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  • 祁连山典型植被土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征的垂直变化

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-04-29 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 本研究针对祁连山国家公园山体沿海拔(2700~4043 m)自下而上出现的针叶林、草甸化草原、高寒灌丛、高寒草甸、流石滩稀疏植被5种典型植被,研究土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量比垂直分异规律,为祁连山国家公园生态系统土壤碳氮磷生物地球化学循环过程提供数据参考和科学依据。结果表明:(1)祁连山山体垂直带上0~40 cm土壤总碳、总氮和总磷含量分别为15.33~83.46 g·kg-1、1.63~7.76 g·kg-1、0.41~0.66 g·kg-1。土壤总碳和总氮含量均表现为针叶林>草甸化草原>高寒灌丛>高寒草甸>流石滩稀疏植被,都是沿着海拔的升高显著降低。土壤全磷含量表现为高寒灌丛显著高于高寒草甸,其余植被间差异不显著。(2)0~40 cm土壤铵态氮、硝态氮、速效磷含量分别为11.01~14.73 mg·kg-1、2.78~12.46 mg·kg-1和4.35~13.57 mg·kg-1。土壤铵态氮含量在各植被类型间差异不显著,土壤硝态氮含量沿着海拔的升高而显著降低,土壤速效磷在流石滩稀疏植被中含量较高。(3)0~40 cm土壤C:N、C:P和N:P含量分别为9.52~10.11、29.89~320.24和3.18~29.63,土壤C:N沿着海拔升高逐渐降低,土壤C:P和N:P在流石滩稀疏植被中显著低于其他植被,潜在指示碳和氮是流石滩限制性养分元素,但相对于碳和氮,流石滩是一个富磷的环境。海拔综合多种环境因子变化,显著影响土壤碳、氮、磷的生物化学过程。

  • 基于InVEST模型的共和县生境质量时空变化及驱动因素

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 在新型城镇化背景下,青海省共和县作为兰西城市群建设的关键节点和典型的荒漠生态脆弱区,其经济和生态的协调发展对建设海南州可持续发展议程创新示范区具有重要意义。本研究基于2000年、2010年、2020年三期土地利用数据,利用InVEST模型,对2000—2020年共和县生境质量时空分布及效应变化特征进行探究,进而对生境质量的影响因子及其作用进行地理探测器和局部空间回归。结果表明:(1)2000—2020年共和县生境质量整体呈上升趋势,生境质量均值分别为0.612(2000年)、0.626(2010年)、0.627(2020年),生境质量空间分布存在明显的区域差异,空间格局上呈现北高南低的态势。(2)影响共和县生境质量的主驱动因子为年平均气温(TEM)和归一化植被指数(NDVI),因子间的交互作用对生境质量空间分异的影响大于单一因子,TEM与香农均匀度指数(SHEI)、香农多样性指数(SHDI)交互作用强烈。(3)TEM对生境质量呈负向效应,负向影响区域主要集中在共和北部与东部地区;NDVI呈正向效应,正向影响区域主要集中在共和中部与南部地区;国民生产总值(GDP)对生境质量的正向效应较2000年上升了30%,塔拉滩光伏促进了共和县生态产业协同发展。研究结果可为干旱区推动地方经济建设和生态环境保护提供科学的决策依据。

  • 青海湖流域NPP动态变化及驱动力

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-16 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 对青海湖流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)以及驱动因子进行分析可以为流域生态 管理与可持续发展提供一定的参考。本研究基于Carnegie-Ames-Stanford Approach(CASA)模型估算了青海湖流域 NPP值,通过趋势分析、Hurst指数、地理探测器等方法,定量评估了2000—2018年青海湖流域NPP的动态变化及驱 动因子。结果表明:从空间分布来看,青海湖流域多年平均植被NPP为218.88 g C·m-2,年平均NPP的高值分布在青 海湖北部和南部,最高达到375.85 g C·m-2,低值分布在青海湖东岸,最低为0.11 g C·m-2。从时间变化看,2000— 2018年流域年平均NPP表现为上升趋势,增幅为1.61 g C· m-2·a-1,2018年达最高值为247.30 g C·m-2。季节变化表 明7月NPP最高,1月NPP最低。在NPP未来变化趋势上,Hurst指数小于0.5的区域占比为75.6%,说明青海湖流域 植被NPP未来变化趋势可能与现在相反。地理探测器的结果显示单因子探测中土地利用是植被NPP变化的主要 驱动力,交互探测中最强主导交互因子是海拔和土地利用。土地利用类型受自然因素影响较大,我们应加强对流 域地形因素以及人为活动的关注。

  • 气候及土地利用变化对大通河源区水文要素空间分布的影响

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2023-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 水资源短缺已成为人类社会主要的资源环境问题,气候和土地利用变化使得水文要素的演变呈现出复杂 性与不确定性,探讨变化情景下水文要素空间分布特征对区域经济社会可持续发展具有重要的理论和现实意义。 基于19602019年大通河源区气象水文数据,通过模型模拟及情景分割方法定量分析了气候和土地利用变化情景 下水文要素空间分布特征。结果表明:(1)SWAT模型经过校准与验证后,模型决定系数、纳什系数和百分比偏差 (PBIAS)均达到模型要求,其在率定期内分别为0.81%、0.79%和-0.8%,在验证期内分别为0.81%、0.75%和15.8%, 表明模型在大通河源区具有较好的适用性。(2)大通河源区各水文要素空间异质性明显,不能用单一的水文要素代 表整体的空间分布情况;降水、潜在蒸散发与土壤含水量随海拔的升高而降低,地表径流与产水量随海拔的升高而 增加。(3)3种情景下各水文要素的空间分布大体一致,产水量的空间分布受土地利用变化情景的影响比较大。气 候变化情景使得实际蒸散发和土壤含水量呈现下降趋势,地表径流和产水量呈现增加趋势,土地利用变化情景下 各水文要素的变化与之相反。

  • 青海湖沙柳河流域蒸散发时空变化特征

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2023-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 蒸散发(Evapotranspiration,ET)是植被和地面整体向大气输送的水汽总通量,其作为能量平衡及水循环的 重要组成部分,不仅影响植物的生长发育,还可通过影响大气环流从而调节气候。本研究基于MODIS影像数据,结 合数字高程模型(DEM)数据和气象数据,采用ArcGIS空间分析和数理统计方法对20002019年青海湖沙柳河流 域近20 a的蒸散发时空特征进行了研究,并探究了流域蒸散发和气象因子的相关关系及其地形和海拔效应。结果 表明:(1)青海湖沙柳河流域年均蒸散量在379.7~575.4 mm,平均蒸散量为501.9 mm,年均蒸散量呈显著的增加趋 势(P高山寒漠带>高山草原带。蒸散量较显著增加的区域主要分布在流域下游河口三角洲地区,占流 域面积的9.7%,较轻微增加的区域占据流域主体,占流域81.2%。(3)年均蒸散量与年均气温、年均降水量呈显著正 相关关系,与年均相对湿度呈不显著负相关,气候变暖是蒸散量增加的根本动力。(4)多年平均蒸散量随坡度的增 大呈现增减增趋势,但坡度间总体差异不明显。多年平均蒸散量在不同坡向除了平面蒸散量最小外,其余坡向 的差异较小。多年平均蒸散量随海拔升高,呈先急剧增加后趋于平缓的趋势。以上结果说明,近20 a来青海湖沙 柳河流域气候的暖湿化导致了流域蒸散量增加,其增幅主要集中在海拔较低的高山草原带,海拔较高的高山草甸 带和高山寒漠带增幅较小。

  • 青藏高原东北部残积母质土壤发育过程研究 ——以青海湖北部宁夏剖面为例

    分类: 地球科学 >> 地质学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 残积母质是青海湖地区重要的成土母质之一,目前对高原残积母质土壤的研究相对匮乏,特别是其形成发育的年代尚不明晰,限制了对高原残积母质土壤演变过程的认识及对区域气候环境演变的理解。为探究青藏高原东北部残积母质土壤的发育过程及其发育模式,以青海湖北部宁夏(NX)剖面作为研究对象,通过光释光(Optically stimulated luminescence,OSL)测年获得残积母质土壤发育年代,采用化学蚀变指数(Chemical index of alteration,CIA)、Rb/Sr和粉黏比等探究土壤发育程度,对比青海湖地区河湖相沉积和黄土的Zr/Nb、K2O/Al2O3和TiO2/Al2O3分析其物源。结果表明:NX土壤剖面在早全新世以来发育,其年代结果集中在10.02~8.67 ka,成土母质发育时间与流域内风沙强烈活动时期基本一致,为干暖气候背景下的产物;通过物源对比分析,NX剖面底部母质为母岩就地风化而成,上部为风尘加积发育,发育模式为混合母质风尘加积型;剖面整体处于弱化学风化阶段,土壤发育程度较弱。

  • 黄河上游近60 a 径流量与降水量变化特征研究

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 为探究黄河上游径流量与降水量变化特征,基于唐乃亥、下河沿、头道拐3个水文站近60 a的降水量、径流量资料,采用线性倾向趋势检验、Mann-Kendall检验法(M-K趋势检验)、Spearman秩次相关检验、M-K突变检验、Pettitt非参数检验、有序聚类分析、累积距平法、双累积曲线等分析方 法对比研究了黄河上游及上游不同子区域降水量和径流量的变化特征,并讨论了径流量对降水量的响应关系。结果表明:黄河上游降水量呈不显著增加趋势,在2003年发生突变,突变前后变化率为4.67%;径流量呈显著减少趋势,突变年份为1986年,突变前后变化率为35.34%。3个子区域年降水量变化趋势分别呈显著增加、不显著增加和显著减少趋势,径流量均呈减少趋势。以唐乃亥以上的Ⅰ区为基准区时,唐乃亥下河沿所在的Ⅱ区降水量因素对径流量的影响达到25.08%,非降水量因素为74.92%,而下河沿头道拐的Ⅲ区,降水量对径流量的影响为32.14%,非降水量因素为67.86%。研究结果对黄河流域水资源综合管理与科学配置具有参考意义。

  • 香日德-柴达木河流域土壤湿度时空变化特征及其影响因素

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 土壤湿度作为生态环境的关键因子,是土壤监测和生态环境变化的重要指标。本研究基于MOD11A2LST和MOD13A2 NDVI数据,通过温度干旱植被指数TVDI(Temperature Vegetation Dryness Index)、相关性分析和区域统计分析等数理统计分析方法对香日德-柴达木河流域植被生长季的土壤湿度时空分布特征及其影响因素进行分析。结果表明:(1)香日德-柴达木河流域2005年、2010年、2015年和2020年植被生长季TVDI平均值为0.61,最大值为2015年(0.64),最小值为2020年(0.58),年际TVDI值缓慢下降,但在2015年出现上升现象,研究区旱情不稳定且长期处于干旱等级。(2)不同等级土壤湿度的面积从大到小依次为干旱>极干旱>正常>湿润>极湿润,分别占研究区总面积的30.63%、25.77%、22.16%、16.44%、5.01%。(3)TVDI在空间分布上呈现出由西北向东南逐渐递减的趋势,具有明显的区域差异性。(4)TVDI值与海拔呈负相关关系,海拔每升高500 m,TVDI值减少0.11,TVDI值与平均气温呈正相关关系,与坡度和降水量之间不存在明显的相关性关系。

  • 青藏高原东部高寒草甸区放牧家畜粪花粉组合 特征及其环境指示意义

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-03-03 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 青藏高原是我国重要的高寒草甸分布区和畜牧区,畜牧活动对区域植被和生态的影响作 用受到众多学者的广泛关注。通过采集青藏高原东部高寒草甸区共 49 个放牧家畜粪样品(牦牛粪 样品 30 个、马粪样品 11 个、羊粪样品 8 个),并在区域植被调查的基础上,对粪样品开展了花粉分 析。结果表明:这 3 种类型的粪样品花粉组合以莎草(Cyperaceae)、禾本科(Poaceae)、龙胆科(Gentianaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)花粉为主,可较好地反映区域植被群落特征,食草动物粪花 粉中有少量谷物类禾本科花粉出现反映了当地居民少量耕种燕麦用来饲养牲畜。3 种放牧家畜在 采食习性上存在一定差异,牦牛采食的植物种类比羊和马略多,牦牛和马对杂草类禾本科和唐松 草属植物的采食率低于羊,对龙胆科、菊科和蒿属植物的采食率明显高于羊。放牧家畜通过选择 性采食适口性好的莎草科和禾本科优势植物种类直接影响高寒草甸区植被群落结构和功能。研 究区粪花粉组合与表土花粉组合对比发现,乔木花粉和紫菀属花粉含量在表土样品中显著高于粪 样品,而禾本科和龙胆科花粉含量在粪样品中高于表土样品,上述差异指示粪花粉更能反映区域 植被群落特征,放牧家畜选择性采食导致粪花粉与表土花粉组合有所区别。本研究为评估青藏高 原放牧家畜采食习性以及畜牧活动对区域植被的影响提供了新的研究思路和手段,也为今后在青 藏高原开展考古遗址中保存的粪样品花粉分析,据此重建古植被群落和古人类生产活动信息,提 供了重要的现代过程依据和借鉴资料。

  • 祁连山南坡水体氢氧稳定同位素特征研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 水体氢氧稳定同位素是表征水体运移和水分转化的重要指示剂,可为地区水文循环过程的研究提供判断依据。基于稳定同位素技术,分析祁连山南坡不同水体的氢氧同位素组成特征,探讨其影响因素。结果表明:(1)祁连山南坡不同水体的氢氧稳定同位素特征存在差异,降水的稳定同位素值波动范围大于河水、地下水及冰川融水;(2)河水与地下水稳定同位素关系点接近,两者水力联系较强;(3)研究区冰川融水蒸发线方程为y=6.331x+1.756(n=8,R2=0.98),河水蒸发线方程为y=4.467x-11.716(n=75,R2=0.80),地下水蒸发线方程为y=4.889x-7.481(n=19,R2=0.76),各水体氢氧稳定同位素值之间均具有较好的线性关系,河水与地下水补给源关系较复杂;(4)冰川融水、河水与地下水氢氧稳定同位素的环境效应均不显著,而降水则具有较明显的高程效应、纬度效应和大陆效应。

  • 青海湖沙柳河流域浅层地下水 不同时期补给特征

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2020-06-12 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 地下水稳定同位素组成的时空变化特征可以反映不同时期、不同区域地下水补给来源的差异。本文研究了青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素组成的时空变化特征以及地下水、河水与降雨之间的补给关系,并得出如下结论:季风时期,地下水主要受降雨入渗和河流侧向补给为主,在补给过程中蒸发作用是影响地下水稳定同位素值的主要因素;非季风期,冰雪融水对低值区的地下水影响显著,同时降水的快速入渗则是该时期高值区地下水的主要补给方式之一。地下水同位素高值区,地下水与河水间补给作用较弱,补给时间超过5个月;地下水同位素低值区,地下水与河水补给关系较为密切,补给时间在1-4月间。本研究所得结论可初步反映干旱半干旱内陆流域地下水稳定同位素特征以及补给方式的基本规律,在一定程度上可为研究流域地下水及其他水体间的转换提供科学依据,并为地下水资源管理和水环境治理提供一定理论指导。

  • 基于POI数据的西宁市零售业空间格局探究

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 零售业是城市商业结构中最有活力的组成部分,合理有序的零售空间结构对促进经济的发展、提高资源的配置、满足居民的生活需求至关重要。POI作为新的空间数据源,能够客观地、准确地对商业空间结构进行识别和探究。西宁市位于青藏高原东北部,是连接青藏高原与中国大陆的重要门户。西宁市集中大量的人口,且存在有潜力的消费市场。基于POI大数据,运用核密度、局域Getis-Ord G*指数、Ripley’s K函数和区位熵的分析方法,以西宁市为研究案例探究零售网点的空间分布特征。零售业详细地分为以下8种类型,分别是食品、饮料及烟草制品,纺织、服装及日用品,文化、体育用品及器材,家用电器及电子产品,五金、家具室内装饰材料,医药及医疗器材,汽车、摩托车燃料及零配件,综合零售。结果表明:西宁市零售业集聚区空间分布特征显著,呈现“多集聚、多核心”商业空间形态。密度等级由中心区沿交通干线逐渐向外围递减;高密度集聚区分别分布在水井巷附近街区、商业巷附近街区、祁连路—北禅路交汇的附近街区(北山市场)和以万达广场为核心的海湖新区。行业属性不同使得零售点集聚和分布变化表现出较大的差异性,与人们日常生活密切相关的业态零售点呈现社区化、微型化和便利化的特征,且区位选择性较大,如:食品饮料及烟草制品、医药及医疗器材和综合零售行业,而家用电器及电子产品、文化体育用品和纺织服装等行业区位选择尺度小,集中在特定的区域;基于道路数据构建的街区单元冷热点区域分布特征显著,它受城市建设用地扩张,人口密度,交通可达性和城市规划等因素的影响,海湖新区将成为最有发展潜力的商业区;在街道尺度,各业态零售业专业化功能区块显著,发展成熟的街道表现出多优势行业集聚特征,西宁市多业态集聚区域较少,只有人民街街道。这项研究一方面有助于填补基于POI数据青藏高原河谷型城市商业空间结构研究的空白; 另一方面,为政府战略制定,零售商选址和城市规划提供一些参考。

  • 2005—2015年石羊河流域生态系统服务时空分异

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 生态系统服务研究是目前生态学领域的热点和前沿。以石羊河流域为研究区,借助GIS技术和方法,对流域2005、2010年和2015年的水源涵养、土壤保持、水质净化、碳储存、生物多样性、食品供给6项服务进行定量评估,并对不同地类的服务变化规律及生态系统功能分区进行探索与研究。结果表明:① 各服务类型在空间上表现出差异性规律:水源涵养、生物多样性、碳储存在空间上呈现西南高东北低,高值沿河流及周围带状分布的空间格局;水质净化高值区分布较为零碎;武威、永昌和民勤盆地等地为食品供给服务的高值区。② 在不同土地利用类型中,草地和耕地是承担生态系统供给服务的关键角色。③ 研究区划分为3项生态功能区,即祁连山生态保育区、流域绿洲生态功能区、荒漠生态功能区。通过对石羊河流域生态系统服务时空分异特征进行深入分析,以期为相关研究提供数据和方法支持,并为相关流域生态保护与建设目标提供科学参考。

  • 青海湖流域湿地小气候特征

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用青海湖流域小泊湖湿地和瓦颜山湿地的气象观测资料,分析了湿地小气候特征。结果表明:青海湖流域是太阳辐射较强的区域,反射辐射最大值出现在4月,总辐射、大气长波辐射、地面长波辐射、净辐射和土壤热通量均表现为夏季高、冬季低。瓦颜山湿地年平均地表反照率为0.26,夏季平均地表反照率为0.2,低于隆宝湿地、西大滩和五道梁。瓦颜山和小泊湖站比湿最大值出现在夏季,最小值出现在冬季,降水主要集中在5—9月,占全年降水量的90%以上。2站气温和5 cm地温最高值出现在8月,最低值出现在1月,受湖陆热力性质差异的影响,小泊湖站全年白天盛行西风和偏西风,夜晚盛行东风;瓦颜山站则受地形影响,全年盛行西南风。

  • 全新世以来青藏高原文化遗址时空演变及其驱动

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2019-09-02 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 青藏高原是全球地理环境最为特殊的区域之一,研究全新世以来青藏高原文化遗址时空演变及其原因,对于理解极端环境下的人类响应与适应具有重要意义。基于ArcGIS空间分析,运用核密度估计、平均最邻近指数和全局空间自相关等地理统计方法,研究了全新世以来青藏高原14 339处文化遗址的时空演变。结果表明:各时期遗址最近邻指数均小于1,全局Moran’s I的取值介于0~1之间,遗址存在正的空间自相关,且属于集聚分布的模式;遗址分布重心经历了由高原腹地(旧石器时期)—东南边缘谷地(新石器时期)—东部地域(青铜器时期以来)的转变;遗址分布形态特征则经历了均匀广布型(旧石器时期)、边缘河谷型(新石器时期)、河谷集聚型(青铜器时期)、退化分散型(吐蕃部落时期)、半月广布型(吐蕃王朝时期)、斑块广布型(元代)、连片集聚型(明清时期)的变化过程;青藏高原各时期遗址时空分布演变是海拔、气候变化、植被等自然环境,以及生产方式、技术、战争、人口迁移、政治政策等社会经济因素共同作用的结果。

  • 30a青海省公路可达性及县域经济联系格局演化

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2018-11-14 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 采用加权平均旅行时间、引力模型与克里金插值、XY to line、自然间断点分级法、分级符号等GIS分析方法,以1986年、1995年、2004年、2016年为时间断面,分析了青海省公路网络中43个主要节点城镇的可达性及县域经济联系格局的演化规律,结论为:1986—2016年,青海省公路网络等可达性线呈现不规则的半环状分布,影响因素主要有位置、交通、经济及其时间距离等,可达性插值表现为交通主干道指向性;青海省公路网络可达性水平均有提升,可达性值的变化呈现相似性与差异性并存的特点;1986—2016年,青海省经济联系强度与对外经济联系总量均呈现增长态势,尤其经济联系总量增长愈来愈快;前五等级的经济联系强度与前三经济联系总量的县域基本集中于西宁、海东地区,体现出青海省典型的“单核”城市空间结构,省会城市辐射带动作用明显;经济联系强度、经济联系总量与可达性均呈现正相关。