干旱区研究

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2019 (2): 0-0.

摘要 ( 535 )

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1971—2014年青藏高原参考蒸散变化及其归因

汪步惟, 张雪芹

2019 (2): 269-279.

摘要 ( 1819 )

PDF(5212KB) ( 263 )

研究参考蒸散时空变化格局并辨识其驱动因子，是认识区域水文过程及其对气候变化响应的重要途径。基于修正的FAO 56 Penman-Monteith公式和青藏高原75个台站逐日气象观测资料，分析了1971—2014年高原参考蒸散变化的转折特征，并探讨转折前后的年际与季节变化趋势及其主导因素。结果表明：1971—1996年青藏高原参考蒸散呈急剧下降态势〔-27.07 mm·(10a)^-1〕，而1997—2014年高原参考蒸散增加趋势显著〔40.16 mm·(10a)^-1〕，尤以33°N以南区域最为突出。这与影响参考蒸散变化的气候因子变化趋势的年际转折密切相关。其中，风速变小是1971—1996年高原年参考蒸散减少的主要因素，特别是在高原北部；相对湿度降低则极大地促进了1997—2014年高原主体(除高原北缘外)参考蒸散的显著增加。此外，从季节上看，春、秋、冬季参考蒸散变化的最大贡献因子由之前的风速减小转变为1997—2014年的相对湿度下降；影响高原夏季参考蒸散的主导因子是1971—1996年相对湿度的增加，之后则转变为1997—2014年日照时数的增加。

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沙地樟子松人工林土壤氮矿化特征#br#

孔涛, 张莹, 雷泽勇, 王东丽, 刘洋, 于吉, 吴丹

2019 (2): 296-306.

摘要 ( 419 )

PDF(1781KB) ( 423 )

土壤氮(N)的有效性是沙地林生态系统生产力和稳定性的关键限制因子。本研究以科尔沁沙地樟子松人工林为研究对象，分析测定了10~60 a林龄土壤NH₄⁺-N、NO₃^--N和矿质N含量、氨化速率、硝化速率和N矿化速率的变化规律。结果表明：樟子松人工林土壤NH₄⁺-N、NO₃^--N和矿质N含量，随着不同林龄在10~60 a内表现出增加的趋势，其中10~30 a增幅较小，40~60 a显著提高；随着土层深度增加而减小，主要集中在0~20 cm，呈现出表聚性。不同林龄樟子松人工林土壤氨化速率、硝化速率和矿化速率均随林龄增加而增加，随土层深度的增加而降低，其中0~40 cm土层明显大于40~100 cm。通过双因素方差分析，得出林龄与土层对各矿化指标影响显著。土壤矿化指标与人工林地上樟子松株高、胸径、冠幅以及土壤有机碳、全氮、碱解氮有显著的正相关关系。通过冗余分析(RDA)表明，影响不同林龄土壤矿化指标的主要环境因子为全氮、全磷、有机碳；影响不同土层土壤矿化指标的主要环境因子为全氮、碱解氮、有机碳。因此，樟子松人工林能够改善沙地土壤N的有效性，幼龄林和中龄林改善效果较小，近成熟林和成熟林改善效果明显；对表层土的改善效果优于深层土；土壤肥力是影响土壤矿化指标的主要环境因子。

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起垄沟播和常规平播下滴灌棉田土壤水盐的运移

孙池涛, 张俊鹏, 张谦, 冯棣, 冯国艺, 孙景生, 林永增

2019 (2): 307-313.

摘要 ( 3144 )

PDF(1371KB) ( 484 )

为明确滴灌条件下植棉方式对土壤水盐运移的影响，采用田间调查与室内分析相结合的方法，在滨海重度盐碱地开展了起垄沟播和常规平播植棉方式下的水盐运移试验，调查了滴灌前后两种植棉方式不同点位及不同土壤深度的土壤水分、盐分和土壤溶液电导率等指标，分析不同植棉方式土壤水分、盐分和土壤溶液电导率的时空分布特征。结果表明：滴灌条件下起垄沟播的水分入渗深度和盐分淋洗深度均明显大于常规平播植棉方式，起垄沟播植棉膜下(0~20 cm)土壤溶液电导率明显低于常规平播植棉；滴灌对两种种植方式膜外土壤水分和盐分运移未产生明显影响。起垄沟播联合滴灌技术更有利于为棉花生长的水盐环境。研究结果可为盐碱地植棉提供理论参考和实践依据。

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秸秆还田对土壤水稳性团聚体及其碳分布的影响

王美佳, 王沣, 苏思慧, 苏业涵 , 孙悦 , 王英俨 , 孟广鑫 , 姜英 , 齐华

2019 (2): 331-338. doi: 10.13866/j.azr.2019.02.08

摘要 ( 289 )

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研究秸秆还田方式对土壤水稳性团聚体组成、稳定性和有机碳分布的影响，为东北旱作区作物生产及秸秆还田制度提供参考。田间试验始于2015年，设置旋耕秸秆还田(RT)、旋耕秸秆不还田(CK1)、翻耕秸秆还田(PT)及翻耕秸秆不还田(CK2) 4个处理，分别对2017年收获后土壤的样品不同粒级团聚体质量分数、稳定性、有机碳(SOC)分布以及近3 a的玉米产量进行测定。结果表明：秸秆还田处理提高土壤表层各粒径团聚体的SOC含量，促进大团聚体的形成与稳定。在0~10 cm土层中，相同耕作措施下，RT处理SOC含量比CK1处理的提高13.90%(P<0.05)，PT处理比CK2处理提高9.29%(P<0.05)。不同耕作措施下，RT处理与PT处理相比，大团聚体质量提高22.05%，团聚体平均重量直径(MWD)提高7.78%，粉+黏团聚体含量降低16.81%(P<0.05)。比较不同年份玉米产量发现，降水量不同产量不同，2017年降水量低于2016年，2017年各处理产量均低于2016年，但处理间降幅不同，RT和PT处理降幅(8.57%、9.72%)低于CK1和CK2处理(10.84%、12.13%)，说明秸秆还田处理有稳产作用，其中RT处理趋势较明显。因此，在东北春玉米旱作区秸秆全层还田条件下，旋耕秸秆还田促进土壤水稳性团聚体形成，提高土壤SOC含量，可为玉米生产在不同降水年份提供稳产保障。

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北大西洋涛动对新疆冬季极端冷事件的影响

陈颖, 李维京, 史红政, 毛炜峄

2019 (2): 348-355.

摘要 ( 502 )

PDF(3398KB) ( 289 )

利用1961—2016年新疆各站逐日气温、NCEP再分析高度场、风场资料及北大西洋涛动（NAO）指数，分析了新疆1961—2016年冬季出现的极端冷事件频次变化及与其相联系的环流特征。冬季NAO通过欧亚（EU）波列传播影响新疆冬季极端冷事件的变化，但冬季NAO位相与新疆冬季极端冷事件并没有逐年一一对应的负相关关系。在冬季NAO负位相年，由EU波列传播，70°N以北北风偏弱，当乌拉尔山及其以东区域位势高度偏高（低），50°~70°N西风偏弱（强）时，新疆冬季极端冷事件偏多（少）；在冬季NAO正位相年，由EU波列传播，70°N以北北风偏强，当乌拉尔山及其以东区域位势高度偏高（低），50°~70°N西风偏弱（强）时，新疆冬季极端冷事件偏多（少）。因此，冬季NAO、乌拉尔山及其以东区域高度场和50°~70°N西风三者共同作用决定了新疆冬季极端冷事件的发生频次，其中乌拉尔山及其以东区域位势高度和50°~70°N西风在冬季NAO对新疆极端冷事件的影响关系中起到了重要的调制作用。

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科尔沁沙地混生小叶锦鸡儿和人工杨树光合特性及其对气候的响应

包永志, 刘廷玺, 段利民, 王冠丽, 祁秀娇, 黄天宇, 黎明扬

2019 (2): 420-429.

摘要 ( 423 )

PDF(1KB) ( 519 )

利用LI-6400光合作用仪野外原位测定混生的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和人工杨树(Populus spp.)的光合特性，通过对比分析这两种天然和人工植物干旱时期与降水后光合特性的差异及其与生理环境因子的关系，揭示其对干旱和降水的适应特性和响应机制。结果表明：① 干旱时期，两种混生植物的净光合速率(P_n)、蒸腾速率([T_r)和气孔导度(G_s)大幅下降，出现明显的“午休”现象，且峰值提前，降水后小叶锦鸡儿“午休”现象消失；② [G_s和光合有效辐射(PAR)是影响小叶锦鸡儿和人工杨树Pn的主要生理和环境因子，干旱时期，小叶锦鸡儿光合特性主要受气孔调节作用的影响，降水后主要受环境因子(PAR)的影响；人工杨树不论在干旱时期还是降水后，其光合生理特性都相对较为稳定，且主要受PAR的影响；③ 小叶锦鸡儿通过保持较低的气孔开放程度，维持较低的Tr和较高的水分利用效率(WUE)，以适应干旱环境，人工杨树则通过较高的P_n、T_r和较低的WUE避免干旱胁迫的影响；降水后，小叶锦鸡儿光合特性的变化较人工杨树显著，对降水的响应更加强烈。混生群落中，小叶锦鸡儿和人工杨树对干旱和降水的适应机制明显不同，小叶锦鸡儿对环境变化的适应性更强。

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天山高寒草原植物叶片氮磷化学计量特征对氮沉降的响应

苏原, 罗艳, 耿凤展, 韩文轩, 朱玉梅, 李凯辉, 刘学军

2019 (2): 430-436.

摘要 ( 468 )

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人类活动和气候变化导致的大气氮沉降急剧升高，将会影响高寒草原植物养分循环。为了研究氮沉降对高寒草原植物养分含量及生态化学计量学特征的影响。依托2009年在新疆天山巴音布鲁克高寒草原设置的长期氮沉降研究平台，于2017年7月和10月采集溚草（Koeleria cristata）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）和天山赖草（Leymus tianschanicus）3种植物的成熟叶和老叶，分析3种植物叶片N、P元素生态化学计量对不同施氮水平的响应规律。结果表明：① 3种植物养分浓度及其化学计量比在成熟叶和老叶之间存在较大差异，成熟叶和老叶的N、P含量分别为12.78 mg·g^-1、0.88 mg·g^-1和6.88 mg·g^-1、0.46 mg·g-1mg·g^-1。3种植物成熟叶和老叶的N元素含量均为：二裂委陵菜>天山赖草>溚草,P元素含量同N元素含量趋势一致；② 氮添加增加了成熟叶和老叶N浓度，分别达12%和48%；成熟叶与老叶P浓度对氮添加的响应规律不一致，成熟叶P浓度对氮添加的响应与物种有关，而老叶P浓度呈一致的下降趋势；氮添加对成熟叶和老叶N∶P的比值影响亦不同，其中相对于成熟叶，老叶的N∶P呈显著增加趋势。③ 植物叶片的N元素、P元素和N∶P比三者之间的相关分析表明:N元素和N∶P之间呈显著正相关关系(P<0.05),在生长旺盛期和枯黄期，溚草和天山赖草的N与P元素之间没有发现显著相关性(P>0.05)，而二裂委陵菜呈现一定的差异性，在生长旺盛期二裂委陵菜叶片N与P元素呈显著的正相关、枯黄期呈显著的负相关(P<0.05)。表明长期氮的添加显著影响了3种植物叶片的养分含量和生态化学计量，不同物种间存在一定差异，未来氮沉降升高将会影响天山山地草原的植物养分循环。

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短花针茅荒漠草原斑块尺度物种多样性及其共存格局

于瑞鑫, 田娜, 王兴, 王磊, 杨新国, 蒋齐, 周娟

2019 (2): 444-450.

摘要 ( 479 )

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阐明斑块尺度上物种共存格局，对于深入认识荒漠草原破碎化草地生物多样性的维持机理具有重要意义。按斑块的土壤生境退化程度，选取短花针茅荒漠草原3类典型群落斑块为研究对象，对比分析不同斑块的物种构成、多样性及物种间的共存关系格局。结果表明：① 斑块A属单优种短花针茅（Stipa breviflora）群落；斑块B为短花针茅+草木樨状黄耆（Astragalus melilotoides）群落；斑块C为苦豆子（Sophora alopecuroides）+老瓜头（Cynanchum komarovii）+猪毛蒿（Artemisia scoparia）群落。② 群落结构中斑块A和斑块B多样性相近，均高于无短花针茅生长的斑块C。③ 基于零模型的分析结果显示，物种共存格局的复杂性和强度为：斑块A>斑块B>斑块C，且下降趋势明显，斑块A存在的16组显著物种对中有4组为显著竞争关系，而斑块C中的物种对减少到7组，且仅存在猪毛蒿与苦豆子组显著竞争物种对。结论：表明未沙化的土壤生境斑块是荒漠草原破碎化草地生物多样性维持的一个重要前提，土壤生境的退化显著降低了斑块内部群落组织的复杂性和物种间相互作用的强度，不利于群落的自我维持。

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我国荒漠植被生产力动态及其与水热因子的关系

刘雪佳, 董璐, 赵杰, 杜自强, 张红

2019 (2): 459-466.

摘要 ( 488 )

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为了探讨近30 a来我国干旱区荒漠植被的净初级生产力(NPP)及其与水热因子相关性随时间的变化，运用CASA(Carnegie Ames Stanford approach)模型估算我国荒漠植被1982—2015年生长季的NPP，并运用线性回归和GIS空间分析方法分析了NPP的时空变化特征，利用滑动相关系数分析了荒漠植被NPP与水热因子的关系。结果表明：① 单位面积NPP均值为42 g·m^-2·a^-1，NPP整体水平较低。空间上呈西北部、东部边缘较高，中部、南部和中东部较低的分布特征。② 荒漠植被NPP年均总量为5.783×1013g·a^-1。从荒漠植被NPP的年际变化来看，1982—2015年中国荒漠植被NPP总量以1.64×1012g·(10a)^-1的线性速率（P=0.054）上升，荒漠植被生长状况总体上不断改善，但总量趋势呈现阶段性变化，1982—1993年荒漠植被NPP总量呈极显著增长态势（1.25×1012 g·a^-1， P<0.01）； 1993—2006年NPP总量呈极显著降低态势（-6.42×1011 g·a^-1， P<0.01）； 2006—2015年NPP总量缓慢增长（1.70×1011 g·a^-1，P>0.05）。从空间变化来看，47.65%的荒漠植被NPP呈增加态势，主要分布在阿拉善高原、天山北麓、塔里木盆地西部边缘、柴达木盆地的东南边缘、阿尔金山南麓和昆仑山脉。③ 从荒漠植被NPP与各气候因子之间的相关关系随时间的变化来看，NPP与气温的滑动相关系数随时间的变化保持为负相关，与降水、干燥度的滑动相关系数保持为正相关，与太阳总辐射的滑动相关系数随时间变化并未表现出显著的变化趋势。总体上，荒漠植被与水热因子的相关关系在研究时段均有进一步减弱的态势，即荒漠植被NPP对气候因子的变化愈来愈不敏感。

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2005—2015年石羊河流域生态系统服务时空分异

王蓓, 赵军, 仲俊涛

2019 (2): 474-485.

摘要 ( 651 )

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生态系统服务研究是目前生态学领域的热点和前沿。以石羊河流域为研究区，借助GIS技术和方法，对流域2005、2010年和2015年的水源涵养、土壤保持、水质净化、碳储存、生物多样性、食品供给6项服务进行定量评估，并对不同地类的服务变化规律及生态系统功能分区进行探索与研究。结果表明：① 各服务类型在空间上表现出差异性规律：水源涵养、生物多样性、碳储存在空间上呈现西南高东北低，高值沿河流及周围带状分布的空间格局；水质净化高值区分布较为零碎；武威、永昌和民勤盆地等地为食品供给服务的高值区。② 在不同土地利用类型中，草地和耕地是承担生态系统供给服务的关键角色。③ 研究区划分为3项生态功能区，即祁连山生态保育区、流域绿洲生态功能区、荒漠生态功能区。通过对石羊河流域生态系统服务时空分异特征进行深入分析，以期为相关研究提供数据和方法支持，并为相关流域生态保护与建设目标提供科学参考。

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