分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 古尔班通古特沙漠南缘处在风、水两相营力作用的交汇区域，沉积环境独特，对气候变化响应敏感，是研究中国西北沙区全新世环境演变的理想区域。选取古尔班通古特沙漠南缘荒漠-绿洲过渡带3个风积-冲积交互地层剖面，在实地观察岩性特征、沉积序列的基础上，通过光释光（OSL）测年建立年代标尺，结合粒度参数、磁化率和石英颗粒表面微形态特征的对比分析，综合判别研究区全新世以来的沉积环境演化过程。结果表明：研究区地层序列主要反映了河流过程和风沙过程的消长，并且表现出同期异相特征。约11.8~10.2 ka，天山北麓冲积作用活跃，辫状河深入沙漠，局部发育河流沉积；约10.2~6.0 ka，研究区进入全新世适宜期，沙漠北退，河湖、湿地广泛发育；约6 ka至今，研究区冲积作用减弱，风沙活动频繁，沙漠环境与河流环境交替出现。近千年以来，研究区沉积环境表现出风沙活动增强、河流冲积萎缩的特点，古尔班通古特沙漠总体上有南侵扩张趋势。本区全新世湿润环境的出现主要受制于西风环流的强弱变化和位置变动，此外，北半球夏季太阳辐射与天山冰川的耦合作用及北大西洋冷事件引发的气候波动可能也是影响本区全新世沉积环境变迁的重要因素。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-05-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 古尔班通古特沙漠作为中国最大的固定、半固定沙漠，是中国境内受西风环流影响最为明显的沙漠之一，其全新世环境演变过程及其对全球气候变化的响应和反馈，对理解该区现代地表过程与未来环境演变趋势具有重要的科学意义。古尔班通古特沙漠及周边区域全新世环境演变研究的结果明显不同，存在中晚全新世和中全新世降水/湿度变化最优期的分歧，成因机制存在季风深入内陆和西风总体控制的争议。以目前区域已发表的多载体记录为基础，通过降维和集成分析重建了该区全新世气候/湿度变化背景，梳理区域风沙沉积地层年代学时空分布，集成了该区全新世风沙活动历史，进而探讨区域风沙活动与湿度变化的耦合关系。结果表明该区早中全新世（12~6 ka）气候干旱，风沙活动强烈；中晚全新世以来湿度逐渐增加、风沙活动逐渐减弱。通过区域及半球尺度的对比分析，发现该区环境演变过程主要受西风环流的控制。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2022-06-08 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 沙丘内部沉积构造保存了沙丘动力演变过程的重要信息。以古尔班通古特沙漠西南缘固定、半固定新月形沙丘区为研究区域，利用探地雷达在春、秋两季对固定、半固定新月形沙丘内部构造进行探测，获取了不同规模形态的固定、半固定新月形沙丘深约8 m的内部构造图像信息。通过图像增益处理、解译和对比分析表明：（1）古尔班通古特沙漠固定、半固定新月形沙丘共有5种沙丘内部构造雷达相，即高倾角斜层理、楔状交错层理、上凸形交错层理、低倾角-近水平层理和块状层理，其中前4种主要分布在3~5 m的浅层，而块状层理主要分布在4~5 m以下的深度。（2）高倾角斜层理、楔状交错层理主要分布在高大新月形沙丘（链）的迎风坡上部和丘顶地带，前者为背风坡前积层埋藏而成，反映高大新月形沙丘迎风坡上部和丘顶风沙活动较频繁，沙丘固身缩顶后埋藏的前积纹层因风蚀而出露，后者为迎风坡风蚀坑和风蚀槽中由风沙流充填而成的构造或在丘顶风向的季节性变化形成的构造。（3）与灌丛沙丘相关的上凸形交错层理广泛分布在新月形沙丘的迎风坡中下部，在背风坡也有局部出现，表明灌丛沙丘在沙丘表层的风沙过程中占有重要地位；而深部的块状层理可能是早期风积层受到强烈的生物扰动，原生层理消失而产生。（4）以上沙丘内部构造的类型与组合分布特点，反映了研究区新月形沙丘总体上趋于稳定或衰退状态，这与现代沙丘固身缩顶的地貌变化特征相一致。例如，迎风坡中上部和丘顶常见风蚀槽，背风坡因坡度变缓、前积层发育趋缓，现代风沙活动主要集中于新月形沙丘的上部和丘顶等。由此可见，研究区固定、半固定新月形沙丘内部构造及其组合分布特征异于流动新月形沙丘，也与半个多世纪以来北疆沙漠气候变暖变湿、平均风速减弱、植被盖度增加的区域自然地理环境变化趋势有一定的吻合性。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-12-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以古尔班通古特沙漠为研究对象，采用2019年AMSR-2的4通道被动微波亮温及MODIS植被指数，探索Catboost算法对被动微波地表温度空间降尺度的可行性，填补古尔班通古特沙漠MYD11A1的缺失像元，为获取全天候日、夜间多层土壤温度提供数据参考。结果表明：（1）古尔班通古特沙漠日、夜间用于降尺度研究的特征向量（23.8 GHz V、36.5 GHz V、18.7 GHz H、89 GHz V、36.5-23.8 GHz V、36.5 V-18.7 GHz H、EVI、NDVI）与地表温度的相关性空间分异特征明显，显示沙漠相关性高，绿洲相关性低，且日间分异性更强；而盐矿覆盖会降低微波与地表温度相关性。（2）Catboost 4通道模型建立的被动微波亮温与地表温度间映射关系表现出鲁棒性。降尺度结果精度较高，日夜间R2分别为0.977、0.980，RMSE分别为3.69 K、2.38 K，MAE分别为2.71 K、1.70 K。（3）单通道相关性统计结果与重要性分析结果存在差异，表明特征因子相关性统计结果不能直接作为Catboost被动微波反演地表温度特征选择依据。（4）降尺度结果与站点6层土壤温度均呈极显著正相关，并随着深度的增加相关系数r 总体呈下降趋势，RMSE呈增加趋势。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 选择古尔班通古特沙漠的北部（一号点）、中部（二号点）、南部（三号点）3个不同样点的裸沙和藻结皮、地衣结皮与苔藓结皮3种生物结皮类型，对比研究了草本植物多样性的差异性及其主要环境影响因素。结果表明：（1）不同生物结皮类型的土壤理化性质有明显差异，土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量以及黏粒、粉粒和细沙的含量随生物结皮演替显著上升，而中沙和粗沙的含量呈显著下降趋势，在沙漠不同区域呈现明显的空间异质性，二号样点中裸沙和藻结皮的养分含量和pH明显低于一号点和三号点。（2）草本植物的物种丰富度和Shannon-Wiener指数随生物结皮发育呈明显上升趋势，草本植物的物种组成、群落结构在不同类型生物结皮和沙漠不同区域均具有显著差异。（3）在土壤理化特征中，有机质、速效P和全K含量，以及pH和粉粒含量是影响草本植物分布的关键因子。（4）不同类型生物结皮之间的微地形和种类组成差异、种子生物学特性以及生物结皮在不同尺度下的土壤环境异质性共同影响草本植物在生物结皮中的物种组成和丰度，最终导致草本植物群落结构在生物结皮中的演替变化。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17
摘要： 干旱区养分相对匮乏，雨水流经冠层后有效的养分输入对干旱区植物的生长发育意义重大。本文通过对古尔班通古特沙漠南缘主要建群种梭梭（Haloxylon ammodendron）与白梭梭（Haloxylon persicum）降雨过程中冠层养分的研究，分析树干茎流、穿透雨以及雨水中碳、氮、磷的浓度差异，明确雨水流经植物冠层后各离子的变化特征。结果表明，雨水在经过梭梭与白梭梭冠层后总有机碳（TOC）、总氮（TN）浓度增加显著，总磷（TP）增加并不显著。铵态氮（NH4+-N）浓度变化与TN基本一致，硝态氮（NO3--N）、亚硝态氮（NO2--N）浓度差异性不完全显著；其中，树干茎流有机氮（TON）的比例最高，在TN中所占比例始终大于50%。对于不同养分输入的平均浓度，除TP、NO3--N外，其他离子均有所增加；TP、NO3--N、NO2--N浓度较低，在树干茎流、穿透雨以及雨水中的变异系数较大。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为了研究温带固定半固定沙漠土壤化学性质与地表植被的关系，本文以古尔班通古特沙漠西南缘莫索湾地区沙漠–绿洲过渡带为研究区，分别选取植被覆盖度为10%和15%的半固定沙垄及植被盖度为30%的固定沙垄。采集了各沙垄不同地貌部位的土壤样品，室内测试了土壤pH、电导率、有机质、全氮和全磷等指标。结果表明：① 随着植被覆盖度下降，沙垄西坡、坡顶和东坡，土壤pH、电导率、有机质、全氮和全磷呈逐渐降低趋势；② 不同地貌部位的分布格局各沙垄表现不一致，沙垄A和沙垄B的 pH、电导率、有机质、全氮和全磷含量最大值均出现在垄间地，其他部位之间没有明显的规律，沙垄C 的pH和电导率最大值出现在垄间地，而土壤养分含量于坡顶部位富集；③ 各沙垄不同土层土壤性质分布规律相对一致，土壤pH、电导率随着土层深度的增加呈上升的趋势，而土壤养分随着土层深度的增加而降低；④ 土壤化学性质空间分布异质性与植被的分布格局密切相关，相互影响，当植被覆盖度较高时，生物作用起主导作用，当植被覆盖度较低时，风蚀、地形等非生物因素作用加强，影响生物作用，植被对土壤颗粒和养分的拦截及富集作用逐渐减弱或消失。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于MODIS-EVI数据，采用一元线性回归、经验正交函数（EOF）、变异系数，从时间和空间两个维度分析古尔班通古特沙漠增强型植被指数（EVI）的时空变化特征。结果表明：2000—2018年古尔班通古特沙漠整体EVI的年际变化呈显著增加趋势，增长速率为0.0160·(10a)-1（P<0.01），其中固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘中的EVI年际变化也呈显著增加趋势；生长季内沙漠整体及不同类型EVI的变化趋势大致相同，从3月开始，EVI逐渐增加，并在6—7月达到一年中的最高值；古尔班通古特沙漠大部分区域的EVI呈上升趋势，上升趋势明显的区域主要集中在沙漠南缘以及沙漠西缘的开荒区域，沙漠腹地EVI上升趋势较小，EVI降低的区域主要分布在沙漠北部；古尔班通古特沙漠EVI波动较大的区域在沙漠西缘与南缘，其中波动最大的区域在沙漠西缘的开荒区域，沙漠腹地EVI波动较小。EVI能够较好地反映以固定和半固定为主的沙漠区植被覆盖变化，其反映的植被状况对区域沙漠地貌类型的空间划分具有重要的参考意义。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 本研究采用双因素组合实验，探讨盐（NaCl）、干旱（PEG 6000）对费尔干猪毛菜（Salsola ferganica）种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示：① 费尔干猪毛菜种子萌发能耐受较高浓度NaCl和PEG胁迫。低浓度NaCl或PEG胁迫下，费尔干猪毛菜去翅种子和具翅种子萌发率与对照无显著差异，高浓度NaCl或PEG处理下，去翅种子萌发率35%以上，显示较强的耐盐、耐旱性；盐旱耦合处理下，不同低浓度PEG能够显著缓解中浓度NaCl对种子萌发的抑制作用。② 随NaCl浓度升高，具翅种子恢复萌发率逐渐上升，而去翅种子则维持较低水平；随着PEG浓度的升高，2种种子恢复萌发能力显著降低；盐旱耦合处理下2种种子的恢复萌发率与NaCl胁迫具有相同趋势。③ NaCl或PEG对去翅种子幼苗的影响比具翅种子强，特别是PEG处理；随NaCl或PEG浓度升高，2种种子幼苗的株高和根长均降低；盐旱耦合处理下低浓度NaCl对去翅种子幼苗的影响比具翅种子小（除了100 mmol·L-1 NaCl+25 g·L-1 PEG处理），中浓度NaCl对去翅种子幼苗的影响比具翅种子强，高浓度NaCl处理下随PEG浓度升高，2种种子幼苗的株高和根长均降低。以上结果显示，费尔干猪毛菜在萌发期和幼苗期具有较强的耐盐耐旱性，盐旱耦合在一定程度上能够缓解盐离子毒害效应，这对其度过早期恶劣环境具有重要的生态学意义；果翅对种子在胁迫下进入次级休眠，从而补充土壤种子库起到重要作用。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于无人机可见光影像对古尔班通古特沙漠地表类型信息进行提取，运用面向对象的多尺度分割，在提取样本的光谱、形状、纹理、植被指数特征的基础上，建立规则提取地表类型信息。结果表明：① 荒漠地表类型不同，最佳分割尺度不同；② 不同荒漠化程度地表类型特征相似，无法运用单个特征进行区分，需选用多种特征组合提取地表类型；③ 面向对象的多尺度分割方法相对于基于像元的最大似然法分类有明显提高，面向对象轻度沙漠区总体分类精度为93.00%，中度沙漠化区为91.83%，重度沙漠化区为93.50%，较基于像元的最大似然方法分别提高了10.34%、11.86%和12.50%。表明针对无人机可见光影像，面向对象的多尺度分割方法能高精度地提取荒漠地表类型信息。
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： 草本层是古尔班通古特沙漠植被的重要组成部分，在维持沙漠稳定、养分循环等方面具有重要意义。水分通常以积雪和降雨形式输入到土壤，输入方式及数量变化对荒漠植物的存活和生长有重要影响。本文以古尔班通古特沙漠南缘草本层为研究对象，利用人工增减积雪的方法，共设置4个积雪处理(0，50%，100%，200%积雪，其中100%积雪为对照)，于2009—2016年春季调查草本植物的数量特征和物种丰富度，分析草本植物数量特征对水分变化的响应；同时结合气象数据，分析不同年份一年生荒漠草本植物数量特征与主要气象因子的关系。结果表明：表层土壤含水量与积雪厚度成正比，相应的草本植物的幼苗密度与积雪水当量、表层土壤含水量成正比关系；2009—2016年，年内积雪量的变化对物种丰富度没有显著影响，各积雪处理间物种丰富度差异不显著；2009—2016年自然处理下年际间物种丰富度差异显著，2015年物种丰富度显著小于其余年份。结合气象数据分析发现，物种丰富度年际变化主要受幼苗建成期的降雨调控，并且干旱年份过后的湿润年份物种丰富度不受前一年降水的影响，说明荒漠草本植物层片具有较强的自我调节能力；自然处理下，不同年份草本植物旺盛期的存活数量与大气干旱程度(空气饱和差)呈显著负相关关系（R2值为0.611，P0.05），说明大气干旱程度更能表征荒漠草本植物生长峰值期的存活情况。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2018-11-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 根据2016年古尔班通古特沙漠南缘丘间地梭梭生育期定点观测的土壤水分、气象要素等资料，基于水量平衡原理估算了梭梭生育期蒸散量，分析了蒸散变化规律。结果表明：（1）在梭梭生长季，降雨量为206.7 mm，降雨分布不均，梭梭萌发期，降雨量最多；梭梭生长旺盛期，月降雨量逐月减少；梭梭枯落期，降雨量最少；（2）在梭梭生长季，梭梭群落0~400 cm土壤贮水量变化整体呈下降趋势, 梭梭萌发期是土壤贮水量盈余期，生长旺盛期和枯落期为土壤贮水量亏损期；梭梭群落发挥土壤水库效应，依靠生长季前土壤蓄水来弥补梭梭群落生长季需水缺额；（3）在梭梭生长季，蒸散量变化特征为多峰曲线，峰值主要出现在降雨集中期，最低值出现在土壤贮水量亏损期；（4）在梭梭生长季，梭梭群落累积蒸散量增幅始终高于累积降雨量增幅，累积蒸散量大于累积降雨量。
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