荒漠草原中间锦鸡儿(Caragana intermedia)冠层穿透雨的发生与分布特征

为进一步认识荒漠草原带状人工中间锦鸡儿林（Caragana intermedia）植被稳定性维持的生态水文过程机制，通过对行生和散生中间锦鸡儿冠层穿透雨的对比研究，结果表明：① 两者对降水变化响应显著，但是差异不显著。散生和行生中间锦鸡儿穿透雨百分比变化范围分别为25.6%~96.5%（Cv = 23%）和25.4%~96.1%（Cv = 19%），穿透雨量均值分别为7.55 mm和7.40 mm。穿透雨量与降雨量、降雨历时、降雨强度都具有极显著的线性回归关系，但是穿透雨百分比与降水特征参数以幂函数关系为主。② 冠层下穿透雨分布存在明显的空间异质性。穿透雨百分比普遍随距灌丛基部距离的增大而线性增大。 “旱区”集中出现在散生中间锦鸡儿灌木的基部，向外百分比逐步提高；行生中间锦鸡儿则出现了多个旱区和雨极镶嵌分布的情况。     

黑河上游冰沟流域4种土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系

为了探讨黑河上游冰沟流域不同土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系,为黑河上游冰沟流域水源涵养研究提供科学依据,采用野外采样,室内分析方法,研究了4种土壤有机碳分布特征及其与土壤特性的关系。结果表明：4种土壤有机碳含量和密度在整个土壤剖面上均表现为：森林灰褐土＞高山灌丛草甸土＞高山草甸土＞山地栗钙土,且垂直分布均随土壤深度增加而减少,说明黑河上游冰沟流域的森林灰褐土比其它土壤更有利于土壤有机碳储存和积累。森林灰褐土0～10 cm土壤有机碳密度为4．54 kg·m-2,略高于我国森林土壤0～10 cm土壤平均碳密度（4．24 kg ·m-2）,说明黑河上游冰沟流域的森林灰褐土区雨量充沛,林下植被丰富,凋落物现存量充足。4种土壤0～10 cm土层有机碳含量是整个土壤剖面土壤有机碳含量的30．69％～37．99％,有机碳密度是整个土壤剖面有机碳密度的29．31％～36．77％,说明黑河上游冰沟流域土壤有机碳含量和有机碳密度在表层具有很强的表聚性,不合理的人为活动引发的水土流失极易造成土壤有机碳储量的减少,应增加黑河上游冰沟流域植被覆盖度,保护生态环境,减少水土流失。4种土壤有机碳、全氮、CEC、田间持水量、团聚体在整个土壤剖面上均随土层深度增加而降低,而土壤容重、pH值在整个土壤剖面上均随土层深度增加而增大。经回归统计分析,4种土壤有机碳含量与土壤田间持水量、团聚体、全氮、CEC之间呈显著的正相关关系,与土壤容重、pH之间呈显著的负相关关系。这种变化规律与多数学者研究结果基本一致。     

青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production，NPP)，结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE），探究其时空分布特征，以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势，增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1，14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性，呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大，占青藏高原总面积的55.63%，呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部，以及东部的边界地区，呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间，变化稳定的区域所占面积最大，为总面积的43.43%，主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异，具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上，青藏高原草地PUE与降水成负相关关系，而与气温呈正相关，PUE的变化对降水响应更加敏感。     

2001—2014年博斯腾湖流域地表温度时空分异特征及归因

以3S技术为支持，在MODIS地表温度产品精度验证的基础上，采用空间分析、统计和趋势分析法，探讨了博斯腾湖流域2001—2014年不同土地利用类型下地表温度的差异性变化特征，辨析了地表温度的时空分异特征及归因。结果表明：(1) MODIS LST产品在博斯腾湖流域的精度（平均R²=0.96）总体上满足要求，可用于地表温度的时空分布研究。(2) 流域内平均地表温度的年际波动较大，以2002、2007年和2013年尤为突出，分别超出多年平均值0.45℃、0.59℃和0.29℃；年内地表温度呈单峰型分布，季节性变化明显，地表温度高值主要集中在3—8月，最高值出现在7月。(3) 地表温度空间格局呈东南高于西北的变化趋势，尤其在植被覆盖度低的区域地表温度较大；土地利用覆被类型影响着地表温度的时空分布状况，各种土地覆盖类型的年均地表温度排序依次为沙漠>裸土>旱地>稀疏草地>湖泊>草原>草本沼泽>草甸。(4) 博斯腾湖流域地表温度变化趋势呈严重减少、轻微减少、基本不变、轻微增加和显著增加的区域面积分别占5%、13%、39%、36%和7%，以基本不变和轻微增加为主。地表温度的时空变化不仅受大尺度气候变化的影响，还主要受土地类型性质等差异的影响，二者共同作用构成了不同地理区域及景观的温度场格局，绿色植被对区域地表温度的时空分布具有重要的调节作用。     

河西走廊荒漠化区域景观动态及变化机理分析

应用马尔科夫模型法 ,对河西走廊荒漠化区域景观动态及变化机理进行分析研究 ,结果表明 :河西走廊的景观基质以沙漠和戈壁为主 ,在过去近半个世纪里没有发生根本性变化 ;各景观要素的斑块大小及变化特点是戈壁、流动沙地和半固定沙地等类型的平均斑块面积较大 ,且呈增大态势。而林地、固定沙地、水域和耕地等类型的平均斑块面积较小 ,并且呈减小态势 ;1 949～ 1 995年 ,景观要素转化速率较高的类型主要为耕地、草地、林地、固定沙地和半固定沙地 ,主要的转化形式有流动沙地与固定沙地、半固定沙地间的相互转化 ,盐碱地、耕地、草地、固定沙地、水域等向半固定沙地的转化 ,草地和水域向固定沙地的转化 ,各种不同土地类型向潜在沙化土地转化 ,以及耕地、林地、草地三者之间的相互转化。景观动态表明 ,该区域土地退化极易发生 ,而生态恢复则相对困难 ,区域景观格局总体上呈现向荒漠化方向发展态势。     

阿拉善荒漠区的景观生态分区

本文是国家自然科学基金重点项目 :“阿拉善荒漠区生态系统受损机制与重建研究”中的一项基础性研究内容 ,在全面进行景观生态考察 ,运用 TM卫星遥感信息编制景观生态系列图 ,并对景观生态条件和景观类型进行分析的基础上制订了阿拉善荒漠区的分区方案 :首先划分出阿拉善中东部的沙质、沙砾质荒漠区和阿拉善北部到额济纳的石质、砾质荒漠区。前者又分出 :腾格里沙漠区、乌兰布和沙漠区、巴丹吉林沙漠区、贺兰山区、贺兰山西麓山前平原区、沙尔札—雅布赖低山残丘区、龙首山及山前区。后者分为 :外阿尔泰地区、额济纳绿洲区、弱水古洪积平原区、包尔乌拉—马鬃山区。     

Vertical distribution and storage of soil organic and inorganic carbon in a typical inland river basin,Northwest China

Knowledge of soil carbon(C) distribution and its relationship with the environment can improve our understanding of its biogeochemical cycling and help to establish sound regional models of C cycling. However, such knowledge is limited in environments with complex landscape configurations. In this study, we investigated the vertical distribution and storage of soil organic carbon(SOC) and soil inorganic carbon(SIC) in the 10 representative landscapes(alpine meadow, subalpine shrub and meadow, mountain grassland, mountain forest, typical steppe, desert steppe, Hexi Corridor oases cropland, Ruoshui River delta desert, Alxa Gobi desert, and sandy desert) with contrasting bioclimatic regimes in the Heihe River Basin, Northwest China. We also measured the 87 Sr/86 Sr ratio in soil carbonate to understand the sources of SIC because the ratio can be used as a proxy in calculating the contribution of pedogenic inorganic carbon(PIC) to total SIC. Our results showed that SOC contents generally decreased with increasing soil depth in all landscapes, while SIC contents exhibited more complicated variations along soil profiles in relation to pedogenic processes and parent materials at the various landscapes. There were significant differences of C stocks in the top meter among different landscapes, with SOC storage ranging from 0.82 kg C/m~2 in sandy desert to 50.48 kg C/m~2 in mountain forest and SIC storage ranging from 0.19 kg C/m~2 in alpine meadow to 21.91 kg C/m~2 in desert steppe. SIC contributed more than 75% of total C pool when SOC storage was lower than 10 kg C/m~2, and the proportion of PIC to SIC was greater than 70% as calculated from Sr isotopic ratio, suggesting the critical role of PIC in the C budget of this region. The considerable variations of SOC and SIC in different landscapes were attributed to different pedogenic environments resulted from contrasting climatic regimes, parent materials and vegetation types. This study provides an evidence for a general trade-off pattern between SOC and SIC, showing the compensatory effects of environmental conditions(especially climate) on SOC and SIC formation in these landscapes. This is largely attributed to the fact that the overall decrease in temperature and increase in precipitation from arid deserts to alpine mountains simultaneously facilitate the accumulation of SOC and depletion of SIC.     

玛纳斯河流域水文循环二元分化生态效应研究

人类活动对水资源的集约高效利用使绿洲水文循环产生了二元分化,天然、人工水循环的彼此消长,改变了水资源在人工绿洲、天然绿洲及过渡带之间的时空分布和转化条件。以新疆玛纳斯河流域为靶区,根据已有的分布式水文循环模型及水文监测资料统计分析得出,绿洲引用水对2000m以上的山地暂无影响,但平原区水循环发生了了以人工水循环为主导的二元分化。人工绿洲、天然绿洲、过渡带和荒漠间生态统一性出现无序化趋势,造成绿洲-荒漠生态呈现出对抗趋势。     

贺兰山西坡不同类型草地土壤酶活性特征

以阿拉善左旗境内贺兰山中段（西坡）山前地带的主要草地类型为对象,分析不同类型草地土壤酶活性的分布特征,及其与气候、植被和土壤等环境因子的关系。结果表明：① 随着海拔高度的降低,土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性表现为：高山草甸＞山地草原＞山地荒漠草原＞草原化荒漠,且在0～10 cm土层的差异尤其显著;② 各类草地土壤酶活性均沿土壤垂直剖面依次降低,差异呈显著性水平;③ 偏相关及逐步回归分析表明,影响该区草地土壤脲酶和蔗糖酶活性最主要的因素为土壤微生物碳氮、有机碳和全氮,碱性磷酸酶主要受土壤微生物碳和全氮影响,对过氧化氢酶影响最大的因子为土壤微生物碳、pH、全氮和降水量。     

民勤黑果枸杞形态学特征与土壤因子的关系

通过对民勤绿洲外围4种不同立地类型黑果枸杞群落物种组成、生长特征、土壤因子等的调查,分析不同立地类型土壤因子对黑果枸杞生长的影响。结果表明:①不同立地类型黑果枸杞群落物种结构简单,共出现12科24属28种,存在多个单属单科单种现象,多为适应干旱盐碱化的藜科、蒺藜科植物,无乔木和高大灌木,黑果枸杞在不同立地类型中优势地位明显。②黑果枸杞群落丰富度指数砾石地高于盐碱地、覆沙地及固定或半固定沙丘地(P<0.05);多样性指数砾石地高于盐碱地,盐碱地高于覆沙地及固定或半固定沙丘地(P<0.05)。③不同立地类型黑果枸杞密度表现为:盐碱地>覆沙地>固定或半固定沙丘地>砾石地。株高表现为:固定或半固定沙丘地>盐碱地>覆沙地>砾石地。冠幅表现为:固定或半固定沙丘地>盐碱地>砾石地>覆沙地。④土壤速效钾、有效磷、全磷及有机质含量均为盐碱地显著高于其他3个立地类型(P<0.05),全钾、全氮含量在4种不同立地类型之间差异性不显著(P>0.05)。不同土层中土壤因子变化规律不同。⑤土壤水分随土层深度的增加变化趋势不同,砾石地和固定或半固定沙丘地中土壤含水率随土层深度的增加而增加,覆沙地随土层深度的增加呈现波动变化,盐碱地随土层深度的增加变化不大。⑥黑果枸杞的生长状况和形态学特征株高、冠幅等受土壤水分、土壤氮、磷、钾及有机质等土壤因子的影响和制约,且10~20 cm土层深度土壤因子影响最为密切。     

不同草地类型土壤有效态微量元素含量特征

以贺兰山西坡不同草地类型土壤为对象,研究了土壤中微量元素Fe,Mn,Zn,Cu有效态含量特征及土壤有机碳、pH值、黏粉粒含量与气候因素之间的相互关系。结果表明:土壤有效态Fe,Mn,Zn的含量随着海拔的降低而逐渐降低,有效态Cu含量的积累顺序为:山地草原>荒漠化草原>高山草甸>草原化荒漠。4种元素在各种草地类型的积累量变化为:高山草甸Fe>Mn>Zn和Cu;山地草原和荒漠化草原Fe>Mn>Cu>Zn,草原化荒漠土壤中Fe和Mn含量差异不大,并大于Zn和Cu。土壤有效态Fe,Mn,Zn的含量与年均降水量、土壤有机碳、<0.05 mm黏粉粒含量都呈显著正相关,而与年均温度和土壤pH值呈显著负相关。土壤有效态Cu含量与年降水量、年均温度、土壤有机碳含量和<0.05 mm黏粉粒含量基本呈二次多项式,而与土壤pH相关性不显著。影响土壤有效态Fe和Mn含量的关键因素,0~20 cm土层为有机碳、年降水量和年均温,而20~40 cm土层土壤有机碳是其最重要的影响因素。0~20 cm土层土壤有效态Zn主要受土壤pH、黏粉粒含量和年降水量的影响。     

应用神经网络RBF估算青海省东南沙区土壤蒸发

蒸发是地表能量平衡和水分平衡的重要组成部分。2006-2009年在青海东南部沙区半固定沙丘,利用微型蒸发器(MLS)对土壤蒸发进行了测定,结合气象观测数据,利用RBF神经网络技术,建立了沙区半固定沙丘土壤蒸发模型,并应用多元回归技术进行了验证。结果表明：已经构建的RBF神经网络计算土壤蒸发与实测值吻合较好,均方差是0.14 mm,其绝对误差和均方差均小于多元线性回归计算值。模型在确定沙区土壤蒸发中具有实用可靠的优势。     

新疆天山天池风景名胜区的后续开发

新疆天山天池风景名胜区旅游开发目前主要集中在以天池为中心的湖滨区，景区已出现旅游吸引力不足、旅游活动内容单调、旅游环境容量有限等一系列问题，着手进行后续旅游开发势在必行。实际上，就资源、客源、交通等条件而言，天池景区的后续开发均有保障，并预期有良好的社会、经济、环境效益。通过实际调查，建议选择开发吉岩坚沟百花园景区，在三个岔沟的冰川和冰湖区建立冰川公园。同时必须关注天池湖面缩小、旅游与牧业、相邻行政区协调、自然保护区区域划分等相关问题，尤其是做好防止天池退缩的环境保护工程。     

天山北坡中段草地类型α多样性研究

定量比较天山北坡中段乌鲁木齐地区各草地植被垂直带中具代表性的16个主要草地类型的植物多样性指数、物种丰富度指数和均匀度指数。从各草地类型多样性指数大小来看,山地草甸>草甸草原>典型草原>荒漠草原>亚高山草甸>高寒草甸>荒漠。其中分布于山地草甸的鸭茅+草原老鹳草+杂类草的草地类型和草原老鹳草+杂类草+禾草的草地类型的物种多样性指数最大,而分布于荒漠带土质生境的散枝猪毛菜+角果藜的草地类型和小蓬草地类型的物种多样性指数最小。其结果反映了生境异质性沿着水、热生态梯度变化的规律;从草地物种多样性的角度,揭示了不同草地类型在组成、结构、功能和动态的差异;通过指数间相关关系的分析,探讨草地类型多样性与草地生产力的相互影响,可为该地区的生物多样性资源保护提供科学依据。