干旱区研究

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2019 (5): 0-0.

摘要 ( 331 )

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全新世以来青藏高原文化遗址时空演变及其驱动

金孙梅, 侯光良, 许长军, 兰措卓玛, 李生梅

2019 (5): 1049-1059. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.01 cstr: 32277.14.AZR.20190501

摘要 ( 785 )

PDF(3801KB) ( 857 )

青藏高原是全球地理环境最为特殊的区域之一,研究全新世以来青藏高原文化遗址时空演变及其原因,对于理解极端环境下的人类响应与适应具有重要意义。基于ArcGIS空间分析,运用核密度估计、平均最邻近指数和全局空间自相关等地理统计方法,研究了全新世以来青藏高原14 339处文化遗址的时空演变。结果表明:各时期遗址最近邻指数均小于1,全局Moran’s I的取值介于0~1之间,遗址存在正的空间自相关,且属于集聚分布的模式;遗址分布重心经历了由高原腹地(旧石器时期)—东南边缘谷地(新石器时期)—东部地域(青铜器时期以来)的转变;遗址分布形态特征则经历了均匀广布型(旧石器时期)、边缘河谷型(新石器时期)、河谷集聚型(青铜器时期)、退化分散型(吐蕃部落时期)、半月广布型(吐蕃王朝时期)、斑块广布型(元代)、连片集聚型(明清时期)的变化过程;青藏高原各时期遗址时空分布演变是海拔、气候变化、植被等自然环境,以及生产方式、技术、战争、人口迁移、政治政策等社会经济因素共同作用的结果。

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西藏夏季降水特征及其预测分析

米玛卓嘎, 秦增良, 肖卓靖, 次仁德吉, 次仁曲珍

2019 (5): 1060-1069. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.02

摘要 ( 18 )

PDF(2208KB) ( 2 )

采用EOF分解、滑动交叉检验、距平相关系数(ACC)、时间相关系数(TCC)等方法,分析西藏1981—2017年夏季降水量的变化特征,并对西藏夏季降水量进行预测研究。结果表明:西藏夏季降水空间分布不均匀,整体上呈现出自东南向西北递减的分布规律。除个别站点降水量呈下降趋势外,西藏各区夏季降水量普遍呈上升趋势,但趋势不显著。西藏夏季降水的异常空间分布型有一致型、南北型和东西型。当随机选择一年样本剔除时,西藏夏季降水的前3个EOF模态具有很好的时间稳定性,首次尝试在EOF模态稳定的基础上对西藏夏季降水进行预测,寻找的关键指数对稳定模态的PC系数具有很好的指示意义。由关键指数预测的西藏夏季降水的历史回报场平均ACC为0.31,大部分地区的TCC大于0,变化趋势具有很好的一致性,且大部分地区通过了α=0.05的显著性检验。采用EOF模态时间稳定性的方法对西藏夏季降水有很好的预测效果,具有较好的业务应用前景。

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新疆及周边中亚地区大气可降水量分布的中亚低涡响应

梁倩, 光莹, 刘琼, 史文浩, 陈勇航, 杨莲梅, 李建刚, 王羽佳

2019 (5): 1070-1078. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.03

摘要 ( 8 )

PDF(2142KB) ( 1 )

中亚低涡是新疆及中亚地区主要降水系统,为了揭示其影响下的大气降水潜力,利用2003—2014年夏半年中亚低涡发生时的AIRS Version 6 Level 2卫星资料,对夏半年中亚低涡降水系统月际变化和不同类型路径的大气可降水量分布规律进行了分析。结果表明: ① 中亚低涡的南涡与北涡发生率明显不同。北涡占中亚低涡总发生率的68.31%,南涡占31.69%。其中,7、8月中亚低涡发生频次最高。② 按照中亚低涡不同路径分类来看,各路径发生率明显不同,其中,向东南方向移动的中亚低涡发生率最高。③ 从月际变化来看, 5—9月平均大气可降水量整体分布趋势为中亚地区高于中国新疆地区。新疆吐鲁番盆地和塔里木盆地高于沿山脉分布的地区。④ 从路径类型来看,北涡各路径平均大气可降水量分布趋势整体相似,各路径均有26 mm以上大范围高值区,南涡各路径含量整体偏小,大都在18 mm以下。上述研究将为新疆和中亚地区突发性强降水天气预报预警以及人工增水提供参考。

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1959—2018年秦岭南北春季气候时空变化特征

齐贵增, 白红英, 孟清, 赵婷, 郭少壮

2019 (5): 1079-1091. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.04 cstr: 32277.14.AZR.20190504

摘要 ( 567 )

PDF(3555KB) ( 494 )

基于1959—2018年陕西秦岭腹地32个气象站点逐日气温、降水资料和计算得出的标准化降水蒸散指数(SPEI),采用线性倾向评估法、ANUSPLIN空间插值法、Mann-Kendall检验和R/S分析法等,分析了秦岭地区春季气候时空变化特征和未来气候变化趋势。结果表明:① 1959—2018年秦岭地区春季表现为显著暖干化趋势,水热突变不同步。气温以0.33 ℃·(10a)^-1速率上升,降水量以4.90 mm·(10a)^-1速率下降,SPEI值以0.14·(10a)^-1速率下降。② 空间变化上,秦岭地区暖干化存在空间差异,呈“北部快、南部慢”变化格局。有99.65%的像元显示气温呈显著上升趋势,64.46%的像元显示降水量呈显著下降趋势,75.28%的像元显示SPEI值呈显著下降趋势。对春季气候变化响应敏感区位于北部的宝鸡、周至、户县、长安和南部的太白、柞水、镇安。③ 1994—2008年干旱发生频率较高、干旱程度较重,2009年后干旱发生频率和程度有所减轻,干旱发生频率为“北部高、南部低,西部高、东部低”的空间分布格局。未来秦岭地区春季气候将持续表现为暖干化趋势。

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近2 400 a以来达里诺尔湖区域环境演变及其气候响应

刘晶晶, 张生, 李文宝, 史小红, 徐琼, 甄志磊

2019 (5): 1092-1101. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.05 cstr: 32277.14.AZR.20190505

摘要 ( 590 )

PDF(1818KB) ( 452 )

本文以东亚夏季风北部边缘的达里诺尔湖(以下简称“达里湖”)为研究对象,通过沉积物岩芯的采集与测试分析,利用正构烷烃及相关指标讨论达里湖区域近2 400 a以来的环境演变及其气候响应。结果显示:达里湖沉积物中正构烷烃的碳数分布为C₁₇~C₃₃。其中,以C₂₅为主峰的单峰形分布约占总样品量的57%;以C₁₉、C₂₅为主峰的双峰形分布约占30%;以C₂₅、C₂₇为主峰的双峰形分布约占13%。正构烷烃的指标参数变化显示,近2 400 a以来达里湖区域环境演变不仅与全球气候事件具有明显的一致性,而且受东亚夏季风降水变化及湖区冷暖变化的影响。将其变化分为6个阶段,其中阶段1、3、5 (75 a BP至今、985~600 a BP、2 180~1 550 a BP)为暖湿气候阶段,该阶段湖区有效湿度高,木本植物占据优势,水生植物生长茂盛,湖泊营养状态较好;阶段2、4、6 (600~75 a BP、1 550~985 a BP、2 355~2 180 a BP)为冷干气候阶段,该阶段菌藻类繁殖较快,草本植物比例增加,湖泊初级生产力较低。整体上,近2 400 a以来达里湖区域的气候变化由暖湿向冷干转变。

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博斯腾湖流域干旱变化趋势及气候影响因素

王媛, 焦黎, 董煜

2019 (5): 1102-1108. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.06

摘要 ( 5 )

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干燥度指数是反应地域干湿状况的一个指标,了解地区的干湿状况对当地农业发展、水资源科学管理及生态环境有着重要的作用。基于博斯腾湖流域5个气象站1970—2016年逐日气象数据,利用Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量,并将该计算值和降水量之比,得到干燥度指数。运用5 a滑动平均、M-K检验、R/S分析等分析干燥度指数的多年变化特征;通过敏感性分析探讨气象因子对干燥度指数的敏感性。结果表明:博斯腾湖流域平均干燥度指数为13.9,属于干旱地区。1970—2016年博斯腾流域的干燥度指数呈现下降的趋势,未来干燥度指数的变化与历史变化相同。博斯腾流域在四季中冬季的干燥度指数最低,随着年代的变化,干燥度指数不断降低。各气象因子对干燥度指数的敏感性为:最高气温＞相对湿度＞平均风速＞最低气温＞日照时数＞平均气温。

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新疆博斯腾湖近现代湖泊沉积物粒度分布特征及其环境记录

华攸胜, 马龙, 吉力力·阿不都外力, 刘文

2019 (5): 1109-1116. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.07

摘要 ( 5 )

PDF(2654KB) ( 1 )

以新疆博斯腾湖岩芯(41 cm)沉积物粒度为研究对象,结合放射性同位素²¹⁰Pb测年方法建立了沉积年代序列,利用粒径-标准偏差方法分析了沉积物中环境敏感组分,并重建了过去150 a来的湖泊水位变化历史。博斯腾湖岩芯沉积物中黏土质(<4 μm)含量为18%,细粉砂质(4～16 μm)含量为40.2%,中粉砂质(16～32 μm)含量23.3%,粗粉砂质(32～64 μm)含量13.4%,砂质(>64 μm)仅有5.1%,不同粒级组分的垂向变化趋势具有较为明显的差异性。通过粒径-标准偏差法对沉积物环境敏感组分的提取表明,组分C₂(粒径7.59～22.91 μm)的平均粒径变化与中值粒径变化一致(r=0.7,P<0.01),组分C₂对博斯腾湖沉积环境变化响应敏感,并由此重建了过去150 a的湖泊水位变化历史。1940年之前,博斯腾湖水位整体处于近150 a来的历史低值期,1910s—1930s低水位期代表了一次较大范围的区域干旱事件;在气候变化和显著增强的人类活动的共同作用下,1980s中后期博斯腾湖水位显著降低。湖泊水位作为沉积粒度变化的影响因子之一,可以通过湖泊沉积物中环境敏感组分的含量重建过去博斯腾湖水位的波动历史,为研究湖泊的历史变化规律及其影响因素提供一种新的途径。

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新疆策勒绿洲—沙漠过渡带不同下垫面风场特征

毛东雷, 蔡富艳, 杨雪峰, 王雪梅, 来风兵, 薛杰

2019 (5): 1117-1126. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.08

摘要 ( 8 )

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以新疆策勒2010年8月至2011年7月的气象数据为依据,运用数理统计方法,对策勒绿洲—沙漠过渡带流沙地、半固定沙地、固定沙地及绿洲内部4个下垫面的风况进行统计分析,为风场的时空差异特征和植被防风阻沙效益研究提供理论依据。结果表明: 研究区4个下垫面主风向以 WNW、W为主,所占频率分别为 41.43%、33.74%。从流沙地、半固定沙地、固定沙地到绿洲内部,静风所占的频率依次为44.30%、52.44%、54.29%和85.39%,随着风速的增大,其所占频率依次减小,气温与风速均呈现同步变化的趋势。较高起沙风频率与起沙风月平均最大风速多出现在春、夏两季,6月频率最大,虽然最大值出现月份不同,但变化趋势相似。从绿洲外围向绿洲内部风向不同,且主风向所占频率减少,表明植被能削减风速并使风向变得更加分散。平均风速、起沙风频率从流沙地到绿洲内部逐渐减小(少)。月平均风速、气温之间呈显著相关性,且从流沙地前缘到绿洲内部相关性逐渐减弱。植被类型、植被覆盖度和地形等是影响不同下垫面风场特征的主要因素。

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科尔沁沙地沙丘—草甸梯级生态系统不同气象条件下气候学足迹特征

黄天宇, 王冠丽, 李东方, 段利民, 刘廷玺

2019 (5): 1127-1135. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.09

摘要 ( 7 )

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以内蒙古科尔沁沙地研究区内一条梯级生态带为研究对象,基于大孔径闪烁仪(LAS)通量观测数据和通量源区计算模型,计算、分析了2017年研究区植被生长旺季梯级生态带的水热通量变化和气候学足迹变化。结果表明:① 晴天时地表能量各分支大致呈单峰形,潜热通量曲线略有波动;多云时各能量日变化曲线呈不规则波动状。② 以95%通量贡献源区面积为测算对象,不同风向条件下和不同大气稳定度条件下梯级生态带上气候学足迹面积和位置不同。研究区7月东北、东南、西南、西北4个风向上源区面积分别为0.265 km²、0.538 km²、0.239 km²、0.524 km²。③ 稳定条件下研究区源区面积为0.599 km²,是不稳定条件下源区面积的92%。④ 以95%通量贡献源区面积为测算对象,晴天条件下,由于湍流交换的加强,源区面积由08:00的0.665 km²减小到11:00的0.292 km²;午后,湍流交换减弱,源区面积由14:00的0.283 km²增加到17:00的0.479 km²。气候学足迹变化趋势与大气稳定状况趋势一致。⑤ 以95%通量贡献源区面积为测算对象,受风向、大气稳定度等因素的影响,7月上、中、下旬的气候学足迹不同,源区面积下旬>上旬>中旬。研究为科尔沁沙地复杂下垫面条件下水热资源的可持续利用、该地区环境保护与恢复提供科学依据和理论支持。

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新疆喀纳斯自然保护区森林碳储量及碳密度变化

李园园, 王蕾, 刘琪璟, 周华

2019 (5): 1136-1145. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.10

摘要 ( 8 )

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利用2009和2014年2期森林资源小班数据,结合地面样地调查,建立主要森林类型生物量—蓄积量转换方程,以此分析喀纳斯保护区森林乔木层地上碳储量及碳密度变化。结果表明:喀纳斯保护区5 a间森林面积增加了496.77 hm²,碳储量约为2.14×10⁶ Mg,平均碳密度由55.34 Mg·hm^-2减小至54.61 Mg·hm^-2,而不同森林类型的碳密度变化中,西伯利亚落叶松、西伯利亚红松和欧洲山杨碳密度减小,其余森林类型碳密度增大;保护区内成熟林碳储量最大,占乔木层地上总碳储量的63%以上,其余依次为过熟林、近熟林、中龄林和幼龄林,而碳密度最大的是中龄林(66.69~68.68 Mg·hm^-2),较小的是幼龄林(40.99~44.55 Mg·hm^-2),其余龄组碳密度为成、过熟林>近熟林。其中,西伯利亚落叶松、西伯利亚冷杉、西伯利亚云杉和疣枝桦中龄林和近熟林碳密度增大,除西伯利亚红松和西伯利亚冷杉外,其余森林类型过熟林碳密度减小。经对比,该区森林乔木层碳密度高于全国平均水平,在我国干旱半干旱区是具有较强固碳潜力的区域。

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新疆南部矮化红枣树干液流特征及其对环境因子的响应

刘毅, 金谦, 桂东伟, 薛杰, 孙怀卫, 严冬, 曾凡江

2019 (5): 1146-1152. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.11

摘要 ( 9 )

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应用FLGS-TDP插针式热扩散探针技术,对策勒绿洲的矮化红枣树干液流进行长期监测,同步记录试验地周围的气象因子,分析矮化红枣树干液流变化规律,建立树干液流与环境因子之间的关系模型。结果表明:液流日变化呈单峰曲线,夏季偶尔会出现双峰曲线;天气条件对液流变化有影响,晴天条件下的液流速率最大,沙尘天气次之,雨天液流速率最低;不同季节间的液流速率差异显著,夏季液流启动于06:30左右,比春季和秋季的液流启动时间早;夏季树干液流持续时间最长,春季和秋季液流持续时间相对较短,夏季液流速率峰值最高,春季和秋季峰值偏低;生长期内液流速率与太阳辐射强度、大气温度呈显著正相关关系,与空气相对湿度呈显著负相关关系;各种环境因子中太阳辐射强度对液流速率的影响最大,相关系数为0.927,其次是大气温度,相关系数为0.725,空气相对湿度的影响最小,其相关系数为0.548。通过对矮化红枣树干液流进行监测,研究分析矮化红枣的水分消耗特征,为绿洲农业水资源分配管理提供数据支撑。

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新疆野苹果的种群年龄结构与数量动态

苏志豪, 李文军, 曹秋梅, 周晓兵, 张元明

2019 (5): 1153-1160. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.12

摘要 ( 13 )

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新疆野苹果是第三纪孑遗物种,目前种群数量和分布面积日益减少,已处于灭绝的边缘。通过对新疆野苹果不同生境种群生命表、存活曲线及种群数量的时间序列预测分析, 阐明其种群年龄结构及未来发展趋势。研究结果表明:新疆野苹果种群几乎无1龄级幼体,仅新源县改良场种群存在少量2龄级个体,绝大多数种群优势龄级为4、5龄级,新源县八连种群优势龄级已达6、7级,各种群中老龄个体数量占优势;不同种群的存活曲线大致趋于Deevey-II型,各龄级的死亡率相近;由于大部分种群已经处于中龄级,随着时间推移,预计20 a、40 a、60 a后,各种群优势龄级将往后推移,老化现象加剧。应建立新疆野苹果种质资源库,进行人工育苗,对各种群进行补植,促进林分向异龄林发展,并加强人工抚育管理措施,间伐过度密集的灌木、草本,控制病虫害,为幼苗定植创造条件。

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盐碱胁迫下的菊芋栽培试验研究

滕美瑶, 许晓鸿

2019 (5): 1161-1167. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.13

摘要 ( 10 )

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通过引种滩涂盐碱适宜品种南菊一号的田间种植试验,观测记录生长数据,取样测量土壤理化性质,最终归纳整理,并利用SPSS 17.0对整理好的数据进行统计分析。结果表明:① 南菊一号能够在吉林西部盐碱地区正常生长发育,产量丰富,适应状况良好,引种较为成功。南菊一号在淡黑钙土试验田(pH 8.1)生长、存活状况显著优于以沙压碱土试验田(pH 8.3)。淡黑钙土和以沙压碱土南菊一号成活率分别为94.56%、82.27%;方差分析结果差异显著(P<0.05)。② 出苗期,茎、叶干物质积累缓慢;快速生长期,茎、叶干物质积累量开始向地下转移;块茎膨大期,块茎吸收转移来的营养物质,迅速膨大至不变。淡黑钙土试验田南菊一号干物质积累量及产量显著优于以沙压碱土试验田。淡黑钙土试验田和以沙压碱土试验田在快速生长期茎的干物质积累量达到峰值,分别为912.26 g·株^-1和756.02 g·株^-1,方差分析结果差异显著(P＜0.05)。③ 影响南菊一号在吉林省西部盐碱地区受盐碱胁迫下生长、存活的主要因素为含水量、有机质和全氮含量等。④ 南菊一号对淡黑钙土试验田改良效果显著优于对以沙压碱土的改良效果。由此可知,南菊一号能够适应并良好生长于吉林省西部盐碱地区,且南菊一号更适宜栽种于淡黑钙土试验田。

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封育对荒漠草原枯落物蓄积量的影响

陈晓莹, 宋乃平, 李敏岚, 吴婷, 陈娟

2019 (5): 1168-1174. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.14

摘要 ( 10 )

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为了深入研究围栏封育和围栏放牧两种利用方式对荒漠草原植物向土壤养分归还的影响,以宁夏盐池县3个成对封育围栏和放牧围栏(放牧率分别为0.58、0.65、0.80只羊·hm^-2)为研究对象,利用样线调查法、方差分析法对两种利用方式在灰钙土和风沙土土壤基质下枯落物的蓄积量、不同生活型植物的枯落物含量及影响因子的研究,探讨了枯落物蓄积量对草原利用方式与土壤基质的响应。结果表明:① 围封对枯落物蓄积量具显著影响。荒漠草原封育围栏枯落物蓄积量在53.2~141.9 g·m^-2,是其放牧围栏的2.82倍。② 灰钙土上封育围栏枯落物蓄积量是放牧围栏的3.86倍,但两种围栏在风沙土上的枯落物蓄积量却没有显著差别。③ 与地上生物量相比,草本植物在枯落物蓄积量结构中的下降以及灌木在蓄积量中的增加,可能是分解转化难易程度导致的。

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土壤类型和降雨变化对猪毛蒿种群动态的影响

苏莹, 李月飞, 陈林, 祝忠有, 袁闯, 孟文婷, 朱林

2019 (5): 1175-1185. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.15

摘要 ( 11 )

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以分布在宁夏盐池县荒漠草原的广布种猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,选择3种土壤类型(风沙土、风化基岩残积土和灰钙土),利用野外试验装置改变降雨格局,采用定点样方法,探讨其对猪毛蒿种群动态的影响。结果表明:风化基岩残积土的土壤体积含水率高于风沙土和灰钙土;增雨区,风沙土、风化基岩残积土和灰钙土的土壤体积含水率分别提高了10.6%、6.6%和20.2%;减雨区则分别降低了44.1%、9.2%和20.1%。猪毛蒿的存活曲线属于凹型,为r-对策者。风沙土,猪毛蒿的冠幅较大,而灰钙土的密度较大。猪毛蒿生长中期,风沙土增雨区内的株高、冠幅较大,而减雨区的密度较大;风化基岩残积土,减雨区的密度较大,而增雨区的株高、冠幅较大;灰钙土,减雨区的密度最小,但株高、冠幅均较大。生长前期,土壤类型、水分与株高、冠幅呈负相关;生长中期,土壤水分与密度呈显著负相关,土壤类型与株高呈显著负相关、与冠幅为极显著负相关;生长后期,土壤水分与密度呈极显著负相关;土壤类型与冠幅呈极显著负相关。猪毛蒿生物量与全碳、全氮呈显著正相关关系(P<0.05),与全磷呈显著负相关关系(P<0.05)。表明土壤类型和降雨显著影响猪毛蒿的种群动态变化。土壤类型主要影响猪毛蒿的冠幅;猪毛蒿在生长中后期,土壤水分对其种群密度产生显著影响。该结论为荒漠草原的改良提供理论依据。

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生态输水前后台特玛湖植物多样性变化特征

王雅梅, 张青青, 徐海量, 赵新风, 刘星宏, 李金

2019 (5): 1186-1193. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.16

摘要 ( 9 )

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通过综合分析台特玛湖2000—2017年连续的植被数据资料,对每个监测断面的漫溢样地和无漫溢样地(即对照样地)的植被变化开展野外调查和数据采集工作。研究发现:① 随着生态输水的进行,台特玛湖植被的生态效益逐渐显现,生物多样性明显增加。在漫溢区,单位面积物种数、植被盖度和植被密度的平均值分别为6.8种·(100m²)^-1、 30%和1 350个·(100m²)^-1,较地下水抬升区分别增加了3倍、3.29倍和49倍;并且输水前(2000年)湖区植物有2科3属7种,输水后增至10科21属26种,增加了8科18属19种。② 近十几年生态输水过程中,台特玛湖植被向以芦苇(Phragmites australis)为主的盐渍化低地草甸方向发展,趋于简单化。演变特征主要为:输水初期(2000—2005年)地表植被以新萌发的一年生草本占主要优势(重要值0.50),其次是多年生草本(重要值0.20),最后是灌木(重要值0.10);随输水的进行,2009年一年生草本植物减少,进而被灌木与多年生草本替代:灌木为盐穗木(Halostachys caspica)、盐节木(Halocnemum strobilaceum)等原生盐生植物,且出现新萌发的幼苗,多年生草本为芦苇;2012—2016年,在输水之后充沛的水资源环境下,优势种组成趋于简单,植被向以芦苇为主的盐渍化低地草甸方向发展。

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天山雪岭云杉森林菌根真菌多样性及其影响因子

杜海燕, 常顺利, 宋成程, 张毓涛

2019 (5): 1194-1201. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.17 cstr: 32277.14.AZR.20190517

摘要 ( 561 )

PDF(1156KB) ( 519 )

雪岭云杉(Picea schrenkiana)是天山森林的建群种,在中国北方针叶林中占有重要地位。本研究按海拔梯度在天山北坡采集菌根样品及表层土壤样品,采用分子生物学技术对菌根真菌进行鉴定;同时测定土壤有机碳、全N、有效P和全K等含量,通过构建系统发育树、典型对应分析(CCA)等方法,探讨了雪岭云杉森林菌根真菌多样性及其影响因子。结果表明:① 雪岭云杉森林中菌根真菌共21种, 隶属于2门6纲10目12科14属。② 担子菌门真菌在各海拔的雪岭云杉林中均有分布,而子囊菌门真菌主要分布在低海拔的雪岭云杉林中。随着海拔升高,菌根侵染率与香农-威纳指数先升后降,分别处于13%~36%和1.14~2.03之间,辛普森指数在0.49~0.63之间则表现为逐渐下降的趋势;均匀度指数在0.47~0.63,随海拔先降后升。③ 雪岭云杉森林菌根真菌分布、侵染率和多样性指数主要受海拔和土壤有机碳含量的影响,土壤全N含量仅显著影响了香农-威纳指数和均匀度指数。本研究可为雪岭云杉森林菌根真菌资源的认识和利用提供依据。

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干旱区不同类型盐碱土壤细菌群落多样性

王巍琦, 李变变, 张军, 杨磊, 张凤华

2019 (5): 1202-1211. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.18 cstr: 32277.14.AZR.20190518

摘要 ( 630 )

PDF(1495KB) ( 544 )

以玛纳斯河流域的硫酸盐—氯化物盐型、氯化物—硫酸盐型、碳酸盐型、硫酸盐型4种盐碱土壤为研究对象,利用高通量测序技术对细菌进行测序,研究表明:4种盐碱土壤样品共获得137 822条细菌基因序列,Shannon指数和Chao1指数表现为:碳酸盐型＞硫酸盐型＞硫酸盐—氯化物盐型＞氯化物—硫酸盐型,说明碳酸盐型土壤细菌群落的多样性和丰度均显著高于其他3个样品。4种盐碱土壤细菌群落主要包括10个门类,其中变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)是硫酸—氯化物盐型、氯化—硫酸盐型、硫酸盐型土壤的优势菌门,碳酸盐型以厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门、放线菌门为优势菌门,而在属的水平上,各样品的群落组成差异较大。通过聚类分析将4个细菌群落分为3类,其中硫酸—氯化物盐型和氯化—硫酸盐型分为一类,硫酸盐型和碳酸盐型各为一类。环境因子中全盐、氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子对物种分布影响显著(P<0.05)。玛纳斯河流域不同类型盐碱土壤中的细菌群落存在显著差异,存在较多类型的细菌群落,尤其在碳酸盐型土壤中。该研究结果揭示了干旱区不同类型盐碱土壤细菌群落组成及影响群落结构的主要环境因子,为挖掘盐碱土壤微生物资源和盐碱地改良提供科学依据。

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新疆阿尔泰山鞘翅目昆虫物种多样性研究

张东康, 朱丹, 李照广, 钟问, 熊嘉武, 胡红英

2019 (5): 1212-1218. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.19

摘要 ( 26 )

PDF(1367KB) ( 1 )

依据2015年对新疆阿尔泰山昆虫资源的科考结果,结合新疆大学生命科学与技术学院昆虫标本馆有关阿尔泰山鞘翅目的馆藏标本,对阿尔泰山6个林场的鞘翅目昆虫进行标本鉴定和数据统计分析。整理阿尔泰山鞘翅目昆虫共2 061号,隶属于22科85属129种。多样性分析表明,优势类群为叶甲科和金龟科,合计占鞘翅目物种总数的43.76%(31.44%,12.32%),以薄翅萤叶甲Pallasiola absinthii (Pallas),粗糙弯边蜣螂Cymnopleurus flagellates (Fabricius)为优势种。科级Shannon-Wiener指数以富蕴林场最高(2.18),福海林场次之(2.17);种级Shannon-Wiener指数以福海林场最高(3.01)。种级和科级Margalef指数均以福海林场最高(2.79,7.94);福海林场和富蕴林场之间的科级相似性系数最高(0.17);由于布尔津林场和阿尔泰林场的植被和生境类型较相似,故二者种级相似性系数最高(0.82)。研究结果表明鞘翅目昆虫在新疆阿尔泰山不同林场的种类和数量存在明显差异。

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内蒙古26种常见温带灌木的生物量模型

赵梦颖, 孙威, 罗永开, 梁存柱, 李智勇, 沈海花, 牛霞霞, 郑成洋, 胡会峰, 马文红

2019 (5): 1219-1228. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.20

摘要 ( 24 )

PDF(1284KB) ( 2 )

生物量模型是估算灌木生物量的重要方法之一,本文采用4种数学模型(一元线性模型、二元线性模型、对数模型、幂函数模型),3个预测变量株高(H)、冠幅(C)、植株体积(V)对内蒙古地区26种常见温带灌木进行生物量方程的拟合,同时比较不同生境类型间灌木根冠比的差异。结果表明: ① 最优生物量方程以幂函数模型和一元线性函数模型为主,最佳预测变量以冠幅(C)和植株体积(V)为主。② 有17种灌木不同器官最优生物量方程的形式和预测变量相同,表明物种内的生物量方程形式具有一定的一致性;但各器官生物量方程的系数又各不相同,因此分种进行不同器官生物量的拟合可以更准确地估算生物量。 ③ 草地灌木和山地灌木的根冠比显著大于荒漠灌木的根冠比。通过建立分种分器官的生物量估算模型,可以为内蒙古地区灌木生物量的计算以及灌丛生态系统碳库的估算提供便利。

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中国北方典型荒漠区生长季降水特征和归一化植被指数的关系

李亚峰, 唐立松

2019 (5): 1229-1237. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.21

摘要 ( 20 )

PDF(1520KB) ( 1 )

植物生长季内的降水变化是造成植物生长产生年际变异的重要因素,降水量、分配方式以及集中程度和时间是降水变化的重要特征。利用2000—2017年的MODIS归一化植被数据集和4个样点植物生长季(5—9月)的日降水数据,分析了研究区NDVI_max与降水特征的相关性。结果表明:2000—2017年研究区4个样点的NDVI_max均呈上升趋势;生长季降水量呈现出两侧降水增加,中间降水减少的趋势;降水集中度(PCD)西部增高,东部降低;研究区的降水集中期(PCP)都有延后的趋势。4个地区中除榆林外,其他3个地点的PCD与PCP对NDVI_max的影响均大于生长季降水量,说明这3个地点的NDVI_max值的年际变化主要取决于PCD与PCP的变动,且均为正相关关系,即降水越集中越有利于NDVI_max的增加;榆林地区的NDVI_max与生长季降水量的偏相关结果为正相关,与PCD为负相关,且与生长季降水量的相关性最强,说明该地区植物对生长季降水量更敏感,降水越均匀越有利于该地区植物的生长。

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2000—2015年乌兰察布市生长季NDVI时空变化及其影响因素

李建飞, 李小兵, 周义

2019 (5): 1238-1249. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.22 cstr: 32277.14.AZR.20190522

摘要 ( 578 )

PDF(2660KB) ( 481 )

以2000—2015年MODIS中国500M NDVI月合成产品数据为基础,结合乌兰察布市同期降水和气温数据,采用趋势线分析法、差值法、复直线回归分析法和残差法等,对乌兰察布市近16 a来生长季归一化植被指数(NDVI)进行像元尺度的时空变化及影响因素分析。结果表明:① 2000—2015年乌兰察布市NDVI介于0.354～0.555,整体呈波动上升趋势,空间分布差异明显,且呈东南高西北低的特点;② 2000—2004年、2005—2009年、2010—2015年乌兰察布市植被覆盖变化类型呈改善→退化→改善。植被覆盖改善较退化的速度慢,且植被退化后恢复缓慢;③ 乌兰察布市植物生长受降水、气温的双重影响。NDVI与年均降水量呈显著正相关(r=0.730,P=0.001),并通过了0.01显著性水平检验,与气温呈负相关(r=-0.351,P=0.182),二者相关关系不显著,相较气温而言,降水是影响植物生长的主要气候因子。在排除人类活动的影响下,降水和气温对乌兰察布市NDVI的贡献自西北向东南由0.213逐渐增加至0.805;④ 人类活动对植被指数起消减作用的区域占研究区总面积的55.92%,对植被指数起积极作用的区域占研究区面积的44.08%。

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天山北坡植被NDVI时空变化及其与气候因子的关系

尼加提·伊米尔, 满苏尔·沙比提, 玉苏甫·买买提

2019 (5): 1250-1260. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.23 cstr: 32277.14.AZR.20190523

摘要 ( 518 )

PDF(2534KB) ( 523 )

利用MODIS NDVI 数据产品并结合相应的气候数据,运用一元回归趋势分析法,相关分析法,探讨2000—2015年天山北坡年平均、月平均NDVI时空变化与气候因子的相关关系。结果表明:① 近16 a来,天山北坡年平均NDVI值在 0.27～0.31之间波动上升,总体上呈明显增加的趋势;月平均NDVI值每年4月开始植被覆盖迅速增加,到7月达到最大值,然后8月开始降低,月平均 NDVI值的变化呈现出单峰趋势。天山北坡不同季节植被指数都呈现上升的趋势。空间上天山北坡植被覆盖呈现出西部高东部低,南部高北部低的分布特征。生长季植被NDVI值和年平均植被 NDVI值的变化存在明显的空间差异,表现为中部植被覆盖增加,东北部、西部、南部的植被覆盖减少。② 天山北坡年平均气温和平均降水量逐步上升,变化趋势表现为上升—下降—上升的趋势。空间上天山北坡南部山地地区气温低,降水量多;北部平原区气温高,但降水量少。③ NDVI值对气温和降水量存在一定的相关关系。气温与降水量对植被的生长均有影响,其中春季的植被NDVI值与气温的关系密切,夏季的植被NDVI值与降水量有密切的关系,综合分析,降水量对植被覆盖的影响大于气温对植被覆盖的影响。④ 生长季(5—9月)植被NDVI值与气温和降水量存在一定的滞后性。

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玛纳斯河流域绿洲时空演变及其景观格局变化

黄犁, 徐丽萍

2019 (5): 1261-1269. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.24 cstr: 32277.14.AZR.20190524

摘要 ( 605 )

PDF(2004KB) ( 601 )

基于1976、1989、1998、2006、2016年5期Landsat MSS/TM/OLI遥感影像,提取玛纳斯河流域近40 a的绿洲分布情况,利用数理统计模型及景观指数等方法分析了绿洲时空演变过程及其景观格局变化。结果表明:1976—2016年玛纳斯河流域中下游绿洲变迁呈退缩—扩张—急剧扩张的变化趋势,除1976—1989年绿洲处于退缩状态外,自1989年以来绿洲规模一直处于扩张状态,其中,以2006—2016年绿洲扩张速度最快,其面积增长量和净变化速度高达3 266 km²和4.43%,绿洲变化趋势表现出非平衡—极端不平衡的变化。1989—2006年草地对绿洲退缩的贡献率最大,2006年以后水域面积减少是绿洲退缩的主要贡献者,1989年以后耕地对绿洲扩张的贡献率最大;绿洲重心总体向西北方向迁移,各时期的绿洲重心迁移方向为东北—西南—西北—西南。绿洲景观几何形状趋于简单化,绿洲内部破碎化程度增加,这与草地景观破碎化程度不断增大有关,绿洲总体趋向于集中,绿洲聚集度有所增加,这与耕地景观聚集程度不断增大密切相关。

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基于FLUS模型的天山山区未来土地利用变化预估

秦埼瑞, 李雪梅, 陈庆伟, 田亚林

2019 (5): 1270-1279. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.25 cstr: 32277.14.AZR.20190525

摘要 ( 612 )

PDF(1808KB) ( 434 )

基于天山山区53个气象站点,31个CMIP5全球气候模式,集合逐年平均气候资料、社会经济和自然地形等资料,利用FLUS模型,预估了2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下天山山区土地利用变化。结果表明:① FLUS模型能够较好地模拟研究区历史土地利用变化,具有较高的模拟精度。② 与基准期(1970—1999年)相比,3种情景下多年平均气温升高了1.67~2.16 ℃,其中春季和夏季增温幅度较小,秋季和冬季增温幅度较大。多年平均降水量增加22~25 mm,3种情景下个别年份较基准期出现降水减少现象,但总体呈增加趋势。③ 2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5的预估结果与2017年实测土地利用结果相比,天山山区冰雪面积分别减少29.2%、34.6%、38.4%。前两种情景城市用地面积增幅不大,部分耕地转换为城市用地和草地,林地面积少量增加。而RCP8.5情景下城市用地面积为2017年的近3倍,部分林地转换为草地。3种情景下水体总面积略有增加,未利用地呈减少趋势。

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内蒙古孔兑区叭尔洞沟风水交互侵蚀作用下河谷地貌的演化规律

马玉凤, 严平, 杨玉辉, 李双权

2019 (5): 1280-1291. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.26

摘要 ( 12 )

PDF(4622KB) ( 2 )

以内蒙古孔兑区的叭尔洞沟中游河谷段为研究区,围绕风水交互侵蚀作用的动力特征和侵蚀过程中的地貌形态变化问题,在野外调查和资料收集的基础上,通过野外气象观测与径流小区实验、地形测量与遥感分析等技术手段,对河谷风水交互侵蚀的现代过程进行研究,定量分析河谷不同地貌部位的蚀积格局变化和河谷形态演变。研究发现:在风水交互侵蚀作用下,河谷中游的河床沙丘、谷坡沙丘、阶地沙丘、阶地切沟和冲积扇切沟等风水交互侵蚀的地貌类型以一年为周期发生着循环往复的侵蚀和形态变化。多年来,由于风力和水力周期性的强弱变化,这些交互侵蚀单元的地貌形态发生了规律性的演变,进而控制了叭尔洞沟中游河谷的形态变化,其形态演变主要表现在河道弯曲度、河道宽度、河道偏移方向、河床横剖面倾斜方向以及冲积扇大小和河谷沙丘迁移距离等形态特征上。该研究可为风蚀水蚀交错区的土壤侵蚀防治提供科学借鉴和指导作用。

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陕北六道沟流域切沟形态复杂性及其类型划分

赵影, 董爽, 贾玉华

2019 (5): 1292-1299. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.27

摘要 ( 15 )

PDF(1878KB) ( 1 )

黄土高原切沟对流域地貌和自然环境造成了深刻影响,研究切沟形态特征有助于揭示其发育过程和演化机理。在陕北六道沟小流域,利用手持GPS测量32条发育典型的切沟,通过研究取得以下结果:① 沟长大于100 m的切沟占调查总数的81.2%。切沟横向扩张程度大于其下切程度,且宽度和深度自沟头和横断面到沟口显著增加(P＜0.05);② 与形状指数相比,计盒维数对切沟分支和边缘破碎信息表达效果更佳;③ 根据切沟分支情况,其形态可分为线型、沟头扩展型、沟头分支型和沟底分支型4种类型。总之,从主沟和支沟的空间联系、支沟沟长占比和对切沟类型划分而言,支沟是重新认识切沟和流域破碎地貌不可忽视的重要组成部分。

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甘肃泾川中沟小流域不同坡位刺槐人工林土壤水分特征

张晓梅, 邸利, 史再军, 费俊娥, 王正安

2019 (5): 1300-1308. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.28 cstr: 32277.14.AZR.20190528

摘要 ( 617 )

PDF(1121KB) ( 442 )

以甘肃泾川中沟小流域不同坡位刺槐人工林为研究对象,采用环刀法测定人工刺槐林土壤水文物理性质,采用烘干法测定土壤水分。方差分析表明:不同坡位土壤物理性质存在显著差异,0～100 cm土层的土壤容重为:塬面刺槐林(上)(1.24 g·cm^-3)＞塬面刺槐林(下)(1.20 g·cm^-3)＞沟台刺槐林(1.18 g·cm^-3)＞墚坡刺槐林(1.16 g·cm^-3)。土壤总孔隙度为:墚坡刺槐林(51.99%)＞沟台刺槐林(51.31%)＞塬面刺槐林(下)(50.52%)＞塬面刺槐林(上)(49.33%),墚坡刺槐林饱和持水量与非毛管持水量均最大,沟台刺槐林与塬面刺槐林(下)次之,塬面刺槐林(上)最小。各林地土壤水分变化季节性差异明显,可分为土壤水分消耗期(5—6月)、补给期(7月)、消退期(8—9月)。不同林地土壤含水量变异系数随土层深度加深表现为先增大后减小,土壤水分变异系数在40～80 cm处达到最大值(Cv＞0.3)。表明塬面刺槐林(上)的土壤含水量最大,塬面刺槐林(下)与沟台刺槐林居中,墚坡刺槐林土壤水分最低。

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库布齐沙漠生态光伏电站风速脉动特征

杨世荣, 凌侠, 蒙仲举, 党晓宏, 党梦娇, 石涛, 刘湘杰

2019 (5): 1309-1317. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.29

摘要 ( 11 )

PDF(1920KB) ( 1 )

研究沙区光伏电板扰动下风速脉动特征,掌握光伏电站风蚀沙埋规律。本文选取生态光伏电站内2个断面,对电板阵列板下、板前以及板间等典型部位20、50、80、100、200 cm的5个高度风速进行测定,分析光伏电站的风速流场、脉动特征。研究结果表明:① 光伏电板上风向边缘风速最大,经过阵列逐渐减弱,光伏电场阵列腹部风速明显降低,尤其在近地表层,相比电板阵列腹部平均风速,板下、板前、板间20 cm平均风速增加了44.7%、54.8%和7.2%。② 光伏电板上风向3处风速脉动、风速脉动强度表现为随高度增加呈先降低后增加的趋势,腹部电板随高度的增加呈降低趋势,其中20~80 cm湍流度最为剧烈;与对照相比,光伏电板上风向边缘处湍流度在板下、板前位置随高度呈增强趋势。③ 光伏电板周围的风速脉动是形成板下和板前涡流的主要动力,进而造成光伏基座掏蚀与板间积沙带的发育。

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基于建设开发适宜性评价的干旱区绿洲城市增长边界的划定——以乌鲁木齐市为例

朱天翥, 杜宏茹, 张小雷, 王伯礼

2019 (5): 1318-1324. doi: 10.13866/j.azr.2019.05.30 cstr: 32277.14.AZR.20190530

摘要 ( 444 )

PDF(1348KB) ( 981 )

科学合理地划定城市增长边界是控制城市无序蔓延、减少土地利用效率低下的有效途径,也是目前我国空间规划探索的重要内容之一。城市增长边界划定应依据区域不同资源环境本底条件和建设开发水平,因地制宜地选择合适的指标和方法,才能更准确地反映出城市发展的实际和需求,起到切实的指导作用。干旱区城市的发展受绿洲—荒漠生态系统影响作用显著,城市扩张过程中人地矛盾较为突出,城市增长边界划定必须体现资源环境—经济社会发展的协调性。本文以乌鲁木齐市为例,基于资源环境底线和城市发展潜力评价相叠加的研究思路,尝试探索干旱区绿洲城市增长边界划定的可行方法,结果表明:① 限制性评价和适宜性评价相结合的方法,可以很好地划定干旱区绿洲城市增长边界。② 将绿洲区域作为土地潜力的评价单元,对于干旱区绿洲城市划定城市增长边界要更加合理和适用。③ 城市增长边界划分为刚性边界和阶段性边界可以指导城市土地的开发。

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