干旱区研究

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2018 (3): 0-1.

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干旱区绿洲土壤盐分特征

王巧焕, 卢玉东, 赛佳美, 李环环

2018 (3): 503-509. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.01 cstr: 32277.14.AZR.20180301

摘要 ( 659 )

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以内蒙古阿拉善盟腰坝绿洲为研究区,根据野外实地调查、样品采集及室内实验分析,采用描述性统计法、相关分析法、主成分分析法,分析腰坝绿洲表层土壤的含盐量及各盐分离子分布。结果表明:腰坝绿洲表层土壤呈碱性氯化物-硫酸盐型盐渍化土,土壤阳离子聚积以Ca²⁺和K⁺+Na⁺为主,阴离子聚积以HCO^-₃为主,土壤全盐量呈西南部高东北部低的分布特征;土壤中K⁺+Na⁺、SO^2-₄和Cl^-呈强变异性,全盐量、Ca²⁺、Mg²⁺和HCO^-₃呈中等变异性,pH呈弱变异性;土壤全盐量与SO^2-₄、Ca²⁺、K⁺+Na⁺、Cl^-和Mg²⁺之间存在着极显著正相关,pH与Mg²⁺、Ca²⁺、Cl^-和SO^2-₄之间存在着极显著负相关;通过主成分分析,选取了反映土壤盐分组成和碱度的2个主成分因子,得出表征土壤盐渍化的特征因子为SO^2-₄、K⁺+Na⁺、Ca²⁺、Cl^-,并进一步建立了主成分综合得分方程,计算出了42个土样的综合得分,分值范围为3.6~10.7,平均值为5,标准差为1.5,呈中等变异性。该研究可为研究区土壤盐渍化防治提供理论和实践依据。

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盐分对异子蓬异型种子植株生长和矿质营养的影响

王雷, 姜黎, 田长彦

2018 (3): 510-514. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.02

摘要 ( 3 )

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异子蓬是一年生盐生植物,能产生两种类型的种子。前人研究表明,异子蓬异型种子具有不同的萌发耐盐性,而异型种子在长成植株后,其生长后期的耐盐性无显著差异。因此,假设异型种子植株在生长中期可能会有不同耐盐性。该实验分析了不同盐分水平对异子蓬异型种子植株生物量和矿质营养元素含量的影响。结果表明:异子蓬异型种子植株在生物量和大部分生理指标上不存在显著差异。盐分对异子蓬生长的影响表现为低、中盐促进,高盐抑制。Na⁺和Cl^-含量随盐分浓度的增加而增加。总之,异子蓬异型种子生长中期的植株具有相似的耐盐性,耐盐差异可能出现在生长早期。

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古尔班通古特沙漠土壤微生物碳氮对环境因子的响应

吴文超, 岳平, 崔晓庆, 李凯辉, 刘学军

2018 (3): 515-523. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.03

摘要 ( 5 )

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为理解大气氮沉降、降雨和气候变暖对温带沙漠不同季节的土壤微生物碳氮(MBC,MBN)的影响,2014年9月在古尔班通古特沙漠开展了基于降水、氮沉降和增温相结合的多因子控制实验。结果表明:仅模拟降水对各个季节的微生物量碳(MBC)和氮(MBN)以及MBC/MBN比值没有显著影响;土壤MBC,MBN和MBC/MBN比值整体上随着氮添加而增加,其中以2015年秋季高氮对MBC,MBN和MBC/MBN比值的影响显著;仅增温降低了2015年秋季和2016年春季的MBC,MBN和MBC/MBN比值,而显著增加了2016年夏季的MBC,MBN和MBC/MBN比值;水氮交互作用在各个季节都能显著影响MBC,MBN和MBC/MBN比值,但水氮温交互对MBC,MBN和MBC/MBN比值影响并不显著。古尔班通古特沙漠土壤MBC/MBN比值介于1.52～4.34,表明在古尔班通古特沙漠土壤微生物群落中细菌占据优势。

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黄土高原南北样带土壤有机碳空间变异及其影响因素

任广琦, 贾小旭, 贾玉华, 郭成久

2018 (3): 524-531. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.04 cstr: 32277.14.AZR.20180304

摘要 ( 744 )

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为阐明黄土高原土壤有机碳空间变异特征及影响因素,在南北方向布设一条长860 km具有明显环境梯度的样带,采用经典统计学和地统计学方法,分析了0~500 cm剖面土壤有机碳的空间分布规律、变异特征及其与环境因子的关系。结果表明:土壤有机碳在水平方向上由南到北逐渐降低,垂直方向上0~100 cm随土层逐渐降低,100 cm以下趋于稳定;0~500 cm不同土层土壤有机碳均呈中等程度变异,变程60~270 km;0~40 cm土壤有机碳空间分布主要受降水和坡度的影响,40 cm以下主要受土壤质地和气候的影响,表明区域尺度浅层土壤有机碳空间分布取决于气候和地形条件,深层土壤有机碳主要受土壤质地和气候共同影响。

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基于植被光谱和FY-3A/VIRR L1B数据的藏北地区土壤水分估算

王凤杰, 冯文兰, 扎西央宗, 牛晓俊, 刘志红, 王永前

2018 (3): 532-539. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.05

摘要 ( 4 )

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为了实现对藏北地区土壤水分和干旱情况的动态监测,基于藏北植被光谱、实测20 cm土壤水分以及FY-3A/VIRR数据,利用相关性筛选出对土壤水分敏感的植被光谱波段构建植被指数,并以此建立土壤水分估算模型,再结合FY-3A/VIRR L1B数据将建立的模型应用于藏北地区的土壤水分估算,通过比较决定系数和RMSE,确定精度较高的藏北地区土壤水分遥感估算模型。研究表明:NDVI(620,850)、EVI(450,620,850)、NDWI(850,1 330)和RVI(850,1 330)与实测20 cm土壤水分的决定系数分别为0.232、0.256、0.537和0.554,都能较好地表征土壤水分,分别利用每个指数建立的二次模型所获得的土壤水分估算结果与实测数据的RMSE均较小;以FY-3A/VIRR数据为基础,模型M_NDVI和M_EVI能够有效的估算藏北土壤水分,模拟值与实测值的相关系数r分别为0.50和0.51,RMSE分别为0.13和0.11,模型都可实现对藏北地区土壤水分的估算。研究可为掌握藏北地区土壤水分状况和制定农牧业发展决策提供依据。

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伊犁河谷水土保持的两种生态服务价值评估

高亚鸣, 孙慧兰

2018 (3): 540-548. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.06

摘要 ( 4 )

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水土保持是伊犁河谷生态工作面临的挑战,不论开展生态治理或是进一步开发,都无法回避土壤侵蚀问题。研究侵蚀分布,区划保护重点,才能明确开发方向。生态服务价值估算还没有规范标准,采用不同方法可能出现差异较大的估值,缺乏可比性,严重阻碍将生态服务价值应用于社会实际问题。由此基于伊犁河谷2001—2013年的多项遥感数据,采用指标法和当量法两种生态服务价值评估方案,借助多项经验模型结合实际数据修正,估算了伊犁自然生态针对水土保持的服务价值,并探讨两种方法的结果差异,最后尝试综合两方案的估值。结果显示:研究期内伊犁河谷年均水土保持量为2.64×10⁸ t;指标法估算在2.38×10⁸~4.72×10⁸元,当量法估算在182.99×10⁸~201.81×10⁸元。综合评定伊犁河谷生态服务土壤价值年均为23.95×10⁸元;主要变化趋势为“降—升—降”;最高和最低价值分别出现在2007年和2012年;土壤生态保持较优区域为昭苏县和特克斯县;偏低地区是伊宁县和伊宁市。

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1960—2014年祁连山中东段及其附近地区气温时空变化特征

付建新, 曹广超, 李玲琴, 曹生奎, 唐仲霞, 蒋刚, 杨晓敏, 虞敏, 袁杰, 刁二龙

2018 (3): 549-561. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.07

摘要 ( 2 )

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基于1960—2014年祁连山区中、东段及其附近地区19个气象站点的气温数据,利用线性趋势、相关分析、多项式趋势、5 a滑动平均、R/S分析、Mann-Kendall检验、滑动t检验、ArcGIS方法对其气温的时间变化与空间分布作了详细分析。结果表明:多年平均气温、最高气温与最低气温变化趋势均为波动上升,增长率分别为0.33 ℃·(10a)^-1、0.27 ℃·(10a)^-1、0.41 ℃·(10a)^-1,分别在1991年、1995年、1990年发生突变;季节气温呈上升趋势,尤其冬季气温增幅最大,主要是温室气体的排放与大气中气溶胶含量增多所致;从气温的年代际变化来看,20世纪90年代上升最明显,2000—2014年比1990—1999年的上升趋势有所减缓,但并不能说明全球变暖停滞,因为气温的Hurst指数在0.5<H<1之间,表明今后气温的变化趋势与过去变化趋势具有相同的特征;气温整体上表现出西南部气温低,东、北部气温高;多年平均气温南北两侧变化差异明显,北侧比南侧升温快;最高气温南侧比北侧升温快,最低气温南北相当。

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包头市典型城市绿地及周边PM_2.5对比分析

同丽嘎, 李雪铭, 张靖, 田深圳, 丛雪萍

2018 (3): 562-567. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.08

摘要 ( 2 )

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PM_2.5污染已逐渐成为当前我国城市和区域首要的大气污染物,而包头市作为中国重要的工业基础基地,其PM_2.5污染也较严重。以实地测量和遥感手段相结合的方法,通过PM_2.5浓度数据和包头市Landsat 8 OLI影像数据,对包头市典型城市绿地及周边道路和小区PM_2.5浓度进行了对比分析,完成了NDVI与PM_2.5之间的相关分析。结果表明:劳动公园、赛汗塔拉和师院小树林PM_2.5浓度比周边道路和小区相对较高,儿童乐园、青山公园和八一公园院内比周边稍低或相当,而NDVI和PM_2.5浓度之间形成微弱的负相关关系。总体而言,城市绿地对PM_2.5起到一定消减作用,而园内湿度大、树林郁闭度高、风速小和烟尘是引起公园绿地PM_2.5浓度高的主要因素。

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哈密绿洲土地利用变化对区域环境的影响

杜皓阳, 胡琪, 张弛, 邱源, 邵华, 潘涛, 金晓龙, 常红

2018 (3): 568-578. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.09

摘要 ( 3 )

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中国干旱区绿洲在过去20 a经历了快速的城市化和农田扩张,为了探究该区域不同下垫面在“荒漠-绿洲-城市”演化过程中对区域自然环境以及气象要素的影响。以典型的哈密绿洲为研究区,利用 WRF模式分别耦合2000年、2015年2期土地利用数据,模拟对比分析夏季7月哈密绿洲土地利用变化前后区域自然环境要素的影响,采集的指标为 2 m气温、2 m相对湿度、地表温度。研究表明:① 哈密绿洲土地利用变化对气象要素的综合效应表现为:2 m气温升高1.2 ℃,相对湿度增加2%;② 下垫面由绿洲转变为城市,2 m气温增加2.5~3 ℃,地温增加6~7.5 ℃,相对湿度减小4%~8%;③ 由荒漠变为城市,2 m气温增加1~2 ℃,地温增加3~6 ℃,相对湿度减小0~4%;④ 由荒漠变为绿洲,2 m气温降低1.5~4 ℃,地温降低0~7.5 ℃,相对湿度增加4%~16%。总体来看:在中国干旱区,城市化过程使该区域进一步变热和变干,与之相反,绿洲扩张使得区域具有变冷和变湿的趋势。

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ITPCAS和CMORPH两种遥感降水产品在陕西地区的适用性

王玉丹, 陈浩, 刘璨然, 丁永建

2018 (3): 579-588. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.10 cstr: 32277.14.AZR.20180310

摘要 ( 737 )

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与气象站观测数据相比,遥感降水产品能够更好地反映降水的空间分布特征。利用36个国家标准气象站点以及23个区域气象站点的观测数据,通过对降水事件的探测能力、不同降水量级的捕捉率和不同时空尺度的降水量误差等指标的分析,评估ITPCAS和CMORPH两种高时空分辨率的遥感降水产品在陕西地区的适用性。结果表明:ITPCAS在多年平均日降水误差、空报率、漏报率、中雨及以上降水等级的捕捉率、多年平均年降水的空间分布及站点误差等方面,均显著好于CMORPH,能够较好地体现陕西地区降水的空间分布特征和变化趋势。

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山西东南部气温和降水极值研究

张红英, 李毓富, 刘耀文, 张瑞庭, 裴坤宁

2018 (3): 589-596. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.11

摘要 ( 3 )

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为了了解山西省东南部地区天气气候的极端程度,掌握气象要素的变化范围和时空分布的离散特征,选取山西省东南部(长治市、晋城市)16个县市1976—2015年的逐日气温和降水资料,对该区域气温极值和降水极值时空变化规律加以分析。结果表明:① 近40 a来气温极端值总体呈上升趋势。研究其空间分布发现:极端最高值出现在黎城县,极值为40.2 ℃;极端最低值出现在沁源县,为-27.7 ℃。从时间分布来看:极端最高气温主要出现在5月下旬到7月下旬,且6月下旬出现频率最高;气温极端最低值主要出现在12月下旬至次年1月中旬,1月出现气温极低值频率最高。② 1976—2015年极端降水量强度最大值呈明显上升趋势。近40 a日降水量最大值出现在南部的晋城,为221.2 mm;从极端降水量空间分布来看:晋东南中部地区为低值区,西北部和南部分别为高值区;年极端降水量主要出现在7、8月,而7月的上旬和下旬是年极端降水量的高发期。③ 近40 a来气温极值和降水极值都存在一定的振荡周期。最高气温极值存在着准4 a振荡周期;极端最低气温存在准12 a的振荡周期;年极端降水量存在准15 a和8 a的振荡周期。④ 对气温和降水极值突变分析发现:气温极端最高值有明显突变,极端降水量和气温极端最低值有突变,但趋势不明显。极端降水和气温极值均具有明显的区域特征。

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新疆地区遥感、融合和陆面模式模拟的蒸散产品的不确定性分析

崔俊杰, 白洁, 郑磊, 李玉珍, 赵洪飞, 袁秀亮, 李龙辉

2018 (3): 597-605. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.12 cstr: 32277.14.AZR.20180312

摘要 ( 852 )

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蒸散是干旱区水资源消耗的主要方式,由于该地区地表植被覆盖稀疏且空间异质性较大,目前国际常用的众多蒸散产品的结果存在较大差异。故选取中分辨率成像光谱仪(MOD16)蒸散产品、全球陆地蒸散阿姆斯特丹模型(global land evapotranspiration amsterdam model,GLEAM)和通用陆面模式(common land model,CoLM)的蒸散产品为代表,利用三角帽(three cornered hat,TCH)方法定量评价3种蒸散产品在新疆干旱区模拟结果的空间不确定性。结果表明:GLEAM和MOD16蒸散产品的空间分布规律相似,山区蒸散值均显著高于平原区;CoLM在阿尔泰山、天山蒸散值显著高于平原区。此外,全疆多年平均蒸散值分别为:GLEAM〔(142.36±11.11)mm·a^-1〕、CoLM〔(126.66±19.12)mm·a^-1〕、MOD16〔(78.64±4.61)mm·a^-1〕。基于TCH方法的全疆蒸散模拟的不确定性结果大小依次为:CoLM(24.18 mm·a^-1),GLEAM蒸散产品(21.58 mm·a^-1),MOD16蒸散产品(17.66 mm·a^-1)。在灌丛,山地半干旱区和山地半湿润区,3种蒸散产品的不确定性显著不同,其中CoLM不确定性最大(33.47 mm·a^-1、30.46 mm·a^-1、32.11 mm·a^-1),MOD16不确定性最小(9.50 mm·a^-1、14.80 mm·a^-1、14.34 mm·a^-1)。量化新疆地区蒸散的不确定性为更加准确估算该地区的蒸散有着重要的科学意义。

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1952—2013年吐鲁番市极端气温变化规律研究

吕婷, 武胜利, 刘强吉, 夏诗书, 葛欢欢, 李京龙

2018 (3): 606-614. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.13

摘要 ( 5 )

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根据吐鲁番国家地面气象基准站1952—2013年逐日最高、最低气温气象资料,利用线性拟合、滑动平均、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验、Morlet复小波和主成分分析等方法分析该地区极端气温变化特征,为当地农业的可持续发展与预防气象灾害提供参考。结果表明:① 极端最高气温、极端最低气温、夏日、热夜、暖夜、暖昼均呈上升趋势;冰日、霜日、冷夜、冷昼均呈下降趋势。② 极端最高气温无突变,极端最低气温突变年份为1984年;绝对指数的突变发生在20世纪80年代末90年代初和21世纪初;相对指数的突变发生在90年代末和21世纪初。③ 极端最高气温、极端最低气温的主周期为28～29 a,线性倾向率变化最大冷夜和暖夜具有12～29 a的主周期。④ 第一主成分占方差贡献率的50.63%,极端最低气温、热夜、霜日、冷夜、暖夜、冷昼、暖昼具有高载荷,表明这7个主成分对吐鲁番气温的升高起主要作用。总的来说,极端最高气温和极端最低气温都呈上升趋势,后者比前者的上升幅度更大,这对吐鲁番市在预防气象灾害方面具有实际意义。

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1981—2015年中国西北牧区植被覆盖的时空变化

牟乐, 芦奕晓, 杨惠敏, 冯琦胜

2018 (3): 615-623. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.14 cstr: 32277.14.AZR.20180314

摘要 ( 876 )

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我国西北牧区绝大部分属于中温带干旱半干旱地区,其植被对环境变化极为敏感,也易受人类活动干扰。近年来,西北牧区植被发生了明显变化,影响了农牧业生产和生态建设。因此,亟需进一步掌握国家生态工程和种植业结构调整措施下西北牧区植被覆盖的动态变化特性,为农牧业生产和生态建设提供理论支持。利用1981—2015年8 km × 8 km分辨率的GIMMS 3g NDVI产品,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验与Hurst指数等方法,研究西北牧区植被覆盖的时空变化特性。结果表明:① 1981—2015年,西北牧区植被覆盖发生了明显变化,改善面积占总面积的41.9%,其中,2006—2015年植被覆盖改善最明显,占比达到63.7%。② 11种植被类型均呈恢复趋势,其中栽培植被改善面积占比超过80%,而草原和草丛改善超过60%。③ 35 a来,西北牧区植被覆盖呈正向可持续发展趋势,持续性恢复和稳定不变的面积占总面积的70%以上,其中,2006—2015年持续恢复和稳定不变的面积占总面积的63.8%。国家生态工程和种植业结构调整措施对西北牧区植被覆盖有明显影响,未来该区植被覆盖以持续性恢复为主。

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积雪和丛枝菌根真菌网络对尖喙牻牛儿苗幼苗生长的影响

吴楠, 张静, 王玥, 殷进飞, 张元明

2018 (3): 624-632. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.15 cstr: 32277.14.AZR.20180315

摘要 ( 726 )

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通过野外原位监测及室内分析相结合,剖析了生物因素(土壤真菌菌丝网络)和物理因素(积雪改变)对古尔班通古特沙漠优势短命植物尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)生长的影响。结果表明:减雪与菌丝网络对该植物的生长具有显著复合生态效应。具体表现为:① 在叶片性状指标方面,PVC旋转造成丛枝菌根真菌菌丝网络被阻断后,尖喙牻牛儿苗各项叶片性状均有所下降。其中以减雪处理组最为明显,生长末期叶面积减少70.92%、叶周长减少37.26%。② 在植株高度及根系长度方面,菌丝网络被阻断后,尖喙牻牛儿苗株高均有所下降,加雪、减雪处理时下降显著(P<0.05,分别为40.45%、39.47%);根长在减雪组下降显著(47.75%)。③ 在植株地上地下生物量分配方面,菌丝网络被阻断后,尖喙牻牛儿苗地上、地下生物量均有所下降,其中减雪处理组下降显著(P<0.05,分别为80.32%和65.74%)。可见,生物因素和物理因素对植物生长具有双重影响,其中减雪处理与菌丝网络阻隔处理对尖喙牻牛儿苗幼苗生长发育具有显著复合生态效应。为推测荒漠短命植物对冬季降水变化的适应机制及荒漠生态系统的保育提供了科学依据。

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埋藏对10种短命植物种子萌发特性的影响

张玲卫, 刘会良, 盛建东

2018 (3): 633-639. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.16

摘要 ( 4 )

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选择分布于准噶尔荒漠的10种短命植物,研究在野外埋藏条件下种子萌发特性及其与种子大小和形状的关系,探讨荒漠短命植物的种群更新对策及生态适应机制。结果表明:当年结实的短命植物种子萌发率和萌发速率较低,说明大部分种子存在休眠现象;埋藏9个月后短命植物的种子萌发情况表现出差异,可根据萌发格局将植物种分为3类:埋藏促进型(如旱麦草、庭荠、甘新念珠芥、小车前、柯尔车前、鳞果海罂粟)、埋藏抑制型(如弯果胡卢巴)和埋藏不变型(如角果毛茛、鸟头荠、播娘蒿);当年结实种子和沙埋种子的萌发率、萌发速率与种子大小无显著相关关系,而当年结实种子和沙埋种子萌发速率与种子形状呈正相关关系。总之,埋藏后短命植物种子萌发特性及休眠释放差异显著,是该物种长期适应沙漠环境形成异质的种群更新对策及生态适应机制。

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一年生荒漠植物对土壤氮素的生理响应

张永梅, 黄刚, 唐立松, 徐志才, 范连连

2018 (3): 640-647. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.17

摘要 ( 2 )

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土壤氮可利用性的季节性对植物生活史、生长和种间关系有重要影响,可确定氮素可利用性季节变化对卷果涩荠开花物候、个体生长、生物量分配及其与夏季一年生植物播娘蒿的种间关系的影响。试验模拟了均匀供氮、春季供氮和夏季供氮3种氮素可利用性的季节变化模式,并测定了3种模式下卷果涩荠开花物候、株高、生物量分配和叶片养分含量。通过比较盆栽植株在独生和与播娘蒿混生条件下的生长变化,分析不同供氮模式对种间关系的影响。结果表明:① 供氮模式显著影响了卷果涩荠的开花物候,独生环境下,卷果涩荠的开花振幅在均匀和春季供氮处理下表现为单峰曲线,在夏季供氮处理下呈双峰形。培养方式对卷果涩荠的开花物候具有显著影响,混生下均匀供氮处理的卷果涩荠的开花峰值较独生提前4~5 d,峰值期的开花比例较独生植株高16%。② 供氮模式和培养方式对卷果涩荠生长具有显著的交互效应。独生环境下,春季供氮处理下的卷果涩荠株高显著高于均匀供氮和秋季供氮处理,混生环境下,供氮处理对卷果涩荠的株高、地上、地下生物量、单株总生物量和根冠比无显著影响。③ 氮供应模式和培养方式对卷果涩荠叶片总氮(TN)和总磷(TP)含量及氮磷比无显著影响。当卷果涩荠与播娘蒿混生时,卷果涩荠对氮素的竞争力优于播娘蒿。结果说明,氮可利用性的季节性会对荒漠草本植物的物候进程、生长及未来的群落组成变化产生影响。

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放牧对矮锦鸡儿种子生产的影响

王悦, 王立红, 王德凯, 解李娜, 李清芳, 马成仓

2018 (3): 648-652. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.18

摘要 ( 2 )

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通过调查内蒙古地区不同放牧强度样地中矮锦鸡儿(Caragana pygmaea)的花朵特性和果实特性,包括物候期、花朵数量、花生物量、花变异系数、花有性繁殖投入量、荚果数、单荚果种子数和总种子数等指标,旨在弄清放牧对矮锦鸡儿种子生产的影响。结果表明:放牧对矮锦鸡儿有性繁殖物候期无显著影响;放牧导致矮锦鸡儿花朵数、花生物量、花有性繁殖投入量显著下降;放牧对矮锦鸡儿花变异系数影响不大;放牧降低了矮锦鸡儿的幼荚果数、成熟荚果数和荚果内种子数,从而使总种子数显著下降。这说明放牧显著抑制矮锦鸡儿的种子生产。重度放牧下,矮锦鸡儿花期败育率最高,这说明重度放牧时限制矮锦鸡儿种子生产的主要阶段是花到幼荚果阶段,在矮锦鸡儿花期应适当减少放牧。

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病虫害对沙地樟子松树高生长的影响

周晏平, 雷泽勇, 赵国军, 韩艳刚, 张岩松, 于德良

2018 (3): 653-661. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.19

摘要 ( 2 )

PDF(1827KB) ( 0 )

基于辽宁西北部章古台地区31块沙地樟子松人工林标准地树高调查数据,通过对14种树高生长模型进行拟合、评价、检验,选出最适合该地区的树高生长模型,运用该模型及受病虫害干扰的解析木资料拟合其树高生长过程,并计算树高的连年生长量、平均生长量及初始防护成熟龄,以此分析病虫害对树高生长的影响。结果表明:Richards模型是预测沙地樟子松树高生长的最适模型(MAE、SSE、RMSE最小,R²最大),而且Richards模型拟合受病虫害干扰的樟子松树高生长过程也符合模型的生物学意义。对比健康和病虫害两种状况下樟子松树高生长预测曲线,表明该地区受病虫害干扰的起始年龄为16 a左右,病虫害使沙地樟子松树高总生长量平均降低了30.57%,使其初始防护成熟龄提前了6 a,同时达到初始防护成熟龄时的树高降低了27.92%,因此,病虫害大大缩短了樟子松的生长过程;但是,该地区16 a左右开始受病虫害干扰的沙地樟子松,连年生长量和平均生长量的最大值没有受到明显影响。

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石羊河中游生长季植被覆盖对气候的响应

张永, 杨自辉, 王立, 康颖

2018 (3): 662-668. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.20

摘要 ( 2 )

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利用MODIS-EVI月合成数据,计算2006—2015年石羊河中游生长季植被覆盖度,探究植被覆盖年际变化以及对气候的响应关系。利用像元二分模型计算植被覆盖度,提取研究区不同植被覆盖程度的年际变化。结果表明:10 a间,中游地区以低植被覆盖类型为主,并与同期降水的年际变化关系密切。其次,采用变化趋势分析法,计算监测时段内植被覆盖的动态变化。结果表明:中游地区生长季植被覆盖度总体上处于增加趋势,增加速率为0.041·(10a)^-1;植被覆盖度显著增加区域集中于绿洲-荒漠过渡带。最后,采用相关分析法,分析了植被覆盖度与生长季平均气温和降水的相关程度。生长季植被覆盖度与同期降水的相关程度高于与生长季平均气温相关性,平均偏相关系数分别为0.14和-0.05;荒漠绿洲过渡带成为与气候因子显著相关的活跃地带。

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新疆黄烛衣科地衣分类学研究初探

居勒得孜·赛力克, 库丽娜孜·沙合达提, 阿不都拉·阿巴斯

2018 (3): 669-676. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.21

摘要 ( 2 )

PDF(2855KB) ( 0 )

通过对隶属于新疆黄烛衣科(Candelariaceae)黄烛衣属(Candelaria)和黄茶渍属(Candelariella)的地衣进行分类学研究,初步调查了新疆黄烛衣科地衣物种多样性,使用形态解剖观察和化学检测法鉴定黄烛衣科地衣,报道了黄烛衣属的1个种和黄茶渍属的6个种,其中包括3个新疆新记录种,分别为:帆黄茶渍Candelariella antennaria Rsnen (1939年)、甘肃黄茶渍C. kansuensis H. Magn(1940年)及蛋黄茶渍C. vitellina (Hoffm.) Müll. Arg.(1984年)。对3个新疆新记录种的形态学、解剖学、化学和地理分布进行了描述和讨论,并提供了形态解剖学彩色照片(地衣体、子囊盘、子囊、子囊孢子及侧丝等)和常见种的形态图片。在形态解剖学特征分析的基础上,编制了新疆黄烛衣科地衣分属分种检索表。

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采煤与脆弱生态复合区生态安全评价——以山西为例

刘秀丽, 郭丕斌, 张勃, 郭淑芬, 贾毅

2018 (3): 677-685. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.22

摘要 ( 3 )

PDF(1703KB) ( 0 )

强烈人为活动与脆弱生态复合区的生态安全问题正逐步成为全球关注的焦点。基于能值分析的生态足迹模型和自回归积分滑动平均模型(ARIMA),以山西省为案例区,对其2000—2020年生态安全状况进行动态评价和趋势预测。结果表明:① 2000—2015年,研究区人均能值生态承载力从1.48 hm²下降到1.12 hm²,人均能值生态足迹从5.92 hm²上升到13.08 hm²,生态赤字从-4.44 hm²增加到-11.96 hm²,生态压力指数由4.55增加到11.72,生态协调系数由1.19降到1.08,生态安全等级为较安全状态,生态经济系统发展潜力较大;② ARIMA模型预测显示,2016—2020年,研究区人均能值生态承载力从1.08 hm²下降到0.81 hm²,人均能值生态足迹从13.02 hm²上升到14.33 hm²,生态赤字从-11.94 hm²增加到-13.52 hm²,生态压力指数从12.05增加到17.71,生态安全等级由较安全变为极度不安全,预警等级由重警到巨警状态,生态安全问题亟待解决。

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河北坝上地区植被覆盖演化特征及其风险评估

苏王新, 李卓, 陈书琴, 李海防

2018 (3): 686-694. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.23

摘要 ( 4 )

PDF(1745KB) ( 0 )

坝上地区作为京津冀阻滞风沙入侵的生态屏障和水源涵养地,是构筑首都经济圈生态安全,维持地方经济、社会和环境协调发展的重要保障。基于MODIS NDVI遥感数据,采用趋势线性分析、稳定性分析、变标度极差分析等数理方法,反演2005—2015年坝上地区植被覆盖时空演变趋势和稳定性,在此基础上预测植被演化趋势并进行风险评估。结果表明:① 11 a间坝上地区植被覆盖度区域差异性比较明显,整体表现为从坝西到坝东依次递增的空间分布特征。② 坝上地区植被覆盖度极显著改善区域和显著改善区域的面积最大,占研究区总面积的65.89%,未显著改善区域占32.28%,退化区域占1.82%。③ 坝上地区植被覆盖稳定性整体表现为东高西低。高稳定度区域和较高稳定度区域占比最大,为61.32%,中稳定度区域占24.35%,低稳定度和较低稳定度的区域占14.33%。④ 坝上地区未来植被覆盖持续改善区域占59.48%,潜在退化占38.67%,持续退化占1.04%,潜在改善占0.82%。

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近40 a三江源地区土地利用变化动态分析及预测

许茜, 李奇, 陈懂懂, 罗彩云, 赵新全, 赵亮

2018 (3): 695-704. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.24 cstr: 32277.14.AZR.20180324

摘要 ( 778 )

PDF(2406KB) ( 1295 )

针对三江源草地退化、水土流失及环境恶化等问题,根据三江源1980—2015年7期1∶100 000土地利用数据集,运用ArcGIS 10.0空间统计分析工具,定性与定量相结合的方法分析了该区土地利用时空动态变化及未来变化趋势,结果表明:① 研究期土地利用变化显著,分为3个时期:前15 a(1980—1995年)草地退化,中间5 a(1995—2000年)土地利用变化缓慢,后15 a(2000—2015年)退化草地恢复。② 从土地利用结构看,1980—2015年,低、高覆盖度草地、水域、建设用地波动上升,未利用地明显减少,减少了17.61%,中覆盖度草地和林地基本不变,草地总面积增加了13.45%,主要由未利用土地转化而来。③ 从土地利用类型转化看,以低中高覆盖度草地、未利用土地与水域之间的转化为主。④ 据CA-Markov模型预测:水域基本保持不变,高、低覆盖度草地、未利用土地、耕地和建设用地面积不断增加,林地面积减少。⑤ 人口、经济结构变化及政策的实施是土地利用变化的主要原因,生态资产的供需平衡是驱动因子。因此提出加强基础文化建设、保护天然草地、优化土地利用生产模式,使土地得到合理利用,促进该区可持续发展。

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叶尔羌河平原绿洲气候变化对粮食生产的影响

张雪琪, 满苏尔·沙比提, 马国飞

2018 (3): 705-712. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.25 cstr: 32277.14.AZR.20180325

摘要 ( 632 )

PDF(2356KB) ( 565 )

为分析叶尔羌河流域粮食生产状况及其对气候变化的响应,利用气象、农业数据,结合线性趋势、累积距平、突变分析等方法,分析近60多年来研究区的气候变化特征及其对农业气候资源、粮食播种面积、粮食单产的影响,并构建多元线性回归方程模拟预测未来粮食产量的变化。结果表明:① 近60多年来研究区表现出明显的暖湿化趋势。气温增长倾向率为0.24 ℃·(10a)^-1(P<0.01),降水量增湿倾向率为4.49 mm·(10a)^-1(P<0.05),日照时数呈减小趋势,倾向率为21.06 h·(10a)^-1。气温在1996年发生突变,降水量、日照时数未出现明显突变点。② 随着气候变暖,近60多年≥10 ℃积温持续时间延长了19 d,负积温持续时间缩短了8 d。③ 除负积温外,粮食产量与气温、日照时数、≥10 ℃积温、播种面积及单产、化肥施用量呈正相关。④ 多元回归模型显示,在不考虑其他要素的前提下,引入的7个自变量因子可以解释粮食产量变异的99.70%。气候变化在一定程度上有利于粮食播种面积的扩大和单产的提高。

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高寒沙地植物的沙堆形态特征及其成因分析

吴汪洋, 张登山, 田丽慧, 张明远, 周鑫

2018 (3): 713-721. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.26 cstr: 32277.14.AZR.20180326

摘要 ( 662 )

PDF(2526KB) ( 708 )

固沙植物沙堆的形态特征是高寒植物生态适应性与防治效益的重要体现,对高寒沙地幼龄人工植物沙堆的形态研究有益于探索植被与风沙的相互关系,以指导生物治沙工作。通过对青海湖东岸主要固沙植物沙堆的形态拟合与蚀积监测发现:① 强堆积型的沙棘与沙蒿沙堆在堆积高度、面积与体积上均大于弱堆积型或弱侵蚀型的樟子松与小叶杨沙堆,这主要受株高、冠幅等植物生长因子及其交互作用的影响;② 根据8方位蚀积断面观测,各沙堆堆积部位主要在NE-E-SE方位带,沙蒿、乌柳沙堆的蚀积强度具有显著的方位差异,这与同方位输沙强度呈显著的负相关性(P＜0.05)。在W、NW、SE等方位,沙堆间的物种差异显著;③ 根据各植物沙堆的固沙强度和林下地表输沙强度分析,沙棘、乌柳、樟子松、小叶杨与沙蒿年均固沙效益分别为40.45%、15.53%、4.69%、4.20%与62.72%,沙棘、乌柳与沙蒿为优良的固沙树种。

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辽西北地区玉米干旱的识别方法

刘晓静, 马东来, 张继权, 陈鹏

2018 (3): 722-727. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.27

摘要 ( 2 )

PDF(1135KB) ( 0 )

以辽宁省西北地区为例,以玉米为研究对象,通过利用MOD09A1数据计算研究区玉米各生育阶段的农田浅层土壤湿度指数(cropland soil moisture index,CSMI),分析各生育阶段CSMI与相应实测0~50 cm平均土壤湿度的相关性,二者相关系数绝对值均大于等于0.5,且达到0.01的置信水平,表明农田浅层土壤湿度指数(CSMI)能够很好地表达辽西北地区玉米不同生育阶段土壤水分状况。以2009年严重夏旱为例,计算研究区玉米6月下旬至8月中旬的CSMI,利用自然断点分级法将两个生长阶段的指数划分为4个干旱等级,即轻旱、中旱、重旱和特旱,并借助GIS技术绘制干旱等级图。结果表明该研究方法在实现研究区玉米干旱的识别上是可行的,可为农业干旱灾害风险评价与管理提供技术支撑。

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塔里木河下游柽柳沙包稳定同位素碳与灌丛的相关性

刘博, 刘红玲, 穆雨迪, 李桂芳, 贺亚玲, 庄丽

2018 (3): 728-734. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.28 cstr: 32277.14.AZR.20180328

摘要 ( 771 )

PDF(1313KB) ( 451 )

选取新疆塔里木河下游英苏、阿布达勒、喀尔达依3个观测断面,以塔里木河荒漠河岸林的主要建群种——柽柳及其沙包为研究对象,探讨柽柳沙包年层δ¹³C的变化特征,以及不同年层δ¹³C值条件下柽柳灌丛与沙堆形态变化之间的关系。结果表明:① 随着柽柳沙包年层增加,年层凋落物中δ¹³C含量呈逐渐下降趋势。样品δ¹³C平均值为-24.42‰ ,最大值为-22.09‰ ,最小值为-25.24‰ 。② 随着柽柳沙包年层增加,δ¹³C逐年递减,而柽柳灌丛长轴、短轴、高度、空间占有率和柽柳沙包的高度、长度、宽度及空间占有率均呈增大趋势。③ 柽柳灌丛和沙包的形态参数存在明显相关性,其中柽柳沙包年层与柽柳沙包和灌丛的空间占有率存在显著相关性,表明柽柳沙包对柽柳灌丛生长的促进作用以及灌丛δ¹³C与沙堆间的互馈效应。

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干旱胁迫下旱砂地籽瓜生理响应及其抗旱性评

杨育苗, 蒋志荣, 安力

2018 (3): 735-742. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.29

摘要 ( 3 )

PDF(1185KB) ( 0 )

以靖远旱砂地主栽籽瓜品种“靖远大板”和选育新品种“黑丰1号”为试材,运用大气干旱法以乙烯利作为干燥剂设置7个浓度梯度模拟干旱胁迫,测定2种籽瓜6项生理指标,为丰富旱砂地籽瓜生理生态方面的研究以及当地引进新品种“黑丰1号”提供科学依据。结果表明:① 随着胁迫的加剧,2种籽瓜细胞相对透性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸 (Pro)含量随之升高,叶绿素(CHL)含量随之下降,超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)活性呈先升后降趋势;② 2种籽瓜各梯度下叶绿素a/b均大于1,可判定2种籽瓜均为阳性植物,具备在光照充足的靖远县的生长优势;③ 300~500 mg·L^-1浓度胁迫下各指标出现明显的变化,该浓度下2种籽瓜对于胁迫反应最明显,而起催熟籽瓜作用的乙烯利浓度为100~300 mg·L^-1,催熟时喷施于果实上;胁迫时喷施于叶片上,在生产过程中应格外注意;④ 由主成分分析、隶属函数分析发现“黑丰1号”较“靖远大板”具有更好的耐旱性。同等胁迫条件下“黑丰1号”渗透调节能力更强,保水性更好,在靖远县引种、推广种植是可行的。

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黑河中游净初级生产力的人类占用时空分异

李枫, 蒙吉军

2018 (3): 743-752. doi: 10.13866/j.azr.2018.03.30

摘要 ( 2 )

PDF(2632KB) ( 0 )

净初级生产力的人类占用(HANPP)是评估人类通过土地利用活动对生态系统影响的重要手段。采用遥感影像数据和社会经济统计数据,通过Thornthwaite Memorial模型、改进的CASA模型和全局空间自相关等方法,对黑河中游HANPP时空分异规律进行了研究。结果显示:① 2001—2013年,在粮食产量逐年递增的情况下,黑河中游HANPP有明显的波动,与降水量的年际波动直接相关;HANPP率一直维持在较高的水平(38%~71%);② HANPP空间格局变化显著,从民乐、山丹的南部较高的地区转移到了张掖市区的远郊和山丹中部,HANPP的空间格局直接受制于实际净初级生产力的空间格局; ③ HANPP存在一定的空间正自相关关系,2001—2013年HANPP整体相关性几乎没有变化。该研究对作为生态脆弱区的黑河中游在未来权衡经济发展和生态保护具有借鉴意义。

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