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  • Landscape ecological risk assessment and its driving factors in the Weihe River basin, China

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-15 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要: Weihe River basin is of great significance to analyze the changes of land use pattern and landscape ecological risk and to improve the ecological basis of regional development. Based on land use data of the Weihe River basin in 2000, 2010, and 2020, with the support of Aeronautical Reconnaissance Coverage Geographic Information System (ArcGIS), GeoDa, and other technologies, this study analyzed the spatial-temporal characteristics and driving factors of land use pattern and landscape ecological risk. Results showed that land use structure of the Weihe River basin has changed significantly, with the decrease of cropland and the increase of forest land and construction land. In the past 20 a, cropland has decreased by 7347.70 km2, and cropland was mainly converted into forest land, grassland, and construction land. The fragmentation and dispersion of ecological landscape pattern in the Weihe River basin were improved, and land use pattern became more concentrated. Meanwhile, landscape ecological risk of the Weihe River basin has been improved. Severe landscape ecological risk area decreased by 19,177.87 km2, high landscape ecological risk area decreased by 3904.35 km2, and moderate and low landscape ecological risk areas continued to increase. It is worth noting that landscape ecological risks in the upper reaches of the Weihe River basin are still relatively serious, especially in the contiguous areas of high ecological risk, such as Tianshui, Pingliang, Dingxi areas and some areas of Ningxia Hui Autonomous Region. Landscape ecological risk showed obvious spatial dependence, and high ecological risk area was concentrated. Among the driving factors, population density, precipitation, normalized difference vegetation index (NDVI), and their interactions are the most important factors affecting the landscape ecological risk of the Weihe River basin. The findings significantly contribute to our understanding of the ecological dynamics in the Weihe River basin, providing crucial insights for sustainable management in the region.

  • Grassland-type ecosystem stability in China differs under the influence of drought and wet events

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-15 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要: Ecological stability is a core issue in ecological research and holds significant implications for humanity. The increased frequency and intensity of drought and wet climate events resulting from climate change pose a major threat to global ecological stability. Variations in stability among different ecosystems have been confirmed, but it remains unclear whether there are differences in stability within the same terrestrial vegetation ecosystem under the influence of climate events in different directions and intensities. China's grassland ecosystem includes most grassland types and is a good choice for studying this issue. This study used the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index-12 (SPEI-12) to identify the directions and intensities of different types of climate events, and based on Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), calculated the resistance and resilience of different grassland types for 30 consecutive years from 1990 to 2019 (resistance and resilience are important indicators to measure stability). Based on a traditional regression model, standardized methods were integrated to analyze the impacts of the intensity and duration of drought and wet events on vegetation stability. The results showed that meadow steppe exhibited the highest stability, while alpine steppe and desert steppe had the lowest overall stability. The stability of typical steppe, alpine meadow, temperate meadow was at an intermediate level. Regarding the impact of the duration and intensity of climate events on vegetation ecosystem stability for the same grassland type, the resilience of desert steppe during drought was mainly affected by the duration. In contrast, the impact of intensity was not significant. However, alpine steppe was mainly affected by intensity in wet environments, and duration had no significant impact. Our conclusions can provide decision support for the future grassland ecosystem governance.

  • Grain size and surface micro-texture characteristics and their paleoenvironmental significance of Holocene sediment in southern margin of the Gurbantunggut Desert, China

    分类: 地球科学 >> 地质学 提交时间: 2024-05-15 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要: The southern margin of the Gurbantunggut Desert, China, is characterized by alternating layers of aeolian and alluvial deposits. Investigating the characteristics of arenaceous sediment in this area is of significant importance for understanding the interactive processes of wind and water forces, as well as the provenance of sediment. However, there are relatively few investigations on the characteristics of such sediment at present. In this study, we researched three aeolian-alluvial interactive stratigraphic profiles and different types of surface sediment on the desert-oasis transitional zone of southern margin of the Gurbantunggut Desert. Based on the optically stimulated luminescence (OSL) dating of aeolian sand and analyses of quartz sand grain size and surface micro-texture, we explored the aeolian-alluvial environmental change at southern margin of the desert in Holocene, as well as the provenance of sediment. The results indicated that the grain size characteristics of different types of sediment in the stratigraphic profiles were similar to those of modern dune sand, interdune sand, muddy desert surface soil, and riverbed sand. Their frequency curves were unimodal or bimodal, and cumulative probability curves were two-segment or three-segment, mainly composed of suspension load and saltation load. The quartz sand in the sediment at southern margin of the desert had undergone alternating transformation of various exogenic forces, with short transportation distance and time, and sedimentary environment was relatively humid. In Holocene, southern margin of the desert primarily featured braided river deposits, and during intermittent period of river activity, there were also aeolian deposits such as sand sheet deposits, stabilized dune deposits, and mobile dune deposits. The provenance for Holocene alluvial deposits at southern margin of the desert remains relatively constant, with the debris of the Tianshan Mountains being the primary provenance. Aeolian sand is mainly near-source recharge, which is formed by in situ deposition of fluvial or lacustrine materials in southern margin of the desert transported by wind erosion, and its provenance was still the weathered debris of the Tianshan Mountains. In addition, the sand in interior of the desert may be transported by northwest wind in desert-scale, thus affecting the development of dunes in southern margin of the desert. The results of this study provide a reference for understanding the composition and provenance changes of desert sand in the context of global climate change.

  • 不同水平分辨率区域气候模式对青藏高原气候特征模拟

    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: 青藏高原地区气候特殊、地形复杂,气象观测站点稀少,对其区域气候和水循环过程的观测和模拟存在很大的困难。本文基于RegCM模式和WRF模式,探究不同水平分辨率10 km、25 km、50 km下区域气候模式对该地区1989—2008年气候时空分布规律的模拟能力。研究结果表明:在10 km水平分辨率下,RegCM模式模拟多年平均气温绝对误差为 0.33 ℃,WRF 模式模拟绝对误差为 1.77 ℃,比 25 km 和 50 km 水平分辨率下绝对误差减少 1.60~2.12 ℃,且四季气温模拟值与实测值的相关性有所提高;随着水平分辨率的提高,WRF模式对青藏高原东南部和南部的降水量高估有所改善,RegCM模式模拟值逐渐接近实测值(模拟年降水量相对误差由169%降至75%)且对高原北部降水量的模拟有所改善,但整体上模式对降雨的高估依然存在;两个模式随水平分辨率的提高对地形起伏最大的雅鲁藏布江源区降水量的误差减少最为明显。本研究可为揭示气候变化下青藏高原水文响应机理奠定基础。

  • 塔里木盆地西部图木舒克—昆玉沙漠公路沿线风沙环境特 征

    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: 为了摸清在建图木舒克—昆玉沙漠公路沿线的风沙环境特征,根据沙漠公路沿线风沙要素特征有针对性地进行风沙防护工程实践,采用现场踏勘、结合 ERA5 风速数据以及卫星影像数据,对图木舒克—昆玉沙漠公路沿线风沙活动规律进行分析。结果表明:公路沿线年平均风速在 3.03~3.28 m·s-1,年均起沙风速在 5.85~6.10 m·s-1,年起沙风频率在 16.87%~21.41%。起沙风集中处在春、夏季,4—8 月是一年中起沙风频率最高的月份,公路沿线以偏东风( NE , ENE , E , ESE ) 为 主 , 麻 扎 塔 格 山 以 南 偏 西 起 沙 风 频 高 于 以 北 。 沿 线 年 输 沙 势 ( DP ) 在99.77VU~145.30VU,属低风能环境,中变率。麻扎塔格山南北两侧沙丘体积、密度差异明显,沿线沙丘移动速率在1.19~3.69 m·a-1,为中等移动速度,沙丘移动速率与沙丘垂直投影面积大小存在明显的负相关关系,移动方向范围在171.76°~192.53°,与合成输沙方向(RDD)基本吻合。麻扎塔格山以北防沙体系的设计以东侧为主,以南则要东西兼顾。

  • “3S”技术在植被调查中的应用分析

    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: 利用3S空间分析和地学统计分析方法,选取植被覆盖度、坡度、土壤等归一化生态指数,采用生态要素及功能叠加的转移矩阵模型,研究了新疆玛纳斯河流域生态要素及环境质量时空分异规律。研究得出:① 总体上玛纳斯河流域仍保持山地、绿洲、荒漠的空间分异格局,生态环境整体质量较差,但转好趋势明显,城乡建设格局变化决定着局地环境动态演变。② 人工绿洲、山前缓冲区生态质量最好但变化较快,农田内部的盐渍化虽然得到很好控制,但大量盐分被排入下游及周边,对自然绿洲造成新的危害。中山林草带植被覆盖、土壤恢复、水土保持较好。③ 2000—2008年流域生态环境质量缓慢好转,其中以生态环境质量由差转中为主,集中在古尔班通古特沙漠,虽然绿洲—荒漠过渡带生态恢复明显,但高山冰雪带不断萎缩;2008—2016年流域生态环境质量明显转好,其中以生态环境质量由中变良为主,集中在山前缓冲区,虽然山地—绿洲过渡带生态改善进程加快,但高山冰雪带仍持续退缩。

  • Near-surface wind field characteristics of the desert-oasis transition zone in Dunhuang, China

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2024-05-15 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要: The desert-oasis transition zone (DOTZ) serves as a buffer area between the desert and oasis. Understanding its wind field characteristics is of great significance for the prevention and control of aeolian disasters in the oasis. In this study, we used meteorological data during 2013–2019 from the portable meteorological stations at five sites (site A on the edge of the oasis, sites B, C, and D in the DOTZ, and site O in the desert) in Dunhuang, China to analyze the near-surface wind field characteristics and their causes, as well as to reveal the key role of the DOTZ in oasis protection. The results showed that the mean wind speed, frequency of sand-driving wind, and directional variability of wind decreased from west to east within the DOTZ, and wind speed was significantly affected by air temperature. The terrain influenced the prevailing winds in the region, mainly from northeast and southwest. Only some areas adjacent to the oasis were controlled by southeasterly wind. This indicated that the near-surface wind field characteristics of the DOTZ were caused by the combined effects of local terrain and surface hydrothermal difference. At site D, the annual drift potential (DP) was 24.95 vector units (VU), indicating a low wind energy environment, and the resultant drift direction (RDD) showed obvious seasonal differences. Additionally, the DOTZ played an important buffering role between the desert and oasis. Compared with the desert, the mean wind speed in the oasis decreased by 64.98%, and the prevailing wind direction was more concentrated. The results of this study will be useful in interpreting the aeolian activity of the DOTZ in Dunhuang.

  • 2013—2023年兰州山谷持续性冷池空气污染特征

    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: 持续性冷池(Persistent Cold Air Pools,PCAPs)在山谷城市长时间聚集空气污染物,严重影响居民生活与身体健康。本文使用2013年1月—2023年11月的探空数据和空气质量逐日数据,计算并统计分析了兰州山谷PCAPs发生特点,以及PCAPs强度对污染物浓度变化的影响,最后对比分析PCAPs事件期间存在沙尘气溶胶污染时各污染物浓度的变化情况。结果发现:2013—2023年期间一共发生59次PCAPs事件,共计持续197 d。PCAPs期间的山谷热亏缺与PM2.5浓度比非PCAPs期间分别高4.43 J·m-2和52.14 μg·m-3。PCAPs期间空气质量指数(Air Quality Index,AQI)、SO2浓度、NO2浓度、CO浓度、PM10浓度增长分别为70.37%、144.3%、84.3%、156%、73.15%,而O3浓度下降60.89%。在PCAPs期间并且无沙尘气溶胶时,PM2.5:PM10的值平均在0.58,在PCAPs期间并且有沙尘气溶胶时,PM2.5:PM10的值平均在0.31。当存在沙尘气溶胶时PM2.5浓度、PM10浓度、AQI、O3浓度增长分别为:18.33%、133.03%、84.44%、8.5%;而SO2浓度和CO浓度则分别降低17.54%和17.88%。研究结果可为兰州地区大气污染防治及管理策略提供参考。

  • 冰雹天气的环境参量及预报模型

    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: 利用1959—2021年内蒙古119个国家站的冰雹观测记录与ERA5再分析数据,对比分析冰雹与非冰雹层结、水汽、特殊温度层高度、垂直风切变及云微观物理量的差异,建立冰雹预报模型,为冰雹的潜势预报提供客观定量的依据。结果表明:冰雹、非冰雹K指数、假相当位温差、垂直风切变、比湿及云微观结构差异不显著。总指数(TT)>50 ℃,850 hPa与500 hPa温度差≥28.4 ℃,大气可降水量≤24 mm,-20 ℃层高度

  • 三江源一次降水过程雨滴谱垂直演变特征

    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: 利用布设在泽库站内的微雨雷达(Micro Rain Radar,MRR)、OTT-PARSIVEL激光雨滴谱仪、雨量计(RainGauge,RG)观测资料,针对2021年9月17日一次降水天气过程,对比分析MRR在高原地区的适用性,研究了不同雨强MRR观测参量及雨滴谱的垂直变化特征。结果表明:在此次过程中MRR与雨滴谱仪及RG的累计雨量结果较为一致,MRR 200 m雨强与雨滴谱仪反演值相关性较好。不同雨强下降水参量在垂直分布上有所差异,雨强Ⅰ档,受蒸发作用影响反射率因子、液态水含量、雨强由高层至低层表现出波动变化的趋势;雨强Ⅱ档,蒸发作用减弱,各微物理量峰值高度有所降低;雨强Ⅲ档,粒子碰并作用增强直径增大,各微物理量随高度的降低而增大。此次降水过程以小粒子为主,在各个高度层小粒子对数浓度的贡献均最大。1000~4000 m小粒子对雨强贡献率均大于90%;1000 m以下中等粒子随着高度降低对雨强的贡献逐渐增大;大粒子在高层对雨强的贡献率大于低层。

  • 盐碱胁迫对菊芋渗透调节及抗氧化酶系统的影响

    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: 为揭示植物在盐碱胁迫下的生理响应,选择菊芋(Helianthus tuberosus)为研究对象,设置营养土组(CK)、轻度盐碱土组(LS)和中度盐碱土组(MS)3个不同处理,研究不同盐碱胁迫强度下菊芋有机渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)、丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶系统活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物歧化酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]等生理指标的变化。研究结果表明:(1)不同盐碱胁迫强度下菊芋叶片可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白等有机渗透调节物质含量均出现增加。(2)各组间MDA含量无显著差异,随着盐碱胁迫强度的增加,菊芋叶片SOD、POD、CAT等抗氧化酶系统活性指标均表现出上升趋势。与同期CK组相比,盐碱胁迫150 d,LS和MS组SOD活性分别显著增加22.13%和26.49%,LS和MS组CAT活性较CK组分别显著增加81.66%和92.38%(P<0.05),MS组POD活性在测定期间均显著高于同期CK组。上述研究结果表明在盐碱胁迫下,菊芋通过增加体内渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)含量和激活抗氧化酶系统(SOD、CAT、POD)来提高其抗性,具有较强耐盐碱能力。

  • 阿克苏河流域生态网络构建

    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: 阿克苏河流域位于西北干旱区,具有十分典型的绿洲-荒漠格局。构建流域生态网络,对于筑建“一带一路”沿线地区生态屏障具有重要意义。以阿克苏河流域5县市为对象,基于生态源地和阻力面提取流域生态廊道,对比分析1980—2020年流域生态网络变化,根据生态“夹点”和障碍点优化2020年流域生态网络。研究发现:(1)研究期间流域生态源地面积上升6%,空间上存在一定程度的破碎化问题。(2)流域阻力值总体上小幅度上升,在经济较为发达的地区出现以城镇为中心的高阻力值区。(3)研究期间增加6条新的生态廊道,生态网络相较之前更加密集。(4)2020年流域生态网络包含12处夹点和7处障碍点,针对土地覆被类型提出相应的改进措施。研究可为干旱区生态网络修复、关键区域识别和区域绿色发展提供启示。

  • 甘肃省暖季降水日变化特征

    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: 利用2013—2022年4—10月甘肃省340个气象站点逐1 h降水观测资料,揭示了甘肃省暖季降水在日变化尺度上的精细化演变特征,并分区域进行讨论分析,为甘肃省极端降水事件的研究提供科学参考。结果表明:(1)甘肃暖季降水量和降水强度日变化峰值主要出现在10:00—13:00,降水频率日峰值在夜间22:00—01:00居多。降水日变化季节性差异明显,中南部有较为集中的秋雨分布。(2)降水日变化区域性特征鲜明,祁连山区、甘肃中部和高原边坡的降水时段主要在白天,午间较强的降水强度主导着降水量的白天峰值;河西西部降水量和降水频率日峰值多出现在夜间,但短时较强降水在18:00—21:00有一定突发性;陇东南和陇东地区降水呈非均匀分布,在降水频率夜间峰值影响下夜雨频繁,但降水较强的时段分别在午后和早晨。(3)不同持续时间降水特征不同,持续时间在6 h及以下的短时降水,降水日变化多呈“双峰型”。持续时间在6 h以上的降水日变化近似于“单峰型”,多在傍晚开始,夜间达到峰值,于次日中午结束。

  • 1990—2020年黄土高原典型县域植被覆盖变化及影响因素

    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: 为探究吉县近30 a植被动态演变规律及其影响因素,本研究基于Landsat影像,结合气象、土地利用、夜间灯光等数据,采用趋势分析、偏相关分析、随机森林、残差分析等方法探究吉县植被覆盖度时空变化特征及气候和人为因素对植被变化的影响。结果显示:(1)1990—2020年研究区植被覆盖度(FVC)整体呈显著上升趋势,FVC年均增长速率约为0.49%,植被质量明显改善。(2)吉县FVC具有明显的“低值-高值”交错分布的空间特征。1990—2020年FVC显著增加区占51%,FVC显著减少区占7%。(3)气候因素对部分FVC高值区和建筑区植被生长起抑制作用,对其余地区植被覆盖起促进作用。将人类活动作为全域影响因素考虑时气候和人类活动对植被动态的贡献率分别为53.43%、46.57%,将其作为局域变量时相对贡献率减少至13.07%。人类活动在特定地区如吉县中部和东部是植被退化的重要影响因素,西侧和南部的植被恢复也与之相关。研究结果可为区域生态修复工作进一步开展提供科学依据。

  • 冻融作用对黄河源区曲流河岸土体抗剪特性的影响

    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: 河岸带土体的抗剪性能直接影响河岸稳定性,冻融作用对高寒草甸土体的结构和抗剪力学特性的影响直接关系到黄河源区河岸的崩退频率和横向迁移。为探究冻融作用下,黄河源区曲流河岸带含根土体抗剪强度指标的变化规律及其产生机制,通过室内重塑土冻融直剪试验,开展不同含根量和冻融循环次数对土体抗剪强度指标的影响研究。结果表明:(1)植物根系能显著增强土体黏聚力,且随根系含量增加,黏聚力增幅可达2.7%~77.9%;内摩擦角随含根量变化不明显;(2)冻融循环具有削弱土体黏聚力的作用,尤其冻融循环初期。3次冻融循环条件下,黏聚力下降最大,下降幅度达19.0%;随着冻融循环次数增加,其变化基本趋于稳定,内摩擦角则随冻融循环次数增加呈现略微增大的趋势;冻融作用对含根土体抗剪强度指标的影响较素土小,在同等冻融次数条件下,含根试样黏聚力降低幅度较素土试样小。(3)草甸植物根系能够在一定程度阻隔土体温差变化,减缓土体黏聚力下降幅度,且随含根量增加而增强,含根量达到11%时,其对土体黏聚力的削弱作用较素土小4.2%~27.7%。因此,黄河源区河岸带应加强保护滨河草甸植被,最大限度发挥根系增强河岸稳定性作用,保护河流生态。

  • 气候因素和人类活动对砒砂岩区植被净初级生产力的影响

    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: 砒砂岩区是黄土高原水土流失最严重的地区之一,其植被生长状况对该区控制土壤侵蚀和维护生态平衡起着重要作用。本文基于CASA模型和Rclimdex 1.0分别计算了2001—2021年砒砂岩区植被净初级生产力NPP和18个极端气候指数,采用趋势分析、相关分析、随机森林重要性排序、残差分析等研究了砒砂岩区NPP时空变化及其对气候因素的响应特征,并量化了气候因素和人类活动对砒砂岩区NPP的相对贡献。结果表明:(1)2001—2021年砒砂岩区NPP变化呈显著增加趋势,但未来82.5%的区域NPP将由增加趋势变为减少趋势。(2)年际尺度上,砒砂岩区NPP与年均气温、年总降水量、极端强降水指数主要呈正相关,与冷夜日数TN10P、气温日较差DTR呈负相关。季节尺度上,春季均温以及暖夜日数增加有利于NPP增加,且存在滞后影响。夏季暖昼日数增加不利于植被生长,且NPP对夏季暖昼日数存在3个月的滞后响应。夏季极端强降水有利于NPP增加,而夏季干旱不利于植被生长,且NPP对持续干燥日数CDD存在3个月的滞后响应。(3)气候因素和人类活动共同促进了砒砂岩区NPP增加,裸露区和覆沙区气候贡献占主导地位,气候因素相对贡献为62.13%和60.06%,覆土区以人类活动贡献为主导,人类活动贡献率为60.40%。

  • 珍珠柴幼苗叶片和根系形态特征对干旱胁迫的响应

    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: 摘 要:探究荒漠植物叶片和根系形态特征对干旱胁迫的响应,有助于理解和预测气候变化条件下荒漠植物的生 长调控策略。本研究以典型荒漠植物珍珠柴(Caroxylon passerinum)幼苗为研究对象,设置慢速干旱和快速干旱两种处理,测定叶片和根系相关的形态指标,分析了珍珠柴幼苗在不同干旱胁迫下叶片和根系的形态特征及两者之间的关系。结果表明:(1)随干旱胁迫时间延长,两种处理下的粗根直径减小,快速干旱处理的细根比根长、比根面积均减小,而快速干旱处理的叶组织密度增加,慢速干旱处理后粗根组织密度整体增大,而快速干旱处理则呈先增后减。(2)生长末期(54 d),两种处理下的粗根直径显著下降,快速干旱处理的肉质化程度和含水量分别显著低于对照和慢速干旱处理,胁迫37 d时,两种干旱处理下的珍珠柴粗根组织密度显著增大,并且慢速干旱大于快速干旱。(3)粗根比根长、粗根组织密度、细根比根长、比叶面积是珍珠柴性状变异的主要指标,相关性分析发现,珍珠柴 叶片和根系共有29对性状之间相关联。综上所述,珍珠柴叶片、粗根、细根在不同水分处理下均表现出不同的适应策略,在两种干旱处理下珍珠柴通过减小粗根直径响应干旱胁迫。在快速干旱条件下,珍珠柴通过增大叶组织密度,减小细根比根长和比根面积等适应土壤水分亏缺。珍珠柴通过叶片、根系性状内部,叶片与根系性状之间的协同或权衡策略适应干旱。

  • 荒漠植物叶片-土壤化学计量及植物内稳态特征

    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: 为了解荒漠植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量与土壤环境因子的关系,以新疆艾比湖保护区高、低水盐 环境下 14 种荒漠植物群落为研究对象,测定植物叶片 C、N、P 含量,讨论其化学计量比、植物内稳态特征及其与土壤 环境因子的关系。结果表明:(1)在不同水盐环境下,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、C:N、C:P 及植物叶片 N、P 含量 存在显著差异。(2)Pearson 相关性分析表明,叶片 C:P 与土壤电导率(EC)、SOC、C:N 和 C:P 呈显著负相关;叶片 C 与 土壤 C:N 呈显著负相关;叶片 P 与土壤 SOC、C:N,叶片 N 与土壤 C:N、叶片 C:N 与土壤 TN 呈显著正相关;叶片 P 与土 壤 C:P、叶片 C:N 与土壤 N:P 呈极显著正相关;且冗余分析表明,土壤 C:P 对艾比湖保护区植物叶片 C、N、P 含量及化 学计量特征影响显著。(3)随土壤水盐的变化,植物叶片 N、P 含量及 N:P 的内稳态模型模拟结果不显著,内稳性指 数 H 均大于 4,属于绝对稳态,说明该研究区植物对土壤养分的适应性良好。

  • 稳态风沙流沙粒起跳速度概率分布模型

    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: 颗粒起跳速度概率分布函数是泥沙输运和粉尘释放模型中的重要输入参数。然而,为了可靠描述这种分布函数,需要准确测量近地层风沙流内起跳颗粒的运动轨迹。本文使用高速摄影系统和颗粒轨迹检测算法相结合测量了风洞沙床面附近部分溅射颗粒、没有引起溅射的反弹颗粒以及引起1个溅射的反弹颗粒的轨迹,通过分析三种起跳模式对应的起跳速度概率分布构建稳态风沙流跃移颗粒起跳速度的概率分布模型。结果表明:(1)三种起跳模式的起跳角度和起跳速度均服从Lognormal概率分布。(2)所有起跳颗粒的起跳角度概率分布方程几乎不受起跳模式影响。(3)所有起跳颗粒的起跳速度概率分布方程主要受溅射颗粒数与反弹颗粒数比值的控制,预示着风沙流发育过程或湍流波动将会对起跳速度概率分布函数产生重要影响。因此,我们的研究结果提供了关于近床面风沙跃移过程的新认识,并对模拟风沙输运中的粒-床相互作用和地貌动力学模型具有重要意义。

  • 黑河中游正义峡径流变化趋势及归因分析

    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: 以黑河中游正义峡水文站的实测径流量数据为基础,采用线性回归法、Mann-Kendall突变检验法、滑动t检验法、Pettitt检验法和累积距平法分析了正义峡水文站1970―2020年径流序列的变化趋势和突变年份,并利用基于Budyko假设的水热耦合平衡方程,对正义峡径流量变化趋势进行了归因分析。结果表明:(1)研究期内正义峡径流量波动变化,丰枯交替,但整体呈现增加趋势,2004年径流发生突变,突变后的年平均径流量增加了3.08×108 m3,增加率为32.7%。(2)突变后的2005―2020年,正义峡径流量对降水、潜在蒸发和下垫面参数的弹性系数分别为1.40、-0.40、-1.57,且各因子对径流的贡献率分别为42.73%、-12.52%、69.79%,表明径流量对下垫面变化最为敏感,气候因子中降水对径流的影响大于潜在蒸发。(3)在一定的区域气候条件下,植被覆盖、土地利用、流域调水等人类活动引起的中游下垫面变化是正义峡径流量变化的主要原因。研究结果可为流域管理部门制定水资源合理分配及调用方案提供科学依据。