干旱区研究

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“一带一路”沿线国家水资源及开发利用

刘振伟, 陈少辉

2020 (4): 809-818. doi: 10.13866/j.azr.2020.04.01

摘要 ( 846 )

PDF(13742KB) ( 195 )

利用世界粮农组织和世界银行统计的人均水资源、跨境水资源以及水资源利用等数据，借助ArcGIS制图与图表分析法，对近年来“一带一路”沿线国家水资源及开发利用状况进行分析，结果表明：人均可更新水资源量最高的地区为东南亚，最低的地区为西亚北非，具有明显的地域差异性；人均可更新水资源量缩减最为突出的为西亚地区，而中东欧及部分国家略有增长趋势。水资源开发利用以东南亚和西亚地区对比最为明显，西亚水资源利用率最高，东南亚最低。多数国家存在跨境水，中东欧地区跨境水比例较高，部分国家可更新水资源中入境水成分为零。亚洲地区农业用水比例普遍较高，而中东欧地区工业用水和城市生活用水比例较大。

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基于SPEI的锡林河流域干旱演化特征分析

张璐, 朱仲元, 席小康, 王慧敏, 王飞

2020 (4): 819-829. doi: 10.13866/j.azr.2020.04.02

摘要 ( 465 )

PDF(19043KB) ( 153 )

以锡林河流域内及周边13个国家气象站逐日气象观测数据为基础，采用标准化降水蒸散指数（SPEI），借助Mann-Kendall与Mann Whitney Pettitt突变检验、非参数统计检验以及重标极差R/S分析法，深入剖析锡林河地区多年干旱演变趋势及未来干旱预测。结果表明：锡林河地区干旱突变开始于20世纪90年代；近60 a来，SPEI表现出显著减小趋势，上游减小趋势较中下游段小，中下游段为旱情多发带，下游西北端是干旱存在的危险区域。在未来，流域旱情将有所缓解，但冬季旱情有持续加重的可能，应加强干旱监测。

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覆膜滴灌对温室番茄土壤理化性状及其生物学特性的影响

王京伟, 王磊元, 李元, 牛文全

2020 (4): 870-880. doi: 10.13866/j.azr.2020.04.07

摘要 ( 605 )

PDF(7211KB) ( 179 )

为探明覆膜滴灌条件下，作物根区土壤水、盐运移规律及其对“土壤－微生物及酶－根系”交互作用的影响，进一步提高水肥利用效率和完善精确灌溉制度，本文以温室番茄为研究对象，采用Field TDR 200对根区土壤水盐运移进行动态监测，研究常规滴灌和覆膜滴灌对水盐运移、根系、土壤微生物及酶活性的影响，分析根区土壤环境因子、土壤微生物及酶、根长密度的交互作用。结果表明：覆膜滴灌土壤水分迁移速率显著低于常规滴灌，水分分布相对均匀，且测定范围内土壤含水率≥灌水下限（22%）土壤面积为常规滴灌5倍（P＜0.05）；局部盐分聚集速率减小 50%，降低局部盐分聚集度；显著提高土壤温度和降低土壤 pH；根区表层土壤根长密度为常规滴灌的 12.8～28.5 倍。这些环境因子的改变，进一步增强“土壤－微生物及酶－根系”交互作用，土壤脲酶活性提高 20.83%～30.61%，磷酸酶活性提高76.92%～84.61%。因此，覆膜滴灌比常规滴灌更具水土资源利用效率提升潜力，相关农艺措施需进一步精细和完善，这可为提高干旱区设施农业水土资源利用效率提供支持。

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人工固沙区植被演替过程中土壤水分时空分异特征

王博, 段玉玺, 王伟峰, 李晓晶, 刘源, 刘宗奇

2020 (4): 881-889. doi: 10.13866/j.azr.2020.04.08

摘要 ( 537 )

PDF(4705KB) ( 279 )

以库布齐沙漠东缘人工固沙区不同植被演替阶段（演替初期、中期、后期、成熟期）的沙地为研究对象，对 2017、2018年生长季沙地迎风坡顶部、中部和底部0～180 cm土壤分层测定体积含水量，阐明荒漠土壤水分时空分异特征及其对环境因子的响应。结果表明：因降水量的差异导致研究区土壤含水量存在年际变化，2018 年（8.8%）＞2017年（4.8%）；受降水事件和植物生长的影响，4种样地土壤含水量均具有生长季初期缓慢下降、生长旺盛期降水补给后快速增大、生长季末期稳定积累的阶段特征；不同植被演替阶段土壤含水量整体表现为演替初期（7.3%）＞成熟期（7.2%）＞后期（6.7%）＞中期（5.9%）；4种样地均为迎风坡中部土壤含水量最低，坡顶和坡底含水量在不同演替阶段各有高低；4种样地土壤含水量均呈现随土层加深含水量先降低后增大的动态趋势，表层0～20 cm土层含水量显著高于其他各层，深层土壤存在水分变化拐点，是含水量最低的干沙层，在不同演替阶段或降水量下干沙层出现的深度会发生变化。在生长季末期，通过一季的消耗与补给，研究区内土壤水分储量呈正向平衡，可以满足人工固沙植被正常生长和演替所需水量。

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覆盖逆温强度对干旱区超厚对流边界层影响的大涡模拟

王蓉, 黄倩, 张强

2020 (4): 925-935. doi: 10.13866/j.azr.2020.04.13

摘要 ( 463 )

PDF(7068KB) ( 411 )

基于干旱沙漠地区敦煌野外观测资料和大涡模式，模拟研究了覆盖逆温强度对干旱区超厚对流边界层发展及边界层顶夹卷作用的影响。结果表明：① 覆盖逆温层被打破之前，覆盖逆温强度越弱，混合层越不稳定，越有利于湍流垂直向上发展，对流边界层、混合层和夹卷层都较厚，夹卷速度较大，边界层顶夹卷作用较强。当覆盖逆温层被充分发展的边界层对流完全贯穿以后，原本被限制在厚度小但能量大的强覆盖逆温层下的边界层对流，湍流混合更剧烈，边界层顶夹卷作用更强，更有利于混合层与覆盖逆温层之上的中性层结混合，形成厚度较大的超厚边界层。② 覆盖逆温层被打破之前，驱动边界层发展的湍流动能主要由热浮力提供；覆盖逆温层被打破以后，混合层中的切变产生项对边界层湍流动能贡献最大。

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基于CloudSat卫星资料对中亚低涡暴雨个例的诊断分析和数值模拟

丁明月, 王俐俐, 辛渝, 刘琼, 陈勇航, 张广兴, 杨莲梅, 梁倩, 黄观, 刘统强

2020 (4): 936-946. doi: 10.13866/j.azr.2020.04.14

摘要 ( 502 )

PDF(23909KB) ( 91 )

利用ECMWF再分析资料作为初始场和边界条件，用WRF（weather research and forecasting model，WRF）模式对新疆地区中亚低涡暴雨个例进行模拟，结合区域自动气象站每小时降水数据、CloudSat卫星2B-CWC-RO数据产品和FY-2E卫星TBB资料评估Lin方案、WSM 6方案、Thompson方案和WDM 6方案在新疆地区的适用性。结果表明：Thompson方案在小雨（0.1～5.0 mm）和中雨（5.1～10.0 mm）的12 h累积降水模拟中占有优势。4种云微物理参数化方案模拟的云顶亮温分布图均与FY-2E卫星观测十分相似，但在数值上均低于观测。从CloudSat剖面平均冰水含量的垂直分布情况看，Thompson方案模拟冰水含量在数值和高值区的高度上模拟效果最好，Lin方案的模拟效果最差。从3 km区域平均冰水含量的垂直分布情况看，Thompson方案模拟的云冰含量最高，WSM 6方案与WDM 6方案模拟的云冰含量次之，且两者的冰水含量-高度廓线图几乎重合，Lin方案模拟的云冰含量最低。

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2013—2018年塔里木河下游植被动态变化及其对生态输水的响应

李均力, 肖昊, 沈占锋, 白洁

2020 (4): 985-992. doi: 10.13866/j.azr.2020.04.19

摘要 ( 466 )

PDF(17601KB) ( 293 )

荒漠河岸带植被在维护极端干旱区生态稳定起着极其重要的作用，研究干旱区荒漠河岸带植被对生态输水的响应及其变化过程，对生态保育恢复及输水政策制定具有重要意义。本文以塔里木河下游流域内的荒漠河岸带植被为研究对象，利用Landsat 8 OLI、Sentinel-2A等数据构建植被覆被数据与典型监测断面植被指数时序数据，分析2013—2018年荒漠河岸带植被时空变化特征，并结合地下水位数据分析荒漠河岸带植被对生态输水的响应。结果表明：2013—2018年间，塔里木河下游植被面积呈持续的增加趋势，其中灌木面积恢复最大。胡杨和草本距离河岸较近，沿河岸带植被恢复的区域分布位于距离河道1.0 km和2.5 km的范围，而灌木林恢复区域在双通道输水措施和地下水上升的影响下，沿河岸11 km范围内的灌木均呈现不同程度增加。通过对不同生态断面的3种主要植被的长势分析表明，当地下水埋深大于-5.75 m时，塔里木河下游植被出现明显改善。

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黑河流域绿洲变化的模式与稳定性分析

董敬儒, 颉耀文, 段含明, 王晓云, 李汝嫣

2020 (4): 1048-1056. doi: 10.13866/j.azr.2020.04.26

摘要 ( 482 )

PDF(9179KB) ( 331 )

本文旨在探索黑河流域绿洲近55 a的时空变化模式与稳定性。基于1963—2017年的16期多源遥感影像，提取了55 a黑河流域绿洲空间分布信息，使用叠置分析、格网化等方法，分析黑河流域绿洲变化模式与稳定性的时空特征。结果表明：黑河流域绿洲以波动变化模式为主，波动绿洲主要分布在灌溉保证程度差和土壤盐渍化的地区；扩张绿洲呈现早期向内填充、中后期向外扩张的模式；退缩绿洲主要分布在生态脆弱的绿洲边缘。黑河流域绿洲总体上逐渐趋向稳定，下游绿洲稳定性低于中游；中游及下游的金塔、鼎新绿洲波动主要发生在早期，而下游额济纳绿洲的波动主要发生在中期。

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