分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2024-08-13
摘要: The traditional uniformity coefficient Cu cannot reflect the uniformity of gap-graded granular mixtures. This paper proposes a new index CmuCum to quantify the uniformity of granular mixtures based on the study on their small-strain stiffness G0. The samples of granular mixtures with different fines content (FC) and particle size ratio (PSR) are prepared. The G0 values are determined by quasistatic drained triaxial tests on these samples. The CmuCum values are calculated from the obtained G0 values and can be expressed as a function of FC and PSR. The rationality of the proposed CmuCum is verified. The CmuCum can be used to predict the G0 of granular mixtures when the mechanical coordination number (CNm), shear modulus of particles (Gp), confining stress (σ0) and CmuCum are given.
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2024-08-14 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要: Since the 1950s, numerous soil and water conservation measures have been implemented to control severe soil erosion in the Liuhe River Basin (LRB), China. While these measures have protected the upstream soil and water ecological environment, they have led to a sharp reduction in the downstream flow and the deterioration of the river ecological environment. Therefore, it is important to evaluate the impact of soil and water conservation measures on hydrological processes to assess long-term runoff changes. Using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) models and sensitivity analyses based on the Budyko hypothesis, this study quantitatively evaluated the effects of climate change, direct water withdrawal, and soil and water conservation measures on runoff in the LRB during different periods, including different responses to runoff discharge, hydrological regime, and flood processes. The runoff series were divided into a baseline period (1956–1969) and two altered periods, i.e., period 1 (1970–1999) and period 2 (2000–2020). Human activities were the main cause of the decrease in runoff during the altered periods, contributing 86.03% (–29.61 mm), while the contribution of climate change was only 13.70% (–4.70 mm). The impact of climate change manifests as a decrease in flood volume caused by a reduction in precipitation during the flood season. Analysis of two flood cases indicated a 66.00%–84.00% reduction in basin runoff capacity due to soil and water conservation measures in the upstream area. Soil and water conservation measures reduced the peak flow and total flood volume in the upstream runoff area by 77.98% and 55.16%, respectively, even with nearly double the precipitation. The runoff coefficient in the reservoir area without soil and water conservation measures was 4.0 times that in the conservation area. These results contribute to the re-evaluation of soil and water conservation hydrological effects and provide important guidance for water resource planning and water conservation policy formulation in the LRB.
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2024-08-14 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要: The characteristics of drought in Xinjiang Uygur Autonomous Region (Xinjiang), China have changed due to changes in the spatiotemporal patterns of temperature and precipitation, however, the effects of temperature and precipitation—the two most important factors influencing drought—have not yet been thoroughly explored in this region. In this study, we first calculated the standard precipitation evapotranspiration index (SPEI) in Xinjiang from 1980 to 2020 based on the monthly precipitation and monthly average temperature. Then the spatiotemporal characteristics of temperature, precipitation, and drought in Xinjiang from 1980 to 2020 were analyzed using the Theil–Sen median trend analysis method and Mann–Kendall test. A series of SPEI-based scenario-setting experiments by combining the observed and detrended climatic factors were utilized to quantify the effects of individual climatic factor (i.e., temperature and precipitation). The results revealed that both temperature and precipitation had experienced increasing trends at most meteorological stations in Xinjiang from 1980 to 2020, especially the spring temperature and winter precipitation. Due to the influence of temperature, trends of intensifying drought have been observed at spring, summer, autumn, and annual scales. In addition, the drought trends in southern Xinjiang were more notable than those in northern Xinjiang. From 1980 to 2020, temperature trends exacerbated drought trends, but precipitation trends alleviated drought trends in Xinjiang. Most meteorological stations in Xinjiang exhibited temperature-dominated drought trend except in winter; in winter, most stations exhibited precipitation-dominated wetting trend. The findings of this study highlight the importance of the impact of temperature on drought in Xinjiang and deepen the understanding of the factors influencing drought.
分类: 地球科学 >> 地质学 提交时间: 2024-08-02
摘要: 目前,干旱和沙漠化等生态问题对植物的生存和适应提出新挑战。因此,探索植物的干旱适应策略对沙 漠人工生态系统的维护和可持续发展具有重要意义。本研究采用灌溉(CK)和干旱(D)两个处理,研究塔克拉玛干沙漠防护林梭梭(Haloxylon ammodendron)和头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae)生理生化和形态的适应情况。结果表明:形态上,两种植物的同化枝在干旱胁迫下均显著变短变细;生理上,两种植物在干旱胁迫下光合参数和羧化过程无显著变化,同化枝黎明水势显著降低,头状沙拐枣同化枝正午水势显著降低;生化上,两种植物的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、光合酶含量在干旱胁迫下无显著变化。两种植物的初始荧光、最大荧光显著降低,梭梭的PSⅡ最大光化学效率显著升高。以上研究表明,两种植物以减缓同化枝生长和维持碳同化的方式抵御干旱。两种植物在干旱胁迫下光合色素活性降低,激发能力下降。头状沙拐枣稳定的叶绿素含量,使光化学系统免受损伤。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2024-08-02
摘要: 为更好地实现区域土壤盐分的监测和治理,促进绿洲可持续发展,本文基于气候、地形、植被等相关数据,结合三工河流域平原绿洲土壤表层盐分调查,对比评估不同模型(随机森林;支持向量机;决策树;普通克里金)土壤盐分反演效果。结果表明:绿洲土壤盐分含量0.29~30.18 g·kg-1,平均值为4.06 g·kg-1,变异系数为149.73%,属于强变异;随机森林模型相较于其他模型具有更高的反演精度,决定系数、均方根误差和绝对平均误差分别为0.73 g·kg-1、1.89 g·kg-1和1.49 g·kg-1;随机森林模型反演显示,高值区主要分布在西北部和中部区域,并且在9种环境协变量中,高程和地下水矿化度对土壤盐分反演精度影响较大。总的来说,以随机森林模型为手段的机器学习方法,不仅能够避免数据的平滑效应和图斑边界两侧的突变,还能有助于识别绿洲局部空间盐分状况,研究结果可为干旱区绿洲土壤盐渍化的长期监测提供技术和方法的参考。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-30 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 2021年10月首批启动了第三次新疆科学考察——“昆仑山北坡水资源开发潜力及利用途径科学考察”。结合多源遥感信息和2022—2023年野外科考工作,对昆仑山北坡的水文水资源变化和水资源利用进行了调查研究。结果表明:(1)1990—2020年,昆仑山北坡山区的气温、降水分别以0.14 ℃·(10a)-1和6.53 mm·(10a)-1幅度增加。(2)冰川变化相对稳定,积雪面积和积雪深度表现为略微增加。(3)永久性水体和季节性水体面积分别显著增加79.89%和144.49%。(4)东昆仑-库木库里盆地的阿牙克库木湖和阿其克库勒湖两大湖泊的水域面积分别增加了68.91%和58.22%,盆地内多条河流具备水资源开发潜力。(5)昆仑山北坡陆地水储量总体呈增加趋势,表现为从西向东增加趋势越加显著。(6)昆仑山北坡的主要河流和田河、克里雅河和车尔臣河年均径流量2010—2023年较1957—2023年分别增加了20.24%、27.85%和45.17%。(7)基于不同气候变化情景模拟预测至21世纪中后叶,主要河流径流量将保持上升态势,区域水资源量总体呈增加趋势。昆仑山北坡的水资源禀赋可为区域绿色高质量发展提供有利的水资源保障条件。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 耕地利用集约度是提高粮食产量、缓解人地矛盾,实现农业可持续发展的重要保障。本文基于高空间分辨率遥感影像获取的耕地数据,采用综合指标评价模型,探究了2000—2020年“一江两河”地区耕地的集约利用变化及驱动机制。结果表明:(1)近20 a来“一江两河”地区耕地利用集约度有所提升,但总体水平偏低。2020年耕地利用集约度较2000年提高了38.2%,这一提升主要归因于农资投入、技术投入和开发利用水平的增加。(2)各区县间耕地利用集约度变化差异大,在空间上呈现出高集约度区域由东部向西部迁移且范围扩大的变化特征,东西区域间耕地利用集约度差异缩小,低集约度的区县数量减少。(3)灌溉指数、耕地面积比重和耕地质量对“一江两河”耕地利用集约度的独立影响最显著,社会经济因素、农业科技因素和政策环境因素与耕地资源禀赋交互作用下对耕地利用集约度的影响程度增大。基于上述结果,提出以下政策建议:应持续推进“一江两河”地区农业科技创新,重点关注区域差异,实现高集约度地区可持续发展,低集约度地区全要素投入,同时充分发挥农业政策和经济的协同作用,协调促进“一江两河”地区耕地利用集约度提升。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-30 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 随着青藏高原气候变暖,高原湖泊数量和面积均表现出显著增加趋势,东昆仑-库木库里盆地湖泊扩张亦十分明显。阿牙克库木湖是库木库里盆地最大盐湖,新疆第三次综合科学考察表明,该湖泊已扩张为新疆最大湖泊。基于科考资料,结合遥感卫星资料,对阿牙克库木湖扩张及其流域冰川、冻土、气温和降水等要素进行分析,探讨湖泊水量及其补给水源的关系。结果表明:(1)1990―2023年,阿牙克库木湖面积从623.03 km2扩张至1141.67 km2,2002―2023年湖面水位上升了7.28 m,对应水储量增加了66.64×108 m3。(2)1990―2023年,阿牙克库木湖流域冰川面积减少了16.4 km2,体积减少了1.96 km3。截止2023年,流域分布冰川451条,总面积为324.26 km2。(3)2010年青藏高原冻土分布图显示,流域分布多年冻土12395 km2,季节冻土10652 km2。(4)水量平衡分析表明,冰川和冻土融水径流分别占阿牙克库木湖总入湖水量的9%和5%,季节冻土和多年冻土区降水径流占比为67%,湖面降水量直接补给占比为19%。总体而言,湖泊的扩张主要是流域降水量增加所致。研究揭示了库木库里盆地地表水文过程,可为当地政府优化水资源配置和管理提供参考。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-30 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 定量分析地表水资源开发利用潜力有助于明晰区域水资源禀赋,对区域未来水资源科学规划和可持续开发利用具有重要的指导意义。通过供需水量平衡,从地表径流量、生态需水量、地表水可利用量角度,初步探讨了昆仑山北坡县域单元的地表水资源开发利用潜力,以期为昆仑山北坡科学规划和兵团南进布局提供水资源保障依据。结果表明:(1)昆仑山北坡河流径流2000年后呈显著增加趋势,主要河流2001—2010年年均径流量较2000年以前平均增加了23.36%,2011—2020年较2000年以前平均增加了42.89%,其中车尔臣河增幅最大,和田河增幅最小。(2)车尔臣河流域、克里雅河流域和和田河流域的生态基流量分别为4.67×108 m3、5.38×108 m3和20.26×108 m3,天然植被生态需水量分别为4.34×108 m3、4.00×108 m3和2.62×108 m3。(3)昆仑山北坡各县域单元现状地表水已用水量范围为0.1×108~8.73×108 m3,地表水资源潜力范围为-0.07×108~3.17×108 m3,空间差异非常显著,其中水资源潜力大于2.00×108 m3的有墨玉县、铁门关市38团、策勒县、且末县、和田县、民丰县和洛浦县。现状区域的地表水资源调蓄能力不足,水资源利用上限偏低,虽有潜力但有水难用,未来昆仑山北坡各县域单元需制定修编更为适宜的地表水资源规划并加强基础水利工程建设,提升地表水资源利用效率,为区域高质量发展提供水资源支撑保障。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-30 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 氢氧稳定同位素作为示踪剂被广泛用于水文循环过程研究。地表水是水循环的重要组成部分,是区域水汽来源和现代水文过程分析的有效载体。基于新疆第三次科学考察,于2018年8月至2023年8月在昆仑山北坡采集了地表水样本并测量其氢氧稳定同位素数据,同时汇编了区域以往的地表水同位素数据,分析了昆仑山北坡地表水氢氧稳定同位素的空间分布特征。结果表明:(1)昆仑山北坡地表水同位素值呈现出西低东高的空间变化特征,区域地表水线为δ2H=5.98×δ18O-6.86(R2=0.65,n=141)。(2)对比昆仑山北坡地表水和降水氢氧稳定同位素值发现地表水同位素平均值普遍低于加权降水同位素值。(3)昆仑山北坡地表水同位素空间格局受到西风携带的外来水汽和局地再循环水汽共同影响,此外蒸发也会改变区域地表水同位素值。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用1961—2019年青海省42个气象站逐日最低气温,分析不同等级寒冷日数时空演变特征。结果表明:(1)1961—2019年青海省寒冷日数随着等级降低而逐渐增加,主要以微寒日数为主;总寒冷日数整体呈减少趋势,显著快速减少的突变发生在1995年;总寒冷日数减少主要是由酷寒日数的减少引起;1997年气候突变后严寒、大寒、小寒、轻寒、微寒和总寒冷日数变化趋势减少,酷寒日数变化趋势增多,极寒和凉日数变化趋势减少与增加分布相当。(2)青海省寒冷日数表现出明显的空间差异,总寒冷日数随着海拔升高逐渐增加,等级较高寒冷日数增减趋势较明显,随着寒冷等级的降低,增减趋势向低纬度和海拔相对较低的地区发展。(3)极寒、酷寒、严寒、轻寒、微寒和总寒冷日数随年平均气温升高而逐渐减少,大寒、小寒和凉日数随年平均气温升高而逐渐增加。(4)青海省除了严寒日数其余等级寒冷日数存在持续性,未来下降趋势将持续,但持续性强度不尽相同。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为明析覆膜滴灌条件下水盐氮调控对土壤水盐养分运移变化、棉花生长指标及产量的影响,通过两年三因素全组合大田试验,设置灌水量三水平(W1:2700 m3 ·hm-2、W2:3600 m3·hm-2和W3:4500 m3·hm-2)、含盐量三水平(S1:3 dS·m-1、S2:6 dS·m-1和S3:9 dS·m-1)、施氮量三水平(F1:105 kg·hm-2、F2:210 kg·hm-2和F3:315 kg·hm-2),研究了不同水盐氮组合对土壤水分、盐分、氮素分布及植株生长、产量的影响。结果表明:土壤水分主要聚集在30~40 cm 土层,不同土层深度的含水率基本呈先增大后减小的变化趋势;蕾期和花铃期的 S3F3W1 和 S2F3W1 比S1F3W1的0~40 cm土层平均含水率增大1.3%~21.8%;同一灌溉量下S1F3组合的平均含水率比S1F2和S1F1增大1.39%~13.83%。土壤盐分生育期内呈现先减少后增加的变化趋势;S1土壤盐分随施氮量的增大而先增大后减小,S2、S3土壤盐分随施氮量的增加而减少。W2、W3处理中,氮素在40~60 cm土层中缓慢积聚;S1处理的氮素含量明显高于S2、S3。土壤水分、盐分、氮素含量交互影响,在适宜的土壤水分、氮素条件下,较低的土壤含盐量,能使植株更好地利用养分,利于植株的生长进而促进产量的形成。为获得较高的经济效益,低、中盐土壤推荐灌溉量为3600 m3·hm-2,施氮量为210 kg·hm-2;高盐土壤推荐灌溉量为4500 m3·hm-2,施氮量为315 kg·hm-2。研究为探索干旱区多年膜下滴灌棉花农田生态系统水盐养分运移机制及水肥高效利用提供科学的理论依据。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为探究不同生境和基质对经过牛消化道的新疆野苹果(Malus sieversii)种子萌发和幼苗生长的影响,根据种子经过牛消化道在野外沉积的不同生境和不同基质,设置3个生境(林缘、林隙、林下)和4种处理[W(经过消化道种子+完整粪便)、P(经过消化道种子 + 破碎粪便)、T(经过消化道种子+土壤)和对照C(未经过消化道种子+土壤)]进行野外控制性试验。结果显示,不同生境和不同处理间新疆野苹果种子萌发率、幼苗存活率和幼苗生物量均有显著性差异(P<0.05)。在林缘生境中,土壤基质的种子萌发率高于粪便基质,而在林隙和林下生境中则相反。林缘和林隙生境下的幼苗存活率显著高于林下。在相同处理下,幼苗生物量表现为林缘>林隙>林下;在相同生境下,林缘和林隙生境的幼苗生物量表现为粪便基质>土壤基质。生境和基质的异质性是影响经过牛消化道的新疆野苹果种子在野外萌发和初期幼苗建成的主要原因。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 新月形沙丘的移动特征可以揭示区域内风沙运移特征和地貌演化过程,对于科学开展区域内的风沙灾害防治具有重要意义。本文利用卫星遥感影像与气象再分析数据,研究了塔克拉玛干沙漠南缘6个新月形沙丘群2012—2022年的形态变化与移动特征。结果表明:(1)研究区域内新月形沙丘平均移动速率为6.86m·a-1,移动方向与对应区域内盛行风方向基本一致;(2)区域内新月形沙丘形态参数之间的关联性较为复杂;(3)沙丘高度、下垫面植被覆盖、年均降雨量以及地表温度与沙丘移动速率呈负相关关系,需进行分区拟合;(4)研究区域的年平均输沙通量为77120.5kg·m-1。研究结果反映了新月形沙丘移动规律的复杂性,不同地理环境因子的影响程度或存在显著差异,需要结合实地情况进行具体分析。同时,在沙丘演化过程中,形态参数的动态变化反映了沙丘迁移的内在机理,进一步为新月形沙丘的发育机理提供了实证数据,也为沙丘危害防治和土地规划提供了参考依据。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 生态网络的构建与优化是遏制景观破碎化和保障区域生态安全的有效途径。以兰西城市群为研究区,以适应性循环理论为基础,耦合粒度反推法与形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)识别生态源地,组建“潜力-连通度-韧性”综合生态阻力面,运用电路理论判别生态廊道和关键生态节点,构建生态网络并提出优化对策。结果表明:研究区生态源地空间分布不均且破碎化,总面积4147.84 km2;阻力整体表现为西高东低,并呈以主城为中心向四周递减的趋势;提取生态廊道40条,主要分布在研究区中部,总长度2278.59 km;提取生态夹点24处,多分布在主要河流廊道和生态源地间;判别生态障碍点25处,多位于生态廊道上;生态网络结构指数α、β和γ分别为0.60、2.00和0.74,通过增设12处踏脚石斑块,α、β和γ指数分别提高18.33%、14.00%和9.46%。研究结果可以为兰西城市群国土空间开发及生态安全维护提供参考。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-04 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为明晰中国旱区生态系统的固碳能力及其变化机制,本研究根据 AI 指数划分了中国旱区范围,并基于 MODIS 植被总初级生产力(GPP)数据集,结合气温、降水、饱和水气压差(VPD)、土壤含水量等气象数据和土地利用 等人类活动,探究了中国旱区 2001—2020 年植被固碳能力的时空演变特征及影响因素。结果表明:(1)中国旱区 GPP 20 a 间呈增长趋势,其中,64.72%的区域 GPP 呈显著增长趋势;(2)温度对 GPP 的影响最低,相对贡献率为 21.70%,降水和土壤含水量是 GPP 增长的主导因子,二者贡献率总和超过 55%。随干旱程度加剧,水分胁迫作用逐 渐增强。不同植被类型下,除混交林和高山植被外,降水是影响其他植被类型 GPP 变化最重要的气候因子;(3)土 壤类型及地貌类型的差异是影响 GPP 空间分异的主导因子,水分、土地利用类型因素也有重要作用,任意两要素间 的交互作用解释力均大于单一要素的解释力,以土壤类型与其他各因子的交互作用最为显著。研究结果对深入理 解我国旱区生态系统碳汇演变特征及其对外界环境因子响应机制具有重要理论意义。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 本研究基于InVEST模型,估算塔里木河流域长时间序列的碳储量,刻画并分析其时空变化特征,采用趋势分析、相关系数及波段集统计等方法,探讨气候变化与塔里木河流域碳储量整体的时空关联性,借助偏最小二乘法定量剖析塔里木河流域不同地形下碳储量的变化归因。结果表明:(1)2002—2020年塔里木河流域总体碳储量水平较低,整体呈“中部低,周边高”的马蹄形分布特征,整体情况呈向好趋势发展。(2)塔里木河流域碳储量与年均气温、潜在蒸散发量以及年均降水量均存在相反空间分布多于同向空间分布的特征,空间分异明显。(3)全局尺度下气候因素对碳储量的影响作用从大到小依次为潜在蒸散发量>年均气温>年均降水量。(4)潜在蒸散发量是塔里木河流域Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ级地形位最具解释意义的变量,平均气温和平均降水量是Ⅱ、Ⅴ级地形位最具解释意义的变量。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2024-07-31 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要: Understanding the distribution and dynamics of glaciers is of great significance to the management and allocation of regional water resources and socio-economic development in arid regions of Northwest China. In this study, based on 36 Landsat images, we extracted the glacier boundaries in the Manas River Basin, Northwest China from 2000 to 2020 using eCognition combined with band operation, GIS (geographic information system) spatial overlay techniques, and manual visual interpretation. We further analyzed the distribution and variation characteristics of glacier area, and simulated glacial runoff using a distributed degree-day model to explore the regulation of runoff recharge. The results showed that glacier area in the Manas River Basin as a whole showed a downward trend over the past 21 a, with a decrease of 10.86% and an average change rate of –0.54%/a. With the increase in glacier scale, the number of smaller glaciers decreased exponentially, and the number and area of larger glaciers were relatively stable. Glacier area showed a normal distribution trend of increasing first and then decreasing with elevation. About 97.92% of glaciers were distributed at 3700–4800 m, and 48.11% of glaciers were observed on the northern and northeastern slopes. The retreat rate of glaciers was the fastest (68.82%) at elevations below 3800 m. There was a clear rise in elevation at the end of glaciers. Glaciers at different slope directions showed a rapid melting trend from the western slope to the southern slope then to the northern slope. Glacial runoff in the basin showed a fluctuating upward trend in the past 21 a, with an increase rate of 0.03×108 m3/a. The average annual glacial runoff was 4.80×108 m3, of which 33.31% was distributed in the ablation season (June–September). The average annual contribution rate of glacial meltwater to river runoff was 35.40%, and glacial runoff accounted for 45.37% of the total runoff during the ablation season. In addition, precipitation and glacial runoff had complementary regulation patterns for river runoff. The findings can provide a scientific basis for water resource management in the Manas River Basin and other similar arid inland river basins.
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 固沙植物种子萌发和幼苗生长是土地荒漠化治理的决定性环节,土壤水分是影响该环节的主要限制因 子。本研究通过室内盆栽实验,以花棒(Hedysarum scoparium)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)和沙蒿(Artemisia desertorum)为研究对象,比较分析了不同水分梯度处理下(4%、6%、8%、10%、15%、20%和 25%)3 种固沙植物的种子 萌发特性与幼苗生长过程中的表型特征差异,探讨固沙植物种子萌发和幼苗生长对土壤水分变化的响应。结果表 明:(1)随着土壤水分的增加,3 种固沙植物的种子萌发特性均存在显著差异(P<0.05)。萌发率均随土壤水分的增 加表现出先增加后降低的趋势。其中,花棒在土壤水分为 15%、20%时萌发率最高,均为 83%;柠条锦鸡儿在土壤水 分为 10%时萌发率最高,为 73%;沙蒿种子萌发率在土壤水分为 15%时达到最大值 77.5%,随后慢慢降低,但变化不 显著。(2)3 种植物的叶面积和根长均随土壤水分的增加呈现先增加后降低的趋势,比叶面积和根冠比呈现先降低 后增加的趋势。(3)花棒、柠条锦鸡儿、沙蒿幼苗分别在土壤水分为 10%、8%、20%时生物量最高,分别为 0.0733 g、 0.1142 g 和 0.0363 g,且地上生物量显著高于地下生物量(P<0.05),但柠条锦鸡儿幼苗对地下生物量分配较花棒和 沙蒿更高。(4)3 种固沙植物的 SOD 活性、POD 活性、CAT 活性、Pro 含量、SS 含量以及 Chl 含量均随土壤水分的增加 呈先增高后降低的趋势,而 MDA 含量、膜透性以及相对含水量呈先降低后升高的趋势。基于以上结果,通过隶属函 数法分析得出 3 种固沙植物分别在土壤水分为 15%、8%和 8%时幼苗长势最好。因此,后续采用这 3 种固沙植物进 行植被恢复时,除考虑种子自身性状外,还应充分考虑由降雨条件引起的土壤水分的变化,以提高出苗率和幼苗生长的成功率。
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。