干旱区研究

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2016 (3): 1-1.

摘要 ( 1 )

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不同类型土壤的有机碳密度特征

黎英华, 姚云峰, 秦富仓, 郭洋洋, 罗继尧

2016 (3): 455-460. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.01

摘要 ( 567 )

PDF(1587KB) ( 1047 )

赤峰市敖汉旗地处农牧交错带,土壤类型丰富,且人工造林面积较大,各类型土壤不同人工林的碳收支情况有很大差异。本试验在敖汉旗6种类型土壤上各选取3块样地,在所有样方内按“S”型选取5个采样点,以此来研究敖汉旗不同类型土壤有机碳密度分布特征。结果表明:6种类型土壤的有机碳密度为褐土最大,风沙土最小。由于土壤自身性质与坡度和坡位的相互影响,褐土、栗钙土、棕壤的有机碳密度呈现不同的变化趋势。褐土、栗钙土、棕壤有机碳密度均为北坡最大,南坡最小。主成分分析结果显示坡位、坡面和坡度3因素中坡面不作为主成分保留,经回归分析,褐土、栗钙土、棕壤的有机碳密度在P＜0.05显著水平下的回归方程分别为:Y=25.662 40+1.722 06X₁-0.061 54X₂(R²=0.853 5)(褐土); Y=24.890 95-3.437 45X₁-0.002 12X₂(R²=0.899 5)(栗钙土);Y=19.112 05-0.090 72X₁-0.018 44X₂(R²=0.794 4)(棕壤)。

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灌溉方式、生物碳和有机肥对温室土壤碳及酶活性的影响

王艳

2016 (3): 461-466. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.02

摘要 ( 469 )

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在日光温室中通过施用鸡粪、蚯蚓粪2种有机肥及添加生物碳,采用滴灌和漫灌2种灌溉模式研究不同的施肥和灌溉模式对土壤碳和土壤酶活性的影响。结果表明:① 有机肥的施用提高了土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶的活性,但只有Q+C+D处理提高了34.6%土壤纤维素酶的活性,其他处理则降低了土壤纤维素酶的活性。生物碳的加入提高了土壤脲酶的活性,对其他酶的影响不一。滴灌提高了J+C+D处理40.6%脲酶活性和J+D处理20.3%的磷酸酶活性,对其他处理没有显著影响。② 有机肥的施用提高了土壤硝态氮的含量,其中J+C+D处理的硝态氮含量最高,达50.5 mg·kg^-1,相同施肥处理中滴灌也显著提高了土壤硝态氮的含量。③ 施用有机肥后显著提高了土壤的TC、TOC、WSTC、WSOC含量,较对照分别提高了5.0%~36.3%、11.8%~63.9%、5.2%~48.8%、5.6%~46.5%。生物碳的加入也提高了土壤TC、TOC、WSTC、WSOC含量。漫灌显著降低了J+C+M处理土壤TC、TOC、WSTC、WSOC含量。④ 土壤WSTC与土壤脲酶、过氧化氢酶、纤维素酶活性都达到了显著的正相关,而WSOC只与土壤脲酶活性有显著的相关关系。土壤IC与纤维素酶、磷酸酶活性达到了显著的负相关。

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蒙古高原植物生长期土壤水分时空变化特征

魏宝成, 银山, 贾旭, 包玉海, 那日苏, 玉山

2016 (3): 467-475. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.03

摘要 ( 667 )

PDF(2389KB) ( 1510 )

以AMSR-2亮温数据,SPOT归一化植被指数为数据源,采用ω-τ模型和基于Qp模型的双通道反演算法,建立适用于蒙古高原表层土壤水分的反演模型。将该模型应用于2013年蒙古高原植物生长期(4—10月)表层土壤水分反演,同时分析其时空变化特征。结果表明:土壤水分反演值与实测值的Pearson相关系数为0.825,均方根误差达到了0.031 6 cm³·cm^-3,反演模型具有较高精度;蒙古高原表层土壤水分平均介于0.047～0.234 cm³·cm^-3,土壤水分总的空间分布格局表现出由北向南,由东北向西南逐渐减少趋势;在蒙古国北部以及内蒙古大兴安岭森林-森林草原区,土壤水分与整个研究区相比差异较大,同时在时间序列上该区域土壤水分波动较为显著。

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陕北黄土丘陵区不同立地条件下刺槐群落的土壤质量评价

黄婷, 刘政鸿, 王钰莹, 张伟, 何俊皓, 郝文芳

2016 (3): 476-485. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.04

摘要 ( 599 )

PDF(3994KB) ( 759 )

以陕北黄土丘陵区纸坊沟流域不同立地条件下的刺槐林为对象,采用综合评价法对其土壤质量进行评价。结果表明:24 a刺槐林的土壤含水量、酶活性大于14 a刺槐林;14 a刺槐林的土壤有机质、全氮、速效养分含量大于24 a刺槐林。阴坡刺槐林的土壤含水量、有机质、全氮、酶活性大于阳坡,但阳坡刺槐林的速效养分含量大于阴坡。随土层深度增加,刺槐林土壤含水量、全氮、速效养分以及酶活性降低,土壤pH升高。土壤质量综合指数为:24 a阴坡＞24 a阳坡＞14 a阳坡＞14 a阴坡,表明林龄越大,土壤质量越好。选择土壤生态环境较好的立地营造植被,更有利于生态恢复。

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新疆不同土地利用类型的碳排放与碳吸收

唐洪松, 马惠兰, 苏洋, 辛冲冲, 汪晶晶

2016 (3): 486-492. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.05

摘要 ( 528 )

PDF(1081KB) ( 1093 )

碳排放与碳吸收是影响区域碳循环的重要因素,而碳排放和吸收与土地的利用类型关系密切,不同的土地利用类型其碳排放与碳吸收差异较大。借助碳排放与碳吸收的估算公式,以统计年鉴数据为依据,从不同土地利用类型的视角出发,估算了1995—2011年新疆土地利用的碳排放量与碳吸收量,同时分析了碳排放与经济增长的环境库兹涅茨曲线(EKC)关系。结果显示:① 建设用地是主要的碳排放土地利用类型,林地、耕地和草地是主要的碳吸收土地利用类型;② 土地利用碳排放总量和人均碳排放量逐年波动增加,增长速度较快;土地利用碳吸收总量逐年增加,但增长速度较慢; ③ 不存在倒“U”型的建设用地利用碳排放环境库兹涅茨曲线,而存在倒“U”型的农用地利用碳排放环境库兹涅茨曲线;④ 土地利用碳吸收量大于碳排放量,存在碳吸收盈余的现象,但是盈余的空间有缩小的态势。

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基于Quickbird影像的碱化土壤pH值定量监测研究

朱忠鹏, 熊黑钢, 张芳

2016 (3): 493-498. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.06

摘要 ( 607 )

PDF(2497KB) ( 809 )

土壤碱化对干旱区农牧业发展危害严重,当前对碱化程度的评估主要为实验室理化性质测定及实地土壤光谱测定。土壤pH值是土壤碱化程度预测的重要参数,为讨论高分辨率卫星数据快速、准确获取土壤碱化程度的可行性,以准噶尔盆地东南缘新疆奇台碱化土壤为研究对象,通过对采样点Quickbird数据的反射率及其土壤pH数据的相关分析,探究其对土壤碱化程度预测的“敏感”波段,并建立影像反射率与土壤实测pH值之间的多种回归预测模型,选择模型判定系数、均方根误差等进行模型精度评价,得到土壤碱化程度预测的最优模型。结果表明:Quickbird影像各波段反射率均能较好反映研究区土壤的碱化程度。630~690 nm范围的band3是预测碱化土壤pH预测的最“敏感”波段。band1、band2和band3所建立的碱化土壤pH值定量模型精度最高,其预测精度达到82.41%,明显高于LANDSAT数据所建立的模型。

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基于MSAVI-SI特征空间的玛纳斯河流域灌区土壤盐渍化研究

张添佑, 王玲, 曾攀丽, 王甜, 耿亚辉, 王辉

2016 (3): 499-505. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.07

摘要 ( 643 )

PDF(1941KB) ( 738 )

玛纳斯河灌区是新疆重要的农业绿洲之一,其发展受土壤盐渍化制约,土壤盐渍化信息获取成为首要问题。以Landsat-OLI卫星影像和野外调查数据为基础,对修改型土壤调整植被指数(MSAVI)和盐分指数(SI)之间的关系进行了综合分析,并提出了MSAVI-SI特征空间概念,进而构建了盐渍化遥感信息提取指数模型(MSI)。结果表明:① 不同程度盐渍化类型MSI平均值差异特征明显,其差值在0.35～0.43,因此,MSI指数可以作为盐渍化信息快速提取的指标。② 灌区土壤受盐渍化侵扰严重,尤其从下游农业生产区到古尔班通古特沙漠过渡的生态脆弱区,受地下水影响明显的中段,土壤盐渍化仍是土地退化的重要原因。本研究对土壤盐渍化遥感监测和管理,以及区域环境保护具有重要意义。

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磷石膏改良剂对土壤水分扩散率的影响

曹诗瑜, 郭全恩, 车宗贤, 高源, 葛洪俊

2016 (3): 506-510. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.08

摘要 ( 453 )

PDF(771KB) ( 794 )

以靖远(A)、瓜州(B)、金昌(C)和新疆(D)4个区域盐渍化土壤为对象,采用水平土柱入渗法,探讨磷石膏盐碱土改良剂不同用量(0、6 000、12 000 kg·hm^-2)对湿润峰移动平均速率和土壤水分扩散率的影响。结果表明:不同用量磷石膏盐碱土改良剂对4种盐渍化土壤水分扩散率影响不同。对于A、B、D 3个区域盐渍化土壤,改良剂用量为6 000 kg·hm^-2以下时,对土壤水分传输潜在能力有促进作用;当改良剂用量超过6 000 kg·hm^-2时,改良剂对土壤水分传输潜在能力有抑制作用。而对于C区域盐渍化土壤,随着改良剂用量的增加,对水分传输潜在能力有明显的促进作用,这说明改良剂对C区域盐渍化土壤作用效果明显。

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阿尔泰山小东沟乔木生物量空间分布规律

井学辉, 曹磊, 刘云生, 郭仲军, 黄继红, 臧润国

2016 (3): 511-518. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.09

摘要 ( 584 )

PDF(1064KB) ( 1069 )

以中国境内阿尔泰山小东沟林区ETM+遥感影像数据和林分乔木生物量抽样调查数据为基础,选取比值植被指数、归一化差异植被指数、土壤调节植被指数、差值植被指数和近红外光百分比植被指数,分析了该林区植被指数与乔木地上生物量之间的相关性,并对生物量相关性最高的植被指数建立了植被指数与乔木地上生物量的线性回归预测模型。以预测模型为基础,利用ArcGIS 9.1软件的空间分析功能生成了小东沟林区乔木地上生物量空间分布图。生物量残差图中较强、中等和较低预测面积分别为66.60%、30.31%和3.09%,表明小东沟林区生物量空间分布的预测效果较好。将生物量空间分布预测图分别与坡度、坡向和海拔图叠加分析表明:小东沟林区乔木地上部分的生物量以斜陡坡(15°～35°)的最高(200～250 t·hm^-2),平缓坡(0°～15°)次之(150～200 t·hm^-2),急险坡(＞35°)的最低(100～150 t·hm^-2)。东南、南坡向的生物量较低,而其余坡向的生物量较高。较低海拔(1 042～1 400 m)的生物量最低(100～150 t·hm^-2),中海拔(1 400～1 900 m)的最高(200～250 t·hm^-2),高海拔(＞1 900 m)生物量居中(150～200 t·hm^-2)。说明利用遥感影像提取的植被指数可以很好地预测小东沟林区乔木的地上生物量,生物量的空间变化与地形因子有着密切的关系。

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风吹时间和强度对玉米幼苗膜透性影响及其膜保护系统响应

赵哈林, 李瑾, 周瑞莲, 云建英, 潘成臣

2016 (3): 519-524. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.10

摘要 ( 518 )

PDF(2126KB) ( 652 )

在我国东北西部半干旱风沙区,春季玉米幼苗经常受到大风危害。为了解玉米幼苗对风吹危害的生理响应特征,2013年春季在内蒙古东部科尔沁沙地研究了10 min和20 min两个风吹时间,0(CK)、6、9、12、15 m·s^-1和18 m·s^-1等6个风速水平下,其幼苗丙二醛含量、膜透性、保护酶活性和渗透调节物质含量的变化。结果表明:10 min风吹下,随着风速增强,玉米幼苗的丙二醛(MDA)含量略有增加,其膜透性趋于下降,但大多数处理的MDA和膜透性与CK差异不显著;其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈波动式变化,可溶性糖和脯氨酸含量趋于增加,其中15 m·s^-1和18 m·s^-1处理的SOD和POD活性显著高于CK,CAT活性低于CK,大多数处理的可溶性糖和脯氨酸含量与CK差异未达到显著水平。20 min风吹下,各处理MDA均较CK没有明显变化,但膜透性随风速增强大幅度增加,同时其SOD、POD和CAT活性及可溶性糖含量也大幅度增加,而脯氨酸含量呈波动式下降。说明10 min风吹对于玉米幼苗细胞膜危害不明显,除个别处理外,其保护酶系统未发挥明显作用,也未见明显渗透调节作用。20 min风吹对膜透性有显著影响,其危害程度随风速增强而增加,其SOD、POD、CAT和可溶性糖对减轻其膜系统受损发挥了协调保护作用。

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不同温度、水热条件对3种植物种子物理休眠解除的影响

布海丽且姆·阿卜杜热合曼, 刘会良, 张道远, 管开云

2016 (3): 525-533. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.11

摘要 ( 566 )

PDF(2661KB) ( 932 )

研究种子物理休眠解除机制及其影响因素是了解种子休眠生态学和种群适应策略的重要途径。准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum)、银沙槐(Ammodendron bifolium)和乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)是在干旱区分布的3种豆科珍稀物种,其种子均存在物理休眠现象。以3种植物种子为研究对象,探讨冷层积(5 ℃)、夏季高温及干/湿处理对种子物理休眠解除的作用。研究表明:① 3种植物种子的硬实率高,种皮透水性低,划破种皮的处理方法可有效解除3种植物种子的物理休眠。② 冷层积对3种植物种子的物理休眠解除无显著影响。③ 高温、干/湿条件和处理时间显著影响3种植物种子的萌发率,其中,湿热条件更能有效解除3种植物种子的物理休眠。准噶尔无叶豆和银沙槐种子的物理休眠解除率与温度呈正相关,在80 ℃和65 ℃湿热条件下其萌发率最高,分别达到(70.48±2.92)%和(78.13±3.67)%,而乌拉尔甘草种子的物理休眠解除率与温度呈负相关,40 ℃湿热条件下的萌发率最高,达到(85.23±3.82)%。表明荒漠地区夏季的极端高温有利于种子物理休眠的解除,但较少的降水量却限制了种子的萌发,这可能是导致该地区3种植物自然种群实生苗稀少,有性更新弱的主要原因之一。

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不同施氮量滴灌棉田棉花蕾期脱落酸(ABA)与气孔导度之间的响应关系

张建新, 马英杰, 何江勇

2016 (3): 534-539. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.12

摘要 ( 531 )

PDF(793KB) ( 775 )

利用滴灌盆栽试验,研究棉花蕾期不同施N水平条件下,脱落酸(ABA)含量与气孔导度之间的响应特征。结果表明:在蕾期,盆栽滴灌棉花不同处理纯N分别为2 g·盆^-1(N2)、4 g·盆^-1(N4)、6 g·盆^-1(N6)的条件下,ABA含量与气孔导度之间呈正相关关系,相关性系数(r)的分别为0.905、0.942、0.958,T检验显著水平P分别为0.034、0.016、0.010;2 g·盆^-1、4 g·盆^-1和6 g·盆^-1的模型分别为二次函数、指数函数和指数函数,模型拟合决定系数(R²)分别为0.975、0.894、0.946,F检验P分别为0.025、0.015、0.005,达到显著水平和极显著水平。回归模型较好地描述了滴灌棉花蕾期ABA与气孔导度之间相关性及其不同施N水平的模型特征。

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亚玛雷克沙漠猫头刺和小叶锦鸡儿灌丛结构与风影沙丘间的关系

杨光, 马文喜, 包斯琴, 张成福

2016 (3): 540-547. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.13

摘要 ( 601 )

PDF(2239KB) ( 768 )

以亚玛雷克沙漠丘间地猫头刺(Oxytropis aciphylla Ledeb.)及小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)2种典型灌丛及其风影沙丘为研究对象,采用摄影测量法获得了灌丛及其风影沙丘野外测量数据,分析了2种灌丛结构及其与风影沙丘间的关系。结果表明:在生境相同的情况下,猫头刺的平均积沙面积远小于小叶锦鸡儿,但平均积沙量却大于小叶锦鸡儿。植株高度、冠幅及植株迎风面剖面面积均为控制灌丛积沙效果的关键特征参数。在灌丛大小相近的情况下,猫头刺灌丛结构与风影沙丘特征参数间相关性更大些,积沙效果要优于小叶锦鸡儿。2种灌丛高度及灌丛迎风面剖面面积与其风影沙丘底面积、沙丘长度与沙丘体积总体上具有较高的拟合程度。2种灌丛的阻沙能力随着灌丛高度和灌丛迎风面剖面面积的增加呈不同增加趋势,且猫头刺阻沙能力大于小叶锦鸡儿。

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拉萨河谷亚高山灌丛草甸区系组成及其特征

屈兴乐, 殷文杰, 周尧治, 罗大庆, 方江平

2016 (3): 548-553. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.14

摘要 ( 544 )

PDF(1035KB) ( 2595 )

为了有效治理拉萨河中下游地区山地植被退化,采用群落学研究手段对拉萨河谷亚高山灌丛草甸群落进行了研究分析。结果表明:该区灌丛草甸群落共有维管束植物67种,隶属于27科48属。地理成分及科属分析表明,该区灌丛草甸群落具有明显的温带性质。生活型和叶的性质分析表明,该区灌丛草甸群落的外貌主要是由落叶全缘单叶矮高位芽植物所决定的。拉萨河谷半干旱区亚高山灌丛草甸群落的总特点是以地面芽、微型叶、单叶、草质叶、全缘叶为特征,反映了青藏高原高山、寒旱的性质。在分析灌丛草甸群落特征的基础上,还对其生态恢复进行了探讨。

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基于QuickBird影像的黄土高原植被恢复差异

阿妮克孜·肉孜, 张岩, 何远梅, 李镇, 杨松

2016 (3): 554-559. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.15

摘要 ( 752 )

PDF(1507KB) ( 702 )

为了探讨退耕还林(草)以来,不同区域以及不同立地类型植被恢复的差异,利用2期同时相Quickbird影像等数据,分析黄土高原3个研究区6~9 a的植被变化。结果表明:① 陕西吴起县研究区8种立地类型条件下植被覆盖度都有增加,但是阳向斜坡和陡坡植被覆盖度低于阴坡的6%左右,平缓和极陡的阴坡和阳坡差异不大。阳向的陡坡和极陡坡以及阴向极陡坡植被覆盖度都没有达到50%,明显低于其他立地类型,是吴起研究区植被恢复的困难立地。② 在研究时段内,吴起、吉县、绥德3个研究区阳坡植被覆盖度低于45%的面积比例均有减少,但植被恢复效果存在差异,由好到差的顺序为:吉县、绥德、吴起,这与所在地理位置的水热条件分布基本一致。③ 经过10多年的植被恢复,吴起研究区阳坡植被覆盖度低于30%的面积主要分布在陡和极陡坡等植被恢复困难的立地。在水热条件较好的吉县研究区,阳坡各种立地类型植被恢复程度接近,反而在立地条件较好的平缓坡上,植被覆盖度低于30%的面积比例相对较大。以上结果可为黄土高原地区全面评价退耕还林(草)工程提供参考。

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大鱼鳞坑双苗造林技术在黄土沟壑区的应用效果

朱聿申, 陈宇轩, 查同刚, 杨宗儒, 张志强, 冯焕成, 张晓霞, 王高敏

2016 (3): 560-568. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.16

摘要 ( 556 )

PDF(3092KB) ( 888 )

通过2013—2014年黄土沟壑区坡面的造林试验,对新型造林整地技术——大鱼鳞坑双苗造林技术(简称大鱼鳞坑)的林地土壤体积含水量、土壤侵蚀量和植被状况等进行研究,并与该地区如水平沟/传统鱼鳞坑等传统整地方式进行对比。结果表明:大鱼鳞坑的月平均土壤体积含水量分别比传统鱼鳞坑和水平沟整地高3.34%和1.95%;大鱼鳞坑的土壤侵蚀总量分别比传统鱼鳞坑和水平沟少1.11%和18.15%,差异显著(P<0.05);大鱼鳞坑整地乔灌木的平均株高比其他整地高(2014年末,乔木显著高于传统鱼鳞坑整地,灌木显著高于传统鱼鳞坑与水平沟整地)(P<0.05),且树木存活率分别比传统鱼鳞坑和水平沟整地高10.84%和8.34%、树木保存率分别高10.00%和8.33%。综合对比可见,大鱼鳞坑整地的林地土壤含水量较高,土壤侵蚀量较少;造林成活率较高,林分郁闭快。因此,大鱼鳞坑双苗造林技术适宜在黄土沟壑区的造林过程中应用和推广。

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不同土地利用方式下草地植被动态变化特征——以宁夏盐池县为例

杜庆, 李美君, 边振, 张克斌

2016 (3): 569-576. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.17

摘要 ( 619 )

PDF(1424KB) ( 833 )

采用Q型聚类法和α-多样性指数(丰富度指数R、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数和群落均匀度指数),对2010—2014年盐池县农牧交错带不同土地利用方式〔人工封育、退耕还林(灌木)和林间草地(柠条灌木林)〕的植被特征和多样性进行分析。结果表明:① 2010—2014年,人工封育、退耕还林和林间草地的植被均以豆科和菊科为主,退耕还林(灌木)植物总体的生长状况较差;② 3种土地利用方式下草地植被多样性变化趋势一致,α-多样性指数(丰富度指数R、Shannon-Wiener指数和群落均匀度指数)均呈现“M”型变化趋势,而Simpson生态位优势度呈现“W”型变化趋势;③ 在干旱和半干旱地区,相较于退耕还林(灌木)和林间草地的土地利用方式,人工封育仍是恢复退化草地植被比较有效的措施之一。

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气候变化对大兴安岭兴安落叶松物候期的影响

杨丽萍, 秦艳, 张存厚, 冯旭宇, 杨丽

2016 (3): 577-583. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.18

摘要 ( 530 )

PDF(2567KB) ( 839 )

物候现象是气候变化的一个重要指示器,基于物候资料分析气候变化对兴安落叶松物候的影响,对于指导林业生产具有重要意义。利用额尔古纳市农牧业气象观测站1987—2012年兴安落叶松物候观测资料和1961—2014年气候数据,采用线性倾向估计、Pearson相关系数等方法,分析了气候变化对大兴安岭林区兴安落叶松物候期的影响。结果表明:① 近50多年来,研究区增温明显,气候倾向率0.34 ℃·(10a)^-1;降水量和日照时数变化不明显。② 1987—2012年,研究区兴安落叶松花芽开放期、展叶始期、叶完全变色期和落叶末期都有所推迟,其中,叶完全变色期和落叶末期平均每10 a分别推迟17.282 d和12.144 d。生长季延长,平均生长季长度为165 d。③ 气温是影响兴安落叶松春季物候期的关键气象因子;气温、降水量和日照时数对叶完全变色期有不同程度的影响,而落叶末期仅对日照时数较为敏感。

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应用陆面模式进行干旱监测的过程和实现

张良, ZHANGHu-qiang, 张强, 李耀辉, 赵建华, 赵煜飞

2016 (3): 584-592. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.19

摘要 ( 528 )

PDF(2275KB) ( 712 )

在我国,应用陆面模式准实时监测干旱是一种正在发展的监测方法。从模式强迫资料生成,模式运行及结果后处理和干旱监测产品生成3方面,阐述应用CABLE陆面模式进行干旱监测的过程和实现方法。首先,详述了生成强迫资料所需的各种资料及其插值和订正方法。其次,介绍了应用陆面模式干旱监测的等级判断方法,概述了通过Shell语言和NCO(NetCDF Operator)软件实现干旱监测的自动化运行过程。通过对比模式与自校正帕尔默指数(sc_PDSI) 对我国北方1997/1998年干旱监测的效果,发现模式监测干旱的起止时间优于sc_PDSI,发生范围较sc_PDSI更加准确,与实际土壤湿度观测资料结果更为一致。研究表明,陆面模式结果能够反映土壤湿度对于历史同一时期的相对干旱程度,是对土壤湿度长时间观测资料不足的有效补充。研究还发现,应用sc_PDSI监测我国南方干旱时,应当进行参数的本地化订正。

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基于涡度相关的半干旱区沙丘-草甸水热通量对比分析

王婧, 刘廷玺, 雷慧闽, 张圣微, 段利民, 吴尧

2016 (3): 593-600. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.20

摘要 ( 1014 )

PDF(3235KB) ( 1062 )

为了解科尔沁地区不同下垫面地-气界面的能量收支、水汽交换过程及其与气象要素的响应关系,利用涡度相关法开路系统、常规微气象观测系统等进行长期定位观测,选取流动半流动沙丘和草甸2种下垫面下的观测资料进行对比分析。结果表明:草甸与沙地潜热通量日变化差异明显,且春秋两季典型晴天更为显著,沙地约为草甸的26.2%和30.5%;夏季沙丘与草甸潜热极值大体持平,冬季2个站点差距缩小,互为上下波动;在冬、春、夏季3个典型晴天中,草甸与沙地感热通量差异显著的起始与终止时间不断提前,累积大于时长分别为19.5 h、16 h、6 h,秋季二者差异的时间不断推后,累积时长缩短;观测通量源区随风向改变而发生变化,风频比例越大,通量源区的贡献距离越长;草甸、沙地蒸散量与降雨呈负相关,雨后日蒸散值分别较晴天偏低14%和40%,晴天,沙地日蒸散量随风速波动呈规律性变化,而较大风速对草甸蒸散发不利。

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民勤荒漠气候变化的不稳定性分析

常兆丰, 马中华, 王大为, 韩福贵, 段晓峰王强强, 张剑挥

2016 (3): 601-608. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.21

摘要 ( 577 )

PDF(4187KB) ( 990 )

气候的不稳定性要比气温持续升高的危害性更大。以民勤荒漠区为例,运用1961—2013年的气象观测资料,分析了民勤荒漠气候在响应全球变暖过程中的不稳定性。结果表明:① 1月和4月平均气温的不稳定性增大,2月的等温日期提前10.36 d。② 12月和1月的极端最高气温的不稳定性增大,7月的极端最低气温的不稳定性增大,5月的极端最低气温的变异系数高达287.3%。③ 1月降水量的不稳定性增大。同时,年降水量的稳定性增强。

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新疆旱涝气候的南北差异性分析

王文静, 延军平, 刘永林

2016 (3): 609-618. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.22

摘要 ( 538 )

PDF(4146KB) ( 759 )

根据1960—2014年新疆地区49个气象站点的逐日气温、降水等气象资料,计算得到改进的综合气象干旱指数,确定了各站的旱涝等级,探索新疆气象旱涝的南北差异性。研究表明:① 在干旱严重程度上,南北差异不大,南疆略大于北疆;② 在雨涝严重程度上,南北差异大,北疆的严重程度大于南疆;③ 从整体上看,新疆呈现出由旱转涝的趋势;④ 在季节性旱涝中,南北疆的冬涝最为严重,南疆的冬旱和北疆的夏旱最为严重。从整体上看,新疆旱涝气候的南北差异性主要体现在雨涝严重程度上,北疆大于南疆。

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秦岭南北气候干湿变化与降水非均匀性的关系

李英杰, 延军平, 刘永林

2016 (3): 619-627. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.23

摘要 ( 633 )

PDF(2114KB) ( 748 )

选取1960—2014年秦岭南北27个气象站点的逐月气象资料,基于Hurst指数、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,分析了秦岭南北干湿变化、降水非均匀性及两者相关性。结果表明:① 近55 a来秦岭南北趋于干旱化,1994年气候突变后干旱化趋势尤为显著,Hurst指数表明此干旱化趋势将进一步持续。地域上,以秦岭主山脉为界,秦岭南北呈“南湿北干”的空间格局。② 秦岭以南降水集中度(PCD)高于秦岭以北,全区PCD呈显著上升趋势,且有自西向东扩展的演变趋势。③ 标准化降水蒸散指数(SPEI)与PCD呈显著(P<0.02)正相关,秦岭以南普遍高于秦岭以北;而SPEI与降水集中期(PCP)的相关性则较差。④ 秦岭南北大部地区降水越分散,气候越趋于干旱。

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1972—2013年新疆玛纳斯河流域冰川变化

徐春海, 王飞腾, 李忠勤, 王林, 王璞玉

2016 (3): 628-635. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.24

摘要 ( 693 )

PDF(1526KB) ( 792 )

利用多期遥感资料,分析了新疆玛纳斯河流域1972—2013年的冰川变化,并对其原因进行了分析。结果表明:1972—2013年冰川共退缩了159.02 km² (变化率为-24.61%),海拔3 800~4 200 m之间退缩最为强烈,冰川末端海拔升高明显(41 a间海拔3 200~3 300 m之间的冰川消失)。冰川变化存在一定的区域差异性,玛纳斯河主源冰川退缩速度最快,左岸次之,右岸退缩速度最慢。从朝向上看,各个朝向的冰川均处于退缩状态,偏东向的冰川退缩面积明显大于其他方向。近40 a,流域冰川总储量减少了59.09~85.94 km³。与中国天山其他地区冰川相比,该流域的冰川退速率较高,气温升高是该区域冰川退缩的主要原因。

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天山北坡山区流域融雪径流模拟研究

穆艾塔尔·赛地, 丁建丽, 阿不都·沙拉木, 崔春亮, 艾尼瓦尔·卡德尔

2016 (3): 636-642. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.25

摘要 ( 477 )

PDF(1438KB) ( 794 )

天山北坡山区流域资料稀缺,融雪径流模拟比较困难。以天山北坡的乌鲁木齐河、玛纳斯河和奎屯河流域为例,利用水文气象资料和冰雪遥感数据,建立流域融雪径流SRM模型,以2007年3—8月为模拟校准期,2005年和2006年3—8月为模拟检验期,模拟3个资料稀缺山区流域融雪日径流,检验模拟结果和模型的有效性,评价SRM模型在资料稀缺流域的适用性。结果表明:3个流域SRM模型融雪径流模拟具有比较好的模拟效果。在模拟校准期间,3个流域R²平均值为0.85,D_V平均值为9.42%,模拟精度比较高;在模拟检校期,2006年3个流域R²平均值为0.72,D_V平均值为13.3%,2005年R²平均值为0.78,D_V平均值为4.85%,表明3个流域SRM模型的参数估算合理,建立的SRM模型是有效的,SRM模型在天山北坡的资料稀缺山区流域融雪径流模拟中具有其适用性。

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基于改进的Tennant法的博尔塔拉河生态需水量计算

魏天锋, 刘志辉

2016 (3): 643-648. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.26

摘要 ( 514 )

PDF(1523KB) ( 1150 )

河道生态需水是当前水资源研究的热点,其中计算方法是研究的重点。目前,计算河道生态需水的方法总体分为历史流量法、水力定额法、栖息地法、整体分析法等。通过对各种方法优缺点的对比分析,认为Tennant法较适合基础资料薄弱的干旱区河道生态需水量的计算。而该法用多年平均流量百分比来计算生态需水,不能反映生态需水的年际变化和年内季节性变化。因此,采用典型年流量代替多年平均流量,对Tennant法进行了改进,并对博尔塔拉河温泉站到博乐站的生态需水进行计算。结果表明:温泉站到博乐站河段一般用水期、用水高峰期河道最小生态需水量分别为0.22×10⁸ m³、1.34×10⁸ m³,较改进前增加4.5%、48.5%,计算结果更好地反映了博尔塔拉河径流季节性变化大的特点。

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阿克苏市空气污染及其变化分析

阿衣古丽·艾力亚斯, 玉米提·哈力克, 迈迪娜·吐尔逊

2016 (3): 649-654. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.27

摘要 ( 707 )

PDF(1975KB) ( 674 )

根据2001—2010年环保部发布的阿克苏市城市空气质量监测数据,分析了各污染物浓度的变化特征,并采用Daniel趋势检验的Spearman 秩相关系数法,对该市空气质量变化趋势进行了定量分析,确定空气中的主要污染物,探讨了环境空气质量变化趋势。结果表明:2001—2010年各月平均PM₁₀浓度表现为3月最大(0.818 mg·m^-3)、9月最低(0.282 mg·m^-3),PM₁₀浓度在10 a内表现出春季高(0.760 mg·m^-3)、秋季低(0.305 mg·m^-3)的特征;2001—2010年各月平均SO₂浓度表现为1月(0.028 mg·m^-3)最大、6月(0.012 mg·m^-3)最低,SO₂浓度在10 a内表现出冬季高(0.027 mg·m^-3)、夏季低(0.012 mg·m^-3)的特征;2001—2010年各月平均NO₂浓度表现为12月(0.032 mg·m^-3)最大,7月(0.019 mg·m^-3)最低,NO₂浓度在10 a内表现出冬季高(0.030 mg·m^-3)、夏季低(0.020 mg·m^-3)的特征,且供暖期高于非供暖期;阿克苏市空气污染以可吸入颗粒物为首要污染物,空气质量状况以良居多。从年际变化来看,SO₂、NO₂呈显著上升趋势,而PM₁₀总体呈显著下降趋势,阿克苏市空气质量总体上逐年趋好。

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城市土地利用效益与城市化耦合协调发展研究——以武威市凉州区为例

史坤博, 杨永春, 张伟芳, 宋美娜, 白硕, 李博

2016 (3): 655-663. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.28

摘要 ( 500 )

PDF(1136KB) ( 954 )

土地利用效益和城市化的耦合关系对于土地紧缺的干旱区内陆河流域绿洲城市的发展至关重要。以武威市凉州区为例,利用耦合协调度模型、灰色关联分析模型等分析其城市土地利用效益与城市化耦合协调发展关系。结果表明:2002—2012年,武威市凉州区土地利用的社会效益、经济效益和生态效益以及人口城市化、经济城市化、社会城市化、空间城市化和生活方式城市化指数均呈现明显的增加趋势。研究区土地利用效益值、城市化指数以及城市土地利用效益和城市化的综合评价指数呈现出线性递增的特征,且土地利用效益值增长速率快于城市化指数。土地利用效益和城市化的耦合协调系数从0.273 6提高至0.907 0,耦合协调状态由中度失调逐渐转为优质协调,耦合协调阶段可分为失调衰退—过渡—协调发展3个时期。城市土地利用效益和城市化发展之间存在相互驱动关系,即土地利用的经济效益对城市化产生的驱动影响较显著,城市化则主要从社会(人口)因素和经济因素两方面对土地利用效益产生驱动影响。研究结果对石羊河流域绿洲城市乃至干旱区绿洲城市的发展有一定的借鉴意义。

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塔克拉玛干沙漠腹地横向沙丘表面紧实度分异特征

贾文茹, 李生宇, 马学喜, 王宁波

2016 (3): 664-671. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.29

摘要 ( 532 )

PDF(1923KB) ( 778 )

沙丘表面紧实度是量化沙丘紧实程度的一个综合性指标,紧实度指标与沙丘的风蚀与堆积成因关系密切,对风成沙丘的形成具有重要意义。基于对塔克拉玛干沙漠腹地垄间平地的4种简单横向沙丘〔饼状沙丘(PD)、盾状沙丘(SD)、雏形新月形沙丘(PCD)、新月形沙丘(TCD)〕表面紧实度、容重、孔隙度和平均粒径的测量,通过最小显著差异法(LSD)分析和多重比较,对简单横向沙丘表面紧实度的空间分异特征及其形成机制进行了分析。研究结果表明:① 4种沙丘的沙面紧实度均具有较大的空间差异性,并且此差异性具有方向性,纵向差异性最大,横向差异较小;② 4种沙丘表面紧实度平均值表现为:盾状沙丘＞饼状沙丘＞雏形新月形沙丘＞新月形沙丘,而紧实度空间差异性却表现为:饼状沙丘＜盾状沙丘＜雏形新月形沙丘＜新月形沙丘,最大值和最小值点出现的位置也不同;③ 沙丘表面紧实度和容重、孔隙度具有很好的相关性,在质地相似的沙物质中,容重和孔隙度均可以作为衡量紧实度的指标。

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来流廓线对风沙流场和风沙堆积影响的数值模拟——以挡沙墙为例

辛国伟, 程建军, 景文宏, 张芳, 王连, 智凌岩

2016 (3): 672-680. doi: 10.13866/j.azr.2016.03.30

摘要 ( 484 )

PDF(2389KB) ( 1160 )

来流风速廓线是控制与影响风沙流场变化的关键因素。基于CFD欧拉非定常模型,通过对不同来流廓线形式在特定粗糙度下垫面的数值分析,探究来流廓线对流场风速与积沙形态的影响。结果表明:2种来流廓线形式均在挡沙墙周围形成速度分区。其中,在背风侧,均匀流时回流区不明显,对数流时则回流区较明显;在迎风侧,均匀流时速度发生突变,对数流时则呈对数规律递增;不同来流形式下挡沙墙积沙分布不同,均匀流时只在背风侧形成积沙,而对数流时两侧均有积沙,且迎风侧积沙多于背风侧,来流速度越大,迎风侧积沙减小,而背风侧增多。

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