分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 生态环境质量评估对于区域社会经济的可持续发展至关重要。以新疆乌鲁木齐市为研究区，通过对2000年、2010年和2019年3期Landsat系列数据进行预处理，利用主成分分析法构建遥感生态指数（Remote Sensing Eco⁃logical Index, RSEI），使用地理探测器中单因子分析和多因子交互作用分析法对RSEI的8个影响因子（人口密度、土地利用类型、海拔高度、经济密度、绿度、湿度、热度和干度）进行影响程度的定量探测，进而揭示出影响研究区生态环境质量的主导因素。结果表明：（1）2000年、2010年和2019年乌鲁木齐市RSEI均值分别为0.21、0.21、0.23呈增加趋势，研究期内乌鲁木齐市生态变好的面积大于变差的面积，说明乌鲁木齐市的生态环境质量处于转好的状态；（2）近20 a研究区8个影响因子中单因子热度指标对RSEI的空间分异特征解释力最强；（3）研究区生态环境的空间分布特征是多种影响因子共同交互作用的结果，在考虑多因子交互作用情景下人口密度，绿度指标和干度指标是区域生态环境质量状况的主要影响因素和关键驱动力。评价区域生态环境质量，了解生态环境状况及掌握其变化规律，不仅有利于促进区域经济可持续发展，而且对于城市生态文明建设具有重要的现实意义和参考价值。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 通过分析努尔苏丹不同人工林，筛选健康综合评价指标，建立健康综合评价模型，为努尔苏丹及其周边人工林提供健康综合评价理论基础。调查努尔苏丹25块人工林样地和2块天然林样地，选取林下植物Shannon-Wie⁃ner指数（X1）、Pielou指数（X2）、Simpson指数（X3）、林分空间综合结构综合指数（X4）、土壤有机质（X5）、全氮（X6）、全磷（X7）、pH（X8）、质量含水量（X9）、林木平均株高（X10）、平均胸径（X11）、平均枝下高（X12）、平均冠幅（X13）和林下更新（X14）共14个指标，采用因子分析、聚类分析、判别分析和逐步回归分析等多元统计分析法，对努尔苏丹人工林健康状况开展综合评价。通过因子分析将14个单项指标转换为4个相互独立的综合指标，其贡献率分别为30.482%、24.374%、19.711%和8.646%，代表了全部数据83.212%的信息量。结合因子得分系数矩阵与各因子权重得到健康综合得分值。对健康综合得分值进行聚类分析，将选择的样地划分为5类，优质健康（Ⅰ）、良好健康（Ⅱ）、一般健康（Ⅲ）、亚健康（Ⅳ）和不健康（Ⅴ）。使用判别分析验证聚类分析的效果，其自身验证与交叉验证的准确率分别为100%、85.185%。采取逐步回归分析建立努尔苏丹人工林健康评价最优数学模型，H= 0 + 0.293X13 +0.186X5 + 0.079X3 + 0.100X2 + 0.038X7（R2=0.987），筛选出5个判断人工林健康状况的指标，分别为平均冠幅、土壤有机质、Simpson指数、Pielou指数和土壤全磷。平均冠幅、土壤有机质、Simpson指数、Pielou指数和土壤全磷可作为判断努尔苏丹人工林健康状况的指标，可在相同条件下测定这5项指标，计算健康综合评价值并预测其健康状况。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 如何协调区域社会经济和人口、资源环境发展，已成为生态环境建设面临的紧迫任务，识别特定地区的脆弱性则是实现有效生态系统管理的前提。以京津风沙源——浑善达克沙地为研究区，采用“暴露-敏感-适应”（VSD）模型建立评价指标体系，结合Moran’s I 指数与主成分分析，对2000—2019年该沙地生态脆弱性进行评价和驱动机制分析。结果表明：浑善达克沙地生态脆弱性20 a间呈现增加的趋势；其生态脆弱性空间上呈集聚现象，表现为西部高-高聚集、东部低-低聚集的分布格局，且具有明显的空间相关性；生态脆弱性的时空分布的异质性是由不同程度的人类活动与气候因素的叠加效应造成的。该研究为浑善达克沙地的生态建设和生态恢复提供理论依据，并提出因地制宜的治理建议和措施。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 巴尔喀什湖流域是跨越中国新疆（境内）和哈萨克斯坦（境外）的重要流域。利用1970s、2005年和2015年3期土地利用/土地覆被（Land Use and Land Cover, LULC）数据与马尔科夫模型等方法，分析1972年流域内最大的水利工程卡普恰盖水库建成和前苏联解体以来流域LULC变化过程和趋势，并对比流域境内外差异，为该地区土地资源管理及生态环境保护提供依据。结果表明：巴尔喀什湖流域LULC变化呈现出耕地和林地面积先减后增（总体增加）、水域和未利用地面积先增后减（总体减少）、草地和城乡建设用地面积持续增加的变化趋势。这表明后期LULC变化对整个研究期LULC变化影响更大。以上变化以双向转换为主，因此，整个研究期内全流域变化过程始终处于平衡状态。境内外LULC类型结构和变化过程均不相同，境内分配比境外均匀，单一类型和区域LULC变化趋势与状态指数均表明境内LULC类型变化过程比境外稳定，但由于境外面积占全流域86%，主导了全流域LULC类型结构和变化过程。全流域在研究期内始终处于平衡状态。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 干旱在全球范围内产生了深远的社会和经济影响，可靠的干旱监测对防旱抗旱工作具有重要指导意义。由于在植被覆盖度和农作物种植率较低区域使用植被状态或单因子进行干旱监测时精度较低，故本文采用地表温度（LST）、降水量（P）和土壤湿度（SM）数据，基于三维欧氏几何空间中欧氏距离方法构建了一种新的干旱指数：温度-土壤湿度-降水干旱指数（TMPDI）用于干旱监测。并以甘肃省为研究区，利用SPI、SPEI、遥感数据以及小麦单位面积单产对TMPDI进行验证。结果表明：TMPDI与SPI、SPEI高度相关（R2>0.64）,且在干旱监测中兼顾降水量与气温影响的同时，降低了使用降水量或地表温度进行干旱监测的不确定性，提高了土壤湿度在农业干旱监测中的准确性与有效性，能准确地描述干旱事件的时空演变特征，同时也能较好地反映出干旱强度与干旱面积率的变化对小麦产量造成的影响，说明TMPDI在农业干旱监测中具有较高的有效性和可靠性。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 草原是西部生态环境建设的关键部分，其生态系统极易受到破坏。近年来荒漠草原干旱灾害频发，以内蒙古阴山北麓荒漠草原生态水文国家野外科学观测研究站为试验区，通过监测不同坡位的降水变化，分析气象因子与干旱指标PA 值之间的联系与作用，并构建了回归模型。结果表明：（1）阴山北麓荒漠草原不同坡位的降水量为：下坡＞中坡＞上坡，对应的干旱指数PA 值为：上坡PA＞中坡PA＞下坡PA。（2）从各时间尺度观测可知：月尺度分析发现各坡位均出现不同程度的干旱现象，干旱频率较高；季尺度分析发现只在冬季出现轻旱现象；年尺度分析发现近5 a该区域未达到干旱阈值。说明该地区年均降水充足，未发生干旱灾害。（3）根据降水量、气温、风速等主要气象因子与干旱指数PA 值构建的多元回归模型为：YPA=78.799+0.255x1-3.395x2-1.831x3，R2为0.994，模型的拟合程度高，可以较好的反应出该区域的干旱情况。为进一步研究多气象因子与各类干旱指标之间的关系，以及构建旱情评价体系提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 选取腾格里沙漠南缘对气候变化敏感的昌岭山为研究区，通过分析昌岭山优势树种青海云杉树轮宽度年表与气候因子的相关关系，得出5—7月PDSI（帕默尔干旱指数）与树轮宽度年表的相关性较强（r=0.621，P<0.001），干旱是影响树木径向生长的主控气候因子；通过建立树轮宽度年表和PDSI的线性回归方程，重建了研究区过去146 a以来的PDSI干旱变化；同时基于重建的PDSI的年际变化表明：研究区在过去146 a间共经历了4个干旱期（1882—1894年，1915—1936年，1966—1978年，1989—2015年）。周期分析结果显示重建序列存在2 a、2.6~3 a、11 a左右的变化周期，说明研究区气候变化主要受厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和太阳黑子活动的驱动。研究结论对于探讨中国西北干湿变化规律及预测未来气候变化条件下该区域亚高山森林生态系统的变化提供了科学依据。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 采用4个气象站1961—2018年的沙尘暴监测资料，分析了和田地区沙尘暴频次和持续时间的分布特征和变化趋势，并探讨了沙尘暴长时间变化原因。结果表明：（1）和田地区年平均沙尘暴日数20.4 d，是我国沙尘暴最多的地区之一。（2）和田地区在春夏季沙尘暴频次最多，峰值在5月；冬季12月的沙尘暴过程持续时间最长，夏季6月的持续时间最短；持续时间在1~30 min的沙尘暴频率最多。（3）和田地区24 h都有可能出现沙尘暴，在18:00—23:00出现沙尘暴频次最多，后半夜至上午开始的沙尘暴持续时间最长。（4）和田地区在16个风向方位都会出现沙尘暴，来自西方路径沙尘暴的风速和频率大（多）于其余路径沙尘暴。（5）在和田地区，最大风速达3.0 m·s-1就可能会引发沙尘暴，有87.5%的沙尘暴发生时极大风速未达到大风标准。（6）近58 a来，和田地区的年沙尘暴日数显著减少，年大风日数和最大风速也显著减少；沙尘暴频次20世纪60年代最多，从90年代开始明显减少，沙尘暴过程持续时间20世纪70—80年代最长，从21世纪00年代开始明显缩短。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于1971—2015年陕西省无缺测情况、分布较均匀的58个气象站点的逐日降水数据，采用最大1日、3日、5日和7日的降水量代表极端降水，应用地区线性矩法研究区域极端降水的时空特征。结果表明：（1）陕西省可划分为6个水文气象一致区，其中广义极值分布（GEV）在各一致区的模拟效果最好，各一致区最优频率估计值与同频率的实测值较为吻合。（2）地区分析法计算的极端降水频率估计值较单站分析法具有更好的稳健性和准确性，尤其是在计算较长时段的极端降水情况下更显著。（3）重现期为2 a一遇时，陕南的地区增长因子大于陕北；重现期达到5 a一遇时则相反，且随着重现期的增长，地区增长因子及其在陕南、陕北的差异也在增大。（4）在100 a和50 a一遇重现期下，极端降水在陕西省南部较大，东部居中，中部的咸阳至商洛地区、西部的延安西北和榆林西部较小；极端降水的分布特征与陕西省独特的地理特征有关，尤其是东西向分布的秦岭阻挡了水汽向北输送，造成了极端降水的南北差异。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 选取近57 宁夏20个气象站夏季逐日最高气温、NCEP/NCR再分析及北极海冰资料，利用气候统计诊断方法，分析了宁夏夏季极端高温的气候异常特征及其与北极海冰的联系。结果表明：宁夏夏季极端高温总强度、事件频次及最长持续日数自1961年以来总体呈增加趋势，尤其1990s后期至2000s中期是年代际增加最快的时段；极端高温总强度偏强年，宁夏处于500 hP位势高度场正中心的南边，北边冷空气不易入侵，有利于宁夏夏季极端高温偏强；前期春季格陵兰海、巴伦支海、喀拉海地区海冰密集度偏高时，激发500 hP位势高度距平场上出现正负相间的波列自北向南、自西向东往欧亚地区稳定传播，造成乌拉尔山高压脊减弱，使得欧亚中高纬地区以纬向环流为主，导致宁夏夏季极端高温强度偏强。本研究结果旨在为宁夏夏季极端高温预测提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用1961—2018年4—9月新疆气象台站实测日最高气温资料、NCEP再分析资料以及大西洋海温资料，对新疆区域高温（≥35 ℃）的日数、初终日、强度等变化特征及与高空环流、大西洋海温关系进行了分析。结果表明：在气候“增暖增湿”背景下新疆高温日数显著增多。在这一情势下，高温的极端性在增多、增强，表现在极高温（Tmax≥40 ℃）发生的日数占比显著增多，一般高温（37 ℃＞Tmax≥35 ℃）发生的日数占比呈下降趋势；极高温站数增多，北扩至北疆偏北的阿勒泰地区。全疆高温日初日呈提前、高温日终日呈推后态势，高温日在春季、初秋增多成为高温变化的显著特征。新疆高温日数的增多趋势与高空异常环流密切相关，当赤道大西洋海表温度偏高将有利于南亚高压控制巴尔喀什湖至蒙古国区域，使得新疆区域高温日数偏多。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用喀什河流域山区2017-07—2018-06大气降水同位素数据，以及流域山区温度、降水气象资料，分析了降水中δ18O、δD和氘盈余（d-excess）变化特征，讨论了δ18O与气温、降水量的关系，通过利用HYSPLI模型追踪分析流域山区大气降水的水汽来源。结果表明：（1）流域内降水中δ18O季节变化明显，夏季δ18O同位素富集，冬季δ18O同位素贫化。（2）不同降水类型中δ18O、δD的关系差异明显，夏季δD蒸发分馏大于δ18O、降雨大气降水线斜率及截距较小；冬季δD蒸发分馏明显减弱，降雪大气降水线斜率及截距较大。（3）流域内大气降水同位素存在明显的温度效应，但是降水量效应不显著。（4）流域内大气降水水汽主要来源于大西洋，受水汽远距离输送，途中加入较多二次蒸发水汽的影响，氘盈余值（d-excess）整体上偏大，但是2月氘盈余偏低，与受北极气团源地温度低、空气湿度大、水汽输送路径短影响有关。（5）该流域夏季降水主要来源于西风环流和局地再循环水汽，冬季则受西风环流和北极气团共同影响，大西洋水汽形成的降水占研究区总降水量的68.6%，局地再循环水汽占17.1％，北冰洋水汽形成的降水占研究区总降水量的14.3%。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用水平分辨率为0.25°×0.25°的ERA5小时再分析资料，采用CWR-MEM方法和EOF方法对2014—2018年青海省降水、水汽、水凝物及空中云水资源进行分析。结果表明：青海省年降水分布呈东南多、西北少阶梯性递减特征，空间分布极不均匀。水汽分布带主要为北部的柴达木—青海湖—河湟谷地分布带、西南部的可可西里—治多—杂多分布带和东南部的巴颜喀拉山—黄河河曲地区分布带；水凝物和降水分布特征类似，呈东南多西北少的分布格局，在山脉迎风坡相对偏多。水汽主要从南、西南和西北边界输入，水凝物主要从澜沧江和长江源区的西部和南部输入，全省平均水汽和水凝物降水效率分别为0.3%和14%；总云水资源708×108 t，在三江源地区南部及东南部最为丰沛，最高达2000 kg·m-2，祁连山南麓至西宁延伸带的云水资源为次高区，柴达木盆地云水资源总量相对较低。云水资源EOF分解中主要空间分布呈现东北多西南少的阶梯式变化。依据水汽、水凝物输送及云水资源分布特征结合不同区域、不同地形开展有针对性的人工影响天气作业十分必要。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用陕西省1958—2017年18个气象观测站逐月0 cm地温和气温数据，结合线性回归、Mann-Kendall非参数检验、空间插值等方法，分析了陕西省0 cm地温时空变化趋势。结果表明：（1）近60 a来，陕西省年际及四季平均0 cm地温除夏季外均呈显著增加趋势（P＜0.01），气候倾向率呈冬季［0.42 ℃·(10a)-1］＞春季［0.38 ℃·(10a)-1］＞年际［0.27 ℃·(10a)-1］＞秋季［0.23 ℃·(10a)-1］＞夏季［0.07 ℃·(10a)-1］的规律。（2）陕西省年际和四季平均0 cm地温均发生突变增温，主要集中在20世纪90年代后期，地温突变后较之前升温幅度为春季＞冬季＞年际＞夏季＞秋季。（3）陕西省年际及四季平均0 cm地温均表现为“南高北低”的空间分布特征，所有气象站点年际、春季和冬季地温及33%的站点夏季地温、83%的站点秋季地温呈现显著上升趋势（P＜0.05）。（4）陕西省年际及四季地气温差除夏季外均呈上升趋势，其中气候倾向率呈冬季［0.17 ℃·(10a)-1］>春季［0.1 ℃·(10a)-1，P年际［0.07 ℃·(10a)-1，P秋季［0.02 ℃·(10a)-1］>夏季［-0.01 ℃·(10a)-1］的规律。（5）陕西省近60 a年均温及四季气温与0 cm地温均呈显著正相关关系，其显著性呈现秋季＞春季＞年＞夏季＞冬季的特点。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 降水量预测是现代气候预测业务的核心和难点。耦合模型在新疆降水量预测的研究应用屈指可数，因此，通过尝试建立集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD）和长短期记忆神经网络（Long Short-Term Memory Network，LSTM）的耦合模型对天山北坡经济带降水量进行预测研究。将1965—2019年天山北坡经济带共55 a的年降水量数据进行EEMD分解，转换成4个平稳分量和趋势项，通过谱分析得出各个分量的准周期，为后续训练LSTM模型提供基础。根据EEMD分解后的各分量训练得出LSTM网络模型并利用该模型进行研究区降水量预测。结果表明：EEMD-LSTM耦合模型预测2010—2019年天山北坡经济带降水量的平均相对误差为13.38%，均方根误差为38.03 mm，认为EEMD-LSTM耦合模型对天山北坡经济带降水量预测精度较好。利用EEMD-LSTM耦合模型预测2020—2029年天山北坡经济带年降水量，其中有6 a降水偏多，4 a降水偏少，2025年可能为极端湿润年，降水偏多超过20%；而2021年为极端干旱年，降水量预计低于200 mm。本文探索了干旱区降水量预测的新方法，并为气象防灾减灾工作提供参考依据。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用张掖CINRAD/CC多普勒雷达资料，结合气象观测资料及L波段探空秒数据，分析祁连山北麓不同类型强降水过程中地形的影响效应，结果表明：不同类型强降水的形成机制及物理量条件各有差异，地形对降水的影响效应也各不相同；各类型降水的大值区集中在山区或山地北坡，地形升高造成的强迫抬升效应显著；局地小地形的阻挡、辐合和抬升作用在强对流性降水过程中较为突出；大地形整体抬升形成的列车效应及局地小地形的汇集作用共同造成了短时强降水型过程；而系统性冷空气影响降水过程中，地形作用的主要表现形式是承载层气流在“口袋”状地形影响下，强回波不断生成并长时间维持；探空数据上，高层冷云降水与低层暖云降水的表征项变化各不相同。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用1981—2020年常规探空资料对塔里木东风低空急流进行了分析。结果表明：（1）塔里木东风低空急流平均每年出现74.2 d，整体呈减少趋势；平均风速为16.3 m·s-1，呈减小趋势；平均高度为1555.1 m，呈升高趋势；平均高层垂直风切变为9.94×10-3 s-1，低层为7.33×10-3 s-1，均呈减弱趋势。（2）塔里木东风低空急流的季节变化明显，其日数、风速和垂直风切变都是春季最多（强），夏季次之，冬季最小（弱）；高度则为冬季最高、秋季次之，春季最低。（3）塔里木东风低空急流的逐月差异较大，其日数和高层垂直风切变均在5月最多（强），12月最少（弱）；平均风速在5月最大，12月最小；平均高度在1月最高，4月最低；低层垂直风切变在4月最强，12月最弱。（4）塔里木东风低空急流的平均持续时间为2.3 d，夏季最长，冬季最短，出现次数随持续时间的增加而迅速减小，其中，持续1 d的塔里木东风低空急流出现次数最多，占总次数的48%；持续时间在3 d以内的出现次数占总次数的76.0%。位于内陆干旱区的塔里木东风低空急流，从上下层垂直风切变的分布特征来看，总体属于大尺度低空急流，与我国季风区的中尺度低空急流存在差异。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 羌塘高原湿地能量交换过程及其作用结果对气候有着重要影响。本研究选择羌塘高原申扎地区典型高寒湿地的辐射平衡观测数据为基础，分析了2018-07—2020-07逐日、逐月、逐时、不同季节典型天气辐射各分量及逐日反照率变化特征。日尺度上，辐射各分量均表现出明显的季节规律，呈“U”型变化。6月向下短波辐射全年最大为301.1 W·m-2，平均温度最高，向上长波辐射也达到最大，为371.5 W·m-2，1月则相反。季节尺度上，短波辐射各季节平均值春季＞夏季＞秋季＞冬季，长波辐射和净辐射则夏季最高，冬季最小。不同天气下，各季节晴天辐射通量较平滑，多云和降水天气变化不规则。地表反照率2018—2020年观测均值为0.23，夏、秋季小，冬、春季大，降雪天气甚至达到了0.63。研究结果可对揭示羌塘高原典型高寒湿地辐射收支的动态变化规律、阐明羌塘高原热力作用对其自身及周边地区的影响提供数据支撑。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 地理探测器是研究地理现象的空间分异性，并且定量分析其驱动因子的一种统计方法。利用地理探测器方法对青藏高原24个站点的降水δ18O年均值进行了分析，该方法可在一定程度上反映青藏高原降水δ18O年均值的空间分异性，得出纬度、海拔、经度和降水量对青藏高原降水δ18O年均值空间分异的解释力分别为0.82、0.71、0.57和0.49，温度对青藏高原降水δ18O年均值空间分异的解释力不显著；因子之间的共同作用增强了降水δ18O年均值在空间上的分异性。讨论了青藏高原站点降水δ18O年均值与纬度、经度、海拔、年降水量和年均温之间的关系，并对降水δ18O主控因子的季节变化进行分析，得出纬度对青藏高原降水δ18O年均值、夏季均值和冬季均值空间分异的解释力均为最强。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-08 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要： Switchgrass is an introduced C4 grass in the semi-arid Loess Plateau of China, but there is a lack of information to assess its ecological invasive risk. In this study, Old World bluestems (native C4 grass) and switchgrass were sowed at five mixture ratios (8:0, 6:2, 4:4, 2:6 and 0:8) under two soil water levels (80% field capacity (FC) and 40% FC) and two nitrogen (N) treatments (0 and 100 mg N/kg dry soil, termed N0-unfertilized and N1-fertilized treatments, respectively) in a pot experiment in 2012. Biomass, root morphological traits and relative competitive abilities of these two species were analyzed. Results showed that biomass of both species was significantly greater under 80% FC or N fertilization, and switchgrass had a relatively larger root: shoot ratio (RSR). Total root length (TRL) and root surface area (RSA) of switchgrass were significantly higher under 80% FC irrespective of N treatment, while those of Old World bluestems were only significantly higher under N fertilization. N had no significant effect on TRL and RSA of switchgrass, while RSA of Old World bluestems significantly increased under 80% FC and N fertilization. Under 40% FC and N0-unfertilized treatment, the aggressivity of Old World bluestems was larger than zero at 2:6 and 4:4 mixture ratios of two species, whereas it was close to zero at 6:2 mixture ratio. Root competitive ability of switchgrass significantly increased under 80% FC or N fertilization. The aggressivity of Old World bluestems was negative at 6:2 mixture ratio under 80% FC and N fertilization, while it was positive at 2:6 mixture ratio. Switchgrass may become more aggressive when N deposition or rainfall increases, while a proper mixture ratio with appropriate water and N management could help with grassland management in the semi-arid Loess Plateau.
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