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： 基于MODIS NPP、EVI遥感影像，采用MVC法、一元线性回归法与Pearson相关分析法，探讨天山北坡昌吉州草地植被时空动态及其对同期气温、降水的响应。结果表明：2000—2020年，草地植被NPP、EVI均为跃动式显著递增，2016年后呈逐年递减；NPP、EVI多年均值为0.095 kg C·m-2、0.186；相较于2000年（NPP=0.077 kg C·m-2、EVI=0.166），2020年NPP（0.099 kg C·m-2）、EVI（0.194）分别增长了28.57%、16.87%。草地NPP空间异质性显著增加并呈扩大趋势，EVI空间差异逐年递增，变化范围分别为0.038 kg C·m-2（NPP）、0.059（EVI）。在空间上，NPP、EVI多年平均分布具有差异；总体上，NPP、EVI随海拔升高而增加，但绿洲边缘、古尔班通古特沙漠南缘分布有高位EVI，面积占比65.01%的NPP与21.93%的EVI显著递增。9种草地类型植被NPP、EVI与降水呈显著正相关的面积占比远大于同期气温，不同类型草地对降水的响应具有差异。降水是草地植被的重要影响因子，但高海拔区域的适度增温有益于草地植被生长。
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： 植物生物量分配特征及其向土壤中的物质输入是退化沙质草地生态系统恢复，尤其是土壤碳含量增加的关键环节。本研究以科尔沁沙地不同恢复阶段的流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和封育草地为研究对象，调查分析草本植被生物量分配特征、根系性状和土壤理化性质特征，厘清生物量分配特征和根系性状与土壤碳的相互关系。结果发现：随着沙化草地逐步恢复，植被地上生物量、根系生物量、地表凋落物以及地下残体均呈显著的增加趋势（P<0.01），相对于沙化严重的流动沙丘，半固定沙丘、固定沙丘和封育草地的植物总干物质（生物量+凋落物）分别增加了11.0%、116.3%和151.2%。与生物量变化趋势相同，土壤碳含量随沙化草地的逐步恢复显著增加（P<0.05），其中0~10 cm层的增加速率高于10~20 cm层。结构方程模型（SEM）分析显示，0~10 cm层土壤碳含量受地表凋落物、地下残体和根表面积3个因素的影响，10~20 cm层土壤碳含量仅受地下残体和根表面积两个因素的影响，同时，两层土壤碳含量均与地上生物量无显著的关系。研究结果表明，在退化沙质草地恢复过程中，土壤碳含量主要受凋落物输入以及根系性状的影响，而与地上生物量无直接关系。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-08-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以20002019年SPOT/VEGETATION的NDVI时间序列数据集为数据源，采用年均值法、Theil-Sen Medi⁃an倾斜度分析和Mann-Kendall检验方法，研究宁夏草地植被覆被的时空分布及变化特征，利用Hurst指数方法分析草地植被覆被的可持续性特征和未来发展趋势。同时，基于地理探测器量化了平均降水量、海拔、地区生产总值（GDP）等13个因子对其时空分布的影响。结果表明：（1）20002019年间，宁夏草地植被年均NDVI呈波动增加趋势，增速为0.005∙a-1，区域波动差异性较大；空间上呈现南高北低的分布特征，极高植被覆被和高植被覆被区域集中分布在固原市六盘山地区以及沿黄河灌溉地带；（2）20 a间植被覆被状况显著改善，总体变化趋势向好，但仍有59.341%的草地未来可能存在持续退化或由改善向退化转变的潜在风险；（3）草地植被分布响应最敏感的环境因子是降水，交互解释力整体最强的是气候与土壤；影响草地植被分布和变化特征的因子之间交互作用的主要表现形式为相互增强或非线性增强关系，因子之间不存在独立关系。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-03-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 准确估算草地净初级生产力（Net Primary Productivity，NPP）是了解草地生态系统碳循环过程和科学评估 草地对气候变化响应与适应机制的关键。以黄土高原草地生态系统为研究对象，基于1788个草地生物量数据及19 个环境因子数据（包含气候、植被、土壤和地形因子），利用随机森林模型模拟了20022020年黄土高原草地NPP的 时空动态，并估算了共享社会经济路径（Shared Socioeconomic Pathway，SSPs）4个未来气候情景下，黄土高原草地 NPP的未来演变趋势。结果表明：（1）随机森林模型的模拟精度较好，可用于黄土高原草地NPP估算；（2）黄土高 原草地NPP在空间上整体呈现东南高西北低的空间分布特征，年均值为276.55 g Cm-2，其中陕西关中地区草地 NPP最高；（3）20022020年，黄土高原草地NPP总体呈现增加趋势，其中55.01%的区域草地NPP增加，主要集中 在陕西关中地区、甘肃西部地区以及山西北部地区；（4）在气候暖湿化背景下，到本世纪末，黄土高原草地NPP均呈 增加趋势，其中SSP585情景下草地NPP增加最多，SSP126情景下增加最少。利用随机森林模型能够较好模拟黄土 高原草地NPP时空格局及未来演变趋势，为黄土高原草地生态系统保护及可持续发展提供数据支持。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-02-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 可持续性可通过区域生态足迹水平进行衡量。采用净初级生产力构建了内蒙古各盟（市）草地资源的均衡因子和产量因子。以每5 a为一期，测算了内蒙古草地19902020年的生态足迹，并结合人口分布数据刻画了生态足迹的空间分布状况；在此基础上应用土地可持续模型评价了内蒙古草地资源的可持续性。结果表明：（1）内蒙古各盟（市）草地的产量因子差异较大，整体呈东高西低的特点。（2）生态承载力在空间上也呈东高西低特点，30 a人均生态承载力整体呈小幅度下降趋势。（3）人均生态足迹逐期上升，20002005年由生态盈余转变为生态赤字。生态足迹较高的区域集中在通辽市、锡林浩特市、二连浩特市、乌兰察布市南部和鄂尔多斯市东部地区。（4）内蒙古草地资源可持续性逐期下降，由1990年的中度可持续性退化为2020年的弱不可持续性。可持续性退化严重的区域集中在呼和浩特市、包头市和乌海市。研究结果旨在为内蒙古草地资源的可持续利用提供可靠的理论基础。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为评价长期围封对土壤团聚体稳定性和可蚀性的影响，选择巴音布鲁克高寒草地（高寒草甸、高寒草甸草 原和高寒草原）长期围封（围栏设置于1984年）与自由放牧的样地作为研究对象。分析0~5 cm、5~10 cm、10~20 cm 和20~30 cm土层中水稳性团聚体组分、平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和土壤可蚀性（K值）。结果表 明：（1）MWD最小值出现在高寒草甸0~5 cm土层自由放牧处理下，其数值为1.75 mm。高寒草甸和高寒草甸草原 围封和自由放牧下20~30 cm土层的MWD和GMD没有显著性差异（P>0.05），而高寒草原差异显著（PK值最高为0.136，在所有处理中抗侵蚀能力最弱。（3）冗余分析发现，全钾、全磷、 pH和土壤有机碳SOC是影响土壤可蚀性K值和MWD的最主要因素。（4）巴音布鲁克高寒草地0~10 cm土层以>2 mm大团聚体为主，长期围封导致0~10 cm土层土壤团聚体稳定性更强；且草地类型、围封和土层均对土壤团聚体稳 定性和可蚀性有着显著的影响，说明长期围封可以提高土壤团聚体的水稳定性和抗侵蚀能力。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2022-09-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为阐明高寒草地啮齿类动物活动区鼠丘土壤风蚀特征和规律，以青海省河南县鼠害退化区高原鼠兔和高 原鼢鼠鼠丘为研究对象，采用野外模拟风力侵蚀试验方法，对2类鼠丘土壤风蚀流失量和养分流失量的特征和规律 进行研究，并对该2种鼠丘土壤风蚀差异进行对比和分析。结果表明：（1）在9 ms-1 的恒风速吹蚀作用下，2种鼠丘 土壤颗粒的快速流失主要集中在前15 min内，且高原鼠兔鼠丘土壤流失量显著高于高原鼢鼠鼠丘，约为高原鼢鼠 鼠丘土壤流失量的1.5倍。（2）蠕移是鼠丘土壤流失最主要的运动方式，相同时间内2种鼠丘均呈现蠕移量>跃移 量>悬移量，其中高原鼠兔鼠丘蠕移量、跃移量和悬移量分别为高原鼢鼠鼠丘的1.45倍、1.58倍、1.50倍。（3）鼠丘土 壤养分含量明显低于原生草地土壤层，且养分含量呈现出原生草地土壤>高原鼠兔鼠丘土壤>高原鼢鼠鼠丘土壤。 （4）鼠丘土壤养分流失和土壤流失具有相同的规律，养分流失主要取决于土壤颗粒的流失，高原鼠兔鼠丘的各养分 含量指标的流失量较高原鼢鼠鼠丘增加1.42~3.53倍。研究结果将为阐述鼠害退化区土壤流失特征，揭示高寒草地 退化机理和黄河源草地生态环境保护提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2022-09-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 选择草地类型丰富多样的北疆作为研究区。基于MODIS NDVI数据，获取时间累积归一化植被指数TI#2;NDVI和年最大NDVI(NDVImax)，借助GIS空间分析技术、变异系数（CV）及Mann-Kendall非参数趋势检验等方法，对 20002019年北疆地区草地覆盖动态变化进行了分析，并探究了TI-NDVI和NDVImax对草地时空异质性的表达能 力的比较优势。结果表明：（1）用NDVImax和TI-NDVI表征的北疆草地呈现明显海拔分异。TI-NDVI总体随NDVI⁃ max的增大而增大，但NDVImax或TI-NDVI相同的区域，其TI-NDVI或NDVImax却存在较大差异。（2）20002019 年北疆地区草地TI-NDVI和NDVImax总体呈显著增加趋势（PCV 均高于NDVImax。TI-NDVI对高覆盖草地的时空异质性反映更敏感，能在一定程度上削弱草地动态评价中NDVI光 饱和缺陷的影响。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2022-04-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于MOD17A3HGF NPP（Net primary productivity）与气温、降水量等数据，采用趋势分析与偏相关分析，在多个尺度（全疆、北疆与南疆、各地州市与11种草地类型）探讨了20002018年新疆天然草地NPP时空动态及其对气候变化的响应。结果表明：近20 a新疆草地NPP呈波动递增， 多年均值为0.103 kg Cm-2，由准噶尔西部山地、伊犁河谷、天山、阿尔泰山向准噶尔盆地、塔里木盆地逐渐降低；北疆草地多年平均NPP（0.149 kg Cm-2）高于南疆（0.055 kg Cm-2 ），北疆、南疆草地 NPP均表现为增加趋势；各地、州、市草地NPP总体为增加，但年际变化分异明显；11种天然草地类型（除高寒荒漠类）NPP表现为递增趋势，但不同草地类型存在差异。2000年后，新疆气候暖湿化有利于草地植被生长，但降水年际变化增强导致草地NPP年际波动剧烈。研究结果为新疆天然草地碳收支评估提供基础数据，能够促进天然草地健康评价以及可持续利用。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-08-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 全球不可再生能源的日益短缺使风力发电场的陆地覆盖面积空前扩大，风力发电机的运行 已经开始改变局地气候和环境。土壤湿度的细微变化能反映出气候和环境的重大变化，因此判断 风电场建成前后土壤湿度的变化对评价风电场对局地气候和环境的影响具有重要作用。针对目 前存在的数据空间分辨率低、没有与建成前土壤湿度进行对比、缺少土壤实测数据、实测点状数据 无法表达空间差异、极少有建成前土壤湿度实测数据等问题，以内蒙古灰腾梁地区的风电场为研究区，以风电场建成前（1984—2006 年）、建成后（2009—2019 年）的 Landsat 影像和实测土壤湿度数据为数据源，通过模型模拟和显著性检验的方法，判断风电场对草地土壤湿度的影响区域和影响 程度。结果表明：（1）风电场会导致土壤湿度变化，但风电场内、上风向以及下风向土壤湿度的变 化程度存在明显的差异；（2）风电场对下风向土壤湿度影响最为明显，下风向受影响的像元个数占 下风向总像元个数的 55%；（3）风电场对 4 月和 8 月土壤湿度的影响最为显著，风电场会降低草地的土壤湿度，加重牧草返青期和成熟期的干旱化。在风电场快速发展的背景下，研究结果期待为风电场的建设、探讨风电场对土壤湿度的影响、草原生态系统的可持续发展提供借鉴。
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： 以黄河源区的高寒草地为研究对象，探讨了草地和裸地在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm和40~50 cm 5种不同深度土壤理化性质和根-土复合体抗剪强度特征。研究结果表明：黄河源区的土壤为弱碱性土，且pH值、密度随着土壤深度增加而增大。土壤含水率、有机质随土壤深度的增加表现出减小的变化趋势。与此同时，草地土体粘聚力c 值随深度增加而降低，而裸地则表现出随土壤深度的增加而增大的变化特征。由灰色关联法分析结果表明：草地根-土复合体粘聚力c 值与速效磷、含根量和有机质的关联度相对较高，分别为0.82、0.82、0.76，裸地土体粘聚力c 值则与密度、pH值和土壤颗粒控制粒径d60参数值的关联度相对较高，即分别为0.76、0.74、0.73。研究结果对科学有效防治高寒区因草地退化引起的水土流失、浅层滑坡等灾害现象的发生，具有理论研究价值和现实意义。
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： 地表反照率变化影响地表辐射收支与能量平衡，从而对区域和全球气候产生影响。以准噶尔盆地为研究对象，利用MODIS卫星遥感数据产品MOD09A1反演地表短波反照率，结合气象数据和植被指数分析准噶尔盆地2001—2018年荒漠草地地表反照率时空变化特征及其影响因素。结果表明：准噶尔盆地地表反照率空间分布地域差异明显，地表反照率年均值为0.303，整体呈东北高、西南低的特点；其年际变化速率呈减少趋势，平均每年为1.4×10-4，减少面积约占总面积的52.8%；四季空间分布变化明显，春、夏、秋三季空间分布相似，冬季值最高（0.551），夏季最低（0.203）。准噶尔盆地东北缘的阿尔泰山地表反照率年内变化较为剧烈；生长季归一化植被指数（NDVI）值大小为：夏季>秋季>春季。准噶尔盆地整体地表反照率与NDVI呈负相关，大部分区域与平均气温呈负相关，与降水呈正相关，且相关性大小依次为气温>NDVI>降水。MODIS反演结果与地面实测值之间存在显著的相关性（R2=0.8908，P<0.01），均方根误差为0.014。为了解准噶尔盆地陆面特征，客观评价全球气候变化下干旱区陆面变化及其正负反馈响应机制提供一定的理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 气候变化问题作为人类社会可持续发展面临的重大挑战，受到国际社会越来越强烈的关 注。全球气候变化深刻影响着草地生态系统，定量评估区域和不同类型草地生态系统的生产力， 研究其对气候变化的敏感性可以为草地生态系统适应未来气候变化提供基础数据和理论依据。 草原综合顺序分类系统（CSCS）将天然草原分为 42 类（其中中国包含 41 类），并将其聚合为 10 个类组。 研究利用改进 Carnegie-Ames-Stanford Approach（CASA）模型模拟分析中国天然草地 2004—2008 年 的净初级生产力（NPP）并进行系统聚类，分析了草地 NPP 与影响因子的相关性和敏感程度。结果 表明：2004—2008 年中国 10 个草地类组年均 NPP 均呈现增长趋势，其中亚热带森林草地增长最 快，增长率达 38.2%。温带湿润草地增长最慢，增长率为 14.3%。通过聚类分析将中国 41 类草原的 年均 NPP 分为 3 类：第 1 类 NPP 值较小，其湿润度级较低，而热量级较高；第 2 类 NPP 值较大，其热量 级和湿润度级均较高，水热比适宜植被的生长；其余为第 3 类，其 NPP 值介于上述两者之间。可见， 不同草地类型 NPP 分布规律与 CSCS 划分草地类型的湿润度级和热量级密切相关。草地年均 NPP 与>0 ℃年积温（Σθ）、降水量、湿润度（K）和 NDVI 的相关性强，与太阳辐射的相关性弱。草地类组 NPP 平均值对 NDVI 最敏感，其次为Σθ、K 和降水量，敏感性最弱的为太阳辐射。草地 NPP 对 CSCS 量化分类的标准Σθ和 K 较为敏感，改进 CASA 模型在一定程度上实现了 CSCS 与草地生产力的耦合。
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： 以土壤理化性质数据建立传递函数是间接获取土壤水力参数的重要手段。采集巴拉格尔河流域土壤0～30 cm和30～60 cm土层102个样品，测定粒径分布、干容重、有机质、饱和导水率、田间持水率等指标，利用数理统计、空间插值及主成分分析等方法揭示流域根系层土壤理化及水力特性空间特征，以土壤饱和导水率（KS）为例对多种土壤传递函数模型进行适用性分析，结果表明：（1）以砂质壤土为主，随根系层土壤深度加大，砂质壤土含量减小，壤质砂土增多；（2）不同层饱和导水率空间分布具有相似性，土壤深层大于表层的KS；（3）土壤根系层30～60cm土层的新建传递函数模拟效果较好，检验参数r、δME 和δRMSE 分别为0.73、0和1.62；（4）估计误差的大小与土壤类型有关，新建PTFs对于砂质壤土较为适用。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-06-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 针对陇中黄土丘陵沟壑区土壤水蚀过程复杂且难以有效预测的问题，以定西市安家沟水土保持试验站2005-2016年1 }12月人工草地径流场试验数据为主要来源，将流域月降雨量、月侵蚀性降雨量、月径流量、月降雨强度、径流场面积、径流场坡度、土壤砂粒含量、土壤粘粒含量8个因子作为输入因子，月土壤水蚀量作为输出，运用偏最小二乘法(Partial Least-Squares Regression,PLSR)和长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)循环神经网络建立人工草地土壤水蚀预测模型，并利用BP ( Back Propagation ) , RNN ( Recurrent Neural Network ) , LSTM常见神经网络模型，对模型的有效性进行评估。结果表明:PLSR将模型8个输入因子减少为4个，从而有效解决LSTM神经网络模型对样本数量要求过高的问题;PLSR和LSTM神经网络模型的结合可以有效提高模型对人工草地土壤水蚀过程的预测精度和收敛速度，预测结果的平均相对误差小于4%，相关系数高于其他3种神经网络模型，而迭代次数、均方根误差和平均绝对误差均低于其他3种模型;研究发现坡度对人工草地土壤水蚀过程影响较为明显，降雨量小于25 mm时，人工草地土壤水蚀量不会随坡度增加而明显增长，但当降雨量超过25 mm时，人工草地土壤水蚀量会随坡度明显增加。PLSR-LSTM神经网络土壤水蚀预测模型可以准确预测陇中黄土丘陵沟壑区人工草地土壤水蚀量，为该地区水土流失的准确预报提供新的思路和方法。
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： 利用巴雅尔吐胡硕牧业气象试验站牧草和气象观测资料，分析气候因素对科尔沁草地北部牧草生长发育的影响。结果表明：近27 a来研究区气温平均升高0.16 ℃·(10a)-1，降水量平均减少23.96 mm·(10a)-1，牧草生长季干燥指数平均上升0.15·(10a)-1，草地干旱化加剧。羊草 (Leymus chinensis)、冰草(Agropyron cristatum)、委陵菜(Potentilla chinensis)返青期延迟，开花期提前，生长季长度缩短；降水量是影响3种植物返青期和枯黄期的主要因素，降水量与三者返青期呈负相关，与其枯黄期呈正相关。草层高度和牧草产量均呈极显著下降趋势(P<0.01)，年均分别下降0.88 cm和减产121.43 kg·hm-2。草层高度、牧草产量与气温主要呈负相关，与降水量主要呈正相关，表明在气候变暖背景下，随着气温升高，降水减少，水分成为研究区牧草生长发育和产量形成的主要限制因子。根据积分回归模型分析，在牧草返青—展叶期，5月中旬降水量、日照对牧草气象产量影响的正效应达到最大；牧草拔节—开花期，5月下旬至6月中旬是牧草对水分、光照需求的主要阶段，6月下旬至7月中旬是牧草对热量需求的主要阶段；牧草灌浆—成熟期，8月气温对牧草气象产量的影响呈负效应，气温的负效应在8月中旬达到最大。
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： 标准化降水蒸散指数(SPEI)通过标准化潜在蒸散与降水的差值，表征一个地区干湿状况偏离常年的程度，是分析干旱演变趋势的新的理想指标，目前已经广泛应用于干旱评估、水资源管理等领域。利用SPEI和1961—2015年新疆天山山区8个代表站点的月降水量及月平均气温资料，对天山山区55 a以来气温和降水的变化特征、不同时间尺度的干旱变化特征、草地生长季干旱特征及变化趋势进行了分析，结果表明：近55 a，天山山区气温呈现显著的上升趋势；降水量总体呈略微上升的趋势，但年际变化较大，变化趋势不显著；天山山区月、季、半年尺度以及年尺度的干旱事件分别为42个、25个、16个和7个；天山山区草地生长季发生轻度、中度和重度干旱的频率分别为37.5%、7.1%和1.8%；近55 a，天山山区草地生长季降水量有所增加，但由于气温升高带来的蒸散作用加强，气候仍呈变干的趋势。近55 a来，天山山区草地生长季气候存在变干的倾向，且年际间的干旱程度变化剧烈，对草地的年际间生长状况差异存在较大的影响。
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