干旱区研究

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2015 (5): 1-1.

摘要 ( 588 )

PDF(3402KB) ( 386 )

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塔吉克斯坦降水量和气温时空变化特征

李维, 吴燕锋, 巴特尔·巴克, 魏小琴, Rasulov Hamid

2015 (5): 835-844. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.01

摘要 ( 993 )

PDF(2549KB) ( 952 )

基于塔吉克斯坦46个气象站的数据,运用集合模态分解、趋势分析和小波分析等方法,对该国1971—2013年降水量和气温时空变化进行了研究。结果表明:① 时间变化上,年降水量和平均气温都呈增加趋势,其中,年降水量存在3 a、6 a、14 a和27 a的变化周期,平均气温存在3 a、7.5 a、12~13 a和32 a的变化周期。② 近43 a塔吉克斯坦平均年降水量大致呈自中部向四周逐渐减少的分布特征,在空间上增势明显,其平均降水量倾向率为15.2 mm·(10a)^-1;降水量季节变化差异明显,春、夏、秋、冬四季降水量倾向率分别为-1.7 mm·(10a)^-1、1.3 mm·(10a)^-1、1.1 mm·(10a)^-1和4.4 mm·(10a)^-1;年代尺度降水量空间距平表明,1970s降水量最少,在1980s和1990s持续增加,并在2000s达到年代最大值。过去的43 a间塔吉克斯坦年平均气温在空间上随着海拔的增高逐渐降低,在变化趋势上,气温均呈增加趋势〔平均气温倾向率为0.26 ℃·(10a)^-1〕且自南向北增幅逐渐增大。四季平均气温也呈增加趋势,增势从大到小依次为:冬季、春季、秋季、夏季。年代变化上,总体经历了低温期—高温期—低温期—高温期的变化过程,其中,1970s和1990s气温相对较低,1980s气温东部相对较低、西部相对较高,2000s气温相对较高,2001—2013年年平均气温比多年平均值高0.4~0.7 ℃。③ 塔吉克斯坦气温和降水呈明显的共振负相关。

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吉尔吉斯斯坦刻腹小蜂科(膜翅目:小蜂总科)一新纪录属及一新纪录种

唐秀丽, 朱丽得孜·艾山, 王朝, 李勤, 胡红英

2015 (5): 845-848. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.02

摘要 ( 762 )

PDF(645KB) ( 648 )

首次记述了分布于吉尔吉斯斯坦的刻腹小蜂科(Ormyridae)昆虫,包括吉尔吉斯斯坦1新纪录属——刻腹小蜂属(Ormyrus),1个新纪录种——刻腹小蜂(Ormyrus yeschilirmaka Doganlar)。并对新纪录属和种的形态及分布进行了描述,绘制了形态特征图。研究标本保存于新疆大学生命科学与技术学院昆虫实验室。

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青藏高原东北缘土壤微生物群落结构变化

斯贵才, 王光鹏, 雷天柱, 张更新, 夏燕青, 陈芳荣

2015 (5): 849-855. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.03

摘要 ( 699 )

PDF(1298KB) ( 778 )

选取青藏高原东北缘地区自然降水梯度下土壤样品,利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究了土壤微生物群落结构随年平均降水量变化情况,探讨引起微生物群落结构变化的主要因子。结果表明:随着年平均降水量的下降,土壤有机碳和全氮含量显著下降。细菌、真菌和放线菌含量随着年降水量的下降而显著减少,但在干旱区生物量有增加趋势,表明干旱地区少量的降水不会引起微生物量的显著改变。经相关分析与典范对应分析,在0~5 cm和5~10 cm土层,年降水量与土壤主要理化性质、土壤微生物量有着显著的相关关系,表明在干旱半干旱地区年降水量是影响土壤微生物群落结构的主要因子,并且在0~5 cm土层更加显著。

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河西走廊地区盐碱土壤微生物总DNA提取方法的比较

李海云, 牛世全, 孔维宝, 王蓓, 达文燕

2015 (5): 856-860. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.04

摘要 ( 773 )

PDF(650KB) ( 693 )

为了找出一种更适于河西走廊地区盐碱土壤微生物总DNA的提取方法,分别运用方法1(Omega试剂盒法)、方法2(MoBio试剂盒法)、方法3(CTAB-SDS法)和方法4(CaCl₂-SDS-酶解法),对河西走廊盐碱土壤微生物总DNA的提取方法进行比较。4种方法所提取总DNA片段分子量大约在23.1 kb,完整性较好,无明显降解现象。但4种方法所提取DNA的量差异很大,其中方法1和方法2提取的DNA目的条带不清晰,但纯度较高;方法3和方法4所提取的DNA产量高于方法1和方法2,但方法3提取的总DNA杂质较多,影响后续分析的准确性;而方法4所提取得DNA纯度基本与试剂盒法接近,DNA提取量可达到452.875 μg·g^-1,远远高于其他3种方法,能满足后续实验,是一种较理想的且适合于河西走廊盐碱土壤微生物多样性和种群结构的总DNA提取方法。

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秸秆覆盖对土柱垂直一维水分传输与蒸发的影响

张金珠, 王振华, 虎胆·吐马尔白

2015 (5): 861-868. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.05

摘要 ( 683 )

PDF(1406KB) ( 849 )

通过室内土柱蒸发实验,研究了2种秸秆覆盖位置(0 cm、土面以下20 cm)、4种秸秆覆盖量〔0 kg·hm^-2(CK)、6 000 kg·hm^-2、12 000 kg·hm^-2、18 000 kg·hm^-2〕和3种秸秆长度(1 cm、5 cm、10 cm)的秸秆覆盖对土壤水分蒸发的影响。结果表明:表层覆盖秸秆能明显抑制水分蒸发,秸秆量越大,日蒸发强度越小,不同秸秆覆盖量处理间累积蒸发量差异显著;秸秆长度对日蒸发强度影响不明显,秸秆覆盖量在18 000 kg·hm^-2时,不同秸秆长度累积蒸发量差异显著。土面以下20 cm处秸秆覆盖处理的日蒸发强度在蒸发前期均高于表层覆盖和CK处理,蒸发后期小于表层覆盖和CK处理;秸秆长度为1 cm和10 cm时,不同秸秆覆盖量累积蒸发量差异显著,秸秆覆盖量12 000 kg·hm^-2和18 000 kg·hm^-2时,不同秸秆长度累积蒸发量差异显著。方差分析表明:秸秆覆盖量对表层覆盖累积蒸发量的贡献最大,秸秆长度对土面以下20 cm处覆盖累积蒸发量效果显著。

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黄土高原苜蓿生长年限对草地N₂O释放通量的影响

李渊, 王涛, 沈禹颖

2015 (5): 869-874. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.06

摘要 ( 670 )

PDF(2376KB) ( 836 )

氧化亚氮(N₂O)是一种主要的温室气体。为探究旱作紫花苜蓿(Medicago sativa)生长年限对草地N₂O释放通量的影响,采用静态箱—气相色谱法,分别观测了黄土高原休闲地和3、4、10龄紫花苜蓿草地N₂O释放通量。与实测值相比较,DNDC(脱氮—分解)模型对苜蓿草地N₂O释放的模拟具有较高的可靠性。另外,利用DNDC模型对苜蓿地N₂O释放量进行估算。结果表明:与休闲地比较,高龄苜蓿草地N₂O释放通量高于低龄苜蓿草地;N₂O负通量观测值与模型模拟值差异较大;DNDC模型对不同龄苜蓿草地的模拟中发现,N₂O释放主要集中在170~240 d,且波动较大,释放峰值出现在第210 d。DNDC 模型能够较好地模拟黄土高原苜蓿草地N₂O释放通量,但其对苜蓿草地N₂O负通量的模拟还需进一步改进。

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梭梭群落物种多样性与土壤理化性质的相关性研究

徐磊, 廖帆, 严成, 杨更强

2015 (5): 875-881. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.07

摘要 ( 747 )

PDF(2127KB) ( 768 )

选择4个物种多样性测度指标,在对克拉玛依市区外围4处样地梭梭群落多样性调查的基础上,分析土壤理化性质。结果表明:① Shannon-Wiener多样性指数、Gleason丰富度指数、Pielou均匀度指数从山麓前缘到沙漠区先增大后减小,Simpson优势度先减小后增大;② 不同区域不同土壤深度总盐、K⁺、Cl^-、SO^2-₄、Ca²⁺含量存在差异,酸碱度变化范围在7～9;总盐含量的变化趋势为:黏土区＞冲积扇砾漠区＞洪积扇砾漠区＞沙漠区;其他离子表现出与总盐相同的趋势;③ 根据土壤分层理化性质与多样性的逐步回归分析表明,土壤指标在不同深度分别与群落多样性测度指标具有一定的相关性,酸碱度、总盐、Cl^-、SO^2-₄、Ca²⁺、K⁺对4个物种多样性指数影响较大,HCO^-₃影响较小。

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基于InVEST模型的榆林市土壤保持生态效益研究

李苒

2015 (5): 882-889. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.08

摘要 ( 1059 )

PDF(3608KB) ( 788 )

水土流失是黄土高原最严重的生态问题,正确评估黄土高原土壤保持生态效益具有重大意义。以榆林市为研究对象,采用生态系统服务和交易的综合评估模型(InVEST),对2000—2010年榆林市土壤保持生态效益进行了评估,明确了10 a土壤保持生态效益的演变规律及空间格局特点。结果表明:① 2000—2010年,榆林市土壤保持量呈先减少后增加的特点,土壤保持生态效益呈现持续减少的趋势,多年平均土壤保持生态效益为1.19×10¹¹元,无论是土壤保持量还是土壤保持效益,神木县均最大,吴堡县最小。② 榆林市土壤保持生态效益大致呈现西北高东南低的空间分布格局,河流中上游地区土壤保持生态效益比下游地区高,北部6县远远高于南部6县。③ 土壤保持量和保持效益的高低与流域内部地形地貌因素、土地利用方式、土壤理化性质、生态系统类型、植被覆盖以及国土面积有很大关系,尤其是国土面积的大小对土壤保持总量和效益影响较大,这也是南部6县总量上偏小的重要原因。

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基于Landsat 8 OLI影像的三江源区表层土壤全氮空间格局反演

贾伟, 高小红, 杨扬, 张威, 杨灵玉, 田成明

2015 (5): 890-896. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.09

摘要 ( 857 )

PDF(1441KB) ( 930 )

利用Landsat 8 OLI影像反演三江源区玉树、称多及玛多县的表层土壤全氮含量空间分布格局,选取光谱反射率(R)、光谱反射率的倒数(1/R)、光谱反射率倒数的对数〔lg(1/R)〕 3个光谱指标,与表层土壤(0～30 cm)全氮实测数据进行相关性分析,筛选相关性最高的光谱指标,以达到显著性相关水平波段的主成分分量建立回归模型。结果表明:OLI影像的B1～B4和B7的R、1/R、lg(1/R)均与实测全氮数据达到显著性相关水平,以lg(1/R)变换最为明显;利用这5个波段lg(1/R)的第一、第二主成分建立负二次多项式回归模型,其中建模样本的R²为0.621, RMSE为2.075,验证样本的R²为0.730,RMSE为1.493,RPD为1.849,反演模型精度较高,稳定性较好。利用OLI影像可较好的估算表层土壤全氮含量的空间分布格局。

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科尔沁沙地榆树疏林的土壤空间变异特征

史宇飞, 金永焕, 金兰淑, 宋铸福

2015 (5): 897-902. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.10

摘要 ( 678 )

PDF(2075KB) ( 674 )

在科尔沁东部乌斯吐自然保护区内,以实施退耕还林10 a的沙地榆树疏林土壤为研究对象,利用地统计学方法分析土壤性状的相关性及其空间变异和分布格局。结果表明:土壤pH的空间变异性很弱,而土壤全氮、有机质、速效氮和速效磷具有中等程度的空间变异性;利用GS+软件自动拟合的变异函数的理论模型中,显示出土壤pH为球型模型、土壤全氮为线型模型、土壤有机质为线型模型、土壤速效氮为指数模型、土壤速效磷为高斯模型;土壤全氮和土壤有机质表现出纯块金效应,在小尺度上具有恒定的空间变异性,只受随机因素的影响,不受结构因素的影响,没有明显的变化规律,而土壤pH、土壤速效氮和速效磷的比值均小于25%,具有强烈的空间相关性,随机部分引起的空间变异性程度较低。除速效氮之外的其余4个土壤性状的空间分布较为均匀,表明土壤速效氮是科尔沁沙地榆树疏林恢复的关键性因子,经过历史上长期的人为干扰后,在地表植被的恢复过程中土壤养分的恢复并不同步。土壤的恢复比植被的恢复速度慢,榆树疏林草原生态系统的恢复需要长期的封山育林过程才能实现。

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干旱区灌溉过程中碳淋溶试验研究

解怀亮, 王玉刚, 李彦

2015 (5): 903-909. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.11

摘要 ( 698 )

PDF(2120KB) ( 882 )

水循环过程中的碳传输是当前应对气候变化的热点问题之一。为探讨干旱区土地开发利用农田灌溉过程中可溶性碳传输的特征,通过土柱淋溶法定位模拟绿洲农田灌溉灰漠土(已开发23 a)和毗邻自然状态下未被开发的原生灰漠土,分别种植春小麦(旱田)和水稻(水田),研究了土壤碳淋溶特征。结果表明:灌溉灰漠土和灰漠土春小麦总淋溶碳量分别为5.71 g·m^-2·a^-1、14.1 g·m^-2·a^-1,水稻分别为121.3 g·m^-2·a^-1、63.9 g·m^-2·a^-1;原生灰漠土有机碳淋溶量占总淋溶碳的54%～63.1%,而灌溉灰漠土却相反,有机碳淋溶量仅占16.3%～31.4%;随着季节的变化及农作物生长,有机碳和无机碳淋溶量逐渐减少,春小麦种植有机碳和无机碳淋溶量小于对照,水稻种植与对照无明显差异。土地开发和作物种植方式对灌溉淋溶有机碳和无机碳数量有显著影响。

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塔里木沙漠公路防护林土壤团聚体特征

沈芳宇, 王永东, 李生宇, 徐新文, 赵容怀, 贾萌萌

2015 (5): 910-917. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.12

摘要 ( 681 )

PDF(1047KB) ( 858 )

通过野外采样与室内分析相结合的方法,对塔里木沙漠公路5个不同种植年限防护林0~20 cm土层土壤团聚体的组成及稳定性进行了研究。结果表明:① 干筛处理下,各土层>0.25 mm风干团聚体含量在33.35~280.48 g·kg^-1,其中>5 mm粒级在土壤风干团聚体占主导地位,其含量占41.56%~70.09%;5~2 mm粒级次之,占6.58%~34.88%;1~0.5 mm粒级含量最少,仅为1.66%~5.46%。湿筛处理下,各土层>0.25 mm水稳性团聚体含量在0.21~72.54 g·kg^-1,不同粒级含量占水稳性团聚体总量的比例基本随粒径的减小而降低。② 在0~20 cm土层中,流沙地没有形成团聚体,但随着种植年限从7 a增加到18 a,土壤风干团聚体含量从69.94 g·kg^-1增加到159.88 g·kg^-1,水稳性团聚体含量从0.41 g·kg^-1增加到60.84 g·kg^-1,防护林的种植促进了流动风沙土的成土过程。③ 随种植年限的增加,>0.25 mm风干/水稳性团聚体含量〔SDA/WSA_{(>0.25 mm)}〕、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)都有增加的趋势,且这些指标间的相关性均达到极显著水平(P<0.01)。④ 可分别用>2 mm风干团聚体含量和>1 mm水稳性团聚体含量来表征防护林土壤团聚体的机械稳定性和水稳定性。防护林的建设有利于流动风沙土地区土壤团聚体的形成,使团聚体在土体内均匀分布,团聚体的机械稳定性和水稳定性得到提高,促进流动风沙土的成土过程。

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2001—2010年榆林市土壤侵蚀动态变化趋势

李柏延, 任志远, 易浪

2015 (5): 918-925. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.13

摘要 ( 727 )

PDF(1735KB) ( 742 )

土壤侵蚀在水土保持和荒漠化防治中扮演着重要角色,在区域水土资源的开发、保护及其利用中具有重要意义。以通用土壤流失方程为工具,采用格网技术、空间插值、空间分析、一元线性回归等技术,对栅格数据进行采样、重分类、空间统计分析,对榆林市连续10 a土壤侵蚀动态变化及其分布进行分析,并对其未来土壤侵蚀情况进行预测。研究表明:① 2001—2010年榆林市总体土壤侵蚀平均模数平稳,但在2003年和2009年出现跳跃性的拐点,2003年土壤侵蚀平均模数达到最小值,2009年土壤侵蚀平均模数达到最大值;② 榆林市土壤侵蚀面积逐年增大,轻度和中度土壤侵蚀面积所占比例呈增大趋势,中度以上侵蚀面积占总面积的21.68%,轻度土壤侵蚀面积占总面积的37.91%;③ 工矿用地和能源开发区等土壤侵蚀较为严重;④ 未来几年,土壤侵蚀主要发生在府谷大部、神木中部、部分能源开发区及其周边和定边中部等地区。

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新疆巴尔鲁克山维管束植物区系分析

巴贺贾依娜尔·铁木尔别克, 马剑英, 努尔巴依·阿布都沙力克

2015 (5): 926-933. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.14

摘要 ( 644 )

PDF(1003KB) ( 491 )

通过对巴尔鲁克山植物区系组成成分与地理成分的分析,说明了区系中特有现象与稀有濒危植物。研究表明:巴尔鲁克山植物组成成分中,含有100种以上的科有3个,即菊科、禾本科和豆科,种数达424种,占总种数的32.6%。科的地理成分中,以世界分布科为主,共出现42个世界分布科,占总科数的28.9%;本区属的分布区类型中北温带分布型占绝对优势,共出现178个北温带分布型属,占总属数的38.6%。种的地理成分中,以温带分布为主,其中旧世界温带分布最多,出现297种。本区古地中海成分占第2位,其中中亚(哈萨克斯坦)植物区系与准噶尔植物区系之间的共性最多,表明本区为伊朗—吐兰植物区系与准噶尔植物区系的汇合点。此外,本区东北方向上为西伯利亚(阿尔泰)植物区系与天山植物区系交流的通道,也是这两大植物区系有些种的分布边界。本区有50多种植物列入受保护及稀有濒危植物,巴尔鲁克有6个特有种(3个变种)。

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蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)的地理分布与气候关系

刘娜, 冯缨, 管开云, 范永庆, 杨更强

2015 (5): 934-940. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.15

摘要 ( 671 )

PDF(822KB) ( 647 )

在野外调查与查阅标本及植物志等文献资料的基础上,获取蒙古沙柺枣的地理分布区域;利用温暖指数(WI)、寒冷指数(CI)、湿润指数(HI)、年平均降水量(AP)、年平均日照时数(AS)、年平均风速(AW)及其他气候指标,通过主成分分析方法(PCA),分析蒙古沙拐枣的地理分布与气候因子的关系。结果表明:① 蒙古沙拐枣分布区的平均生物温度为6~13 ℃,温暖指数为41~143.8 ℃·月,寒冷指数为-31.2~-53.9 ℃·月,极端最高气温为47.7 ℃,极端最低气温为-41.6 ℃,年平均气温为2.2~14.4 ℃,年较差高达49.9 ℃,无霜期为80~225 d,日照时数为2 700~4 440 h,湿润指数为0.1~5.2 mm·(℃·月)^-1,可能蒸散量为393.3~738.3 mm,年平均降水量差异性较大,为13.8~230 mm,年平均风速为1~4.8 m·s^-1;蒙古沙拐枣分布区的气候条件为,高温、高日照时数、高年较差的温带或暖温带的干旱、半干旱气候。② 气候指标对蒙古沙拐枣地理分布作用依次为:高温因子>低温因子>日照因子>风速因子。

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短命植物层群落年内变化与水热条件的关系

袁素芬, 唐海萍, 张宏锋

2015 (5): 941-946. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.16

摘要 ( 652 )

PDF(1264KB) ( 1308 )

在新疆北部准噶尔荒漠的莫索湾地区,通过样方调查记录了2008年早春季节短命植物萌发到消失的群落特征变化, 并结合同时段冬春季节的气温、降水等资料,分析了短命植物层群落年内变化与水热条件之间的密切关系。结果表明:早春季节首次降水的时间和降水量是决定短命植物萌动生长的主要因素,而出苗后的降水状况将显著影响当年的群落外貌特征,干旱高温季节到来的时间将决定短命植物最终的生活周期。此外,短命植物生长发育对偶然阵性降水具有极高的敏感性和适应性。

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新疆野生樱桃李在不同微生境中的根蘖繁殖特性

赵玉, 刘影, 尚天翠, 刘波

2015 (5): 947-952. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.17

摘要 ( 814 )

PDF(1951KB) ( 781 )

在野生樱桃李天然分布区的4种生境内,通过对野生樱桃李根蘖萌苗及幼株的调查,探讨其无性繁殖特征及根蘖苗的更新规律。结果表明:在4个生境中,陡坡中根蘖萌苗的密度最大,其次为林下平地,缓坡中的最小,且均由5个龄级组成。4个生境中的根蘖率表现为:陡坡>林下平地>沟底>缓坡,陡坡生境中的根蘖率远高于其他3个生境。樱桃李的根蘖率整体上随着母株基径增大,呈先缓慢增加后急剧下降的趋势,最大值出现在母株基径径级为Ⅵ(20.0 ~23.0 cm)处。不同生境中的根蘖萌芽点在各土层深度中的比率均表现为第1层(0~1 cm)的最大,且85%以上的根蘖萌芽点集中分布在第1层和2层中。随着龄级的增加,根蘖苗的茎干干枯死亡率均逐渐下降,且沟底中的根蘖苗的死亡率最高。

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干旱胁迫下新疆野生鸭茅(Dactylis glomerata)苗期抗旱性生理特性

赵莉, 牟书勇, 张鲜花

2015 (5): 953-957. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.18

摘要 ( 682 )

PDF(1194KB) ( 724 )

采用盆栽试验,对新疆3个地区野生鸭茅材料进行干旱胁迫处理,分别测定了连续干旱4、8、12 d的脯氨酸、可溶性糖和丙二醛3个抗旱生理指标。结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,3个地区鸭茅材料的脯氨酸和丙二醛含量呈递增趋势,可溶性糖含量呈先减少后增加的变化趋势;3项生理指标间的相关性分析表明,可溶性糖和丙二醛含量之间存在显著的相关性;通过3项生理指标的比较,3个地区的野生鸭茅材料中,昭苏鸭茅表现出较好的抗旱性。

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基于HJ-1B热红外数据的干旱区陆面温度反演与比较

潘一凡, 张显峰

2015 (5): 958-965. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.19

摘要 ( 872 )

PDF(1945KB) ( 1065 )

基于HJ-1B卫星热红外数据,利用辐射传输方程法、单窗算法和普适性单通道算法3种单通道算法,对新疆干旱区的陆面温度进行反演,并利用MODTRAN 4.0模型对各算法进行了模拟验证。结果表明:3种算法都能得到较高精度的陆面温度反演结果,平均误差为-0.75～0.51 K,均方根误差(RMSE)为-0.17～0.13 K。与MODIS 陆面温度产品的交叉比较验证表明,基于HJ-1B热红外数据的反演结果与基于MODIS数据的陆面温度产品之间的平均偏差为-1.88～0.83 K,均方根误差为3.8 K,确定系数大于0.8,具有较高的相关性。

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我国北方1986年和1997年干旱事件环流异常对比分析

段海霞, 李耀辉, 刘芸芸

2015 (5): 966-976. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.20

摘要 ( 719 )

PDF(4166KB) ( 738 )

利用中国逐日站点降水资料、逐日季风监测指数及逐日副热带高压指数、74项环流指数及NCEP/NCAR再分析资料,分析我国北方地区1986年和1997年夏季发生的干旱过程中大气环流及海温异常特征。结果表明:① 与1986年相比, 1997年旱情持续时间更长,受旱程度相对更为严重,波及范围更广,且旱区气温偏高;② 1986年和1997年夏季2次北方干旱过程西太副高演变差别明显。1986年西太副高位置整体较常年平均偏东略偏南,面积偏小,强度偏弱,与之相比,1997年副高位置偏西偏南,面积偏大,强度偏强;③ 2次过程中上升运动条件和水汽条件相似,旱区主要以下沉运动及下沉运动距平为主,而且来自南海和孟加拉湾的水汽均不足,导致干旱少雨;④ 太平洋海温分布的不同,影响了2次过程西太副高南北和东西振荡的差异,进而影响了2次干旱过程干旱区域分布的不同。

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塔克拉玛干沙漠腹地气溶胶散射系数变化特征

彭艳梅, 何清, 刘新春, 肖高翔, 魏子杰

2015 (5): 977-982. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.21

摘要 ( 712 )

PDF(1998KB) ( 930 )

利用2010年塔克拉玛干沙漠腹地塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站(简称塔中试验站)单波段积分浊度计观测资料,结合塔中地面气象观测资料,分析塔中气溶胶散射系数的变化特征以及在不同天气条件下气溶胶散射系数的变化情况。研究表明:塔中散射系数小时平均值为318.4 Mm^-1,集中出现于400 Mm^-1以下;日变化范围是276.4~387.0 Mm^-1,呈现单峰变化,夜间大于白天,最大值和最小值分别出现在2:00和17:00;月均值的高值集中在3—8月,尤其是3—4月,2月最小;四季散射系数变化为:春季＞夏季＞秋季＞冬季。沙尘天气发生时,散射系数有明显的升高,并且沙尘暴＞扬沙＞浮尘。沙尘暴过程散射系数在2 000~2 500 Mm^-1最集中,扬沙则是在 300~400 Mm^-1最集中,浮尘天气下主要在300 Mm^-1左右。阴天散射系数明显大于晴天:分别为356.5 Mm^-1和129.1 Mm^-1;两者变化比较平稳,且在8:00—11:00和20:00—22:00出现比较明显的波动。

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塔克拉玛干沙漠西南缘大气气溶胶光学特性

于杰, 陈权亮, 车慧正

2015 (5): 983-990. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.22

摘要 ( 739 )

PDF(3181KB) ( 767 )

利用2002年5月至2005年3月和田地区CE318太阳光度计观测资料,反演440 nm、675 nm、870 nm和1 020 nm 4个波段气溶胶光学厚度(AOD)以及440~870 nm波长指数,并对气溶胶光学特性参数进行了滤云处理及数据质量控制,进而分析了塔克拉玛干沙漠西南缘地区气溶胶光学特性。研究表明:AOD的频率呈双峰分布,峰值中心分别位于0.31±0.007和0.64±0.11;波长指数的频率分布与AOD类似,也呈双峰分布,拟合相关系数R²=0.99,峰值中心分别在0.12±0.002和0.33±0.022,其中超过50%的波长指数集中在以0.12为中心的波峰附近。从季节变化来看,和田地区气溶胶光学特性存在明显的季节变化特征,全年平均光学厚度达到0.61±0.35,AOD在春夏季高,秋冬季低;波长指数则春夏季低,秋冬季相对较高。AOD最大值出现在5月(0.81±0.48)和8月(0.81±0.39),最小值则出现在11月(0.31±0.12);波长指数的最大值和最小值分别出现在1月(0.66±0.26)和5月(0.06±0.06)。AOD(波长指数)的日变化呈现出早晚高(低),白天比较稳定的特征。从年平均变化来看,2002—2004年AOD和波长指数分别在0.57~0.60和0.22~0.23,比较稳定,无明显的年变化特征。AOD和波长指数的相互关系分析表明,波长指数随AOD的增加呈降低的趋势,说明粒径较大的沙尘粒子对高AOD贡献较大。研究结果显示,和田地区光学特性主要呈现出典型的沙漠气溶胶特点,人为活动产生的气溶胶对该地区气溶胶光学特性影响很小。

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1964—2012年石河子地区干湿变化特征

吴燕锋, 巴特尔·巴克, 李维, 魏小琴, 加依娜古丽·窝扎提汗, Rasulov H H

2015 (5): 991-999. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.23

摘要 ( 617 )

PDF(3984KB) ( 754 )

基于石河子地区1964—2012年逐日气温和降水量的观测资料,运用趋势分析法、M-K突变检验法、小波分析法和R/S分析法,研究了石河子地区相对湿润指数的年际、季节变化特征,并对其未来变化趋势进行了预测。结果表明:① 过去49 a,石河子地区气温和降水都呈增加趋势,且逐渐趋于暖湿化;② 石河子地区年、夏季相对湿润指数和4个气象站的相对湿润指数都呈增加趋势,而春季和秋季的相对湿润指数则呈减少趋势;③ 石河子地区全年、春季、夏季和秋季以及石河子市、莫索湾和炮台地区的相对湿润指数都发生了突变,并存在10~12 a的周期,而乌兰乌苏地区年相对湿润指数没有突变,仅存在10~12 a的周期;④ 石河子地区全年的相对湿润指数以及莫索湾、石河子市、乌兰乌苏、炮台和石河子地区夏季的相对湿润指数将从增加趋势转变为减少趋势,而春季和秋季的相对湿润指数将从减少趋势转化为增加趋势。

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新疆北部牧区雪灾评估指标及其成因分析

庄晓翠, 周鸿奎, 王磊, 李博渊

2015 (5): 1000-1006. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.24

摘要 ( 702 )

PDF(1137KB) ( 870 )

采用阿勒泰地区7个气象观测站1961—2012年最大积雪深度、逐月降水量、逐日气温资料,以及4—9月降水量、≥0 ℃的积温,同期的雪灾灾情资料及太阳黑子和2007—2012年的牧草产量资料,研究新疆北部牧区雪灾灾情及成因。将该地区雪灾分为特大雪灾年、重雪灾年、中雪灾年、轻雪灾年4类,雪灾综合指标对雪灾具有较高的评价精度;重雪灾年和特大雪灾年主要发生在21世纪初,强度越来越强;特大雪灾年主要是由强降雪频次多、雪量大、强度强、持续时间长造成,而重雪灾年成因较复杂;太阳黑子活动低值年、斯堪的纳维亚正位相环流型及AO指数异常偏弱,阿勒泰地区易发雪灾。

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气象要素对敦煌鸣沙山月牙泉风景区风沙输移的影响

周焕, 田禾, 屈建军, 牛清河, 张祎

2015 (5): 1007-1016. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.25

摘要 ( 1158 )

PDF(2158KB) ( 826 )

利用月牙泉及其周边架设的自动气象站观测资料,结合WRF-LES模式模拟月牙泉内山谷风,对该区域风场和输沙进行分析。结果表明:① 敦煌地区盛行西北风、东北风和南风,3种风向相互抵消,使得敦煌的沙丘格局基本稳定。② 月牙泉的风沙运动春夏季较强而秋冬季较弱,外围区域较中心活跃,在流经月牙泉的过程中,起沙风作用时间损失30%~40%,由于能量的分散及地形的阻碍,风向偏折且风速降低,挟沙风中的一部分沙粒被留在了泉内。③ WRF-LES模拟结果显示,月牙泉和它南北两侧的鸣沙山间可产生日夜相反的山谷风,水体和沙漠的比热容差异导致边界层形成高低压的交错分布,从而驱使空气流动形成山谷风。白天的温差更大,谷风的影响大于山风。山谷风的平均风速约为0.767 m·s^-1,由月牙泉吹向南北两侧。此外,山谷风能加强泉内挟沙风的风速,使总输沙量增加了8.48%。

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机械防沙体系风沙危害状况及其空间分异——以阿拉尔—和田沙漠公路为例

王世杰, 徐新文, 康向光, 张恒, 田野, 刘建宇, 毛文莲, 唐金峰, 曾辉, 曾程

2015 (5): 1017-1023. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.26

摘要 ( 682 )

PDF(2146KB) ( 797 )

为了对阿拉尔—和田沙漠公路(阿和公路)机械防沙体系进行有针对性的维护,对阿和公路沿线机械防沙体系布设和风沙危害状况进行了实地调查,利用GIS空间分析功能,分析评价了沿线防沙体系危害状况及其空间分异。结果表明:① 防沙体系中不同防沙措施风沙危害程度差异较大。其中,草方格风沙危害较轻,受灾较重和严重的路段总长100 km,占全线的24.8%;而阻沙栅栏危害较重,危害严重的路段总长199 km,占全线的49.3%,主要集中在沙漠公路的中段和偏南段。② 公路防沙体系东西两侧风沙危害程度差异较大。在K227～K311路段,东侧危害程度明显大于西侧;而在红白山南北80 km范围内,西侧危害程度明显大于东侧。③ 在Ⅰ～Ⅴ地貌类型区,防沙体系危害程度值依次是0.67、0.75、0.79、0.80和0.70,Ⅰ区的风沙危害程度较轻,Ⅱ、Ⅴ区的危害程度中等,Ⅲ、Ⅳ区的危害程度较重。防沙体系受灾较轻的路段主要分布在北部和南端,受灾严重的区段主要集中在公路中段和偏南段(K382～K582)。

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浑善达克沙漠化防治区生态安全评价与对策

迟妍妍, 许开鹏, 张惠远

2015 (5): 1024-1031. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.27

摘要 ( 638 )

PDF(1486KB) ( 769 )

区域生态安全格局对于区域经济社会可持续发展具有重要意义,浑善达克沙漠化防治作为维护防风固沙功能的重要区域,保障其生态安全尤为重要。通过对沙漠化过程的影响因素分析,构建基于植物生长、土地覆被类型、土壤侵蚀的沙漠化防治区生态安全评价指标体系,利用遥感和GIS技术分别得出各项指标评价结果,在此基础上将各要素进行叠加,得到区域生态安全状况。结果表明:“较不安全”地区占总区域面积的35.42%,“不安全”和“极不安全”地区分别占总区域面积的3.42%和0.05%。2000—2008年,浑善达克沙漠化防治区的南部与东部部分地区由自然景观转变为耕地,占总区域面积的1.19%。在浑善达克沙漠化防治区生态安全评价的基础上,结合经济社会发展压力分析,提出区域生态安全保障对策。

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布哈河流域中上游地区水文地球化学与同位素特征

彭红明, 许伟林, 何青, 袁有靖, 王万平, 汪生斌

2015 (5): 1032-1038. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.28

摘要 ( 1204 )

PDF(2152KB) ( 1015 )

布哈河是青海湖最大的补给水源,河流的水资源循环规律及水质演化趋势,对于维系青海湖水量及水质的稳定有着重要的意义。通过现场调查并结合水文地球化学、环境同位素分析方法,研究了河水、地下水的补给来源以及各水体之间的关联程度。结果表明:海拔4 600 m的河源区降水及雪冰融水为河水的主要补给源;河谷区地下水接受河水的入渗补给;基岩山区地下水对山前冲洪积平原地下水的补给作用明显;河谷Ⅰ~Ⅱ级阶地地下水接受河水的渗漏补给,Ⅲ级阶地地下水则接受山前洪积平原地下水的侧向径流补给及河水的渗漏补给。

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石羊河上游净生态系统生产力研究

徐春华, 张华, 马瑞芬

2015 (5): 1039-1045. doi: 10.13866/j.azr.2015.05.29

摘要 ( 734 )

PDF(3098KB) ( 629 )

利用MODIS数据,结合CASA(carnegie ames stanford approach)模型和土壤呼吸拟合方程,对石羊河上游2003—2012年净生态系统生产力的空间格局及变化趋势进行了分析,并探讨了气候因子对区域碳源/汇的影响。结果表明:① 2003—2012年,石羊河上游地区年均NEP为126.96 g ·m^-2 ·a^-1,NEP总量为1.38 ×10¹⁰ t ·a^-1 ;近10 a NEP有明显的增加趋势。② NEP空间分布呈现出由中部向南、北依次降低的空间格局;总体上表现为碳汇,只有小部分荒漠为碳源;不同生态系统NEP存在较大差异。这主要与研究区水热条件组合和植被类型有关。③ NEP的年际变化与气温和降水量呈正相关,降水量对NEP的影响大于气温,并且在空间上具有互补性。

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