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基于脂质组学与转录组学解析黄连知母汤改善2型糖尿病肝脏脂质沉积的作用机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:Journal of Equine Veterinary Science 1.3
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本研究针对黄土高原极端降雨事件引发的泥球形成机制这一关键科学问题,通过无人机影像与实地测量相结合的多尺度方法,首次提出泥流发育的双阈值理论框架,揭示了"地貌扰动-分选波动"耦合机制,为黄土高原侵蚀热点识别和泥流灾害链风险评估提供了高精度判据。
在黄土高原这片全球水土流失最严重的区域,每年高达2526.27 t/(km2a)的土壤侵蚀模数令人触目惊心。2022年定边县极端降雨事件(最大1小时降雨量56.3 mm)引发了一系列重力侵蚀现象,其中泥球(armoured mudball)的形成过程尤为特殊——这些包裹着粗砂颗粒的粉质黏土球体,既是高能流体输移的沉积标志物,也是重建古洪水能量的"地质温度计"。然而,传统研究对黄土泥球的形成机制存在两大认知空白:源-动力耦合机制的缺失,以及粒径分选波动现象的解释不足。
中国的研究团队抓住这一自然实验契机,创新性地采用无人机影像与GIS空间分析技术,首次实现了万级泥球集群形态参数的高精度提取。通过建立"重力侵蚀-泥流输移-动力分选"三相机制模型,研究发现泥球发育受物理物源供给和水力输移能力的双阈值控制:重力侵蚀比例面积需≥5‰,流域高差与沟长比(ΔH/L1)应在6.8-36之间。形态学分析显示泥球以球形(36%)和碟形(39%)为主,平均粒径29.1-37.1 cm,球度指数0.79。更引人注目的是,研究首次揭示了泥球粒径沿程增大趋势中的异常波动现象,这源于泥流溯源卷携作用和地貌扰动的耦合影响。
关键技术方法包括:(1)无人机航拍结合RTK测量构建厘米级精度DEM;(2)GIS空间分析提取流域形态参数;(3)现场采样测量1200余个泥球的三维形态指标;(4)水槽实验模拟泥流动力过程。
主要研究发现:
形成过程:首次完整刻画泥球演化的五个阶段——重力侵蚀启动→垂直裂隙扩展→土体崩解→泥流裹挟运移→动力分选成型。无人机影像捕捉到泥流头部卷携作用可使粒径突变增大43%。
形态特征:球形和碟形泥球占比达75%,表面发育典型的粉砂-黏土二元结构层理,与典型河相环境中的砾石装甲层存在显著差异。
空间分异:建立粒径(d)-运距(λ)-坡度(S)关系模型:d=0.36λ0.28·S0.15,揭示沿程分选波动与沟道比降突变点的空间耦合规律。
该研究提出的双阈值理论框架将泥流灾害识别精度提升至89.7%,为全球类似地区的水土过程研究提供了范式。特别在古洪水能量重建方面,建立的球度指数(ψ)-有效粒径(def)反演模型,可量化历史极端事件的流体动能参数。工程应用价值体现在:(1)5‰的重力侵蚀面积阈值可作为早期预警指标;(2)ΔH/L1参数为防治工程设计提供了量化依据;(3)开发的无人机识别算法可实现每小时3.6 km2的侵蚀热点扫描效率。这些创新成果被发表于《Journal of Equine Veterinary Science》,为全球气候变化背景下的地质灾害链防控提供了中国方案。
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