干旱区研究

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曹国亮, 李天辰, 陆垂裕, 徐志侠

2020 (5): 1095-1104. doi: 10.13866/j.azr.2020.05.01

摘要 ( 1327 )

PDF(5315KB) ( 630 )

干旱区湖泊对气候变化和人类活动的影响极为敏感，湖泊面积变化是区域水循环和水平衡改变的结果。以新疆吐鲁番艾丁湖为例，利用陆地卫星遥感影像采用水体指数法解译了艾丁湖1986—2018年的湖泊面积变化，分析了湖泊面积变化与区域气候变化、河流径流量变化的相关关系，并分析了艾丁湖历年最大湖水容积和湖面蒸发量变化。结果表明：艾丁湖最大湖面面积一般在3月，湖泊最大面积的年际变化规律与入湖河流径流变化基本一致，自1980年代中期以来，东天山冰川萎缩造成河流径流增加，艾丁湖总体呈增大趋势；1996—2006年计算的最大湖水容积要明显大于湖水蒸发量。2006年以后随径流增加趋势减弱，湖面面积缩小。干旱区气温变化导致冰川萎缩影响的河流径流量是影响干旱区河流尾闾湖泊面积变化的决定性因素。

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河西内陆河浅山区流域蒸散发估算及干旱特性研究

程文举, 席海洋, 司建华, 李爱林

2020 (5): 1105-1115. doi: 10.13866/j.azr.2020.05.02

摘要 ( 417 )

PDF(3256KB) ( 404 )

为了揭示河西内陆河浅山区小流域的蒸散发及干旱特征，以敦煌西土沟流域为例，利用常规气象数据，通过Penman-Monteith公式计算西土沟流域8个观测站点的潜在蒸散发，再此基础上利用双作物系数法计算出各个观测站点的作物系数，由此计算出实际蒸散发，并计算了该流域的SPEI（标准化降水蒸散发指数）。结果表明：（1）西土沟流域年潜在蒸散发量和实际蒸散发量分别为978 mm、258 mm；上游到下游随海拔下降，潜在蒸散发和实际蒸散发随之呈现不同程度的上升趋势；（2）该流域下游干旱持续时间较长，整个生长季都会出现不同程度的干旱，秋季是干旱发生的主要季节；（3）流域上游的降水量大于实际蒸散发量，中下游实际蒸散发量大于降水量；（4）利用NDVI值计算的作物系数Kc值在实际蒸散发的估算中有较好的适用性，在内陆河浅山区小流域的干旱评估中，干旱指数SPEI比SPI（标准化降水指数）和PDSI（帕尔默干旱指数）指数更有优势。本研究计算出了西土沟流域的潜在和实际蒸散发，并评估了该流域的月尺度及季节尺度的干旱特征，为该流域特别是中下游的生产生活用水提供指导，并得到适用于整个河西内陆河浅山区无资料河流的普适性规律。

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新疆典型淡水湖和咸水湖芦苇湿地土壤 CO₂、CH₄和N₂O 排放研究

王顺科, 李艳红, 李发东, 王金龙

2020 (5): 1183-1193. doi: 10.13866/j.azr.2020.05.11

摘要 ( 611 )

PDF(2492KB) ( 454 )

为研究新疆典型淡水湖和咸水湖芦苇湿地土壤温室气体排放差异，以中国第一大内陆淡水湖博斯腾湖和新疆第一大咸水湖艾比湖为研究对象，采用静态箱-气相色谱法，利用2016年12月至2017年11月所监测的数据进行对比分析。结果表明：（1）通过分析观测期内日排放均值发现，淡水湖CO₂排放趋势呈单峰曲线、相邻时间点CH₄排放趋势不明显，CO₂、CH₄排放均值曲线均高于咸水湖。淡水湖和咸水湖N₂O分别在9:00—13:00，17:00—21:00排放差异不明显，排放峰值分别出现在17:00和13:00。（2）淡水湖和咸水湖芦苇湿地土壤CO₂、CH₄、N₂O季节变化均呈单峰曲线趋势，温室气体排放峰值主要集中在夏季，咸水湖N2O排放峰值出现在秋季，淡水湖和咸水湖CO₂、N₂O排放量差异性不显著（P>0.05），两湖CH4排放量差异性显著（P<0.05）。（3）湖泊湿地在冬季储存大量温室气体，博斯腾湖CO₂、CH₄和N₂O在春季融解的排放量占全年总累计排放量的22%、30%和12%，艾比湖占40%、0.8%和47%。（4）土壤温度、土壤含水量和土壤有机质对艾比湖CO₂排放量的促进作用较弱。pH对博斯腾湖N₂O排放起到抑制作用，土壤盐分对艾比湖CO₂和博斯腾湖CH₄排放的抑制作用较强。（5）干旱区湖泊芦苇湿地土壤全球增温潜势表现为：淡水湖＞咸水湖，淡水湖和咸水湖芦苇湿地在百年尺度上对全球变暖均有促进作用。

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北极山地冰川物质平衡变化及其对气候的响应

王盼盼, 李忠勤, 王璞玉, 何海迪, 梁鹏斌, 牟建新

2020 (5): 1205-1214. doi: 10.13866/j.azr.2020.05.13

摘要 ( 604 )

PDF(3515KB) ( 207 )

冰川物质平衡作为表征气候变化的重要指标，通常被用来评估冰川对径流及海平面上升的贡献。本文采用世界冰川监测服务处（World Glacier Monitoring Service, WGMS）最新公布的物质平衡、平衡线高度及积累区面积比率资料，以北极地区具有长时间观测序列的23条冰川为研究对象，分析了北极山地冰川物质平衡状况及物质平衡与平衡线高度和积累区比率的关系。分析表明：（1）1960—2017年北极冰川厚度平均减薄14.8 m，俄罗斯北极减薄最小，为4.3 m，阿拉斯加地区减薄最严重，为27.7 m；（2）23条冰川中，仅Engabreen冰川平均物质平衡为正值，Kongsvegen冰川保持微弱的负平衡，其他21条冰川的物质平衡均处于较强的负平衡状态，北极冰川整体物质损失严重；（3）过去60 a，北极冰川物质平衡整体呈负平衡，20世纪90年代后期开始，冰川开始加速消融，损失速率从-128.2 mm·a^-1上升至-594 mm·a^-1；（4）物质平衡与平衡线高度呈负相关，与积累区比率呈正相关，相关性显著；（5）北极气温升高是冰川物质消融的主要原因，90年代之后气温大幅度升高造成同期冰川物质大量流失，降水量对物质平衡影响较小。

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基于地下水动态和经验模型的巴丹吉林沙漠潜水蒸发量级——以苏木吉林湖区为例

张文佳, 王乃昂, 于昕冉, 牛震敏, 赵力强

2020 (5): 1215-1222. doi: 10.13866/j.azr.2020.05.14

摘要 ( 564 )

PDF(4752KB) ( 279 )

为确定巴丹吉林沙漠腹地湖区潜水蒸发对地下水排泄的贡献量级，以沙漠腹地的苏木吉林湖区为研究区，使用高分辨率影像、DEM和实测的地下水埋深提取了研究区湖泊水面、不同类型植被区及不同地下水埋深区的范围，基于地下水动态信息法和潜水蒸发经验模型分别计算了植被覆盖区和裸地的潜水蒸发量。结果表明：（1）同时期内芦苇观测点潜水蒸发量大于芨芨草-白刺观测点，且两者分别在生长中期、前期达到峰值。（2）同等大气蒸发条件下，苏木吉林湖区有植被覆盖的潜水蒸发总量比无植被覆盖条件下多16%～18%，仅使用裸地潜水蒸发经验模型计算会产生较大误差。（3）苏木吉林湖区潜水蒸发总量占湖区地下水排泄总量的11.3%～13.2%，证明潜水蒸发是巴丹吉林沙漠湖区水量平衡研究中不可忽略的关键因素之一。

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民勤荒漠植物叶片水分吸收性状研究

王飞, 郭树江, 韩福贵, 王方琳, 张卫星, 张裕年

2020 (5): 1256-1263. doi: 10.13866/j.azr.2020.05.18

摘要 ( 407 )

PDF(3077KB) ( 330 )

在水分输入以小量级降水和凝结水为主导的干旱区，植物叶片吸收水分策略具有尤为重要的生态意义。以民勤地区20种荒漠植物为研究对象，测定叶片单位面积吸水量（LWUC）、含水量增加率（RW）、水分饱和亏（WSD）、比叶面积（SLA）、干物质含量（LDMC），分析植物各叶片性状的分布规律及其相互关系，并比较不同功能群植物叶片水分吸收性状的变异特征。结果表明：（1）叶片可以吸收水分，具有利用小量级降水的能力；叶片性状存在较大的种间差异。（2）叶片LWUC与LDMC呈极显著负相关（P＜0.01），RW与WSD呈极显著正相关（P＜0.01）。（3）不同生长型植物叶片LWUC、RW、WSD差异不显著（P＞0.05）。（4）不同质地植物叶片LWUC差异极显著（P＜0.01），其中，肉质多汁类型植物显著（P＜0.05）高于草质、革质类型植物，肉质多汁和叶片退化类型植物差异不显著（P＞0.05）。（5）不同叶面性状植物叶片LWUC差异不显著（P＞0.05），但覆毛类型植物叶片RW、WSD极显著（P＜0.01）高于光滑叶面平均值。总之，本研究可以加深对荒漠生态系统不同功能型植物利用水资源方式和策略的理解，增强对荒漠植物生态适应对策和荒漠植被格局变化的认识，并为其保护和恢复提供科学依据。

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古尔班通古特沙漠降雨过程中梭梭与白梭梭冠层养分的变化特征

岳跃蒙, 李晨华, 徐柱, 唐立松

2020 (5): 1293-1300. doi: 10.13866/j.azr.2020.05.22

摘要 ( 506 )

PDF(4426KB) ( 214 )

干旱区养分相对匮乏，雨水流经冠层后有效的养分输入对干旱区植物的生长发育意义重大。本文通过对古尔班通古特沙漠南缘主要建群种梭梭（Haloxylon ammodendron）与白梭梭（Haloxylon persicum）降雨过程中冠层养分的研究，分析树干茎流、穿透雨以及雨水中碳、氮、磷的浓度差异，明确雨水流经植物冠层后各离子的变化特征。结果表明，雨水在经过梭梭与白梭梭冠层后总有机碳（TOC）、总氮（TN）浓度增加显著，总磷（TP）增加并不显著。铵态氮（NH₄⁺-N）浓度变化与TN基本一致，硝态氮（NO₃^--N）、亚硝态氮（NO₂^--N）浓度差异性不完全显著；其中，树干茎流有机氮（TON）的比例最高，在TN中所占比例始终大于50%。对于不同养分输入的平均浓度，除TP、NO₃^--N外，其他离子均有所增加；TP、NO₃^--N、NO₂^--N浓度较低，在树干茎流、穿透雨以及雨水中的变异系数较大。

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基于三维生态足迹模型的天山北麓绿洲生态安全评价

李鹏辉, 徐丽萍, 刘笑, 吴品儒

2020 (5): 1337-1345. doi: 10.13866/j.azr.2020.05.27

摘要 ( 510 )

PDF(5646KB) ( 269 )

运用改进三维生态足迹模型对2000—2016年天山北麓绿洲生态安全进行评价。结果表明：（1）17 a来天山北麓绿洲的整体生态环境处于不可持续的发展状况，生态占用面积持续增加，生态足迹广度由8.38×10⁶ hm²上升到2.73×10⁷ hm²，平均增速为1.11×10⁶hm²·a^-1，生态安全受到严重威胁。（2）2002年后天山北麓绿洲不可持续状况的相对差异逐渐减小，内部各行政单元的人均生态赤字相对差异逐渐缩小。（3）天山北麓绿洲生态利用效率整体上呈现增加趋势，17 a间翻了三番，对于资源的利用程度日趋充分，单位资源创造的经济价值不断增加，但在各年份变化率波动较大，波动幅度在-18.23%～120.84%之间。（4）天山北麓绿洲生态适度人口虽呈现出波动增长趋势，但对于资源的需求和利用也在迅速增加，持续增加的人口规模给生态环境造成巨大压力。最后为缓解生态压力，减小生态赤字，促进天山北麓绿洲的可持续发展提出了建议和对策。

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