塔里木盆地北缘绿洲-荒漠过渡带典型植物群落物种多样性分析

【目的】本文探索了绿洲-荒漠过渡带典型植物群落空间格局分布及其土壤环境特征,揭示二者之间的响应关系,为保证绿洲的稳定发展与区域水土资源的可持续发展提供理论指导。【方法】以塔里木盆地北缘绿洲-荒漠过渡带典型植物群落作为研究对象,通过野外调查、样品采集和室内分析,运用丰富度指数、多样性指数、均匀度指数以及优势度指数,对典型植物群落物种多样性进行统计分析。【结果】(1)典型植物群落的物种多样性在不同区域上,按低盐区中盐区高盐区的顺序依次递减。(2)柽柳、盐节木和盐穗木等乔灌木群落的丰富度指数、多样性高于芦苇、骆驼刺等草本植物群落;对于均匀度指数和优势度指数,柽柳、盐节木和盐穗木群落在不同区域上均呈现出相同的变化规律,而芦苇和骆驼刺群落在不同区域上的变化较为复杂。这一现象说明乔、灌木群落的生物多样性特征更加稳定,草本群落则受生境的影响显著。(3)柽柳、盐穗木与盐节木植物群落是该绿洲-荒漠过渡带的原生植物群落,芦苇、骆驼刺为次生植物群落,另外还伴有少量的白刺、花柴等物种。【结论】典型植物群落物种多样性受研究区域土壤含盐量、含水量等环境因子的影响,乔灌木特征较稳定,草本群落易受环境的影响。研究结果可为绿洲的稳定发展与区域水土资源的可持续发展提供理论指导。     

西北干旱区五叶地锦在交通环境下的光合特性研究

五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia)具有较强的抗逆性,在地处干旱区的新疆种植是较好的城市道路绿化举措。用Li-6400XT便携式气体交换系统测定乌鲁木齐市河滩快速路绿化带内和对照组校园内其健康成熟叶片的光合特征参数,证明五叶地锦是西北地区城市绿化的优势植物,并为其培育和种植提供参考。结果表明,2组试验的五叶地锦的Pn值总体差异未达到显著水平(F=0.55,P=0.4590.05),但Pn对光合有效辐射(PAR)的定积分,河滩路试验组(64.84)略校园组(50.01);河滩路试验组的Ci值极显著校园组(F=49.771,P=0.0000.01);2组试验的蒸腾效率(Tr)、水分利用效率(WUE)以及羧化效率(CE)总体差异均不显著(F=0.411,P=0.5330.05;F=0.033,P=0.8580.05;F=0.145,P=0.710.05),但在光合作用最为活跃的10:00-18:00时段内,河滩路试验组的五叶地锦具有较高的水分利用效率和羧化效率。本研究表明,在乌鲁木齐市交通环境下生长的五叶地锦能维持较高的生物积累量,可相对减少交通尾气中的CO2,节水抗旱性更强。故五叶地锦可作为乌鲁木齐城市道路绿化的优选植物。     

不同派系引种杨树品种(系)光合-光响应曲线

采用直角双曲线修正模型对白杨派、黑杨派、青杨派杨树品种(系)的光合-光响应曲线进行了拟合。结果表明,84-I-101、银×新4#、银×新6#、银×新192、03-04-156、014、171、174、178-2-19、中至1#、I-262的最大光合能力强,最大净光合速率(P_(nmax))均超过了35.00μmol/(m~2·s);参试杨树品种(系)表现量子效率(AQE)在0.053～0.066μmol/(m~2·s),处于中上水平;3个派系中,黑杨派品种(系)的光补偿点(LCP)低于其他2个派系;白杨派树种的暗呼吸速率(R_d)整体上大于黑杨派和青杨派;LCP越高,R_d越大;白杨派杨树品种光能转化效率及生理活性优于黑杨派、青杨派杨树品种(系),黑杨派杨树品种(系)在弱光条件下的光能利用能力强。     

2001-2017年天山中段积雪时空变异研究

【目的】为干旱区提供冰雪资源的合理利用及灾害防治的科学理论不服务信息。【斱法】采取趋势分析法、相关性分析法,开展了2001-2017年积雪年内年际变化特征以及分布变化原因斱面的研究。【结果】①天山中段SCP(积雪覆盖率)年际变化呈"单峰"型曲线,6月到最小值,12月到次年1月达到最大值,从2月开始逐渐下降到最小值;从7月初开始SCP开始逐渐上升到最大值。②天山中段年际SCP呈减少趋势、春季的SCP变化呈略微减少趋势、夏季不秋季SCP变化均呈增加趋势、冬季SCP变化趋势跟全年年际SCP变化趋势基本相似,且均呈减少趋势,最高值为98.6%,最小值出现在2009年为83.2%。③天山中段54.08%区域的SCD(积雪日数)呈减少趋势,其中4.36%区域呈显著减少趋势;45.92%区域的SCD呈增加趋势,其中3.03%区域呈显著增加趋势。④天山中段积雪不LST(地表温度)年际相关性呈负相关性比较明显,负相关占总面积的55.89%,主要分布在高海拔的天山山脉,博格达尔;34.98%区域呈极显著负相关,主要分布在伊犁河谷、天山南北坡地区不阿克苏、库尔勒、博斯腾湖流域周边。【结论】天山中段积雪时空变化丌仅是LST变化的影响,还受人类活劢和海拔高度差异等因素的共同作用。     

2000-2014年艾比湖流域地表Ea与Ep时空分布特征及成因

为了探明干旱区流域地表蒸散量时空分布及其变化特征,从而为流域水资源规划、旱涝检测和生态需水量研究提供科学依据,本文基于MOD16蒸散产品和气象站观测数据,运用线性倾向率和相对变化率等方法,分析了艾比湖流域2000-2014年地表实际蒸散(Ea)与潜在蒸散(Ep)的时空分布特征及其变化趋势,进一步揭示二者之间的关系.结果表明:1)近15年内艾比湖流域地表Ea、Ep年际波动不大,多年平均Ea与Ep分别为315.76和1555.27mm,年平均Ea与Ep的较大差距说明流域整体上缺水、干旱.年内分布处于先增大后减少的单峰型变化趋势,夏季两者差距最大,此时流域最干旱、缺水;2)流域Ea与Ep的空间分布状况正好相反.西北山区、精河—博乐绿洲区、北天山的西段支脉,玛依力山脉等区域水分比较充足.流域东部大范围地区、精河—博乐绿洲周围等区域干旱缺水.3)影响因素分析显示气温是影响流域Ea、Ep时空分布变化的主要因素;4)2000-2014年间Ea总体上处于减少趋势,Ep处于增加趋势,说明流域近15年内干旱加重.     

1976-2011年博斯腾湖小湖区湿地生态系统服务价值变化分析

以1976年、1990年、2002年和2011年4期的遥感影像资料为基础,结合野外实地调查及其他相关资料,研究了1976-2011年博斯腾湖小湖区湿地面积和生态系统服务价值变化及其影响因素.结果表明:(1)近40年间小湖区湿地面积变化呈波动性趋势.其中1976年湿地面积最大为3 813.12 hm2;2002年和2011年湿地面积分别减少为3 138.12,2 285.53 hm2.(2)在整个研究时段博斯腾湖小湖区湿地生态系统服务价值的变化整体上呈减少趋势:其中在1976 1990年,年平均减少2.67％;而在1990-2002年,年平均增长2.63％;2002年以后不断减少,减少速度比前15年明显加快.从研究区各生态功能服务价值对总的生态系统服务功能价值的贡献来看,废弃物处理、水涵养和气候调节功能服务价值的贡献率较大,且在整个研究时段呈增加的趋势.在研究期间,博斯腾湖小湖区湿地面积和生态系统服务价值的变化与流域自然和人为因素密切相关,应重视近年来人类活动的负面影响,对绿洲经济活动进行合理规划和控制.     

艾比湖流域不同生态系统土壤水盐空间异质性分析

运用传统统计学和地统计学相结合的方法对艾比湖流域山前人工绿洲—绿洲—荒漠过渡带—湖滨湿地生态系统土壤表层(0~20 cm)盐分、含水量、pH的空间异质性特征进行分析,结果表明:(1)山前人工绿洲属中度盐化土,绿洲—荒漠过渡带和湖滨湿地均属于重度盐化土;艾比湖流域土壤pH和盐分均由山前人工绿洲向湖滨湿地逐渐增大,含水量由山前人工绿洲向湖滨湿地递减;艾比湖流域土壤pH属于弱变异性,盐分和含水量均属于中等变异强度;(2)受结构因素影响,山前人工绿洲土壤pH、绿洲—荒漠过渡带土壤盐分和含水量、湖滨湿地土壤pH和盐分具有较强的空间相关性;受结构因素和随机因素综合影响,山前人工绿洲土壤盐分和含水量以及湖滨湿地土壤含水量具有中等的空间相关性;(3)艾比湖流域土壤pH和盐分呈现斑块状分布,均由山前人工绿洲向绿洲—荒漠过渡带到湖滨湿地依次递增;土壤含水量呈现条带状分布,由山前人工绿洲向绿洲—荒漠过渡带到湖滨湿地依次递减、艾比湖北部向南部逐渐减少;土壤盐分与pH和含水量分别呈现极显著正相关、显著负相关。     

焉耆盆地气候变化和人类活动对生态系统服务 价值的影响研究

环境变化下的生态服务功能研究,对生态环境与社会经济持续发展具有重要的科学意义和应用价值。本文以新疆焉耆盆地作为研究对象,基于Landsat遥感影像数据、DEM数据和气象要素数据,运用非参数气候变化突变点检验(MK,Mann-Kendall-Sneyers test)、趋势分析方法(Mann-Kendall,MK),通过计算生态服务价值(ESV)和土地利用/覆盖变化(LUCC)动态度,对新疆焉耆盆地近40 a(1973—2014年)生态服务功能的变化及其驱动因素进行了分析。结果显示:1)生态系统服务价值和功能的变化是气候变化和人类活动共同作用的结果;2)山区冰川面积的缩小是山区生态服务价值减少的主要原因;3)平原区的生态系统服务价值以2004年为转折点呈现先减少后增加的趋势,整个研究区的生态服务价值分别为1973年85.86×108元、1977年94.46×108元、1994年84.15×108元、2004年89.40×108元和2014年96.47×108元,这与降水量和蒸发量变化趋势吻合。人类活动如长期开垦、扩大绿洲面积和有益的气候变化支撑(降水量增加、蒸发量减少)是平原区生态服务价值增加的主要原因。在山区,生态服务价值随着降水量、蒸发量的变化而变化,在绿洲区生态服务价值的变化是人类开荒耕地、还林、还耕,以及人工栽培芦苇等活动和气候变暖共同作用的结果。     

新疆博斯腾湖北岸芦苇叶片气孔导度特征及数值模拟

基于博斯腾湖北岸芦苇叶片气体交换的观测数据,分析芦苇叶片气孔导度特征与环境因子之间的关系,并验证植物叶片气孔导度模型。结果表明,芦苇叶片气孔导度日变化呈现双峰曲线。芦苇叶片气孔导度的变化与环境因子之间关系密切,当光合有效辐射较低时,气孔导度随光合有效辐射的增加而增加,当光合有效辐射大于1 200μmol·m-2·s-1时,气孔导度呈现下降趋势;气孔导度在一定范围内随水汽压亏损的增加而增加,在水汽压亏损接近1.8kPa时,气孔导度达到最大值,之后气孔导度随水汽压亏损的增加而降低;当温度达到27.75℃时,气孔导度达到最大,此后随着温度的增加,气孔导度逐渐降低。对2类气孔导度模型进行验证与对比,结合实测数据,建立适用于博斯腾湖芦苇叶片气孔导度对环境因子响应模型。