冷荒漠草本植物数量特征对不同水分输入和气象因子的响应

草本层是古尔班通古特沙漠植被的重要组成部分，在维持沙漠稳定、养分循环等方面具有重要意义。水分通常以积雪和降雨形式输入到土壤，输入方式及数量变化对荒漠植物的存活和生长有重要影响。本文以古尔班通古特沙漠南缘草本层为研究对象，利用人工增减积雪的方法，共设置4个积雪处理(0，50%，100%，200%积雪，其中100%积雪为对照)，于2009—2016年春季调查草本植物的数量特征和物种丰富度，分析草本植物数量特征对水分变化的响应；同时结合气象数据，分析不同年份一年生荒漠草本植物数量特征与主要气象因子的关系。结果表明：表层土壤含水量与积雪厚度成正比，相应的草本植物的幼苗密度与积雪水当量、表层土壤含水量成正比关系；2009—2016年，年内积雪量的变化对物种丰富度没有显著影响，各积雪处理间物种丰富度差异不显著；2009—2016年自然处理下年际间物种丰富度差异显著，2015年物种丰富度显著小于其余年份。结合气象数据分析发现，物种丰富度年际变化主要受幼苗建成期的降雨调控，并且干旱年份过后的湿润年份物种丰富度不受前一年降水的影响，说明荒漠草本植物层片具有较强的自我调节能力；自然处理下，不同年份草本植物旺盛期的存活数量与大气干旱程度(空气饱和差)呈显著负相关关系（R²值为0.611，P<0.05），与生长季的降雨量呈正相关关系（R²值为0.162, P>0.05），说明大气干旱程度更能表征荒漠草本植物生长峰值期的存活情况。     

东北春玉米全生育期气候适宜度评价

适宜的气候要素是保障东北春玉米健康生长和高产稳产的基本条件。依据温、光、水气候要素对春玉米生长的影响,分别构建温度、日照和降水适宜度模型,引入有效降水提高模型精度,再基于有效降水和实际降水将三种气候要素耦合建立综合气候适宜度模型Ⅰ和模型Ⅱ,并利用1994—2013年有效气象、物候数据和2003—2010年像元尺度大田玉米生长状况时序遥感监测信息对海伦和泰来两个典型东北农业台站进行模型测试检验,将最适用模型应用于东北三省玉米典型种植区以估算2008与2009年25个站点不同生育期各气候要素适宜度。检验结果表明,“基于有效降水的模型Ⅰ”所估算的全生育期综合气候适宜度与NDVI、EVI的相关系数(0.58、0.29)均优于“基于实际降水的模型Ⅱ”(0.52、0.18),融合有效降水信息的模型Ⅰ更能有效捕获气候要素对春玉米生长胁迫现象。应用结果显示,模型Ⅰ估算的2008和2009年东北春玉米全生育期综合气候适宜度分别为0.67和0.56,与该地区2008年春玉米实际产量高于2009年表现一致;两年间东北三省春玉米各气候要素适宜度总体表现为温度>日照>有效降水;辽宁与吉林的温度、有效...     

中亚农业水资源脆弱性及其变化特征分析

农业用水是链接自然环境和社会经济发展的重要环节,研究农业水资源脆弱性的时空变化对揭示水资源的可持续开发利用、保障水资源安全、应对洪旱灾害具有重要意义。为研究中亚地区农业水资源脆弱性变化特征,本文以中亚五国为研究区,基于气象、土地覆盖、地形和社会经济数据,依据脆弱性概念框架,从暴露度、敏感度和适应度3个方面选取18个指标,建立了农业水资源脆弱性评价指标体系,采用等权重法和主成分分析法确定指标权重,对1992-2017年中亚农业水资源脆弱性进行了评价及特征分析。结果表明:1)中亚农业水资源脆弱性空间分布表现为"南高北低"的特征,5国中土库曼斯坦农业水资源脆弱性最强,其次为乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦,而哈萨克斯坦农业水资源脆弱性最弱;研究时段内农业水资源脆弱性空间分布格局变化较小。2)中亚农业水资源脆弱性随时间变化表现为"前期升高,中期降低,后期稳定"的态势,整个研究期内研究区农业水资源脆弱性变化类型以相对稳定为主。不同地区农业水资源脆弱性随时间的变化存在差异,吉尔吉斯斯坦西部和土库曼斯坦的农业水资源脆弱性升高,乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦以及咸海地区水资源脆弱性降低,其他地区相对稳定。3)不同地区农业水资源脆弱性对各指标的敏感性不同,北部农业水资源脆弱性动态变化对农田灌溉定额和灌溉指数以负敏感为主,对其他指标以正敏感为主,而南部对各指标的敏感性正负均有;相关性分析表明,森林覆盖率、农业用水比例、农田灌溉定额、水分胁迫指数、灌溉指数和农业水分生产率是导致中亚农业水资源脆弱性空间差异的重要因素。4)为降低农业水资源脆弱性,中亚地区需发展集约型农业,调整作物种植结构,推广耐旱品种农作物,进行节水灌溉。研究结果可为中亚农业水资源规划管理、农业生产布局调整以及农业可持续发展提供参考依据。     

博尔塔拉河地表水重金属来源分析及其污染评价

2017年9月下旬沿博尔塔拉河采集水样41个,分析了各个样点6种重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb)的含量变化和空间分布特征,并结合河流周边环境特征分析了各重金属的来源,同时利用国家标准值和重金属污染指数(HPI)对区域重金属污染状况进行了评价,结果表明:(1)博尔塔拉河地表水中6种重金属Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd含量的空间差异性均处于中高等变异水平,其中Zn、Cd和Pb的含量高值点主要位于下游的艾比湖湖区附近,Cu的含量高值点位于博乐市周边及下游区域,Cr和As的含量高值点多集中于中下游区域,结合周边环境特征判断Zn、Cd和Pb是受耕作施肥、交通和工农业活动的共同影响,而Cr和As主要受农业活动的影响。(2)根据《地表水环境质量标准》和《生活饮用水卫生标准》及HPI指数评价表明应加强中下游区域地表水中As和Pb的监控力度,本研究对了解区域河水重金属污染状况及区域水环境安全的保障具有重要的意义。     

阿尔泰山泥炭α-纤维素碳和氧同位素的古环境意义——以黑阳坡泥炭为例

常年受西风影响的阿尔泰山是古气候研究的重点区域之一.为探究将阿尔泰山泥炭植物碳和氧同位素(δ13Ccell和δ18Ocell)的现代过程研究直接运用到百年或千年尺度古气候重建中的合理性,在可靠的210Pb、137Cs测年基础上,分析了1962-2017年哈巴河气象站冷季(10月—次年4月)、暖季(5-9月)以及年尺度上...     

伊塞克湖典型小流域径流变化差异性及其影响因素分析

基于伊塞克湖流域近70年来气温、降水和径流量资料，采用Mann—Kendall法、突变检验和小波分析进行研究流域气温、降水和径流量的变化特征及差异性，在此基础上，探讨区域气候变化对径流量的影响。结果表明：（1）1951—2012年伊塞克湖典型小流域气温呈上升的趋势；其中，乔尔蓬-阿塔站（湖盆中部）和克孜尔苏站（东部）气温分别在1975年和1989年后上升趋势增大，秋季增温幅度均对气温升高的贡献较大；2个水文站降水量变化相对复杂，整体呈增加趋势，秋季降水量增加幅度最大。（2）受气温升高和降水量的直接影响，研究区4个典型水文站年径流量变化趋势不一致，乔尔蓬-阿塔、琼—阿克苏和琼—克孜尔苏站径流量呈明显增加趋势，曲线值分别在1987年、1983年和1987年后开始表现为增加趋势；而卡拉科尔站径流量呈明显下降趋势，曲线值在1982年后开始表现为下降趋势。从年内不同季节的径流分配来看，乔尔蓬-阿塔站和琼—克孜尔苏站径流量增加趋势明显，夏季增加幅度最大；而卡拉科尔站夏季径流量减少趋势明显，下降幅度最大。（3）通过皮尔逊相关分析法和主成分分析法分析，在年际尺度上，各水文站径流量与气温、降水量之间呈较显著的相关性，气温的升高与降水量的多少影响径流量产量的多少。（4）从周期性变化分析来看，气温、降水和径流量的周期性变化均比较明显，波动变化基本一致，表明径流量对气温和降水的响应较突出。     

阿尔泰山北部过去2000a来的气候记录集成

在综述阿尔泰山北部过去2 000 a气候变化研究成果的基础上，归纳了文献中所包含气候信息的地理一致性。就气温而言，基于阿尔泰山北部湖芯、树轮和冰芯重建的气温序列真实记录了北半球的重要气候事件，包括罗马最适宜期（0—400年）、黑暗时代冷期（400—600年）、中世纪暖期（800—1200年）、小冰期（1400—1860年）和现代暖期（自1860年以来）。由太阳活动主控的太阳辐射变化是过去2 000 a来阿尔泰山北部气温变化的主导因素，过去150 a来大气CO₂的增加是现代暖期（自1860年以来）升温的主导因素。就降水而言，阿尔泰山北部过去2 000 a的降水变化趋势显示，高降水时段出现在0—450年、600—800年、1050—1300年、1650—1860年，低降水时段出现在450—600年、800—1050年、1300—1650年、1860—2000年。此外，阿尔泰山北部过去2 000 a来气温和降水的组合并不支持所谓的“暖干—冷湿”水热配置模式。     

咸海的过去、现在与未来

咸海曾经是世界第四大湖，如今缩小到原来面积的约1/10。咸海究竟如何形成，又经历了怎样的演变过程及其形成机制等，一直是人们关注的问题。咸海水系（阿姆河和锡尔河流域）是青藏高原的隆升，新特提斯海的退却以及新生代全球气候变冷与海平面下降等区域和全球要素共同作用下，构成的一个完整的以青藏高原为中心的亚洲水塔体系的主要组成部分。咸海水系，从形成至大约20世纪中叶，湖泊面积与水文格局大致保持一个相对稳定的状态，只是20世纪下半叶以来，经历了大规模掠夺式的水资源开发和利用，造成了咸海危机。     

基于LANDSAT的辽宁省朝阳市1985-2020年退耕还林工程动态监测

[目的] 分析辽宁省朝阳市退耕还林工程作用下的土地覆被情况,跟踪监测年际间地类变动趋势,探讨退耕还林工程对朝阳市荒山、耕地、林地和草地的影响,为朝阳市土地资源合理规划利用提供科学支撑。[方法] 基于1985—2020年逐期Landsat影像,利用C5.0算法提取该地区地表覆被时空分布信息,借助土地利用动态度、土地利用转移矩阵等分析36 a间山田林草的动态变化及其驱动因素。[结果] ①36 a间朝阳市荒山绿化面积达2 745.5 km²,退耕还绿的面积约933 km²,工程成效较为显著。②退耕区和还林区主要分布在坡度＞25°和海拔超过500 m的地区,二者变化主要表现在内部结构的转换,即增加海拔低于500 m和坡度＜25°的耕地比例,基本符合退耕还林政策要求。[结论] 5个阶段内朝阳市的山田林草在年际间都存在相互转换的情况,相比前3个阶段,后两个阶段在政策实施的加持下“逆过程”现象减少,工程实施方面仍需加强监督,精确理解国家政策和项目技术规程,因地制宜地贯彻有关政策。     

新疆博斯腾湖表层沉积物粒度空间分布特征

结合数理统计学方法,通过对新疆博斯腾湖表层沉积物的粒度组成、粒度参数、粒度频率曲线等粒度特征的分析,探讨湖泊表层沉积物的粒度空间特征及其影响因素。结果表明:在博斯腾湖表层沉积物粒度组分中,细粉沙质(4~16μm)组分为优势粒级,含量为19.2%~62.1%,平均值为40.1%。粒度组成空间特征总体表现为:以湖泊西北角为中心的环状分布,表明受清水河、黄水沟等的影响以及顺反时针环流的影响,由西北部向西南部和东南部延伸,细颗粒组分含量逐渐增加,粗颗粒组分含量逐渐减少,南岸堆积大量黏土组分。沉积物样品可分为两类,指示不同湖区的沉积环境:(1)开阔湖区:沉积物粒度频率曲线虽以多峰为主,但是形状大体一致,存在显著的众数粒径为6~20μm的主峰,在500μm和1μm左右各有一个低峰,为负偏态,表明沉积物处于悬移搬运作用为主的静水低能沉积环境;(2)河口区:沉积物粒度频率曲线为多峰型,表现为众数粒径为70~100μm的主峰,部分还存在2~10μm的次峰,以及在500μm和1μm左右各有一个低峰,表明此区处于滨岸湖浪和河流混合作用的高能沉积环境。通过分析粒度特征的空间分布,揭示不同湖区的现代沉积环境和水动力条件的差异,为进一步研究湖泊污染物输入、扩散等反映现代生态环境的研究提供科学参考。