极端降水往往会造成滑坡灾害,但关于引发滑坡灾害的极端降水特征量化评估研究仍不足.本文基于近20年(2000-2019年)的中国地面观测站点降水数据和2014-2018年历史滑坡灾害个例数据,运用百分位数、标准化距平和Mann-Kendall方法分析诱发滑坡的极端降水特征,初步揭示了滑坡灾害与极端降水间的关系,探讨了近20年来中国范围内的极端降水与滑坡灾害的时空分布特征及变化趋势.结果表明:(1)诱发滑坡灾害的不同时间尺度降水绝大部分都存在极端性特征,导致滑坡灾害的发生一般是一年之中某个时间尺度内出现了极端性累积降水;(2)异常性降水是滑坡灾害的关键诱发因素,绝大部分滑坡灾害点的前期过程有效雨量均超出气候平均2σ以上,具有明显的降水异常性;(3)近20年以来中国遭遇极端日降水和过程降水事件的次数整体呈现增长趋势,而不同区域内的极端降水变化特征存在较大差异,除了黄淮、云南、华南东部的部分地区存在减少趋势以外,其他大部地区的极端日降水、极端过程有效降水事件发生频次均呈增多趋势.本研究成果揭示了诱发滑坡灾害的触发因素和极端降水事件的变化趋势,可为基于极端降水的滑坡预报预警提供科学依据.
秦巴山区是中国重要的生态功能区,面临生态环境保护与社会经济发展的双重压力.探究秦巴山区社会-生态系统相互作用关系对推动区域高质量发展具有重要的现实意义.目前已有研究受限于系统复杂性,仅聚焦于社会-生态系统恢复力的整体性评价,缺乏对各子系统之间的权衡与协同关系的讨论.本文以陕南地区为例,从社会、经济、生态子系统,脆弱性与应对能力两个维度建立恢复力指标体系,使用TOPSIS模型对陕南地区2005-2020年社会-生态系统恢复力进行测度,通过相关性分析衡量社会-生态系统恢复力各子系统间权衡与协同关系,并识别其主要驱动力.结果表明:(1)2005-2020年陕南地区社会、经济、生态系统和社会-生态系统恢复力均有不同程度的提升.(2)生态系统脆弱性分别与生态系统应对能力、社会系统脆弱性之间存在权衡关系,其他子系统之间主要表现为波动变化的协同关系.(3)与权衡关系相关的主要障碍因子为农村居民生活水平、地形破碎程度和垃圾处理能力;与协同关系相关的主要贡献因子为第一、二产业发展水平、地方财政实力、农村居民生活水平、垃圾处理能力以及教育发展水平.本研究从权衡与协同关系的问题视角出发解析社会-生态系统恢复力,可以为秦巴山区高质量发展提供优化对策与建议.
丹霞地貌在中国东南湿润地区研究程度较高,但西北干旱-半干旱地区的研究资料较少.西北丹霞地貌在形态特征和形成过程等方面独具特色,对其研究有利于提高对丹霞地貌共性特征的认识,具有重要理论意义.陕北甘泉大峡谷地处黄土高原中部,是黄土覆盖型丹霞地貌的典型代表,具有明显波状起伏的峡谷特征,对该地区的研究有利于更好地认识黄土高原丹霞地貌的演化过程.本文采用野外考察、施密特锤岩石原位硬度测量、样品薄片偏光显微镜和扫描电子显微镜观察及地理信息系统(ArcGIS)中面积高程积分等多种方法,探究陕北地区丹霞地貌的造景岩石特征、演化阶段及其控制因素.研究结果表明:(1)研究区的造景岩石为洛河组砂岩,发育大型风成交错层理,孔渗性较好,长石、岩屑及钙质胶结物含量较高,岩石抗风化能力较弱,在流水侵蚀和盐风化作用下形成峡谷密布的丹霞地貌.(2)甘泉大峡谷与桦树沟的面积高程积分值分别为0.51和0.49,指示该地区的地貌演化阶段为壮年期,流水侵蚀为地貌演化的主要控制因素.(3)研究区丹霞地貌于新近纪晚期之前可能已经形成,随后第四纪气候变干,风成黄土堆积在丹霞山峰之上和峡谷之间,流水溯源侵蚀使峡谷进一步加深变长,形成了独具特色的"黄土覆盖型丹霞地貌".本研究可为加深对西北地区丹霞地貌形成过程的理解提供新材料.
气候变化从不同时空尺度上影响中国川西南山地亚高山森林生长.高山松(Pinus densata)作为高山地区的特有树种,是川西南山地亚高山针叶林的主要优势种或建群种.然而,目前有关高山松径向生长对气候变化响应的时空分异的研究仍有限,不利于全面了解川西南地区森林对气候变化的响应关系.为了探究不同生境下高山松生长对气候因子响应的特点及差异,本文以四川省木里县3个不同地点(鸭咀自然保护区、博窝乡坑古村、关机村)高山松为研究对象,采用树木年轮学方法,构建高山松树木年轮宽度指数标准年表和胸高断面积增量序列,运用相关分析和滑动相关分析方法研究不同地点高山松径向生长与各气候因子之间的关系.结果表明:(1)不同区域高山松径向生长对气候变化的响应方式不一致;鸭咀自然保护区高山松径向生长主要受温度和生长季相对湿度限制,博窝乡关机村的高山松径向生长主要受7-8月的平均最低温度制约,而博窝乡坑古村的高山松径向生长主要受5-6月平均温度和相对湿度的影响.(2)不同区域高山松径向生长对气候响应的时间稳定性存在差异;鸭咀自然保护区高山松生长与温度正相关关系逐渐增加,关机村高山松径向生长与温度的负相关关系和干旱指数的正相关关系不断加强,而坑古村的高山松径向生长对温度响应的敏感性呈下降趋势.(3)1990年升温突变后,生长季温度升高对高山松径向生长影响具有明显的区域差异,促进鸭咀保护区树木生长,抑制关机村树木生长,而坑古村树木生长受温度影响较弱.未来气候变暖背景下,干旱生境下高山松生长更容易受到气候变暖的影响而导致生长衰退,湿润环境下高山松会表现出生长加速,从而潜在改变区域森林动态.本研究可为未来气候变化背景下高山松生长动态预测及区域森林的适应性管理提供科学依据.
本文基于地貌垂直地带性理论,提出计算高原隆升时间的地貌演化模型,并利用GPS 现代垂直位移速率资料,计算青藏高原高原隆升时间.海拔4000～5000 m 的青藏高原高原面为冰缘地貌带,以上为冰川地貌带,以下为流水地貌带.青藏高原面的构造隆升速率难以超过砂板岩等软弱岩层的冻融侵蚀剥夷速率,处于地貌稳定态,高程受冰缘气候控制,与隆升速率无关.花岗岩、石灰岩等坚硬岩层组成的冰川山地,抗寒冻风化能力强,剥蚀和隆升的竞争中,隆升战胜剥蚀,处于地貌不稳定态,山地持续上升.根据珠峰高程、剥蚀岩层厚度,高原面高程和隆升速率,利用模型求得从青藏高原隆升到现今冰缘地貌带高程以来的隆升时间为2.5 Ma～7.8 Ma.
