近30年祁连山南坡降水量变化特征分析

祁连山南坡地区作为西北干旱区重要的水源涵养区,其生态地位十分重要,而降水的变化直接关系到祁连山南坡水源涵养量的变化,甚至可以改变祁连山南坡的生态环境。因此,研究祁连山南坡降水量变化特征具有重要的社会和科学意义。利用1986—2015年祁连山南坡祁连、野牛沟、托勒和门源4个气象台站逐月降水量数据,通过降水年内分配特征、年际变化特征、汛期降水量特征和降水量季节变化特征4个方面,对祁连山南坡降水量变化特征进行了综合分析。结果表明:研究区各站近30年平均降水量分别为422.7 mm,434.3 mm,312.7 mm和524.1 mm,祁连气象站、野牛沟气象站和托勒气象站均在1998年出现降水量极大值,与全国降水时间分布规律一致,各站降水量年际变化不大,变差系数为0.14～0.18;研究区降水年内分配极不均匀,10月至次年4月降水量偏少,5—9月降水量较多;汛期降水量与全年降水量具有较大的一致性和良好的线性相关关系,相关系数均大于0.9;研究区内各站降水量主要集中在夏季,但变化趋势不同,其中祁连、野牛沟和托勒气象站降水量为增加趋势,门源气象站降水量为减少趋势。     

祁连山南坡不同植被类型土壤粒度特征

[目的]对祁连山南坡不同植被类型土壤粒度特征进行分析,为区域土壤资源可持续利用和生态环境保护提供科学依据。[方法]对祁连山南坡不同植被类型下土壤进行标准化土壤样品采集,利用Mastersizer 2000型激光粒度仪测定75件样品,通过福克和沃德公式计算粒度参数,最后进行单因素方差分析。[结果]①青海云杉、祁连圆柏、高寒草甸为粉砂—黏粒级(63μm),混合灌丛和高山草地为砂粒级(63μm),粒级组成上林地质地最细,高寒草甸次之,混合灌丛和高山草地土壤质地粗颗粒成分较多,有退化趋势;②平均粒径(M_z)表现为:青海云杉(6.15Ф)祁连圆柏(5.81Ф)高寒草甸(5.22Ф)混合灌丛(5.07Ф)高山草地(5.04Ф);分选系数(σ)表现为:高山草地(2.65)高寒草甸(2.45)混合灌丛(2.33)青海云杉(2.17)祁连圆柏(2.11);偏度(SK)高寒草甸(0.19)高山草地(0.12)混合灌丛(0.035)青海云杉(0.032)祁连圆柏(-0.05);峰度(K_G)表现为:青海云杉(0.968)混合灌丛(0.966)祁连圆柏(0.929)高寒草甸(0.887)高山草地(0.867);③各植被类型频率曲线存在异同,其中林地和灌丛为近对称单峰态,高寒草甸和高山草地粒度频率曲线呈多峰态,说明草地类型受外界因素干扰较大,物源混杂。[结论]在自然环境影响和人类活动强度大的情况下,高寒草甸和高山草地粒径将进一步粗化,荒漠化风险程度最大,是该区相对来说亟需保育的植被类型。     

环青海湖区退化芨芨草群落的土壤碳密度特征

通过对环青海湖区退化芨芨草群落的土壤容重和有机碳含量的测定分析,确定了退化芨芨草群落的土壤碳密度特征。结果显示,重度退化芨芨草群落的土壤容重显著大于中度退化芨芨草群落的土壤容重。重度退化芨芨草群落土壤有机碳含量普遍低于中度退化芨芨草群落,特别是两者表层土壤有机碳含量差异极为显著(p0.001)。在0—100cm剖面上,中度退化芨芨草群落土壤有机碳含量总体呈减少趋势,重度退化的则呈现减少和先增加后减小的两种变化趋势。芨芨草群落土壤有机碳密度跟有机碳含量变化趋势一致;芨芨草群落土壤有机碳主要集中在0—30cm土层,中度和重度退化下该深度土壤有机碳密度分别为7.35和2.92kg/m2,占整个剖面有机碳密度的57.45%和63.06%;环青海湖区中度和重度退化芨芨草群落剖面土壤有机碳密度为12.79和4.63kg/m2。     

青海湖区域不同土地利用方式下土壤理化特征研究

通过对青海湖环湖区1987—2010年五期遥感解译,以湖区北部近30年耕作模式与放牧模式下草地和耕地为研究对象,研究两类土地土壤理化性质的变化差异来探求两种模式下土壤演替规律。研究结果表明：草地和耕地粒级都属于砂-粉砂级,在0~60cm内草地粉砂、粘粒含量大于耕地,而砂含量小于耕地;总碳和全氮以30cm为界,界上草地总氮、全氮含量明显大于耕地且差异明显,界下两者差异较小;草地低频磁化率在整个剖面上小于耕地且变幅较小,频率磁化率两者以30cm为界,界上耕地小于草地,界下则呈现相反态势;0~60cm内草地色度值皆小于耕地,其中红度和黄度值在剖面上变化趋势一致,而亮度值两者变化差异大;两者pH值在10~40cm段差异性明显,在该范围内草地的pH值明显大于耕地,40cm开始两者变化不大。     

1960—2014年祁连山中东段及其附近地区气温时空变化特征北大核心CSCD

基于1960—2014年祁连山区中、东段及其附近地区19个气象站点的气温数据,利用线性趋势、相关分析、多项式趋势、5 a滑动平均、R/S分析、Mann-Kendall检验、滑动t检验、Arc GIS方法对其气温的时间变化与空间分布作了详细分析。结果表明：多年平均气温、最高气温与最低气温变化趋势均为波动上升,增长率分别为0.33℃·（10a）^-1、0.27℃·（10a）^-1、0.41℃·（10a）^-1,分别在1991年、1995年、1990年发生突变;季节气温呈上升趋势,尤其冬季气温增幅最大,主要是温室气体的排放与大气中气溶胶含量增多所致;从气温的年代际变化来看,20世纪90年代上升最明显,2000—2014年比1990—1999年的上升趋势有所减缓,但并不能说明全球变暖停滞,因为气温的Hurst指数在0.5＜H＜1之间,表明今后气温的变化趋势与过去变化趋势具有相同的特征;气温整体上表现出西南部气温低,东、北部气温高;多年平均气温南北两侧变化差异明显,北测比南测升温快;最高气温南侧比北侧升温快,最低气温南北相当。     

基于高分辨率遥感影像的青海湖沙柳河流域土地覆盖监督分类方法对比

[目的]研究高寒河源区土地覆盖的精准分类方法,为地物分类提供参考,分类结果可为青海湖流域土地资源与生态环境监管提供数据支撑。[方法]运用高分辨率遥感影像,通过6种监督分类器(平行六面体、最小距离、马氏距离、最大似然、神经网络和支持向量机)对青海湖沙柳河流域的土地覆盖进行分类,最后通过最佳提取方法统计得出青海湖沙柳河流域土地覆被概况。[结果]支持向量机、神经网络和最大似然的分类精度较高,其总体分类精度均大于96%,Kappa系数均大于0.95,平行六面体的分类精度最低,误差较大。综合各种分类精度及分类图像局部细节,支持向量机分类效果最佳。通过解译可知沙柳河流域土地覆被以草地为主,占流域总面积的71.09%,裸地和湿地分别占流域总面积的16.26%和10.24%,水体、农田和建筑用地面积较小,共占流域总面积的2.41%。[结论]运用高分辨率遥感影像,通过支持向量机分类器可实现对青海湖沙柳河流域土地覆被的良好分类。整个流域植被覆盖度高,生态环境良好。     

青海湖沙柳河流域蒸散发时空变化特征

蒸散发(Evapotranspiration,ET)是植被和地面整体向大气输送的水汽总通量，其作为能量平衡及水循环的重要组成部分，不仅影响植物的生长发育，还可通过影响大气环流从而调节气候。本研究基于MODIS影像数据，结合数字高程模型(DEM)数据和气象数据，采用ArcGIS空间分析和数理统计方法对2000—2019年青海湖沙柳河流域近20 a的蒸散发时空特征进行了研究，并探究了流域蒸散发和气象因子的相关关系及其地形和海拔效应。结果表明：(1)青海湖沙柳河流域年均蒸散量在379.7～575.4 mm，平均蒸散量为501.9 mm，年均蒸散量呈显著的增加趋势(P<0.01)，线性斜率为5.98 mm·a^-1。(2)青海湖沙柳河流域多年平均蒸散量空间差异显著，其值表现为“中间高，两端低”的分布格局，即河源地区和下游河口三角洲地区低于中游地区。从不同植被类型带的多年平均蒸散量来看，高山草甸带>高山寒漠带>高山草原带。蒸散量较显著增加的区域主要分布在流域下游河口三角洲地区，占流域面积的9.7%，较轻微增加的区域占据流域主体，占流域81.2%。(3)年均蒸...     

气候及土地利用变化对大通河源区水文要素空间分布的影响

水资源短缺已成为人类社会主要的资源环境问题，气候和土地利用变化使得水文要素的演变呈现出复杂性与不确定性，探讨变化情景下水文要素空间分布特征对区域经济社会可持续发展具有重要的理论和现实意义。基于1960—2019年大通河源区气象水文数据，通过模型模拟及情景分割方法定量分析了气候和土地利用变化情景下水文要素空间分布特征。结果表明：（1）SWAT模型经过校准与验证后，模型决定系数、纳什系数和百分比偏差（PBIAS）均达到模型要求，其在率定期内分别为0.81%、0.79%和-0.8%，在验证期内分别为0.81%、0.75%和15.8%，表明模型在大通河源区具有较好的适用性。（2）大通河源区各水文要素空间异质性明显，不能用单一的水文要素代表整体的空间分布情况；降水、潜在蒸散发与土壤含水量随海拔的升高而降低，地表径流与产水量随海拔的升高而增加。（3）3种情景下各水文要素的空间分布大体一致，产水量的空间分布受土地利用变化情景的影响比较大。气候变化情景使得实际蒸散发和土壤含水量呈现下降趋势，地表径流和产水量呈现增加趋势，土地利用变化情景下各水文要素的变化与之相反。     

祁连山南坡青海云杉林碳密度随海拔分布特征

森林生物量是研究森林第一性生产力的基础,其碳密度是评价森林生态系统结构功能的重要指标。为探究祁连山南坡阿咪东索小流域内青海云杉典型林分密度随海拔的变化特征,按不同海拔,采用生物量模型计算法,选择海拔2900～3200 m调查分析该区域内青海云杉乔木层和土壤层碳密度沿海拔梯度的变化特征,以期为祁连山青海云杉林碳储量估算提供基础数据。结果表明:研究区总生物量平均值为135.59 t·hm^-2,随着海拔升高,总生物量呈递减的趋势。乔木层碳密度平均值为70.51 t·hm^-2,0～50 cm土层土壤有机碳密度平均值为154.01 t·hm^-2,随海拔升高,乔木层碳密度呈递减的趋势,土壤有机碳密度呈先降低后升高的变化趋势。区内不同海拔青海云杉林生态系统碳密度为224.51 t·hm^-2,其中乔木层和土壤层碳密度分别占总碳密度的30.5%和69.5%,随海拔上升呈下降的变化趋势。森林土壤碳库占比较大,加强对森林土壤的保护是维持森林生态平衡的强有力推进方向。     

香日德-柴达木河流域水体氢氧稳定同位素特征及影响因素研究

利用香日德-柴达木河流域的湖水、河水、地下水、井水、雪等不同水体59组样品，室内测试样品δ²H和δ¹⁸O值并对其特征进行分析，探讨其影响因素、氘盈余值（d-excess）及河水沿程变化等。结果表明：（1）香日德-柴达木河流域各水体氢氧同位素特征有差异，水循环过程中δ¹⁸O的富集程度为：湖水>冰>地下水>河水>井水>雪，河水和地下水水力联系紧密，流域各水体中河水和湖水的蒸发作用最强。（2）湖水δ²H和δ¹⁸O的最大值均在盆地底部的霍布逊湖，最小值均在上游东支河源冬给措纳湖，表明青藏高原北部湖水δ²H和δ¹⁸O比南部偏正，存在明显的高程效应。（3）河水δ²H和δ¹⁸O之间存在较显著的线性关系δ²H=4.93δ¹⁸O-29.6（R²=0.97），氢氧同位素组分的富集主要受控于河流蒸发的影响，河水上游蒸发...