不同生态修复技术下退化高寒沼泽湿地土壤及植被化学计量特征

本研究利用不同生态修复技术对玉树隆宝退化高寒沼泽湿地进行修复,分析了喷灌(I)、禁牧(II)、春季禁牧(III)、喷灌+禁牧(IV)和喷灌+春季禁牧(V)对退化高寒沼泽湿地土壤及植被碳(Carbon, C)、氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)化学计量学的影响。结果显示：与对照(VI)相比,I,IV和V均能显著增加0～30 cm土壤含水量(P<0.05);I能显著增加0～30 cm土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)含量、C∶N和C∶P;IV对提高0～30 cm SOC含量和C∶N具有显著作用(P<0.05),III显著提高了0～30 cm土壤C∶N(P<0.05)。与VI相比,I能显著提高莎草科植物N含量(P<0.05);莎草科植物P含量与土壤N∶P极显著负相关(P<0.001),与土壤N含量显著正相关(P<0.05)。由此可见,喷灌处理对增加土壤含水量、增加SOC积累,以及促进植物对N的利用有积极作用,且土壤N和P可通过协同作用,共同影响植物对N和P的吸收。     

柴达木地区枸杞产量与气象条件关系模型构建

在柴杞主产区内选取格尔木市台、诺木洪站2个站点的枸杞发育期及相对应的气温、降水及日照等观测资料,应用逐步回归、概率统计等方法对柴达木地区不同发育时段气象因子对产量的影响进行统计分析,结果表明：（1）枸杞产量与老眼枝开花期间日平均气温,春梢生长期间日最高气温及积温,老眼枝果实成熟期间日最低气温,夏果形成及成熟期间气温日较差,春梢生长及秋梢开花期间的日照总时数达到较高正相关。（2）枸杞产量与老眼枝开花期、老眼枝果实形成期、春梢生长期、夏果成熟期、秋梢开花期及秋果成熟期间的降水达到较高负相关。（3）将影响枸杞产量的关键气象因素与产量进行回归分析,得出柴达木地区枸杞产量与气象条件的关系方程,方程的复相关系数为0.9705,根据构建模型,回代历年产量和2019年实际预报应用,绝对误差和相对误差均较小,预报精度较高,充分说明,选取的5个气象要素能够准确预报该地区的枸杞产量,可以在实际预报业务中应用。     

青海湖流域水位和农牧业特征对气候暖湿化特征的响应研究

为揭示青海湖水位变化及农牧业特征对气候暖湿化的响应,通过分析流域气象、水位以及草地NDVI变化、建立水位评估模型,计算各因素贡献率,定量评估各要素对湖水位和农牧业的影响。结果表明:流域气候呈显著暖湿化趋势,降水量总体呈弱的增加态势,但2001—2015年增加显著并在2003发生突变;流域内平均气温、最低气温和最高气温均呈显著的升高趋势(P0.01);湖水位从1961年开始,下降趋势显著,速率为-0.5 m/10 a(P0.01);2004—2015年连续上升,上升速率达1.44 m/10 a(P0.01)并在2004年发生了突变;前一年降水量、流量及蒸发量对水位影响大,贡献率大小依次为流量、降水量和蒸发量。因此,2001—2015年的15年里降水量增加及其导致的河流径流量增加可能是水位上涨的主要原因。     

自动与人工观测土壤水分差异对比分析

利用2017年7月28日—2018年9月18日青海省海北牧试站架设的DZN2型自动土壤水分观测仪与人工烘干法平行对比观测土壤水分资料数据,通过对比差值、计算差值概率等相关统计方法,对10~50 cm土壤质量含水率进行逐层分析。结果表明：在研究时段内,海北牧试站自动与人工观测取得的数据随时间的变化趋势基本一致。自动站观测的土壤质量含水率较人工观测值偏低,其中30~50 cm差值相对较小,10~20 cm差值相对较大。根据自动站与人工观测的数据对各层土壤质量含水率进行订正,绝对误差均小于3%,表明海北牧试站自动观测的土壤水分资料基本能代替人工观测,进而为推进农业气象的自动化监测提供一定的技术支撑和理论依据。     

修正烟团轨迹模式在区域大气环境风险模拟中的应用研究(英文)

[目的]研究修正烟团轨迹模式在区域大气环境风险模拟中的应用。[方法]分析了城市区域尺度大气污染扩散的烟团轨迹模式原理,同时,以青藏高原典型河谷城市西宁市为研究对象,将经修正的烟团轨迹模式——CALPUFF应用于西宁市大气环境风险预测。[结果]简单的烟团轨迹模式对污染物长距离输送或在复杂地形、流场模拟中难以满足,而CALPUFF能较好的应用于城市区域尺度及复杂地形和下垫面条件下,模式具有较高的分辨率,能清楚描绘出污染物输送与扩散的初始状况和细致分布。在青藏高原典型河谷城市西宁市大气环境风险预测中,西宁低空风场典型表现为湟水河谷盛行西北风,北川河谷则多为偏北风,同时高空出现逆温层结,以上典型气象条件对污染源下风方的西宁市区影响最重。模拟结果表现出烟团主要沿湟水河谷扩散,并出现山体对烟团的阻碍效应、烟团因流场在山脊处出现形变以及山谷风环流影响等非定常扩散现象,扩散轨迹符合复杂地形下流场影响的特征和规律。[结论]该研究结果对准确预估大气环境风险事件在复杂地形城市中的扩散特征、影响范围及程度具有重要意义。     

青海省东部农业区一次防雹个例分析

利用形势场、地面图和物理量场等资料对2015年7月13日青海省门源县冰雹天气进行诊断分析,用雷达对作业前后冰雹云的特征量分析来判断人工防雹作业的效果。结果表明:此次门源县的冰雹发生在高温、高湿及强的垂直风切变的环境下;闪电最大频次出现在降雹时间段内,正好处于强回波发展旺盛的阶段,负闪明显多于正闪;炮击雹云后雷达回波顶高下降,回波强度减弱,垂直液态水含量(VIL)45 kg/m~2范围逐渐变小。     

近20年长江源头各拉丹东冰川变化及其对气候变化的响应

基于1992、2002、2008年三个时相TM数字遥感影像和1:10万地形图数据,通过目视解译方法提取冰川面积,研究了青藏高原腹地长江源头各拉丹东地区冰川变化问题。结果表明:各拉丹东地区总冰川面积自1992年以来呈持续下降趋势,面积由1992年的931.59km2减少至2002年的927.66km2,至2008年时缩减至915.13km2。1992~2008年冰川面积共减少了16.46km2,年平均递减约1.03km2,总面积减少约1.77%。2002-2008年总面积下降约1.35%,约为1969-2000年的31a间冰川消融面积的80%,表明近二十年青藏高原腹地冰川退缩速率明显加快。进一步分析发现,面积较小的冰川其消融或退缩速度更快,面积较大的则相对较为缓慢。在总体退缩趋势下,2号冰川末端部分地区2002年出现了增长趋势,其变化趋势表现为:退缩-短暂前进-退缩。对影响冰川变化气候因子分析表明,近几十年青藏高原地区升温所引起的气候变暖是影响20世纪90年代中期以来该地区冰川加速消融的根本原因,气候显著变暖冰川明显退缩。     

高寒草地干湿生态系统土壤水分及入渗对降水的响应

为厘清高寒草地土壤水分动态对降水的响应,利用2015-2017年的降水和不同土层(5、10、20、30和40 cm)土壤水分连续观测数据,分析了高寒草原和沼泽草甸生长季土壤水分变化及入渗对降水事件的响应.结果表明:相比于草原,生长季沼泽草甸降水频次较高,小降水事件占比较大.草原和沼泽草甸土壤水分对降水事件的响应存在较大差异,小降水事件(≤5 mm)仅增加了草原5 cm土层土壤含水量,而对沼泽草甸0～40 cm土壤剖面各层土壤含水量均起到微弱的补充;草原5～10 mm的降水事件明显增加了10 cm土层土壤含水量,而>10 mm的降水事件才可明显补充10 cm以下土层土壤含水量;在沼泽草甸>5 mm的降水事件对40 cm土层土壤含水量的增加较上层(0～30 cm)明显.土壤水分增量不仅受降水事件大小和强度的显著影响(P<0.001),同时受降水前表层(0～10 cm)土壤含水量和降水期间气温的显著影响(P<0.05).相比草原,沼泽草甸土壤中湿润锋运移较快;小降水事件发生时,沼泽草甸0～40 cm土壤剖面蓄水量增加较多;大降水事件发生时,沼泽草甸0～40 cm土壤剖面蓄水量增加较少.结果表明,草原大降水事件(>10 mm)占比较大的特征对于土壤剖面蓄水具有重要作用,沼泽草甸高频次降水和雨水渗透更快更深的特征,有利于土壤更频繁获取和有效地保持水分资源.该研究结果可为理解高寒草地区域尺度上复合生态系统土壤水分维持对降水格局的响应提供理论基础.