准噶尔西部人工碳汇林原生荒漠植被梭梭蒸腾耗水研究

在克拉玛依造林碳汇基地外围,使用包裹式茎流计（Flow4）对梭梭（Haloxylon persicum Bge.）枝液流动态进行了监测;根据生物统计结果选取被测标准枝,标准枝基径在l～3 cm范围内;通过基径断面积和被测枝液流计算丛蒸腾耗水量,通过冠幅最为扩展纯量,利用丛蒸腾耗水量对灌丛群落耗水量进行了尺度转换.结果表明,在转化过程中,梭梭液流速率同枝基径、丛蒸腾耗水量同冠幅具有强相关性;克拉玛依造林碳汇基地蒸腾耗水量的背景值为3.25 t/（d·hm2）;梭梭液流同太阳辐射、光合有效辐射、风速、空气湿度、土壤含水率呈极显著相关,是影响液流变化的主要因子,排列顺序为：光合有效辐射＞太阳辐射＞风速＞土壤含水率＞空气湿度;使用主导因子对梭梭液流通量进行拟合,方程为f=0.024PAR ＋6.859,R2达0.887.     

干旱区规模化植树CO_2减排效果评价方法

通过造林和再造林,增加森林碳汇量是目前公认最经济有效地解决CO2浓度上升的方法之一,人工林的碳汇作用也被认为是减缓全球气候变化的一种可能机制和最有希望的选择。根据国内外植树减排的计算规则,结合干旱区自然环境特征,提出了干旱区规模化植树CO2减排效果的计算方法,对植树减排计算因子的获取方法进行了探讨,指出应从政策、技术、市场等各个方面加强对林业碳汇的系统研究,明确和量化我国干旱区人工林造林再造林对全球气候变暖所作出的贡献。研究可为干旱区林业碳汇项目开发和管理提供方法上的参考依据。     

克拉玛依人工杨树(Populus)林碳汇功能研究

近年来,我国人工林面积不断增加,人工林在我国陆地森林生态系统碳收支中的作用越来越大。以克拉玛依人工杨树林和荒漠灌木林为研究对象,通过样地调查,对生物量及碳储量、碳密度、碳汇功能等进行了估算。通过实测数据及模型分析,得出以下基本结论:1该人工杨树林单位面积生物量平均为51.30 t·hm-2;碳密度平均为24.59 t·hm-2,碳储量为73 715.41 t,说明其发挥着一定的碳汇作用。2与荒漠环境下灌木林对比结果表明,克拉玛依人工杨树林单位面积生物量增加了50.56 t·hm-2,碳密度增加了24.26 t·hm-2,碳储量增加了72 726.14 t,表明在干旱区荒漠环境下通过造林来增加区域陆地植被碳汇,进而达到碳减排的目的是可行的。     

荒漠环境下规模化人工林生物量解析估算

分别采用维量分析法和"全体收获法",对克拉玛依人工杨树林乔木层生物量及地下植被层和地上凋落物层生物量进行分析。结果表明:1乔木层各器官生物量分配排序为:树干(60.79%)树根(14.27%)树枝(9.84%)树皮(8.96%)树叶(6.14%);2径级在6~12 cm的乔木生物量占到61.78%;3单沟单植8 m×0.75 m和单沟单植4.5 m×2 m造林模式是该区域的较好选择;4在相同种植模式下,人工林内新疆杨比俄罗斯杨更具有优势;5乔木层、林下植被层和凋落物层的平均生物量分别为45.285 t·hm-2、1.753 t·hm-2和4.171 t·hm-2。     

艾比湖湿地主要盐生植物叶片稳定碳同位素组成研究

该文分析了艾比湖湿地13科、25属的28种主要盐生植物的稳定碳同位素组成.24种C3植物的δ13C分布范围为-25.67‰～-29.59‰,平均值为-27.85‰,比全球范围调查的植物平均δ13C值(-28.74‰)明显偏正.4种C4植物的δ13C为-16.63‰～-17.39‰,平均值-16.88‰,均属于藜科植物,分布的科较集中.总体上藜科植物适应干旱的能力较其它科植物适应干旱的能力强.灌木/半灌木植物的δ13C值为-27.69‰.灌木/半灌木植物的水分利用效率最高,明显高于一年生草本植物,多年生草本次之.说明盐生灌木/半灌木比一年生草本更适宜于干旱、盐生生境.此外,乔木的δ13C值(-28.16‰)并不是最高,可能是采集物种较少或物种间遗传上的差异造成的.6月和8月的δ13C值比较,总体来看13种植物6月δ13C值明显高于8月,表明6月到8月的生存环境状况或水分条件呈变好趋势.     

近20年新疆农田生态系统碳足迹时空变化

利用1994—2013年新疆农田生产投入和农作物产量等数据,采用碳排放系数法估算了新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量及碳足迹的变化动态以及在各县市的空间分布特征。结果表明:新疆农田生态系统的碳排量从1994年的179.46万t增长到2013年的474.15万t;不同年份农业碳排放均主要源于化肥使用量的增加和不科学的灌溉方式,其最大贡献率分别为40.02%和41.56%;农田生态系统的碳吸收量20年间增加了2185.04万t,棉花对新疆农田生态系统的碳吸收量贡献最大,多年平均贡献率达47%;新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量区域主要集中在南疆的县市并呈现出沿天山对称的趋势;1994—2013年,农田生态系统碳足迹呈现快速增长态势,从1994年的2 732.63×104C·hm-2·a-1增加至2013年的4 474.89×104C·hm-2·a-1,碳足迹增加了283.59×104C·hm-2·a-1,表明新疆农田生态系统存在碳生态盈余的现象,种植结构生态效益指数大于1的年份为11个,种植结构的调整迫在眉睫。     

准噶尔盆地东南缘荒漠灌丛盐生假木贼周围土壤理化性质研究

土壤资源异质性是荒漠生态系统的一种普遍现象。【目的】探索荒漠灌丛盐生假木贼(Anabasis salsa)的土壤理化性质空间分布特征。【方法】以准噶尔盆地东南缘沙漠戈壁地带的优势种盐生假木贼灌丛为对象,测定距离灌丛中心5 cm处、距离灌丛中心10 cm处和距离灌丛外缘20 cm处的土壤有机质量、土壤全磷量、土壤全氮量、土壤电导率、土壤pH值和土壤含水率,研究了土壤主要理化性状的水平和垂直分布规律。【结果】水平方向上,0～50 cm土层,距离灌丛中心5 cm处、距离灌丛中心10 cm处和灌丛外缘20 cm处的土壤有机质量、土壤全氮量、土壤全磷量、土壤电导率、土壤pH值及土壤含水率均无显著差异。垂直方向上,盐生假木贼灌丛周围土壤有机质和土壤全磷量随着土层深度的增加呈减小趋势;土壤全氮量随着土层深度的增加呈先增加后减小的趋势;土壤电导率随着土层深度的增加而增加的分布特征;土壤pH值随着土层深度的增加而减小;土壤含水率随着土层深度的增加呈先增加后减小。【结论】盐生假木贼灌丛的土壤主要理化性质在水平方向没有显著变化,但在垂直方向表现出一定分布特征。     

荒漠环境下10种沙拐枣的生理特征比较研究

目前,土地荒漠化形势严峻,严重威胁生态系统安全。而植物对防治土地荒漠化发挥重要的作用,因此筛选合适的物种进行荒漠恢复重建则显得极为重要。沙拐枣因其抗逆性强而成为新疆荒漠区主要的优势物种,其生理生态响应被广泛研究,但是系统、定量的比较不同种沙拐枣抗逆性的研究较为缺乏。为此本文以吐鲁番沙漠植物园中栽培的10种沙拐枣为试验材料,测定同一生境下不同种沙拐枣的7个抗逆生理指标,利用方差分析其种间差异,并结合主成分分析综合评价不同种沙拐枣的抗逆性。结果表明,不同种沙拐枣在同一生境下各生理指标表现出显著性差异(P<0.01);其中头状沙拐枣、乔木状沙拐枣、小沙拐枣的SOD、POD含量均表现较低水平,抗逆性较差;泡果沙拐枣以高脯氨酸含量表现良好抗逆性;小沙拐枣H₂O₂含量最高,不利于细胞正常代谢;综合分析抗逆性由强到弱为泡果沙拐枣>艾比湖沙拐枣>密刺沙拐枣>淡枝沙拐枣>奇台沙拐枣>心形沙拐枣>红果沙拐枣>乔木沙拐枣>头状沙拐枣>小沙拐枣,该结果与沙拐枣在新疆的生态分布极为吻合。试验数据可为荒漠植物沙拐枣的引种栽培和抗逆性筛选提供基础数据和科学依据。     

基于GIMMS NDVI的中亚干旱区植被覆盖时空变化

选用1982—2013年GIMMS NDVI数据,运用变异系数法、Theil-Sen median趋势分析耦合Mann-Kendall检验以及Hurst指数法,研究了中亚干旱区植被覆盖的空间格局、不同维度的空间变异性、时间变化特征和未来趋势预测。同时,结合CRU降水、气温资料和MODIS土地覆盖数据,对植被覆盖时空格局及其变化的驱动因素进行分析。结果表明:1 1982—2013年中亚干旱区植被覆盖有较强的空间异质性,有植被覆盖的区域占总面积的85.32%,无植被覆盖的区域占14.68%。受降水量控制,植被覆盖呈山区高平原低、西部高东部低、北部高南部低的特点;受河流和人工灌溉的影响,绿洲区的植被覆盖高于荒漠区。2近32 a全区植被覆盖的波动变化较明显,各变异程度的面积比例:中等波动变化相对较高的波动变化高波动变化相对较低的波动变化低波动变化。受降水变率和人工种植的影响,植被覆盖的高波动变化主要在荒漠区和诸流域绿洲区;低波动变化主要在植被生长良好的区域。3 32 a间全区NDVI呈增长趋势,NDVI距平的变化率为0.01·(10a)~(-1)。基于像元尺度的分析也表明,全区植被覆盖变化趋势以增加为主,各类变化趋势的面积比例:轻微增加显著增加轻微减小显著减小无法确定。植被改善是区域气候增湿增暖和绿洲土地覆盖变迁所致。4全区NDVI的Hurst指数均值为0.63,Hurst指数大于0.5的范围所占比例为75.17%,即未来全区植被覆盖的变化趋势以持续性增加为主,其中25.23%的区域未来变化趋势无法确定。     

干旱区典型绿洲地表温度昼夜变化特征研究——以于田绿洲为例

文中利用2012年长时间序列MODIS地表温度产品,以于田绿洲为例进行干旱区地表昼夜温差时间和空间变化特征的研究。结合MODIS土地利用数据,进一步分析了不同土地利用类型下地表昼夜温差的长时序变化特征。结果显示:研究区绿洲地表昼夜温差在0-40℃之间,其年均值小于25℃,而对于地表昼夜温差范围在0-60℃荒漠区其年均值大于25℃;并且绿洲-荒漠交错带呈现出明显的锯齿状效应。不同土地利用类型的地表昼夜温差值的大小依次是未利用土地、林地、草地、耕地及建设用地。尽管土地利用类型对地表昼夜温差有较大影响,但是其时间序列变化特征并未受到土地利用类型的明显影响;不同土地利用类型具有相似的地表昼夜温差时序特征。相比于Terra卫星,Aqua卫星观测数据能够更好的反映地表昼夜温差的变化特征。