a unique phenomenon which may deserve much scientific attention. The nonlinear interactions between SAT and soil moisture may partly account for the observed decadal co-variabilities. It is shown that anomalies of SAT will greatly affect the climatic co-variabilities,and changes of SAT may bring notable influence on the PDSI in China. These results provide observational evidence for increasing risks of decadal drought and wet-ness as anthropogenic global warming progresses.     

长江上游边滩作用下的河道最大冲刷深度

长江上游边滩多为卵石推移质边滩,通过查阅长江上游宜宾至重庆段的航道图册,利用模型相似比尺设计了不同临水面坡度的边滩,并采用理论分析和水槽试验结合的方法,研究了两种不同形态的边滩作用下河道的最大冲刷深度。研究发现：同一滩体的相同部位,当水深等水力因子相同时,冲刷深度随着试验流量的增大而增大;水深、流量等相同水力条件下,滩体的临水面坡度越大,对应的冲刷深度越大。建立并拟合了长江上游边滩作用下顺直段的最大冲刷深度计算公式。研究结果对于今后研究交错边滩的冲淤变化机理和维护航道安全通行具有重要意义。     

基于GLDAS与TVDI降尺度反演土壤含水量

土壤水是连接大气降水、地表水和地下水的关键水文带,在旱寒区对于维系植被生长起到至关重要的作用.为获取相对精度较高,时空分布更广的土壤含水量数据,本文采用青藏高原2006年MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)植被归一化指数NDVI(normalized difference vegetation index)数据与地温数据LST(land surface temperature)计算出青藏高原全年温度植被干旱指数TVDI(temperature vergetation dryness index);分析TVDI数据与GLDAS各层土壤含水量的相关性以及相关性的稳定性,结果表明:总体上TVDI数据与GLDAS各层土壤含水量数据呈负相关关系,其中TVDI与GLDAS第1层土壤湿度数据相关性最好,且相关性的稳定性较强;利用TVDI和GLDAS第1层数据的相关关系反演出青藏高原2006年每月土壤水分分布图,并利用月均值进行实例分析,结果表明反演结果与GLDAS数据基本吻合,仅在青藏高原南部和北部两个区域存在偏差.与原始GLDAS数据相比,TVDI反演的土壤含水量数据具有更高的分辨率(分辨率为1km),在时间尺度上,可以反演逐月的土壤水分.     

日光温室土壤水分模糊控制器的设计

土壤水分作为作物生长的基本要素，是日光温室环境参数控制的重要内容。土壤水分的控制是保证温室高产、高效的关键，是发展和推广节水农业的根本方向。日光温室土壤水分的模糊控制器的结构、模糊控制的规则、模糊决策和模糊控制程序的设计，对于自动控制温室土壤水分、提高温室效率和自动化程度有重要作用。     

非等温入渗条件下土壤中水分运移的解析分析

基于多孔介质渗流力学-热力学理论，建立了非等温条件下土壤中水-热耦合迁移的数学模型，并运用分离变量法和拉普拉斯（Laplace）变换对模型进行解析求解；通过算例分析，表明温度对非饱和土壤中水分迁移的影响。本文所得结果及结论，对于农田水利保护和地下水资源的利用具有重要的实际应用价值和理论意义。     

温度效应对非饱和土壤中湿分迁移影响的实验

在多种条件下,对非饱和多孔土壤中温度和湿分分布的动态特性进行了实验研究,分析了温度效应对水分运移的影响.结果表明:温度对土壤水分含量的影响显著,随着温度升高,土壤持水性降低,水分含量明显降低;在周期性变化的土壤温度的作用下,土壤水分含量则呈周期性变化;土壤润湿度与温度变化幅度共同决定温度效应对土壤湿分迁移的影响程度,由温度和温度梯度引起的湿分迁移在含水量中等程度的土壤中作用明显.