干旱区研究

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2016 (5): 1-1.

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1961—2010年北方半干旱区极端降水时空变化

王炳钦, 江源, 董满宇, 文岩

2016 (5): 913-920. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.01

摘要 ( 547 )

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采用49个气象站点1961—2010年逐日降水量资料,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和R/S等方法,分析了近50 a来北方半干旱区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:近50 a北方半干旱区极端降水指数最大5日降水量(RX5day)、强降水量(R95p)、降水强度(SDII)、连续湿日数(CWD)、连续干旱日数(CDD)、大雨日数(R20)和年总降水量(PRCPTOT)都表现出减少趋势。其中,RX5day和R95p减少趋势通过了0.1以上的显著性水平检验。Hurst指数分析表明,研究区各极端降水指数未来都呈现出减少趋势,其中CWD表现得尤为明显。近50 a来北方半干旱区CDD在1985年和1995年发生突变,而其他极端降水指数在1999—2000年出现了减少的突变。研究区各极端降水指数多年平均值的空间分布格局较为一致,除CDD外其他极端降水指数基本呈现出从西北向东南逐渐减少的趋势。各极端降水指数变化趋势在空间上表现出一定的区域差异性,研究区极端降水指数在东部地区以减少趋势为主,而中部局部地区表现出增加趋势。近50 a来北方半干旱区各极端降水指数(除CDD外)与年总降水量呈极显著正相关关系,极端降水指数对年降水量具有很好的指示作用。

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基于湿润指数的新疆甘家湖地表干湿状况变化趋势

罗青红, 宁虎森, 陈启民

2016 (5): 921-926. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.02

摘要 ( 1 )

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利用1953—2013年甘家湖梭梭林自然保护区内精河和乌苏气象站的逐月气象资料,采用伊凡诺夫公式计算出了逐月潜在蒸散量和湿润指数,分析了地表干湿状况的年际变化、季节变化及其主要影响因素。结果表明:① 冬半年、夏半年和全年的多年平均潜在蒸散量分别为 298、1 107 mm和1 407 mm,潜在蒸散量在冬半年随时间呈下降趋势,在夏半年和全年潜在蒸散量呈明显上升趋势。② 春、夏季湿润指数的年际变化呈减小趋势,秋、冬季和全年湿润指数的年际变化呈增加趋势。根据湿润指数相对应的气候区划标准,春季甘家湖自然保护区为半干旱地区,夏季和秋季为极干旱区-干旱区,冬季为干旱区的亚湿润区-湿润区。③ 湿润指数与降水量、水汽压和相对湿度呈正相关,与风速、气温和日照时数呈负相关;相对湿度变化对湿润指数变化影响最大,其次是日照时数、气温、水汽压和降水量,影响最小的是风速。

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基于地形校正的山区积雪深度反演算法

李长春, 包安明, 岳继博, 王宇, 马春艳

2016 (5): 927-933. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.03

摘要 ( 2 )

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积雪深度是天气和水文模型运行的必要参数。利用微波遥感可以反演不同尺度的地表积雪深度参数,为全球或区域尺度气候模型与水循环提供有效积雪参数。现有积雪深度微波遥感反演算法未综合考虑地形因子对反演结果的影响。微波辐射计观测的地表信号会受到地形的影响,导致能量在地表重新得到分配,这不仅引起传感器本身的观测误差,而且改变了地表的微波散射和辐射,使得水热能量在地表重新分配,从而也影响着地表关键参数的反演精度。为了提高山区积雪深度的反演精度,分析了坡度、坡向等地形因子对积雪深度反演的影响,在利用微波遥感反演积雪深度时加入地形坡度和坡向校正,构建基于地形效应的微波辐射模型,提出基于地形校正的山区积雪深度反演算法。实验结果显示,地形校正前,积雪深度反演的RMSE=10.41,地形校正后,积雪深度反演的RMSE=7.22,积雪深度反演精度得到了一定的提高。

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南疆西部降雪时空分布特征及其突变分析

努尔比亚·吐尼牙孜, 布祖热·买买提明, 张云惠

2016 (5): 934-942. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.04

摘要 ( 2 )

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利用新疆气象信息中心提供的南疆西部17个气象站1961—2010年的逐日降水资料,采用降水变率、降雪贡献率、线性趋势分析、R/S分析等方法,研究南疆西部近50 a降雪空间分布、年际变化及其持续性。根据南疆西部独特的地理气候特征,将其分成平原西部、东部及山区3大区域,利用Morlet小波变换分析不同区域周期变化,采用Mann-Kendall突变检验研究不同区域突变特征,结合滑动T检验和信噪比检验确定近50 a区域突变年份。结果表明:① 南疆西部降雪空间分布不均匀,降雪呈现自西北向东南快速减少格局,降雪对年降水的贡献少,降雪年际波动明显,积雪不稳定。② 南疆西部平均年降雪量呈增加趋势,年降雪日数呈减少趋势,平均年降雪量的增大主要与降雪强度有关。③ 空间上各站倾向率-0.01～0.16 mm·a^-1,除巴楚站降雪呈弱的减少趋势外,其他站均为增加趋势;R/S分析显示,除伽师、岳普湖外,大部分测站降雪与过去变化一致,即南疆西部降雪保持持续增加趋势。④ 近50 a小雪贡献率显著减少,中雪贡献率趋于稳定而大雪贡献率显著增加;与其同步,小雪日数减少而中雪、大雪日数缓慢增加;年平均雪量主要由大雪量增加所致,即冬半年降雪具有极端化趋势,易发雪灾。⑤ 不同区域低频周期特征相似,高频特征有差异,50 a时间序列上确定1977年、2000年为平原西部突变年份,1995年为山区突变年份,平原东部突变特征不明显,主要以年际波动为主。

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1901—2013年塔吉克斯坦极端降水事件时空变化特征

吴燕锋, 巴特尔·巴克, 罗那那, 李维, 魏小琴, Rasulov H

2016 (5): 943-951. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.05

摘要 ( 514 )

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根据Climate Research Unite(CRU)1901—2013年最新0.5°×0.5°网格点的逐月潜在蒸散量和降水数据,运用趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和小波分析法,探究了塔吉克斯坦过去113 a极端降水事件的特征及其区域差异。结果表明:① 过去113 a,塔吉克斯坦年、春季、秋季和冬季的极端降水事件都呈增加趋势,其增势分别为:0.33次·(10a)^-1、0.15次·(10a)^-1、0.07次·(10a)^-1和 0.20次·(10a)^-1,而夏季呈轻微的减少趋势;年和四季都发生了明显突变,且存在变化周期。② 东部的戈尔诺-巴达赫尚自治州年、春季、秋季和冬季的极端降水事件发生频次相对较高,哈特隆州西南部和索格特州西北地区极端降水事件发生频次相对较低;而夏季极端降水事件在戈尔诺-巴达赫尚自治州西部、索格特州的北部地区和哈特隆州的东部发生频次较高,在塔吉克斯坦最西部和东部则发生频次较低。在塔吉克斯坦的哈特隆州和中央直属区的东部,以及戈尔诺-巴达赫尚自治州的极端降水事件增势最为明显。

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兰州夏季城市气候效应和建筑热环境耦合模拟

李国栋, 邹国防, 张俊华, 吴东星, 张茜

2016 (5): 952-960. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.06

摘要 ( 1 )

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快速城市化过程使得城市冠层成为一个气象要素特征和能量交换非常复杂的系统,数值模拟方法在揭示城市气候效应和建筑热环境形成的物理机制、寻找热舒适与节能环保之间的平衡点方面具有重要的作用。兰州是地貌特征独特、城市化气候效应显著、大气污染严重的典型河谷型城市,通过定点观测试验,以热力学和动力学为理论基础的AUSSSM耦合模型,模拟分析夏季市区典型建筑群的局地气候特征,城市冠层内的气温日变化规律,城市冠层不同时段的气温廓线和比湿廓线;揭示建筑物从底层到顶层4个墙面的温度日变化规律和热力特征,裸土地、草坪、沥青和混凝土楼顶表面温度日变化特征和蒸发速率;城市冠层太阳下行短波辐射、地面反射的短波辐射、大气长波逆辐射、地面长波辐射、净辐射的分配状况及气溶胶对辐射传输的影响,揭示了城市气候效应形成的物理驱动机制,从微观尺度获得缓解城市气候效应可操作性的方法与途径。

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不同粒径沙粒胶结体覆盖对地表风蚀和输沙率抑制效应的风洞模拟

周杰, 王海峰, 李生宇, 刘志辉, 袁鑫鑫, 樊瑞静

2016 (5): 961-965. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.07

摘要 ( 2 )

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沙粒胶结体(sand cemented bodies,缩写为SCB)是由众多沙粒胶结而成的大颗粒物质,广泛分布于塔克拉玛干沙漠腹地部分垄间地表。通过风洞实验测定了不同风速下不同粒径沙粒胶结体覆盖对沙床面的土壤风蚀率和输沙率变化的影响。结果表明:风速和粒径是影响SCB覆盖沙床面风蚀率的主要因素。在一定的风力条件下,风蚀率随沙粒胶结体粒径的增加呈指数递减变化,在一定的胶结体覆盖度下,风蚀率随风速增加而增大,且粒径越大风蚀率随风速的增加而增大的趋势更为明显;风速不是影响地表输沙率的主要因素,胶结体粒径在一定程度上对输沙率的影响起主导作用。随着胶结体粒径的增加,沙粒在胶结体覆盖床面产生上升过程,且输沙率随粒径的增加而增大,胶结体覆盖对输沙率的抑制作用主要体现在胶结体覆盖的密度效应上,密度越小输沙率越高。即同一盖度下的胶结体颗粒物,大粒径的胶结体较小粒径胶结体沙床面分布密度、数量都相对较小。因此,大粒径胶结体地表输沙率相对较大。不同粒度范围的胶结体覆盖沙床面表现出不同的风蚀和输沙率抑制效应,依次为:2~3 mm<3~5 mm<5~7 mm<7~10 mm<10 mm。

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模拟氮沉降对天山云杉凋落叶分解及其养分释放的影响

张毓涛, 李吉玫, 李翔, 芦建江, 韩燕梁, 李建贵

2016 (5): 966-973. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.08

摘要 ( 491 )

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采用野外模拟试验,通过设计4种氮处理〔CK (对照,不施氮)、LN(低氮,5 kg·hm^-2·a^-1)、MN(中氮,10 kg·hm^-2·a^-1)、HN(高氮,15 kg·hm^-2·a^-1)〕,研究了氮沉降对天山云杉凋落叶分解及养分释放的影响。结果表明:① 分解24个月后CK凋落叶干重残留率分别是LN、MN和HN的1.04倍、1.16倍和1.23倍,且4种处理间差异显著(P<0.05)。CK条件下凋落叶分解50%为4.58 a,分别比LN、MN和HN多0.46 a、0.75 a和1.35 a;相应地分解95%需要的时间分别多2.01 a、3.24 a和5.87 a,说明施氮对天山云杉凋落叶的分解起到了促进作用,且促进作用随着氮沉降量的增加而加大。② 从凋落叶月分解速率看,表现为HN>MN>LN>CK,且随着分解时间的延长,4种处理间的差异逐渐缩小。③ 氮沉降促进了天山云杉凋落叶中木质素和纤维素的分解,同时促进了C元素的释放,增加了N元素的累积,降低了C/N值。

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新疆焉耆盆地生态服务价值体系变化评析

李雅, 刘建伟, 汪洋

2016 (5): 974-980. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.09

摘要 ( 1 )

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基于1990年、2000年和2010年的同期TM遥感影像数据,借助RS与GIS技术,针对新疆焉耆盆地内各土地类型变化、系统稳定性和生态服务价值等问题进行系统分析。结果表明:① 1990—2010年,焉耆盆地土地利用覆被发生了较大变化,以耕地面积明显增加,草地面积有所减少为主要特点,耕地的迅速扩张主要发生在2000—2010年;② 2000—2010年的土地利用信息熵和均衡度迅速增加,表明这一时期土地利用系统的无序化进程剧烈,且加速上升,系统不稳定性增强,威胁到流域绿洲的稳定性,进而危及塔里木河下游生态安全;③ 焉耆盆地土地整改过程中,生态服务价值先上升后下降,水资源的大量消耗,并未实现区域“生态-经济-水”的协调发展,反而导致绿洲生态服务功能下降,生态服务价值未升反降的绿洲开发模式值得深思。

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敦煌鸣沙山月牙泉景区高大沙丘短期动态变化特征

安志山, 张克存, 牛清河, 谭立海, 庞营军, 吴开东

2016 (5): 981-987. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.10

摘要 ( 1 )

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鸣沙山月牙泉以其独特的“沙丘抱泉,泉映沙丘”景观享誉中外,其形成与保存备受关注。通过野外气象站定位监测与全站仪测量等手段,对鸣沙山月牙泉景区短期沙山变化进行全面系统研究。结果表明:无论年内还是整年监测期,月牙泉周边高大沙丘变化趋势与多年航片解析下的南侧线性沙垄北移和北沙山南移形成的合围之势有所不同。首先,沙丘脊线来回摆动,并非一直朝单一方向移动。其次,沙丘坡面表现风蚀或风积,蚀积量与风况、沙源供给、下垫面以及周边障碍物等密切相关。并且,整年监测期内沙丘迎风坡面风蚀,背风坡面风积。此项研究揭示了月牙泉短期高大沙丘的移动规律,可为月牙泉保护提供新思路。

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国际大通道中巴喀喇昆仑公路景观评价

王玉滴, 王云, 孔亚平, 陈学平, 王颖, 叶成银, 施耀华

2016 (5): 988-995. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.11

摘要 ( 2 )

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中巴喀喇昆仑公路(简称“中巴公路”)沿古丝绸之路修建,是世界上海拔最高的公路之一,被誉为“世界第八大奇迹”。基于生态、美学、文化与安全角度,构建了中巴公路景观评价指标体系,通过层次分析法获取指标权重,通过已有资料分析和专家法获取指标得分,通过综合评价模型得出中巴公路全线微观层面的景观质量(每隔15 km)。提出的评价方法有两个突出特点,一是指标体系加入了安全因素(考虑到山区公路地质灾害多发),二是景观取景采用360°全景照片。评价结果显示:中巴公路总体景观质量较好,尤其是红其拉甫国家公园段生态价值突出,从Passu到Hunza段是经典旅游线路,美学、生态、文化价值都很高,应重点保护和利用。部分路段由于地质灾害严重,景观质量较低,应在安全防护的基础上,利用景观资源。

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基于生态绿当量的玛纳斯河流域土地利用生态效益研究

胡蒙蒙, 张军民, 徐丽萍, 唐湘玲, 王玲

2016 (5): 996-1002. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.12

摘要 ( 606 )

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基于生态绿当量原理及方法,设计不同土地覆被类型的生态服务功能评分标准,构建生态绿当量计算模型,通过计算玛纳斯河流域土地利用类型的面积变化,测算典型年份土地利用类型变化的当量分值,并依此构建生态效益评价模型。结果表明:近37 a研究区各土地利用类型生态当量面积净增加150.71 km²,呈小幅波动增量变化趋势。其中,增量最大的是农田、水域,分别增加456.63 km²和181.7 km²,约占2013年当量面积的29.25%和77.32%;减量最大的是天然牧草地、未利用地、荒草地,分别减少129.12 km²、132.98 km²和230.36 km²,约占2013年当量面积的29.48%、11.32%和17.49%,人类土地经营总体上增加了景观的生态效益,但土地垦殖和草地退化处于脆弱的平衡状态。

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民勤绿洲-荒漠过渡带白刺群落空间分布及其环境解释

赵鹏, 徐先英, 屈建军, 尉秋实, 张进虎, 马俊梅, 孙涛, 吴永梅

2016 (5): 1003-1011. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.13

摘要 ( 2 )

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在野外植被-环境因子调查的基础上,采用双向指示种分析(TWINSPAN)和冗余分析(RDA)的方法,研究民勤绿洲-荒漠过渡带白刺群落空间分布与环境因子之间的关系。研究表明:① 民勤绿洲-荒漠过渡带白刺群落物种组成简单,31个样方只出现17种植物,隶属8科,17属。② 双向指示种分析将白刺群落划分为4个群丛类型,白刺-沙蒿+沙蓬,白刺+红砂-画眉草,白刺-芦苇+猪毛菜,白刺+黑果枸杞-盐生草。不同白刺群丛类型之间环境因子的差异性是其物种组成变化的原因。③ RDA样方-环境因子排序第一轴代表以地下水埋深为主的水分梯度,第二轴代表样方与绿洲不同距离沙源条件及土壤质地的变化。TWINSPAN划分的4个群丛类型在RDA排序图中聚集分布,分类与排序结果较为吻合。所选环境因子的蒙特卡罗检验结果表明,地下水埋深和样方与绿洲之间的距离对白刺群落空间分布有极显著的影响。

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滴灌毛管布置方式对极端干旱区葡萄地上生物量的影响

苏李君, 王全九, 吴忠东

2016 (5): 1012-1019. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.14

摘要 ( 1 )

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为了了解滴灌技术对葡萄生长及产量的影响,在吐哈盆地大田条件下以无核白葡萄为研究对象,以传统沟灌(CK)为对照,分别采用地表3管(T1)、地下3管(T2)、地表2管对称滴头流量(T3)和地表2管不对称滴头流量(T4)4种不同的滴灌毛管布置方式进行滴灌,对灌后土壤含水量分布、葡萄叶面积指数和地上干物质量进行对比分析。结果表明:T1、T2和T4处理的湿润体在葡萄根系主要分布区域均能产生交汇,其中,T2处理的土壤含水量分布均匀,在根系主要分布区域均达到田间持水量,湿润范围覆盖了整个根区,且地表含水率较低,能够降低土壤蒸发,最适用于极端干旱区葡萄灌溉;T3处理的土壤含水量分布不均匀,在根系主要分布区域不能产生交汇,导致该区域含水量低于田间持水量,并且湿润范围很难覆盖整个根区。由于滴灌毛管布置方式对根区水分分布的影响,对于叶面积指数和干物质量,T2最高,T1其次,T3最低。并用Logistic修正模型对叶面积指数、地上干物质量和有效积温的关系进行模拟,理论值和实测值无显著性差异,且滴灌毛管布置方式对生物量增长趋势的影响不显著。在此基础上,建立了该地区不同滴灌毛管布置的葡萄叶面积指数和地上干物质量增长模型,有助于通过气象资料来直接推测地上干物质量并及时掌握干物质量的累积情况,为田间管理提供参考。

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不同生境下大叶梅(Parmotrema tinctorum)个体性状变化模式分析

王玉良, 阿地里江, 阿不都拉·阿巴斯, 朱国萍

2016 (5): 1020-1027. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.15

摘要 ( 1 )

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采用冗余分析(RDA)等方法,对12个大叶梅个体环境因子与生物性状间关系进行了探讨,对性状在不同环境下的变化模式进行了描述。结果表明:地衣性状在个体内表现了一定程度的稳定性、在总体上表现出较大程度的变异性;无论是个体内还是总体中,菌丝直径都表现了最大的稳定性。冗余分析表明,湿度与环境因子光照呈显著负相关,与菌丝直径呈最大正相关,与生物变量髓层厚度呈最大负相关;海拔与假根密度呈最大正相关,与下皮层厚度呈最大负相关。藻孢层能较好地反映环境的综合变化,黑茶渍素含量能对环境光照条件作出较好地响应。不同生境下大叶梅在各功能部分的投资比例值得深入研究,在揭示地衣对环境变化响应模式方面具有更大意义。

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乌梁素海芦苇湿地遥感生物量估算研究

包菡, 卓义, 刘华民, 刘东伟, 清华, 温璐, 王立新

2016 (5): 1028-1035. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.16

摘要 ( 2 )

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以定量遥感的手段实现对内蒙古乌梁素海湿地生物量的估算。在定点监测芦苇生长周期内的生物量基础上,分析了各监测点生物量(鲜重和干重)实测数据与同期4种植被指数NDVI、DVI、PVI、RVI的相关关系。建立一元线性估算模型及多种非线性估算模型并进行对比分析。结果表明:对于乌梁素海而言,芦苇地上生物量(鲜重与干重)与所选4种植被指数均存在显著正相关关系,鲜重、干重的最优模型均是基于NDVI的三次多项式估算模型。精度检验结果显示:用NDVI三次多项式估算模型计算出的鲜重和干重的预测值与实测值较接近,鲜重的平均误差为19.90%,拟合精度达到80.10%;干重的平均误差为18.71%,拟合精度达到81.29%,可以满足乌梁素海地区芦苇生物量宏观估测的需要。通过分析2013年7月研究区芦苇总生物量干鲜重的空间分布图可得,乌梁素海地区芦苇干重在1 000~1 500 g·m^-2,鲜重在3 000~4 500 g·m^-2,且高生物量和低生物量相对较少。

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氮肥追施模式对遮阴下棉花光合效率及产量的影响

郑剑超, 张巨松, 闫曼曼, 郑慧, 张玉玲

2016 (5): 1036-1042. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.17

摘要 ( 1 )

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通过探讨果棉间作下棉花适宜的氮肥追施模式,为间作棉田合理氮肥施用提供理论依据。以中棉所49为试验材料,设置不遮阴(CK)和遮阴50%处理,每个处理3个氮肥追施模式N₁(氮肥前移)、N₂(正常追肥)、N₃(氮肥前移比例较N₁大),研究氮肥追施对遮阴膜下滴灌棉花光合特性和产量的影响。结果表明:与CK相比,遮阴50%处理下棉花叶片叶绿素含量和叶面积指数增加,净光合速率下降,伏前桃比例减少,秋桃比例增加。遮阴50%处理下,氮肥追施适当前移(N₁),可提高棉花光合速率,促进光合产物的形成与积累,增加伏桃比例,显著提高了单株铃数、单铃重和皮棉产量。因此,可以考虑将氮肥适量前移(N₁),作为果棉间作下棉花提高光能利用率和产量的有效途径。

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取食阶段和食物类型对大草蛉幼虫发育的影响

阿力甫·那思尔, 孟玲, 李保平

2016 (5): 1043-1045. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.18

摘要 ( 2 )

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集团内捕食是食蚜天敌群落中常见的现象,而捕食性昆虫卵通常成为集团内的猎物。为探究新疆农田生态系统中捕食性昆虫集团内捕食的规律,以大草蛉(Chrysopa pallens)为对象,设置不同幼虫期(整个幼虫期、刚蜕皮的4龄幼虫)和食物类型〔七星瓢虫(Cocinellina septempuntata)卵、棉蚜(Aphis gossypii)+七星瓢虫卵、棉蚜〕等2因素3水平的析因实验设计处理,观察比较大草蛉发育、存活参数。结果表明:食物类型与饲喂期存在显著互作,影响大草蛉幼虫发育至成虫的存活概率,即食物类型的影响程度取决于饲喂期的长短,虽然在整个幼虫期和4龄幼虫期处理下,存活率在“棉蚜”与“瓢虫卵+棉蚜”处理之间没有差异,但大于“瓢虫卵”处理下的存活率,但差异幅度不同:“整个幼虫饲喂”处理下的存活率大于“4龄期饲喂”处理。说明干旱环境中大草蛉幼虫无论早晚只捕食七星瓢虫卵均难以正常发育存活至成虫。

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太白山石生苔藓碳同位素分布特征及其环境指示意义

张普, 丁宗巨, 侯瑶瑶, 白红英, 任晓倩, 赵佩

2016 (5): 1046-1056. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.19

摘要 ( 1 )

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关于植物δ¹³C值对海拔变化的响应特征及其机理的研究存在不同的认识,且很难找到一种出现在各个海拔高度的植物来减少种间出现的碳同位素分馏的差异。苔藓植物由于其结构相对简单,对环境变化的反应较为敏感,且随海拔梯度分布范围较广,因此,是一类良好的指示植物。通过对太白山南北坡不同海拔高度石生苔藓碳同位素组成(δ¹³C)以及各环境因子和石生苔藓碳同位素随海拔关系的分析,结果显示:太白山南北坡石生苔藓δ¹³C与海拔呈显著线性相关(南坡R²= 0.45,P<0.01;北坡R²=0.31,P<0.01)。海拔每升高1 000 m,南北坡石生苔藓δ¹³C值分别增加2.0‰和1.1‰。同时,大气CO₂浓度及其碳同位素组成、大气压、降水量、生物量等各因子对石生苔藓碳同位素组成记录的海拔效应影响较小,温度很可能是导致太白山石生苔藓δ¹³C海拔效应的主要因素。

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小花棘豆根、茎、叶水浸液对3种草原植物的化感作用

刘利红, 刘果厚, 曹瑞, 王健, 兰庆, 李红颖, 巴图那顺

2016 (5): 1057-1062. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.20

摘要 ( 1 )

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小花棘豆(Oxytropis glabra)是多年生有毒草本植物,在退化的草场上可成为优势杂草,扁蓿豆(Melilotoides ruthenica)、草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)、沙芦草(Agropyron mongolicum)为草原常见优质牧草。以小花棘豆为供体植物,分别研究其不同浓度的根、茎叶水浸液对上述3种受体植物种子发芽的影响。结果表明:根、茎叶水浸液对受体植物发芽率、发芽指数、胚根与胚芽长均有不同程度的化感作用,两种水浸液对3种植物发芽指数的化感效应均强于发芽率,对胚根长的化感效应均强于胚芽长。供体植物的不同部位对不同受体植物的化感效应有明显的差异,茎叶水浸液的化感效应强于根水浸液,综合效应结果显示:3种受体植物对两种水浸液化感作用的敏感性依次为:沙芦草＞草木樨状黄芪＞扁蓿豆。不同质量浓度根、茎叶水浸液对受体植物的影响表明,浓度越大化感效应越强,高质量浓度(≥10 mg·mL^-1)水浸液抑制作用显著,低质量浓度水浸液(≤5 mg·mL^-1)化感作用不显著。

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不同葡萄品种的抗逆基因对锰毒响应的表达

郭琬莹, 肖薪龙, 尹文彦, 姚银安

2016 (5): 1063-1070. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.21

摘要 ( 2 )

PDF(2850KB) ( 0 )

近年来的研究发现,葡萄对高锰胁迫具有极强的抗性,但是其耐锰生理仍不清楚。以2种对锰富集相反的葡萄品种(根系富集的金手指和地上部富集的康拜尔品种)为研究材料,采用沙培实验法,用不同浓度的MnSO₄溶液进行锰毒胁迫处理,通过荧光定量PCR,分析锰胁迫相关基因在2种葡萄的叶片及根部表达的差异,挖掘耐锰相关基因,探讨基因表达的品种差异性及组织差异性。结果表明:在高锰(10 g·L^-1)胁迫下,金手指葡萄根系中葡萄油菜素内酯-6-氧化酶基因表达量上调2倍,其余几个基因没有明显变化,在其叶片中葡萄铜伴超氧化物歧化酶基因、葡萄油菜素内酯-6-氧化酶基因都上调2倍,病程相关基因表达量上调5倍,而葡萄4-香豆酸:辅酶A连接酶基因下降为CK组的一半。康拜尔根系中油菜素内酯-6-氧化酶基因、3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶基因和葡萄紫色酸性磷酸酶3类似酶基因都上调了2倍,叶片中的病程相关基因上调了2~3倍。实验表明,高锰胁迫下,2种葡萄都会通过抗逆基因的差异表达来应对锰毒,同时,磷酸水解酶类也协同作用。由于2种葡萄不同的锰富集方式,这些抗逆基因在根系和叶片也呈现出不同的调控方式。在这些差异表达中,病程相关蛋白1基因和油菜素内酯-6-氧化酶基因表现的最为明显,在抵抗锰胁迫中可能发挥了较大的作用。

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胡杨不同发育阶段叶片形态解剖学特征及其与胸径的关系

赵鹏宇, 冯梅, 焦培培, 李志军

2016 (5): 1071-1080. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.22

摘要 ( 608 )

PDF(2382KB) ( 1219 )

采用MSR-9600TFU2扫描仪和常规石蜡切片,分析胡杨不同发育阶段叶片形态解剖学特征及其与胸径的关系。结果表明:① 叶片宽、叶面积、气孔密度、厚度均随胸径增加沿树冠基部向顶部方向逐渐增大,叶片长和叶形指数则随胸径增加沿树冠基部向顶部方向逐渐减小。② 叶片上下表皮细胞数和表皮细胞长、栅栏组织厚度、栅栏组织细胞长和宽均随胸径增加沿树冠基部向顶部方向逐渐增大;海绵组织厚度随胸径的增加而逐渐减小,树冠基部向顶部方向则逐渐增大。③ 相关分析显示,叶片宽、叶面积和叶片厚度分别与胸径呈极显著/显著正相关,叶形指数与胸径呈极显著负相关;叶片栅栏组织厚度、表皮细胞数、表皮组织厚度、表皮细胞长分别与胸径呈极显著/显著正相关,海绵组织厚度与胸径呈极显著负相关;叶片形态指标与解剖结构指标间也存在正/负相关关系,表明胡杨叶形态结构变化与个体发育阶段密切相关。

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乌鲁木齐河源区10种真藓属植物茎的解剖学分析

艾菲热·阿布都艾尼, 王虹

2016 (5): 1081-1087. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.23

摘要 ( 427 )

PDF(3781KB) ( 855 )

利用石蜡切片和电镜扫描技术,对乌鲁木齐河源区10种真藓属植物茎的结构做比较解剖学研究。结果表明:该属植物茎分为表皮、皮部、中轴3部分,表皮细胞小,细胞壁强烈加厚;皮部细胞壁由外向内逐渐变薄,细胞整齐或镶嵌排列;中轴所占面积较小,细胞壁角隅加厚。茎细胞壁上分布有不规则的小孔,相邻细胞的细胞壁厚,表面角质层纹饰多为鳞片状或颗粒状,这些可能是植物在长期恶劣环境下的生存策略,揭示了真藓属植物茎具有较强耐寒、耐旱结构的典型特征,虽然它们在外形和亲缘关系上均很接近,但每个种又各具不同的形态特征,为该属植物鉴定提供了分类学依据。

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应用光谱指数法估算多枝柽柳同化枝叶绿素含量

张思楠, 王权, 靳佳, 徐璐, 管海英

2016 (5): 1088-1097. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.24

摘要 ( 1 )

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对叶片叶绿素含量的动态监测,是理解荒漠生态系统特定的碳循环过程及其生态功能的一个重要前提。快速无损地获取叶片中的叶绿素含量信息是掌握叶绿素动态的先决条件,也是当前植被遥感研究的一个重要课题。通过收集86种已发表的叶绿素光谱指数,以荒漠生态系统重要建群种多枝柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象,对这些指数在具有特殊旱生形态的柽柳同化枝的适用性进行了评价,从中遴选出了3个结构简单且表现较好的光谱指数:R₈₆₀/(R₅₅₀×R₇₀₈)、1/R₇₀₀、R₅₅₀,其与实测叶绿素含量建立的估算模型决定系数(R²)分别为0.49、0.47和0.40,估算值与实测值的均方根误差(RMSE)分别为2.40、2.45、2.59 μg·cm^-2,自举法(bootstrapping)检验误差RMSE分别为2.47、2.53、2.67 μg·cm^-2,在一定精度上可以满足动态把握干旱区柽柳植被叶绿素的要求,但在将来研究中必须注重开发新的适用于同化枝的光谱指数。

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灰叶胡杨异形叶的类型及其时空特征

刘帅飞, 焦培培, 李志军

2016 (5): 1098-1103. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.25

摘要 ( 444 )

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为了探讨灰叶胡杨个体发育过程中异形叶发生和垂直空间分布随径级的变化规律及其相互间的关系,在塔里木盆地西北缘调查同一立地条件下,各径级灰叶胡杨异形叶的类型及空间分布规律。结果显示:① 阔椭圆形叶、圆形叶和阔卵形叶有规律地出现在不同的径级阶段,其中阔椭圆形叶出现在2～20径级阶段,圆形叶和阔卵形叶分别从4、6径级开始出现,它们在树冠上的出现均始于树冠的顶部,异形叶的出现与个体发育阶段相关;② 3种异形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级变化而发生动态的消长变化,其中,阔椭圆形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加逐渐减小,圆形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加先增大后减小,阔卵形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加则逐渐增大;③ 阔椭圆形叶在树冠垂直空间的出现频率及垂直空间分布占冠高的比例,均与胸径、树高呈极显著负相关,圆形叶仅出现频率与胸径、树高呈极显著正相关,阔卵形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,均与胸径、树高呈极显著正相关。说明各类异形叶出现频率及时空变化与胡杨个体发育阶段密切相关,灰叶胡杨的异形叶性是由个体发育阶段决定的,灰叶胡杨在不同发育阶段出现的异形叶是其生长适应策略。

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原位测定滴灌棉田土壤硝态氮和铵态氮的运移特征

单娜娜, 赖波, 杨志莹, 丁峰, 杨国江

2016 (5): 1104-1109. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.26

摘要 ( 1 )

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氮素对作物生长有着重要的作用。氮肥的施用量逐年增长,自20世纪90年代后,中国的氮盈余量保持在3.60×10⁶~5.46×10⁶ t ·a^-1。氮肥的利用不但决定作物的长势,同时对环境也带来了较大的影响。采用离子交换树脂法,对土壤中的硝态氮和铵态氮进行原位测定,较为准确地反映了土壤硝态氮和铵态氮的迁移、淋溶和转化等动力特性。研究表明:① 埋置土壤中的离子树脂解吸液中各养分的含量均在合理的常规化学检测范围内。② 在棉花生育期内,施肥和棉花生长对土壤硝态氮影响较大,施肥会显著提高土壤硝态氮的含量,而在棉花出苗80 d前后土壤硝态氮有明显亏缺。③ 滴灌棉田土壤铵态氮的含量较低,其时空变化较为复杂,无明显规律,作为施肥参考作用不大。

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新疆绿洲盐碱地滴灌条件下地下水局部动态对荒地盐分的影响

李文昊, 王振华, 郑旭荣, 张金珠

2016 (5): 1110-1118. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.27

摘要 ( 2 )

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为探究新疆绿洲盐碱地应用滴灌技术导致局部地下水位的提升和地下水矿化度的增加是否对附近荒地水分和盐分产生影响。以新疆北部典型绿洲原生盐碱地(下野地灌区)滴灌农田之间荒地为例,于2009—2013年连续5 a进行定位监测,分析土体内不同时期盐分、水分及离子含量的变化。发现荒地0～140 cm土体含盐量和含水率在棉花生育期至冻融期呈“弦式”周期性变化,含盐量在棉花生育期初至生育期末递增,冻融前至消融后递减;含水率的变化趋势与之相反。受滴灌棉田灌溉的影响,棉田地下水位随棉花生育期进程逐步提升,缩短了周边荒地上升毛管水的传导路径,为地下水矿化度的增加提供了相对充足的盐分来源,土体盐分在周边棉花生育期结束后的增加量大于越冬期冻融对其的淋洗量。年际间0～140 cm土体内储盐量以1 179.05 g·a^-1的速度递增,盐分的组成离子以Ca²⁺、Cl^-、Na⁺、Mg²⁺的增加为主。

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土壤环境因子对乌鲁木齐地区灌木群落分布的影响

叶琴, 周华荣, 袁蕾, 宗召磊

2016 (5): 1119-1124. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.28

摘要 ( 1 )

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在多元划分的基础上,使用典型对应分析(CCA)对乌鲁木齐地区的灌木物种进行排序,研究影响该地区灌木群落类型的因素,以及与主要环境因子的关系,结果表明: ① CCA排序图较好地显示了灌木群落与主要环境因子的相关性,并指示了灌木物种的生境梯度;② 海拔较土壤环境因子对灌木群落分布的影响更显著;③ 土壤环境因子中,不同土壤层次处土壤全盐含量对灌木群落的分布有重要的作用,全磷含量的影响最小;④ 研究区灌木群落更易生活在粗质土壤中;⑤ 表层土壤性质决定了山地灌丛及灌木荒漠的分布格局,中-浅层和深层土壤的影响较小。

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克里雅河流域水中氟离子的空间分布特征

纳麦提·托合提, 张峰, 师庆东

2016 (5): 1125-1131. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.29

摘要 ( 2 )

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氟是对生物圈、地圈及人类健康都具有重要影响的化学元素。2014年夏季和2015年冬季沿克里雅河上游山区-中游于田人工绿洲-尾闾沙漠腹地达里雅布依天然湖沼湿地采集测定了1个乌鲁克库勒湖水、21个河水和8个地下水样品的F^-、pH和TDS(可溶性固体总量)。测得流域河水F^-含量在0.09~6.08 mg·L^-1,地下水在2.68~6.0 mg·L^-1,高山湖为4.81 mg·L^-1;河水和地下水pH分别在7.28~8.60和7.26~7.87,湖水为8.95;河水和地下水TDS分别在216~2 884 mg·L^-1与1 113~3 884 mg·L^-1,湖水为17 281 mg·L^-1。结果显示:①上游乌鲁克库勒湖为高F^-、高矿化度碱性盐湖;② 在上游,克里雅河地表水各参数基本不受季节影响,但中、下游因洪水期,除pH以外,夏季F^-、电导率、TDS和硬度等参数均低于冬季,而冬季中下游河水则因枯水期地下水的补给,氟化明显;③ 因蒸发和溶解等作用,自上游至下游,河水F^-及TDS总体呈逐渐增加趋势,其中,上游河道F^-远低于中游于田人工绿洲及尾闾达里雅布依天然湖沼湿地的地下水,而于田绿洲地下水F^-含量反高于达里雅布依,或因苏打盐渍化引起;④ 流域水中F^-与TDS之间存在一定相关性,与pH间相关但不显著;⑤ 本流域F^-含量略高于阿克苏河及叶尔羌河等塔里木盆地其他河流。

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基于GIS的雪崩对冰湖风险性评估——以喜马拉雅山科西河流域为例

张福存, 李净, 吴立宗, 王卫东

2016 (5): 1132-1140. doi: 10.13866/j.azr.2016.05.30

摘要 ( 2 )

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雪崩是冰湖风险性评估的因子之一,借鉴欧美发展起来的雪崩模型,在冰湖溃决洪水频发的喜马拉雅山地区开展雪崩对冰湖风险性评估研究具有重要意义。基于ICIMOD IKONOS DEM和Landsat-TM数据,利用GIS方法提取了研究区雪崩形成的海拔、平面曲率、坡度和地表覆盖类型等估算因子,根据Av=(Al+Fy)×S×Rg模型估算了研究区潜在雪崩形成区域,并应用GIS方法和α-β模型估算了雪崩的传播路径。结果表明:潜在雪崩不易形成的“低”值多分布在谷底及地表覆盖类型为密林的山坡上,而“高”、“较高”值多分布在坡度为30°～50°、地表类型以裸岩或草地为主的山坡和冰川上,这些分布符合雪崩形成的客观实际;分析判断发现研究区内“高”值区域,也就是潜在雪崩形成区共有98处,其中有10处能够进入冰湖,对这些冰湖的稳定性造成风险,这意味着在分析研究区所有冰湖的溃决风险性时,只有受到潜在雪崩影响的9个冰湖需要考虑雪崩因素,其余冰湖在冰湖溃决诱因筛选中无需考虑雪崩因子。

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