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: 通过对青海省治沙试验站3 a、5 a、10 a、16 a和30 a生的中间锦鸡儿(Caragana intermedia Kuang et H. C. Fu)人工林细根生物量的测定分析,了解其细根生物量的垂直分布和动态变化特征以及周转速率。结果表明:中间锦鸡儿人工林约41%的活细根和39%的死细根分布在0~20 cm 的土层,38%的活细根和死细根分布在20~40 cm 的土层,21%的活细根和23%的死细根分布在40~60 cm 的土层。细根生物量表现出明显的季节动态性,活细根生物量峰值出现在6月和8月或者6月和9月,8月或9月达到最大值;死细根生物量峰值出现8月和9月,也是8月或9月达到最大值。不同林龄人工林细根周转速率分别为:0.53、0.66、0.56、0.73、0.78次﹒a-1。细根生物量和周转率均随林龄增大而增加,随土层加深而减小。
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: 植物功能性状是连接植物与外界环境的重要桥梁,其在不同环境梯度下的变化表现出了对异质环境的适应机制。本文以敦煌西湖国家级自然保护区克隆植物芦苇(Phragmites australis)为研究对象,设置了未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个梯度样地,研究环境异质条件下芦苇叶功能性状特征及其对土壤环境因子的响应。结果表明:① 各环境梯度下,芦苇叶功能性状特征变化显著(P<0.05),叶长、叶宽、叶面积、叶干重随环境梯度退化呈下降趋势,比叶面积随梯度退化呈上升趋势;② 芦苇各叶功能性状间呈协同变化的特征,叶长、叶宽、叶面积、叶干重之间呈极显著正相关(P<0.01),比叶面积与叶长、叶干重呈显著负相关(P<0.05);③ 叶长、叶宽、叶面积、叶干重与土壤表层(0~30 cm)、中层(30~60 cm)水分呈显著正相关(P<0.05),而与土壤表层、中层含盐量呈显著负相关(P<0.05),说明土壤表层与中层的水分与盐分是芦苇叶功能性状最主要的驱动力。研究结果对干旱区内陆河湿地的保护、生态恢复及管理具有重要的指导意义。
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: 草地作为半干旱区的主要植被类型之一,开展牧草对土壤水分变化响应机制的研究,对于该地区水资源的可持续利用和生态环境的建设均有重要意义。本文以选取半干旱区4种典型牧草作为研究对象,在对其进行干旱及旱后复水处理模拟自然降水过程的基础上,分析牧草的形态、水分生理、光合生理等特征对土壤水分变化的响应,结果表明:① 水分胁迫下牧草地上形态指标(单叶面积、地上干重)呈显著的下降趋势,而地下形态指标(地下干重、根冠比)则反之;复水结束后,牧草形态特征指标有明显的恢复,披碱草(Elymus nutans Griseb.)和黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)出现了超补偿效应。② 水分胁迫下牧草水分生理特征表现为明显的下降趋势,复水后逐渐恢复,复水14~21 d后基本恢复对照组水平。干旱条件下,2种豆科牧草能维持较高的水势,属于高水势延迟脱水型;而禾本科牧草属于低水势忍耐脱水型。③ 水分胁迫下,牧草光合生理特征也表现为明显的下降趋势,轻微水分胁迫能够暂时提高豆科牧草光合能力;豆科和禾本科牧草叶片光合特性对干旱的响应机制存在一定的差异,面对干旱胁迫,豆科牧草通过及时关闭气孔来减少水分散失,而禾本科牧草通过延缓气孔关闭牺牲叶片水分的方式维持正常生长。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 在样地调查的基础上,结合相邻格子取样方法,采用扩散系数(C)、丛生指标(I)、负二项参数(K)、聚块性系数(Ca)、平均拥挤指标(m*)、聚集度指标(G)、Moristia指数( )、Green指数(IG)等8个指标,对石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局、聚集强度进行了研究,结果表明:沙地和盐碱地黑果枸杞个体数量较多,聚集程度相对较高,砾石和固定半固定沙地黑果枸杞的个体数量较少,聚集程度相对较低;盐碱地和沙地黑果枸杞种群呈现聚集分布,固定半固定沙地和砾石样地相对于沙地和盐碱地的聚集程度有所减弱,有一定的随机趋势;不同发育阶段的黑果枸杞种群格局类型总体呈现聚集分布的特点,随着龄级的增大,黑果枸杞种群分布格局表现出由聚集向均匀分布的变化趋势。
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 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 运用InVEST模型,对甘肃祁连山自然保护区土壤保持现状与功能进行了定量评估,分析了不同土地利用、海拔高度、坡度以及土壤类型下的保土状况。结果表明:2015年甘肃祁连山自然保护区土壤侵蚀量与土壤保持量分别为1.67×108 t、4.21×108 t。从侵蚀面积来看,保护区以微度和轻度侵蚀为主,占总面积的63.95%;虽草地的土壤保持能力弱于其他自然植被类型,但草地是土壤保持总量最高的土地利用类型;不同海拔梯度下的土壤保持总量随海拔增加呈现先增后减的趋势,保护区内海拔2500~3500m的土壤保持功能最好;栗钙土的土壤保持量最高,黑毡土在草原土壤类型中土壤保持强度较低;坡度为15°~25°的区域土壤保持量最大,占土壤保持总量的31.93%;甘肃祁连山保护区生态系统减少泥沙淤积和减少土地废弃的价值分别为5.76×108元和1.44×108元,保护区内林草地保肥价值为9.03×1010元。
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: 基于新疆民丰县85组农田表层土壤样品中的6种微量营养元素(Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo)的实测含量,运用地统计学方法对研究区土壤中微量营养元素的含量及空间分布进行分析。结果表明:Cu、Fe、Mn元素的块金系数在25%~75%,为中等程度的空间自相关性,空间变异同时受到自然因素和人为因素的影响;土壤B、Zn、Mo元素的块金系数小于25%,具有强烈程度的空间自相关性,空间变异受到影响的因素主要有成土母质、气候等自然条件。Fe、B、Zn元素的平均含量处于较缺乏水平,Mn、Cu元素的平均含量处于中等水平,Mo元素的平均含量处于较丰富水平。研究区土壤中6种微量元素之间存在一定程度的相关性。土壤有机质和pH对土壤微量营养元素含量均有不同程度的影响。
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: 为了研究樟子松人工固沙林林分密度对土壤理化特性的影响,在章古台地区选取林分密度分别为625(P1)、775(P2)、1 025(P3)、1 175(P4)株·hm-2和1250(P5)株·hm-2的樟子松中龄林(林龄为23~27 a)为研究对象,对0~100 cm深度的樟子松林地土壤按0~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm进行分层分析其理化特性。结果表明:0~10 cm土层全氮和20~40 cm土层土壤容重随密度增加呈上升趋势,P5显著高于P1(P < 0.05);0~80 cm土层全钾和0~60 cm土层pH随密度增加先升高后降低,P3最高,且P3样地全钾在10~60 cm土层显著高于P1(P < 0.05);pH在0~40 cm土层显著高于其他样地(P < 0.05);0~10 cm土层全磷随密度增加而减小,P1显著高于P3~P5(P < 0.05);P4或P5样地有效钾在0~40 cm土层显著高于P1、P2样地(P < 0.05),在40~100 cm土层显著高于P3样地(P < 0.05);P2~P4样地的土壤孔隙度在40~100 cm土层低于P1和P5样地。综合考虑林分密度对樟子松中龄林土壤理化特性的影响,章古台地区樟子松林的合理林分密度为1025~1175株·hm-2,可采取间伐等营林管理措施调节林分密度,确保樟子松固沙林生长具有良好的土壤条件。
分类: 地球科学 >> 地球化学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为揭示滴灌不同水分调控下设施栽培葡萄产量与土壤学特性等相关指标的响应关系,在甘肃省永登县设施葡萄试验基地开展葡萄滴灌不同生育期水分调控田间灌溉试验,分析水分调控对设施栽培葡萄土壤积温、蔗糖酶和淀粉酶活性、有机碳(TOC)、微生物量碳(MBC)和微生物熵(qMB)等土壤学特性的影响,基于隶属函数综合分析明确了影响葡萄产量及各项土壤生物学特性指标的最佳水分优化处理。结果表明:新梢期水分胁迫的土壤积温、土壤酶、TOC、MBC、qMB均显著(P<0.05)高于对照;新梢期水分胁迫较对照可增产44.6%;果实膨大期作为葡萄生长的关键阶段,此时水分胁迫对土壤淀粉酶影响不显著,但对其他土壤学特性指标具有一定的抑制作用,并且可减产9.7%;隶属函数综合分析表明,土壤生物学特性指标及产量综合隶属排名为:PS﹥FS﹥CS﹥CK﹥ES。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 本研究通过对塔里木河下游4个观测点地下水位的监测和地下水蒸散发的估算,分析荒漠河岸林地下水位月和日的波动、地下水蒸散发(ETg)的时空变化及其主要影响因素。结果表明:① 在生态输水前(7月21日至8月12日),4个观测点地下水位呈整体下降趋势;而生态输水后,水位保持稳定上升趋势。在整个观测期内,地下水位都表现出明显的昼夜波动现象。② ETg 均呈现出单峰变化特征,8:00开始快速增加,在12:00—16:00维持在一个较高水平上,18:00以后快速下降,最高值出现在当地时间14:00。③ ETg随着植被类型、覆盖度的不同而存在显著差异,同时又受地下水位埋深的影响。④ 太阳辐射、温度和饱和水气压差是影响塔里木河下游地下水蒸散发日变化的主要因素,风速对其无显著影响。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:① 河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26.08%~31.75%。② 监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③ 监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165.8 mm,最大渗漏强度为21.4 mm·(2h)-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。
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: 为探究新疆昌吉州东部平原区地下水水质演化过程,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比法对昌吉州东部平原区2016年63组地下水水质取样点及54组2012—2015年地下水水质监测数据进行分析。结果表明:昌吉州东部平原区2012年地下水阳离子平均含量总体为Ca2+>K++Na+>Mg2+,阴离子平均含量总体为HCO3->SO42->Cl-;从2013年开始,SO42-逐渐增大,Ca2+逐渐减小;到2016年阳离子平均含量总体为Ca2+>K++Na+>Mg2+,阴离子平均含量总体为HCO3->SO42->Cl-。水化学类型由2012年HCO3—Ca·Mg(Ca·Na、Ca·Na·Mg)型向2016年HCO3·SO4—Ca·Na·Mg(Ca·Mg、Ca·Na)演化,这主要与含水介质的风化作用和蒸发浓缩作用有关,而蒸发浓缩作用更加体现在承压水区的上部潜水中。地下水中Na+、K+、Cl-主要来自岩盐的溶解;Ca2+、Mg2+主要来自蒸发岩溶解;SO42-主要来自石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)的溶解。Cl-、SO42-除来自岩盐的溶解外,还受到人类活动的影响。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为了实现对藏北区域范围内春夏旱情的动态连续监测,基于温度植被干旱指数(TVDI)和模糊数学方法建立了遥感干旱的划分标准,研究时段为1980—2017年。首先利用MODIS产品数据计算TVDI,然后根据气象干旱等级监测结果,采用模糊数学法建立基于MODIS TVDI的干旱等级划分标准,并对监测结果进行精度验证,最后分析了近年来藏北地区旱情的时空变化特征。得到的主要结论:① 基于归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)计算得到的温度植被干旱指数TVDIN和TVDIE,均与20 cm实测土壤水分含量在0.05的水平达到显著相关,TVDIE的决定系数更高;② 基于TVDIE将旱情划分为无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱5个等级,其中,据此标准获得的藏北地区旱情等级与气象干旱等级监测结果大体一致;③ 近年来藏北地区旱情整体不太严重,且总体趋缓,其中,2009年最严重,发生中旱及以上旱情的区域面积达24%,年内旱情在6月最严重。就旱情的空间分布特征而言,研究区西南部和中部干旱比较严重,北部和东南部相对较轻。研究成果可为藏北地区干旱监测提供数据支撑,遥感干旱等级的划分方法可为其他地区的干旱研究提供参考。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 基于内蒙古地区41个气象站点1958—2017年的逐日降水数据,采用世界气象组织等推荐的9个极端降水指数,运用线性趋势分析、克里金插值法、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和主成分分析等方法研究了内蒙古地区近60 a来极端降水的时空变化、周期规律和气象灾害效应。结果表明:内蒙古地区近60 a来出现了干燥化趋势,即伴随着降水量的减少,各极端降水指数出现不同程度的下降趋势,以20世纪60年代和21世纪初下降最为明显。各极端降水指数倾向率在空间上大体呈现出从东西部向中部递减的规律,大都以集宁、呼和浩特、通辽和新巴尔虎右旗为低值中心。各极端降水指数的最大概率突变年为1995年,此后出现了不显著下降的趋势。各极端降水指数均存在3~5 a、14~17 a、20 a左右的周期变化。除连续无雨日数外,各极端降水指数与年降水量之间均存在较好的相关性。内蒙古极端降水变化导致该区旱灾与风灾增多加重,草原沙漠化加强,洪灾与低温冻害减少减轻,应有针对性地采取措施加强旱灾与风灾预防。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: “一带一路”倡议在中国西北干旱半干旱区的实施,是否会带来水、大气的污染转移效应引起广泛关注。匮乏的水资源、脆弱的生态环境决定了其不宜引入污染密集型的外商直接投资(FDI)。有别于以往文献从国家、省级层面或分东、中、西地区对FDI的污染转移效应进行研究,本文使用更能体现干旱半干旱区生态、经济差异的城市级数据,运用灰色关联、双重差分方法,研究“一带一路”倡议下,FDI是否对中国西北干旱半干旱区城市水、大气产生污染转移效应。结果显示,“一带一路”倡议实施以来,西北干旱区城市水、大气污染排放与FDI的关联程度下降;且半干旱区远大于干旱区的FDI增幅,并没有导致西北半干旱区与干旱区城市间显著的水、大气污染排放的差异。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 根据1961—2018年新疆夏季高温日数的气候特征分析,新疆夏季高温日数的空间分布型可以分为全疆一致型、南北反相型和东西反相型。全疆一致型分布为新疆夏季高温日数的主要空间分布形态,在20世纪90年代中后期发生了一致增多的突变;南北反相型的分布在21世纪是多发的;21世纪以来,东西反相型多表现为偏西地区高温日数偏少、偏东地区高温日数偏多的分布特征。与3类分布型显著相关的环流场关键区域均位于中低纬度,当南亚高压偏强且南亚高压中心位置偏北时,夏季中低纬度尤其是30°~50°N位势高度明显升高,有利于新疆高温日数偏多。对于位于中纬度的新疆区域,从高度场的合成和温度平流的分析来看,厄尔尼诺事件不利于新疆夏季高温日数的偏多。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用和田绿洲空气质量日报数据和同期的常规气象资料,分析了2015年1月1日至2017年12月31日该区的空气质量特征,探讨了气象条件和空气质量之间的相互关系。结果表明:和田绿洲近3 a平均环境空气质量指数(AQI)为199,达到空气质量中度污染标准,污染天数占总日数的78.1%。其中,春季空气质量最差,以严重污染为主;其次是夏季,以轻度和严重污染为主;再次是秋季和冬季,以轻度污染为主。PM10、PM2.5浓度年平均分别为332 μg·m-3和100 μg·m-3,超标率为75.7%和49.5%,其余污染物超标率在3%以下,其中PM10浓度春季最大,夏、秋季其次,冬季最小;PM2.5浓度春季最大,夏、冬季其次,秋季最小;SO2、NO2、CO浓度冬季最大,春、秋季次之,夏季最小;O3浓度夏季最大,春、秋季次之,冬季最小。除降水量外,AQI与其余气象因子均呈极显著相关;除平均气温与PM2.5、相对湿度与CO、降水与SO2、PM10、O3、PM2.5无相关外,其余气象因子对空气质量分指数(IAQI) 均有显著影响;能见度与AQI和IAQI均为极显著相关。随着能见度的上升,AQI下降,在同样能见度条件下,污染浓度在沙尘多发期的夏半年高于沙尘少发期的冬半年;不管在沙尘多发期还是少发期,随着能见度的转好,SO2、PM10、CO 、PM2.5污染物浓度呈减少趋势,O3浓度呈增多趋势,NO2浓度无明显的规律,而且PM10、O3、PM2.5浓度夏半年高于冬半年,SO2、CO、NO2浓度冬半年高于夏半年。在沙尘天气期间,最低能见度小于1 km的浓浮尘和沙尘暴天气污染物浓度相互接近,最低能见度在1~3.5 km的浮尘和扬沙天气污染物浓度相互接近,当最低能见度大于3.5 km时,浮尘天气的污染物浓度高于扬沙天气;PM10、PM2.5浓度随着最低能见度升高而变小,其他污染物浓度虽然随着最低能见度的变化有一定的差别,但规律不明显。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用云与地球辐射能量系统CERES(Clouds and the Earth's Radiant Energy System)资料,对2003—2016年东亚不同区域单层低云物理属性及地面短波辐射强迫的季节时空分布特征进行研究。结果表明:① 在空间分布上,辐射强迫与单层低云量在春秋两季有着较好的相似性,而与冰/液态水柱含量在春、夏、秋三个季节有着较好的一致性。② 在时间变化上,北方地区夏季的单层低云对短波辐射的削弱作用是最强的;南方地区和西北地区最强的削弱作用发生在春季;东部海域则发生在冬季。在空间分布上,春、秋、冬季最强的低云削弱效应在南方地区。夏季,东亚低云对短波辐射的削弱作用各区域都较弱,大部分区域的负辐射强迫的绝对值小于200 W·m-2 。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 蒸散发是水文循环的重要组成部分,也是度量土壤-植被-大气耦合系统中水文与能量传输的关键指标。因此,准确估算蒸散发,充分理解蒸散发的驱动力对干旱半干旱区水资源高效利用具有重要意义。本文对区域蒸散发估算方法进行了总结与归纳,并从气候变化和人类活动两个角度总结了干旱半干旱地区蒸散发变化的驱动力。最后,评论了当前蒸散发估算方法及其驱动力研究存在的问题,提出未来应加强蒸散发估算模型的改进与完善,合理规划土地利用,提高水资源利用效率,从而促进区域的可持续发展。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 采集塔克拉玛干沙漠北缘肖塘观测站附近的土壤,应用Mastersizer-2000激光粒度仪测定土壤粒径,按照伍登-温德华粒级标准进行土壤成分分类,发现土壤类型并非均质沙土,在0~30 cm深度的浅层存在10%~24%的黏土,根据土壤成分比例对Noah陆面模式的土壤参数重计算,然后利用肖塘站2011年3月22日至7月25日的观测数据驱动Noah模式,对比修正土壤参数前后的模拟效果。结果表明:更新土壤参数后10 cm土壤温度模拟偏差减少0.62 ℃,土壤热通量偏差减小10.47 W·m-2,感热通量偏差减少7.02 W·m-2,地表净辐射偏差减少5.48 W·m-2,且效率系数达到更高的接受程度。通过泰勒图分析了土壤参数修正对Noah模拟效果的整体作用,表明修正土壤参数后的模式中热量传输扩散有一定的优化作用,10 cm土壤温度和热通量土壤温度模拟效果得到改进。