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2022 年 第 3 期
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黄河流域人地系统协调与高质量发展
摘要：科学解析黄河流域人地系统协调机理，寻求可持续发展途径，成为促进区域生态环境保护和高质量发展的关键。在新时代“一带一路”与黄河流域国家战略背景下，充分发挥多学科交叉综合优势，实施黄河流域人地系统协调与高质量发展科学计划，具有重要的理论价值和现实意义。该文梳理黄河流域人地系统面临主要问题，解析黄土高原“三生”空间演化及其耦合特征，探讨人地系统科学研究的重点领域和主要内容，提出了黄河流域人地系统研究范式和“土”字样带。通过黄河流域人地系统智能化模拟、高质量发展情景分析，揭示黄河流域人地系统结构功能时空格局及其演变规律，阐明国土空间生态保护与生态安全的关键因子及其驱动机制，为全面构建黄河流域资源能源节约与集约利用技术体系，深入推进生态环境保护和高质量发展战略决策提供参考依据。关键词：黄河流域;人地系统协调;生态环境保护;人地系统科学;高质量发展- 2
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黄河中游渭北卤泊滩地区盐碱地土壤肥力综合评价及分析
摘要：盐碱地治理是黄河流域生态保护和农业可持续发展的重要环节。研究其土壤理化性质、建立土壤肥力评价体系、分析其肥力不足原因有利于更加高效地开发与利用盐碱地，对于推进黄河流域生态保护和高质量发展战略目标具有重要意义。该文以渭北卤泊滩为研究区域，采集了该地区 7个有代表性地点的土壤样品，测定了土壤pH、电导率、有机质、速效磷、速效钾、总盐、全氮和碱解氮共8个指标，采用模糊综合评价法计算出该地区土壤肥力综合指数，反映出该地区土壤肥力质量状况。分析结果表明：该地区土壤pH普遍较高，均值为8.48，呈弱碱性；有机质含量均值为14.06 g/kg，处于四级标准；碱解氮含量均值为70.04 mg/kg，处于三级标准；全氮含量均值为0.77 g/kg，处于四级标准；速效钾和速效磷均值为13.17 mg/kg和152.8 mg/kg，分别处于二级标准和三级标准。各采样点土壤肥力综合指数介于0.2~0.7，其中，卤阳湖湿地公园（L1）土壤肥力综合指数仅为0.246 7，处于较低水平。干旱的气候和低洼的地势是其土壤盐碱化的主要原因，人为因素次之。本研究可为渭北卤泊滩土壤肥力现状进行勘查与评价，亦可为开展黄河流域滩区生态环境保护和农业生产高质量发展提供重要依据。关键词：黄河流域;盐碱地;模糊综合评价法;肥力综合评价- 2
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黄河上游典型流域滑坡稳定性预测及模型应用
摘要：黄河中上游地带是滑坡的易发区域，了解这些滑坡的空间分布对于黄河流域的生态环境治理与保护至关重要。三维确定性模型Scoops3D模型能很好地对滑坡稳定性进行定量化分析，但是关于输入参数对模型结果影响的研究很少。为了定量化分析不同输入参数组合对模型结果的影响，以黄河上游甲加沟为例，基于Scoops3D模型对滑坡的空间位置进行预测分析。并对影响模拟效果的两种因素（数字高程模型（DEM）分辨率和搜索面积）进行分析对比。通过输入不同的参数得出的模拟结果，发现DEM分辨率和滑坡搜索面积对模拟结果都有显著的影响。首先，DEM分辨率越高，模拟效果越好，但是也存在大量的过度识别；其次，对于同一DEM分辨率而言，不同的滑坡搜索范围对于模型结果的影响也不同，并且随着DEM分辨率越来越低，这种影响也越来越大；最后，低分辨率DEM条件下较大的搜索范围也能得到较好的模拟效果。因此，在为模型选择合适的参数时，要对区域的滑坡大小有充分了解，然后根据实际情况选择合适的参数。关键词：Scoops3D模型;浅层滑坡;DEM分辨率;搜索面积;黄河上游地区- 2
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黄河流域中心城市空间扩张对景观格局的影响——以西安市为例
摘要：黄河流域生态环境脆弱，中心城市空间扩张及其景观格局变化是黄河流域高质量发展的重要研究内容。以黄河流域中心城市西安为研究对象，基于2000年、2005年、2010年、2015年和2020年5个时期的西安市建设用地数据，运用ArcGIS空间分析和景观生态学方法，分析城市建设用地变化的景观生态效应。结果表明：①西安市2000年至2020年以来建设用地总面积不断增长，呈现“先快后慢”的扩张规律。城市扩张在结构上呈现以中心城区为核心的圈层式扩张模式，建设用地扩张所占主要地类为耕地。②西安市建设用地扩张对景观格局变化存在显著的影响：随着建设用地扩张，景观破碎度上升，景观多样性逐步增强，景观斑块的破碎化加剧，斑块边缘长度增大逐渐呈长条状，斑块形状更加复杂。关键词：城市空间扩张;景观格局;黄河流域;西安市- 2
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黄河中游矿区可持续农业与农村发展研究——以神府煤田典型村域为例
摘要：神府煤田地处我国黄河流域中游地区，是榆林国家级能源化工基地的重要组成部分。受矿产开发、气候变化、环境污染等多重胁迫的影响，其可持续农业与农村发展（sustainable agriculture and rural development，以下简称SARD）面临严峻挑战。文中甄选神府煤田典型村域，基于SARD理念借助DPSIR概念模型构建了典型村域SARD水平测度指标体系，辨识了制约其SARD的主要障碍因子，探求了可望促成案例区SARD的优化策略。研究表明：①矿产开发对矿区乡村“三生空间”及其功能影响深刻，3个案例村SARD整体水平偏低、村域差异显著、两极化现象较为明显，且其各准则层得分的空间异质性显著；②阻碍案例村SARD的准则层依次为响应层、影响层、状态层、驱动力层、压力层等，即案例村应对SARD的响应力普遍偏弱，高强度能源开发及粗放式农业生产的负外部性较为显著；③ 村干部素质、单位耕地产值、农户收入水平、生态修复等则是制约案例村SARD的主要因子，虽然这几类障碍因子存在一定的村域差异，但皆与矿产开发直接或间接相关；④基于“共筹、共建、共治、共享”的视角探究了案例村SARD优化策略，以期为黄河中游矿区乡村及同类地区的转型发展和乡村振兴提供借鉴。关键词：可持续农业与农村发展（SARD）;DPSIR概念模型;优化策略;矿区乡村;黄河中游地区- 2
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黄土孔径和持水特性的分形维数研究
摘要：黄土结构疏松、水敏性强，在水力作用下，易导致强度骤降，水稳性减弱甚至丧失。黄土中水分以自由水、结合水等多种形式存在于土的孔隙中，孔隙的分布特征是决定土中水分存在和变化规律的主要因素。该文基于压力膜仪试验，结合孔径分布的计算理论，做出了土水特征曲线和孔径的分布曲线，并结合分形理论，以分形维数为孔隙分布规律的评价指标，建立不同工况下黄土的含水状态变化特性与细观孔隙分布特征间的关系。结果表明，土中孔隙越小，分形维数越大，土的含水状态变化越不明显；土的残余含水率与分形维数呈线性相关，残余含水率增高的同时，分形维数和土体的持水能力也增大；土的进气值与分形维数呈正相关，但不呈线性关系；土中的大孔隙越多，土的进气值就越大，分形维数越大。关键词：非饱和黄土;孔径分布;分形理论;持水特性- 2
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面向国土空间规划的省级主体功能区调整优化研究——以陕西省为例
摘要：主体功能区划分在国土空间规划中具有基础性作用和战略性价值，调整和优化原有的主体功能区方案是省级国土空间规划面临的主要任务之一。该文从传承与创新相结合的原则出发，提出了面向国土空间规划的省级主体功能区调整优化思路：综合评判近10年来省级主体功能区方案实施成效与存在的问题，借鉴原有技术规程提出基于地域功能识别指标体系的主体功能区划分方案；利用国土空间“双评价”结果，通过一定的集成函数与规则，提出基于“双评价”分析的主体功能分区方案；最后，将两种分区方案进行耦合分析，并进一步衔接国家、省级重大战略规划，最终形成省级主体功能区调整优化方案。研究发现：基于“双评价”分析的分区方案与基于地域功能识别指标体系的划分方案具有较高的耦合度，可达到70%以上；利用“双评价”结果能够很好地识别内部地理环境差异明显的县域单元，可为以乡镇为单元的主体功能区细化提供有力的支撑；基于陕西省案例提出的省级主体功能区调整优化思路和方法，可为我国国土空间规划中省级主体功能区调整优化提供参考依据。关键词：主体功能区;调整优化;“双评价”;陕西省- 2
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基于MCR模型和DO指数的宁夏沿黄生态经济带生态安全格局构建
摘要：采用最小累计阻力模型（minimum cumulative resistance，MCR）和连续空间集聚测度指数（dranton and overman，DO）的综合评价方法，从景观和城市两个尺度构建宁夏沿黄生态经济带生态安全格局，研究结果兼顾生态保护和居民生产、生活活动的需要。研究表明：①研究区现有重要生态源地28个，面积884.62km2，形成以黄河为主体，囊括了贺兰山、白芨滩和沙坡头等自然保护区以及毛乌素沙地边缘地带的重要生态源地格局。生态阻力值等级为高值和较高值区域面积占比15.09%，集中在城市、交通用地为主的地区及高海拔地区；生态阻力值等级为低值和较低值区域面积占比58.72%，集中分布在耕地、草地等用地类型覆盖地区及山地的低海拔地区。②识别出景观尺度重点生态廊道6条，一般生态廊道11条；以连通各个自然保护区为目的，未来还需提升和规划15条景观生态廊道；利用城市中已有的重要水体和绿地，在生态-生产、生活战略节点间，提升和规划城市绿带27条。该文从实现不同尺度数据融合、生态保护和人类福祉相互协调的视角，为生态安全格局构建提供更加多样化的路径。关键词：生态安全网络;MCR模型;DO指数;宁夏沿黄生态经济带- 2
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黄河流域生态保护和高质量发展
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基于Canopy的KFCM聚类优化算法
摘要：在以模糊集为理论支持的聚类算法中，KFCM（kernel fuzzy c-means clustering）是一种对核函数进行优化的模糊聚类算法。KFCM算法需要人为指定数据的分类个数，对数据噪声敏感会降低其性能，且类边缘数据点相互影响会导致分类错误。针对这些问题，该文提出一种改进的C-KFCM模糊算法，先用Canopy粗聚类算法给出数据集大致的分类数，接着在聚类部分使用KFCM算法。改进了原KFCM算法的隶属度函数，在噪声点和边缘数据的隶属度中引入其邻域数据的隶属度平均值，使数据中的噪声对算法的影响减小或消失。实验结果表明，改进的C-KFCM算法能自动确定分类数，并且与原KFCM算法相比，C-KFCM将平均准确率提高了0.09%，且聚类效果更稳定。关键词：Canopy粗聚类;核模糊C均值算法;模糊集理论- 2
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倒置平面基底上液膜流动的演化特性研究
摘要：薄膜流动作为工程中常用的传热/传质手段，广泛应用于换热器和聚合物成形等设备中。该文重点分析了倒置基底上的薄膜流动问题，从Navier-Stokes方程出发，利用润滑近似理论建立自由液面的运动控制方程，推导其变分形式；在开源有限元程序Freefem++中建立了有限元模型，并开展了二维数值模拟和三维数值模拟。通过数值模拟发现，倒置角度越大，流动形态演化的越快，当倒置角度较小时，流动呈现一种稳定的行波态，倒置角度较大时，液膜会在短期内演化为强衰减形态和孤立波并存的形式，经过足够长的时间后，液膜会完全演化成多个孤立波的形式。该文的工作可以方便地拓展到类似问题的研究中，为薄膜流动的数值模拟提供了一种新的思路。关键词：倒置基底;润滑理论;薄膜流动;有限单元法;Freefem++- 2
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基于磁流变原理的复合天棚控制算法的改进与优化
摘要：一种高效的控制算法是提升半主动减振控制系统性能的关键指标之一。该文在结合限阻尼系数模块、天棚控制算法及地棚控制算法的基础上，依据已有的磁流变减震器，设计并优化了复合天棚控制算法。通过建立垂直方向二自由度运动模型，基于Matlab Simulink平台对不同压缩行程、复原行程二维阻尼系数赋值仿真实验，得到最优阻尼系数区间，从而搭建复合天棚控制算法的限阻尼系数模块；进而对控制算法进行赋值迭代仿真，实现对复合天棚半主动控制算法阻尼系数的优化。基于时域路面激励的仿真结果表明，改进的复合天棚控制算法不仅克服了传统天棚控制无法有效抑制非簧载质量振动的缺点，且相比被动控制策略有效减少了加速度均方根值、相对动载荷均方根值及动挠度均方根值，可提升滑跑过程舒适性与操纵稳定性。关键词：半主动控制;天棚控制;复合控制;参数优化- 2
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信息科学
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古代常用颜料的微生物生长差异性研究
摘要：彩绘文物表面滋生的微生物会改变文物的颜色与外貌，破坏彩绘层整体的稳定性，对文物造成严重破坏，但不同颜料上微生物生长的差异性却少见报道。为探究不同颜料上微生物生长的差异性，选取石绿、石青等10种古代常用颜料制作彩绘模拟样品，进行高湿环境（75%~100% RH）的微生物生长模拟实验，利用扫描电镜（SEM）观察微生物微观形貌，运用微生物形态学和分子生物学技术鉴定其种属。实验结果表明，湿度越高，微生物越容易生长；10种颜料上微生物生长顺序依次为群青>朱砂>赭石≈土红>石青≈石绿>铅白>雌黄>雄黄>铅丹；鉴定出颜料上生长的微生物主要有3个真菌属（曲霉属，Aspergillus；青霉属，Penicillium；枝孢菌属，Cladosporium）和 1个细菌属（肠杆菌，Enterobacter）。该研究为彩绘文物的湿度环境选择以及微生物防治提供科学依据，对该类文物保护具有重要指导意义。关键词：彩绘颜料;微生物;文物保护- 2
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小麦淀粉浆糊中A型、B型淀粉及蛋白质对书画装裱的影响研究
摘要：书画装裱所用浆糊的传统小麦淀粉提取工艺只能制得粗制淀粉，含有A型淀粉、B型淀粉和蛋白质等多种成分。为了解这些不同成分对浆糊及装裱书画的影响，并改进小麦淀粉提取工艺，进而更好地保护书画，通过离心分离法筛分粗制淀粉，获得精制淀粉（即A型淀粉）和残渣淀粉（以B型淀粉为主），对比分析精制、残渣、粗制淀粉浆糊性能及其对裱件的影响。结果表明，精制淀粉浆糊的糊化程度、黏度、剥离强度最大，精制淀粉浆糊薄膜光滑性、均匀性、柔性最佳，并且精制淀粉浆糊涂布纸张具有最为理想的柔韧性和耐老化性能，而B型淀粉及蛋白质是降低浆糊性能的主要原因。为改善浆糊及书画的性能，建议在小麦淀粉传统提取工艺中增加离心分离法，制作精制淀粉浆糊。研究成果也为书画及相关纸质文物保护材料的研究引入了一种新方法，扩大了热机械分析在文物保护材料中的研究和应用范围。关键词：书画装裱;浆糊;淀粉提取;A型淀粉;B型淀粉- 2
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基于材料测试的古代建筑石材研究——以抚州地区印山石为例
摘要：以抚州地区传统建筑上广泛使用的石材印山石为研究对象，测定印山石样品的物理性质和力学性能，同时采用XRD、XRF、ICP、SEM等分析方法探明印山石的矿物成分和微观结构，并且测试了新开采出的印山石原石和明代建筑上的印山石样品，以进行对比分析。测试结果表明，印山石的抗压强度较高，而抗拉强度较低，脆性较低，具有较高的可钻性。印山石的主要矿物组分为石英、透长石和钠长石，且石英含量较高，SEM照片显示其晶粒尺寸小且分布均匀，并且原石样品和明代建筑上采集的样品之间无显著差异。在材料性能方面，印山石的装饰性能要高于其力学性能，是非常优秀的装饰石材。印山石的主要矿物成分化学稳定性高，并且杂质较少，同时其晶粒尺寸小且均一，是其具备突出的艺术表现力和抗风化性能的主要原因。关键词：古建筑;天然石材;印山石;材料测试;化学性质- 2
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文化遗产保护
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拗陷湖盆“古湖岸线”“古深湖线”位置判别方法——以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长6油层组为例
摘要：确定地质时期古湖岸线和古深湖线的空间位置是拗陷湖盆古地理恢复、沉积演化、沉积相划分的关键和基础，文中以鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期长6油层组为例，采用岩心、测井、野外剖面等多种资料，系统分析、判断湖岸线、深湖线位置附近的沉积构造、岩石颜色、旋回、化石等多种典型标志形成机理及识别特征。结果表明，水上、浅水和深水环境在沉积构造、沉积旋回、冲刷面、化石、测井相等多方面存在明显差异，是判定古湖岸线、古深湖线位置的有效方法。该研究成果对拗陷湖盆沉积相划分、砂体分布、湖盆演化等方面的研究提供了依据和参考。关键词：古湖岸线;古深湖线;鄂尔多斯盆地;延长组;沉积构造- 2
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鄂尔多斯盆地北部中侏罗统沉积相特征及其对中深部矿井涌水量的影响
摘要：为了准确预测鄂尔多斯盆地北部中深部矿井涌水量及涌水量变化规律，为矿井排水系统的升级改造和防治水工作提供依据，以典型矿井为例，通过系统研究中侏罗统延安组三段及直罗组沉积相特征和“七里镇砂岩”空间展布规律，结合充水含水层分析、工作面顶板探放水情况及采后涌水量变化规律等，探究沉积相特征对中深部矿井涌水量的影响。研究表明，直罗组一段底部的“七里镇砂岩”对矿井涌水量的影响起主导作用；辫状河河道砂坝沉积是形成厚层“七里镇砂岩”的根本原因；辫状河、曲流河及三角洲平原沉积特征的差异性是造成矿井南北两翼工作面涌水量不同的重要原因。关键词：矿井涌水量;沉积相;七里镇砂岩;中侏罗统;中深部矿井;鄂尔多斯盆地- 2
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<HTML><网络PDF><Meta-XML><引用本文> <批量引用>发布时间：2022-06-09
鄂尔多斯盆地研究
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