河西走廊中段荒漠植被组成及土壤养分空间分布特征

荒漠植被是河西走廊绿洲生态安全防护的重要屏障,研究荒漠植被组成及土壤养分分布特征对于荒漠—绿洲过渡带荒漠植被建设及管理有重要意义。本研究基于大量野外调查,并使用传统统计学与地统计学方法,研究了河西走廊中段及巴丹吉林沙漠南缘荒漠植被组成及土壤养分特征,并解析了其与环境因子的相关关系。结果表明：河西走廊中段及巴丹吉林沙漠西南缘荒漠区植物组成单一,多样性较低,且植物种类集中在少数科中,出现频度高的植物均为红砂(Reaumuria songarica)和白刺(Nitraria tangutorum)等典型荒漠植物。草本植物分布与年均降水量有较强相关性,研究区最南端的山丹县草本生物量达到108.01 g·m^-2,在一定年降水量区间,灌木生物量随降水增加而增加,最高值出现在靠近祁连山北坡的肃州区,为134.03 g·m^-2;降水量的增加,会显著促进草本植物的生长。研究区表层土壤有机碳、总氮、总磷含量最高,其平均值分别为2.12 g·kg^-1、0.25 g·kg^-1、0.41 g·kg^-1,...     

生态系统服务分类的研究进展

建立一套科学有效的生态系统服务分类体系不仅是生态系统服务研究的重点内容,也是全面客观地评估生态系统服务价值的重要前提。通过回顾生态系统服务及其分类体系的发展过程,对生态系统服务分类体系的研究现状进行了综合评述,探讨分析了现有分类体系中存在的问题及未来发展趋势。最后指出,只有不断提高对生态系统的认识,考虑人类福利与需求,结合决策背景与目的,才能得到合理的分类体系,进而精确评价生态系统服务。     

祁连山区不同尺寸双环入渗仪对比试验

设计7组不同内外径的双环入渗仪,在位于祁连山区的黑河上游平坦草地开展多次野外土壤入渗试验,对比分析双环入渗仪内外环尺寸对土壤入渗率和饱和导水率的影响。结果表明,双环入渗仪内径相同时,外径越大则稳定入渗率和饱和导水率越小;外径相同时,内径越小则稳定入渗率和饱和导水率越小。初始入渗率与双环入渗仪尺寸关系不显著,但稳定入渗率和饱和导水率与入渗仪缓冲指数呈显著负相关。综合考虑安装简便,用水条件,试验可靠等多方面因素,推荐山区使用内径20cm,外径40cm的双环入渗仪。     

胡杨的夜间蒸腾——来自树干液流、叶片气体交换及显微结构的证据

不完全的气孔关闭引起的夜间蒸腾在不同物种和环境中普遍存在,且其大小与水汽压差和土壤水分有效性正相关,这意味着荒漠河岸林是研究夜间蒸腾的理想区域。本文基于木质部液流、叶片气体交换、显微结构及环境因子测定证实了胡杨夜间蒸腾的存在:1)夜间叶片气孔是不完全关闭的,平均气孔导度为45 mmol/(m2·s),远大于文献报道的杨属最小气孔导度(约为5 mmol/(m2·s)),平均蒸腾速率为0.7 mmol/(m2·s),两者分别占白天的26%和17%,这表明高的气孔导度和蒸腾速率主要是气孔开放引起;2)木质部平均液流速率白天为31.3 cm/h,夜间为16.5 cm/h,约为白天的53%,无论是白天还是夜间,液流速率与水汽压差均呈显著的对数关系,水汽压差可以解释55%的夜间液流变化,这表明夜间液流由蒸腾和组织补水两部分组成,因此,如何将夜间液流区分为夜间蒸腾和组织补水还有待进一步研究。午夜后液流速率的增加与木质部水势和径向生长变化是一致的,而与水汽压差是相反的,说明午夜后液流速率的增加是组织补水而非蒸腾。      

流动沙地建植人工固沙梭梭林的土壤演变过程

梭梭是西北干旱区人工固沙植被建设的主要树种,人工固沙梭梭林建植后植被系统的演变受土壤发育的影响。在河西走廊中段临泽平川绿洲边缘选择0、3、6、9、16和40 a时间序列的固沙梭梭林地,研究人工固沙植被建植后的土壤发育过程,探讨梭梭植物与土壤反馈作用及其对植被系统演变的影响。结果表明,随着梭梭种植年限的增加,土壤黏粉粒、有机碳(SOC)和全氮(TN)含量逐渐增加,但显著变化发生在种植9 a以后的0~20 cm表层土壤,而盐分的积累发生在0~100 cm整个土层,20~80 cm土层的盐分积累量高于表层0~20 cm;盐分组成中,24 SO-、Ca2+和Na+含量随着梭梭种植年限的增加而增加,在16 a和40 a梭梭林土壤剖面中有显著积累。梭梭种植16 a和40 a后,0~10 cm土层SOC含量较未造林沙地分别增加3.3倍和5.7倍、0~100 cm土壤剖面盐分含量分别增加5.4倍和6.5倍,表明梭梭生长发育过程中土壤盐分积累较SOC和养分积累更为显著。盐分的积累可能对草本植物的生长发育产生负效应,进而影响人工植被系统的稳定性。在流动沙地建植人工梭梭林40 a的时间序列上,土壤从干旱砂质新成土向干旱正常新成土发育;随着盐分的进一步积累和干旱区钙化过程,最终可能演变为钙积正常干旱土,但需更长时间尺度的观测研究。     

间伐对祁连山青海云杉人工林土壤水分的影响

利用EM50土壤水分监测仪,在样地尺度上,测定了祁连山青海云杉天然林、无间伐和间伐强度为20%的人工林地生长季节的土壤水分,对比分析间伐对人工林土壤水分的影响。结果表明:未间伐人工林林地表层(10 cm)土壤含水量显著高于间伐强度为20%的人工林和天然林,间伐导致了人工林林地表层土壤水分下降;而对于深层土壤含水量而言,间伐措施又显著提高了深层60 cm处的土壤含水量。与天然林地土壤含水量相比,无间伐人工林深层60 cm和80 cm处的土壤体积含水量仅为天然林的49.7%和52.1%,深层土壤已经出现旱化现象,间伐措施能够减缓这种旱化现象。     

集群种植方式对棉花田间小气候效应和产量的影响

为探讨传统种植(1穴1株)和集群种植(1穴3株)方式下棉花产量及田间微环境差异,在甘肃河西走廊干旱荒漠绿洲区对传统种植和集群种植方式下棉花的产量和微环境进行对比研究。结果表明,集群种植下棉花的经济产量显著高于传统种植,集群种植下穴距配置对产量产生一定的影响,穴距为28cm时棉花的单铃质量和皮棉产量最高,并且显著提高了棉花衣分;集群栽培可有效增加单位面积铃数,提高棉花中后期群体光截获率和冠层湿度,降低棉花冠层温度,对棉花群体内部CO2摩尔分数仅有微弱的影响。因此,相对于传统种植方式,集群种植可显著改善棉花群体微环境,进而提高棉花的经济产量,且穴距为28cm是集群种植获得较高产量的最佳穴距。     

河西走廊荒漠-绿洲蒸散对夏季高温天气响应的初步研究

高温事件对水文过程的影响以及生态系统对高温事件的响应成为全球变化关注的重要问题之一。以2010年7月20-30日河西走廊临泽地区出现的持续高温天气为案例,初步探讨了高温期间该地区水面蒸发、参考作物蒸散量和植物蒸腾的变化规律,分析了蒸散产生变化的主要原因,并分析了气温与蒸散之间的关系。结果表明：高温期间水面蒸发量比多年同期平均值增加42%,参考作物蒸散比多年同期平均值增加19%。平均气温和最高气温增加是其变化的主要原因。回归分析表明,在2005-2009年7月20-30日平均气温距平值每升高1 ℃时,水面蒸发距平值增加0.58 mm;最高气温距平值每升高1 ℃时,水面蒸发距平值增加0.39 mm。而对于参考作物蒸散而言,在2005-2009年7月20-30日平均气温距平值每升高1 ℃,参考作物蒸散量距平值增加0.11 mm;最高气温距平值每升高1 ℃,参考作物蒸散量距平值增加0.06 mm。荒漠灌木沙拐枣蒸腾速率在2010年高温期比2008-2009年同期平均值增加373%,在2008-2009年7月20-30日,相对湿度距平值每增加1%,蒸腾速率减少0.39 g•cm-²•d-¹。     

基于CVM的农户水价支付意愿及其影响因素分析——以张掖市甘临高三地为例

科学合理的水价制度有助于促进水资源的可持续利用.农户作为农业灌溉用水的主体,在制定与实施水价政策的过程中必须考虑他们对水价的态度和承受能力.文中以黑河流域张掖市甘州区、临泽县和高台县为例,设计问卷实地调查获取数据,利用条件估值法(CVM)评估了农户对农业灌溉用水水价的支付意愿,通过列联表方法分析了支付意愿的影响因素.结果表明:1)农户的水价平均支付意愿为75.37元·亩-1;2)影响因素分析中,支付意愿与总播种面积、玉米播种面积、灌溉用水类型、家庭总收入、家庭主要劳动力年龄、个体风险认知和所在区域7个因素显著相关(Approx.Sig＜0.05);与灌溉方式存在较明显的相关关系(Approx.Sig＜ 0.1).研究结果证明,运用CVM评价农户对农业水价的承受能力具有一定实践意义,可为水价改革制度的制定和实施提供借鉴.     

基于Bp神经网络和Ball-Berry模型的胡杨气孔导度模拟

以2014年5月至9月胡杨气孔导度和环境因子的实测数据,分析了胡杨气孔导度的季节变化特征,并基于Bp神经网络和Ball-Berry模型对胡杨气孔导度进行了模拟研究.结果表明:胡杨气孔导度峰值的出现时间春季要早于夏、秋季节.在不同季节,光合有效辐射均是影响胡杨气孔导度最敏感的环境因子.利用Bp神经网络模型对春季、夏季和秋季胡杨气孔导度的模拟值与实际观测值基于1∶1直线的决定系数最高可达0.9078;利用Ball-Berry模型对春季、夏季和秋季胡杨气孔导度预测值的决定系数最高为0.5807.在不同光合有效辐射水平下也对春季、夏季和秋季的胡杨气孔导度进行了模拟,Bp神经网络对气孔导度模拟值与观测值基于1:1直线决定系数最高为0.6739,Ball-Berry模型的决定系数最高为0.5477,在光合有效辐射较弱时,Ball-Berry模型的模拟效果较Bp神经网络效果好,但随着光合有效辐射的增强,Bp神经网络的模拟精度要高于Ball-Berry模型.