干旱区研究

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第40卷第7期封面与目录

2023 (7): 0-0.

摘要 ( 74 )

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基于多模式的青藏高原前冬降水预测性能评估

申红艳, 温婷婷, 赵仙荣, 冯晓莉

2023 (7): 1027-1039. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.01 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.01

摘要 ( 189 )

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PDF(19279KB) ( 86 )

基于目前主流气候业务模式系统（BCC_CSM 1.1、ECMWF_System 5、NCEP_CFSv 2、TCC_MRI-CGCM 3），从确定性预报角度评估多种模式对青藏高原前冬降水的预测性能。结果表明：多模式均能体现出青藏高原前冬（11—12月）降水空间分布型，但对降水量级存在普遍高估的现象，其中，来自BCC的模式能反映出降水全区一致型和南北反向型主模态的时空演变特征，EC模式高估第一模态的主导作用。多模式对降水历史回报以正技巧为主，BCC模式的预报技巧最优，TCC仅对青藏高原北部预测较好。从可预报性来源的角度分析发现，赤道中东太平洋海温指数（Ni?o 3.4）和印度洋偶极子（IOD）正位相对提升模式预测技巧具有很好的指示性；BCC模式能预测出2018年高原前冬降水异常趋势，在于其对影响青藏高原降水异常的关键环流型具有一定预测能力。

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近20 a新疆阿尔泰山积雪时空变化及其影响因素

李虹, 李忠勤, 陈普晨, 彭加加

2023 (7): 1040-1051. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.02 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.02

摘要 ( 270 )

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PDF(13267KB) ( 141 )

基于2001—2020年新疆阿尔泰山的MOD10A2积雪产品数据，结合DEM及气象数据，分析近20 a阿尔泰山积雪时空变化特征及地形、气象因素对积雪覆盖的影响。结果表明：（1）年均积雪覆盖率（SCP）年际变化总体呈不显著减少趋势，变化率为-0.88%·(10a)^-1。积雪变化具有明显季节性，其中秋季呈增加趋势，冬季呈显著减小趋势。年内积雪从10月开始积累，1月SCP值达到最大。（2） SCP与海拔呈正相关关系。不同坡向区域的SCP区别较大，最高值是西北坡，为28.45%，南坡最低，为18.36%。（3）积雪覆盖频率（SCF）整体呈现出东北高、西南低的分布格局，与海拔呈显著正相关，其中有67.65%的区域SCF呈减少趋势。高山区SCF呈上升趋势而平原及河流区呈下降趋势。（4）气温是影响新疆阿尔泰山积雪变化的主要因素，与SCF呈显著负相关。随着海拔逐渐升高，气温对积雪的影响逐渐减小。新疆阿尔泰山年均降水量呈现从西北部向东南部逐渐降低的空间分布特征，SCF与降水量总体呈正相关。

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WQSRTP方法在甘肃省高低温客观预报中的应用

王基鑫, 黎倩, 栗晗, 张君霞, 刘新雨

2023 (7): 1052-1064. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.03 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.03

摘要 ( 193 )

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PDF(16729KB) ( 78 )

基于ECMWF细网格数值预报产品和国家级考核站气温观测数据，采用加权准对称滑动训练期方法（WQSRTP）生成甘肃省智能网格最高（低）客观产品，检验该产品的预报效果，将其与中国气象局智能网格指导预报产品（SCMOC）、甘肃省城镇网格预报产品（SPCC）进行对比。结果表明：WQSRTP订正方法能够显著改善ECMWF细网格数值模式24 h最高（低）气温的预报能力，24 h最高、最低气温预报准确率分别提升了32.16%、15.48%；WQSRTP订正产品相对于SCMOC、SPCC和ECMWF最高（低）气温产品均为正订正技巧，且最高气温订正能力优于最低气温订正能力。空间误差检验来看，WQSRTP订正方法可有效提升祁连山区和甘岷山区等地形复杂地区的最高（低）气温预报准确率，显著降低了平均绝对误差。

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1951—2020年疏勒河流域气温时空变化特征

王士维, 孙栋元, 周敏, 王亦可, 王祥镔, 季宗虎, 张文睿, 武兰珍

2023 (7): 1065-1074. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.04 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.04

摘要 ( 168 )

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PDF(14975KB) ( 106 )

基于疏勒河流域敦煌站、瓜州站和玉门站1951—2020年气温实测数据，采用线性倾向、累计距平、Mann-Kendall检验等方法，分析各站气温时空变化特征。结果表明：（1）疏勒河流域各站平均气温均呈显著上升趋势，倾向率排序表现为：敦煌站（0.244 ℃·(10a)^-1，P<0.05）>瓜州站（0.209 ℃·(10a)^-1，P<0.05）>玉门站（0.195 ℃·(10a)^-1，P<0.05）。（2）敦煌站、玉门站四季平均气温呈显著上升趋势；瓜州站春季、秋季、冬季平均气温呈显著上升趋势，夏季平均气温呈不显著上升趋势。（3）疏勒河流域各站平均气温突变年份分别为1998年、1997年和1995年；第一主周期分别为58 a、30 a、13 a。（4）疏勒河流域全年及四季平均气温从东向西逐渐升高，不均匀系数和集中度均呈下降趋势。

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非降雨水研究进展

袁瑞强,李泽君

2023 (7): 1075-1084. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.05 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.05

摘要 ( 198 )

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非降雨水对干旱和半干旱区的水平衡和生态非常重要。本文归纳总结了非降雨水的测量和模拟方法，分析并综述了研究现状。非降雨水是陆气间较小的通量，时空变异强，直接测定存在困难。利用专门的冷凝器可获得可观的结露量。露水研究集中于干旱与半干旱区的站点尺度，雾水研究集中在沿海和山区，水汽吸附研究主要在旱地。非降雨水的收集利用及其对生态环境的影响是研究热点。然而，露水研究较多，雾水和水汽吸附研究明显偏少。同时，自然表面结露、大空间尺度和长期的研究较少。在非降雨水的时空变化规律认识方面存在明显的知识缺口。

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基于Priestley-Taylor方法的中亚干旱区实际蒸散特征及归因

赵卓怡, 郝兴明

2023 (7): 1085-1093. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.06 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.06

摘要 ( 213 )

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PDF(18176KB) ( 100 )

蒸散是水—能—碳循环之间的纽带，了解蒸散的动态过程及其驱动因素对中亚干旱区水资源稳定、生态环境安全及农业水资源管理等方面具有重要意义。本研究基于Priestley-Taylor方法，估算并分析了2000—2019年中亚干旱区蒸散的时空变化，采用Lindeman-Merenda-Gold方法定量评估了不同驱动因素对蒸散各组分的绝对贡献，并以各组分对蒸散变化的贡献加权，评估了各驱动因素对蒸散的贡献。结果表明：中亚干旱区蒸散整体以1.45 mm·a^-1的速度波动上升，其变化趋势呈“东升西降”的空间分布；植被蒸腾、蒸发、冠层截留蒸发的变化趋势分别是2.46 mm·a^-1、-1.03 mm·a^-1、0.02 mm·a^-1，三者对蒸散变化的贡献分别是70.09%、29.34%、0.57%；植被蒸腾和冠层截留蒸发的主导因素是NDVI，蒸发的主导因素是气温；总体上，NDVI是中亚干旱区蒸散变化的主导因素，其绝对贡献为28.16%。

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昆仑山冰湖分布时空特征及驱动力

孟乘枫, 仲涛, 郑江华, 王南, 刘泽轩, 任祥源

2023 (7): 1094-1106. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.07 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.07

摘要 ( 212 )

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PDF(9009KB) ( 358 )

探究昆仑山冰湖变化特征对区域生态环境和发展至关重要。基于Google Earth Engine（GEE）遥感云平台进行监督分类，研究昆仑山近20 a的冰湖分布面积和数量变化情况，并结合气温、降水和冰川面积进行驱动力分析。结果表明：（1） 2000—2020年昆仑山地区冰湖数量增加39.25%，面积增加81.35%，呈西多东少的分布特征。（2）昆仑山地区面积小于0.1 km²的冰湖对气候变化更敏感，增长速度最快；昆仑山冰湖主要集中在海拔4600~5600 m，冰湖数量和面积分别占总量的71.58%和70.51%。（3） 2000—2020年昆仑山地区气温降低3.45%，降水减少6.27%，冰川面积减少了21.15%，冰川融化产生的冰川融水是冰湖增长的主要原因。研究结果可为干旱区水资源的保护和利用、灾害预警等方面提供科学支撑。

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毛乌素沙地不同林龄杨柴灌木林土壤呼吸及其影响因素

海龙, 周梅, 张嘉開, 洪光宇, 李凤滋, 费菲

2023 (7): 1107-1116. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.08 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.08

摘要 ( 156 )

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为探究沙漠化逆转过程中林地土壤呼吸速率和通量变化趋势及其主要影响因子，本文选择毛乌素沙地林龄为9 a、18 a和30 a杨柴人工灌木林和未造林流动沙地（CK），用Li-8100A土壤碳通量监测系统对土壤呼吸速率进行定位观测，并对主要环境影响因子进行了测定。结果表明：（1）土壤呼吸速率和通量均在植物生长季5—10月呈现出先升高后降低的单峰曲线变化规律，最高值出现在7月。（2）土壤呼吸速率和通量随杨柴林龄增长呈持续增加趋势，而呼吸速率温度敏感性（Q₁₀）则呈持续下降趋势。生长季5—10月杨柴林各样地土壤呼吸平均速率大小为：30 a(2.16 μmol·m^-2·s^-1)>18 a(1.98 μmol·m^-2·s^-1)>9 a(1.41 μmol·m^-2·s^-1)>CK(0.24 μmol·m^-2·s^-1)；土壤呼吸碳通量值大小顺序为：30 a(365.74 g C·m^-2)>18 a(313.63 g C·m^-2)>9 a(218.66 g C·m^-2)>CK(40.08 g C·m^-2)。（3） CK、9 a和18 a样地土壤呼吸速率季节性变化主要受土壤温度和水分的耦合作用(P<0.01)，而30 a样地的主控因子为土壤温度(P<0.01)。（4）土壤呼吸碳通量与植被生物量、土壤有机碳和全氮含量均呈显著正相关关系(P<0.05)。

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蒸散分离的玉米水分利用效率变化及影响因素

庄淏然, 冯克鹏, 许德浩

2023 (7): 1117-1130. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.09 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.09

摘要 ( 147 )

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PDF(15097KB) ( 54 )

水分利用效率（WUE）是农田生态系统碳水循环的重要指标，对指导农业灌溉和提高水分生产力有重要意义。宁夏灌区是我国地处干旱气候带的大型灌区，其中，玉米种植面积最大。在涡度通量观测农田生态系统实际蒸散发（ET）的基础上，利用氢氧稳定同位素法将蒸散发分割为土壤蒸发（evaporation，E）、植物蒸腾（transpiration，T），并通过光能利用模型估算宁夏引黄灌区典型玉米农田生态系统的总初级生产力（GPP），计算群体水分利用效率WUE_T=GPP/T、生态系统水分利用效率WUE_ET=GPP/ET以及固有水分利用效率（Intrinsic Water Use Efficiency）IWUE_VPD=（GPP·VPD）/ET三种水分利用效率，进而从函数响应关系、相关性以及敏感性三个方面分析不同水分利用效率与气温、饱和水汽压差（VPD）、CO₂浓度、光合有效辐射以及土壤含水量等环境因子之间的关系。结果表明：宁夏引黄灌区玉米农田生态系统生长季的实际蒸散发变化呈单驼峰型，作物蒸腾与实际蒸散发的变化趋势相一致。WUE_T在生育期内呈“W型”变化，WUE_ET与IWUE_VPD在生育期内呈“单峰型”变化，三种WUE的峰值出现在抽雄期，分别达到5.90 kg C·m^-3·H₂O、5.02 kg C·m^-3·H₂O和32.90 kg C·hPa·m^-3·H₂O，灌浆后期三种水分利用效率开始降低，玉米成熟晚期由于蒸腾微弱所以WUE_T略有增加。WUE_T、WUE_ET和IWUE_VPD与土壤含水量显著正相关，相关度和敏感性最强；VPD与三种WUE显著负相关，相关度和敏感性最强次之；气温、光合有效辐射以及CO₂浓度与三种WUE的负相关性但不是敏感因素。因此，在宁夏引黄灌区土壤水分和VPD是影响玉米农田生态系统WUE的关键因素。

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不同盐分类型对一年生早熟禾种子萌发和幼苗生长的影响

李娟霞, 白小明, 张翠, 冉福, 李萍, 闫玉邦, 张才忠, 朱雅楠, 陈辉

2023 (7): 1131-1140. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.10 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.10

摘要 ( 148 )

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采用培养皿法，研究不同盐分类型和盐浓度对一年生早熟禾种子萌发特性的影响，测定其相对萌发率、相对发芽势、相对萌发指数、相对活力指数、相对胚芽长、相对胚根长和相对盐害率等指标，分析一年生早熟禾种子萌发和幼苗生长对不同盐分类型的响应。结果表明：（1）永昌种源一年生早熟禾的种子萌发和幼苗生长特性均高于其他3个种源。（2）在不同盐分类型、盐浓度及主要因素交互作用下一年生早熟禾的种子萌发和萌发期幼苗生长均受到显著抑制，碱性盐毒害强于中性盐，与萌发期幼苗的胚芽相比，胚根的响应更为敏感。（3）不同盐分类型对一年生早熟禾种子萌发期的盐害性强弱依次为：Na₂CO₃>NaHCO₃>Na₂SO₄>NaCl。研究结果可为种植一年生早熟禾生态修复不同类型盐碱地提供科学依据。

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晋西黄土区不同密度刺槐林下植物群落物种多样性

王思淇, 张建军, 张彦勤, 赵炯昌, 胡亚伟, 李阳, 唐鹏, 卫朝阳

2023 (7): 1141-1151. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.11 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.11

摘要 ( 178 )

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林分密度对刺槐（Robinia pseudoacacia）林下植物群落结构及物种多样性具有重要影响，明确不同林分密度刺槐林下植物群落结构及物种多样性变化有助于黄土区植被恢复与森林生态功能的提升。以晋西黄土区刺槐人工林为研究对象，通过野外调查，探究6种林分密度（950株·hm^-2、1450株·hm^-2、1950株·hm^-2、2450株·hm^-2、2950株·hm^-2、3450株·hm^-2）条件下林下植物群落组成特征、生长特征及物种多样性。结果显示：（1）研究区林下植物共有39科65属77种，其中灌木16科29属36种，草本植物25科36属41种，灌木层物种数在林分密度为1950株·hm^-2时最多，草本层物种数在林分密度为2450株·hm^-2时最多。刺槐林下植物群落主要以蔷薇科（Rosaceae）、菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）、忍冬科（Caprifoliaceae）的植物为主，随着林分密度增加，优势种由阳生、中生性物种向阴生性物种过渡。（2）刺槐林中灌木的高度、地上生物量随林分密度的增加而减小，草本植物地上生物量在各林分密度间无明显差异（P>0.05），灌草群落总盖度变化较小。（3）随着刺槐林分密度的增加，灌木层Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数呈先增后减的变化趋势，在林分密度为1950株·hm^-2时最大，Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数呈逐渐减小的变化趋势。草本层Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数在林分密度为2450株·hm^-2时最大，Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数在林分密度为1950株·hm^-2时达到最大。（4）不同密度的刺槐林下植物群落物种组成相似度达中等相似以上。林分密度为1950~2450株·hm^-2时，刺槐林下植物群落物种多样性最佳，有利于其生态功能的提高与可持续发挥。

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异质生境下黑果枸杞异形果实的种子休眠及萌发特性

热依拉穆·麦麦提吐尔逊, 哈里布努尔, 艾沙江·阿不都沙拉木

2023 (7): 1152-1163. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.12 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.12

摘要 ( 142 )

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黑果枸杞（Lycium ruthenicum）是我国西北干旱区药食同源的国家二级保护植物。在新疆南部自然居群中出现扁形和圆球形果实的两种个体，二者在不同海拔居群出现比例上存在差异。为了了解该物种异形果实的种子在不同海拔居群的萌发特性及其对不同气候类型荒漠环境的响应，对其在不同海拔居群的结籽率和种子质量、休眠、萌发特性及干旱胁迫的响应进行了室内控制性实验的比较研究，以期揭示该物种异形果实对新疆南部不同海拔荒漠环境的响应。结果表明：黑果枸杞扁形果实的结籽率高于圆球形果实；异形果实结籽率随着居群海拔的上升而逐渐降低，种子质量则随海拔的上升而逐渐升高。低海拔居群种子的吸水率比高海拔居群高，扁形果实种子的吸水率高于圆球形果实的种子。高温（20~30 ℃）、低浓度（0.1 mmol·L^-1）的赤霉素及全黑暗条件是打破休眠的主要因素。圆球形果实的种子对高浓度30%PEG干旱胁迫的响应能力高于扁形果实的种子；低海拔居群果实的抗旱能力高于高海拔居群。

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乌拉山废弃矿山生态恢复的近自然植被空间配置模式

张泽宇, 吴晓静, 梁一鹏, 张晓霞, 查同刚

2023 (7): 1164-1171. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.13 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.13

摘要 ( 156 )

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本研究着眼于废弃矿山立地类型与植被群落特征关系的研究视角，以近自然修复理论为基础探究其植被群落空间配置，为废弃矿区生态修复过程中植被恢复提供理论依据和参考。研究区位于内蒙古乌拉山废弃矿山，采用主成分分析、相关性分析和聚类分析的方法划分立地类型，探究不同立地类型下植物群落特征，从而得到近自然植被恢复的最佳空间配置比例。结果表明：坡度、坡位和土壤硬度为主导因子并据此将该区域划分为9个立地类型。其中，缓坡坡中中质土立地类型和斜坡坡中中质土立地类型在生物量、植被盖度、Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数上均大于其他立地类型。就植被配置模式而言，对于生境较差的立地类型如缓坡坡下软质土立地类型，建议配置草本模式（配置比例为多年生草本∶一年生草本=6∶4），对于其他立地条件较好区域，建议配置灌草模式。

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六盘山区国土空间生态安全格局构建与分区优化

包玉斌,王耀宗,路锋,刘自增,马大为,杨勇,吴娟,张永康

2023 (7): 1172-1183. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.14 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.14

摘要 ( 178 )

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生态安全格局构建是保障人类福祉和健康发展的重要途径，是践行山水林田湖草沙生命共同体理念的具体举措，选取具有重要生态地位和屏障作用的宁夏六盘山区，将InVEST模型生态服务评价优势和Circuitscape电路理论景观模型廊道识别优势充分结合，采用“源地—廊道—节点”的研究范式开展六盘山区生态安全格局构建和生态修复分区。结果表明：六盘山区共有生态源地75个，占研究区总面积的21.8%，呈现山系格局、县域拓展特征；关键生态廊道47处，总长度211.6 km，需要优先保护修复的夹点和障碍点分别为547处和217处，面积分别为626.9 km²和893.9 km²；生态屏障带面积占比17.4%，需要实施最严格的生态保护措施，保育区、修复提升区和控制调节区的面积占比分别为6.5%、38.2%和37.9%，需要加强生态监测和实施差异化修复措施，科学划定三区三线和全面协调发展保护关系。研究结果可为六盘山区国土空间生态保护修复、政策制定及工程布局提供参考。

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面向SDGs的塔里木河流域农业灰水足迹分析

杜慧娟, 王光耀, 冉光妍, 吕密

2023 (7): 1184-1193. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.15 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.15

摘要 ( 169 )

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塔里木河流域地处西北干旱区是新疆重要的农牧资源交错带，研究该流域农业面源污染对促进流域农业绿色可持续发展具有重要意义。本文在灰水足迹理论的基础上，引入中国可持续发展评价指标，计算2006—2020年塔里木河流域农业灰水足迹、农业灰水足迹强度和农业灰水足迹效率，基于SDGs可持续发展框架分析其时空格局变化特征。结果表明：（1） 2006年以来，塔里木河流域农业灰水足迹整体处于下降趋势，由2006年的6.95×10¹⁰ m³（最高值）降至2017年的3.96×10¹⁰ m³（最低值），畜牧业灰水足迹在流域农业灰水足迹中年均占比为91.3%，是流域农业灰水足迹的主要来源。喀什地区对流域农业灰水足迹贡献率最高。（2）塔里木河流域农业灰水足迹强度由2006年的4.48×10⁴ m³·hm^-2下降至2017年的1.68×10⁴ m³·hm^-2，下降幅度为62.5%。2012年后，和田地区、喀什地区与克州农业面源污染下降幅度较为明显。（3）塔里木河流域农业灰水足迹效率由2006年的0.6元·m^-3上升为2019年4.03元·m^-3。2012—2020年塔里木河流域农业灰水足迹效率有一定程度的提升，不发达地区数量有所下降。为此，推进农区农牧耦合发展，调整畜禽养殖结构，提高畜禽粪便的资源化是塔里木河流域水环境改善关注的重点。

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沙封区农户生计资本对生计策略选择敏感性影响——以临泽县为例

乐芳军, 罗永忠, 郭艳俊, 罗昕, 桂杰

2023 (7): 1194-1202. doi: 10.13866/j.azr.2023.07.16 cstr: 32277.14.j.azr.2023.07.16

摘要 ( 139 )

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沙化土地封禁保护区（沙封区）是我国对暂不具备治理条件和不宜开发的连片沙化土地，通过封禁等方法预防土地沙化，恢复区域植被，维护生态安全，促进经济和社会可持续发展的重要手段。农户作为沙封区活动的主体，沙封区的建设对当地农户生计产生影响，为探究该区域生计资本对生计策略选择的影响。本文采用参与式农村评估法（PRA）以沙化土地封禁保护区张掖市临泽县为例，在SLA（Sustainable Livelihoods Approach）可持续分析框架基础上结合二元Logistic回归模型，分析农户生计资本对生计策略的敏感性影响。结果表明：（1）自然和人力资本显著影响纯农型生计策略的选择，物质和社会资本对农户选择兼农型生计策略的影响显著，而金融资本是农户选择非农型生计策略最主要的影响因素。（2）农户生计资本的储量影响农户对不同类型生计策略的选择，储量越多，选择的敏感性越强。（3）不同类型农户对调整现有生计策略的意愿存在较大差异，68%的纯农型和56%的兼农型农户希望调整现有的生计策略；但63%的非农户无调整现有生计策略的意愿。该结果对提高沙封区农户生计和生态安全，促进社会经济可持续发展提供重要理论依据。

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