基于线性趋势外推和GM(1,1)模型预测塔里木河下游胡杨年轮径向生长变化

以塔里木河下游3个典型断面(喀尔达依、阿拉干、依干不及麻)1981―2001年胡杨年轮样本数据为基础,分析无生态输水工程背景下该区胡杨年轮生长变化的特征,并通过构建趋势外推模型和GM(1,1)模型,求得胡杨树木停止生长的时间段。研究发现:该区胡杨年轮宽度值在该时间段内存在时空一致性,整体呈下降态势,除阿拉干断面外,其它两断面下降趋势较为明显,年轮宽度突变年依次为:喀尔达依1988年、阿拉干1987年、依干不及麻1988年。结果表明:(1)两模型均通过了模型精度检验且精度较高。通过对比分析模拟结果,胡杨完全停止生长时间段相对误差仅为±1.5 a和±2.5 a;(2)运用趋势外推模型得3断面胡杨年轮停止生长的年份分别为2022年、2027年、2018年,该区胡杨年轮完全停止生长的区间为2018―2027年;(3)运用GM(1,1)模型预测得3断面胡杨年轮停止生长的年份分别为2025年、2032年、2015年,胡杨年轮完全停止生长的区间为2015―2032年。本研究可为塔里木河下游退化生态系统恢复提供理论依据。     

气候因素对白洋淀上游主要河流径流的影响

采用Mann-Kendall(M-K)检验法、小波分析及R/S分析法,对白洋淀上游主要河流1986—2015年3个典型水文站点径流及降雨、气温的年际变化趋势、突变点、周期变化和持续性等演变规律进行分析,并探讨径流对降雨、气温的响应关系。结果表明:流域上游3个水文站点年径流均呈下降趋势,周期变化呈大-小-大趋势,且未来一段时间年径流仍将处于减少趋势。紫荆关站不存在突变点,倒马关站突变点发生在1994和2009年,阜平站突变点发生在2006年。流域上游年降雨量也呈下降趋势,但下降趋势不明显,其变化率为1.68/(mm·年~(-1));年均气温呈上升趋势,变化率为0.05℃/年。通过突变检验分析可知年降雨量没有明显的突变点,气温突变点发生在1993年。年降雨量和年均气温第一主周期分别为13年和14年。未来一段时间降雨、气温Hurst指数分别为0.69和0.75,流域会延续降雨量减小、气温升高的趋势,且持续性较强。通过演变规律分析得出气温变化影响径流量的大小,而降雨周期变化对径流周期影响更显著。     

冻融对伊犁草地土壤水稳性大团聚体的影响

以伊犁托乎拉苏大草原土壤为研究对象,进行0~20 cm草地表层土壤混合样品多点采集,实验室内依据干筛法取得各粒级大团聚体,模拟不同含水率、冻融试验,利用湿筛法获得每种粒级的水稳性大团聚体质量,对实验数据进行统计分析,研究草地土壤在冻融环境条件下其水稳性大团聚体的特征、变化规律及其机理。研究结果表明:(1)初始水分含量是影响土壤水稳性大团聚体的关键因素。随着土壤初始含水率的提高,5 mm、5~4mm、4~2 mm、2~1 mm四个粒径组水稳性团聚体,呈现出逐渐降低、或先升高后降低的变化趋势;1~0.5 mm、0.5~0.25 mm呈现先降低后增加、或先增加后降低再增加的趋势。(2)冻融循环次数是影响土壤水稳性大团聚体的重要因素。随冻融循环次数的增加,各组粒级水稳性团聚体表现出的规律性不尽相同,1 mm水稳性团聚体整体有降低趋势,1~0.5 mm、0.5~0.25 mm两组粒径水稳性团聚体则整体呈现增加趋势。(3)冻结温度是影响土壤水稳性大团聚体的另一重要因素,随着冻结温度的降低,5 mm与5~4 mm水稳性团聚体有降低的趋势,1~0.5 mm与0.5~0.25 mm水稳性团聚体有升高的趋势,4~2 mm与2~1 mm两个粒级水稳性团聚体并无显著变化。     

冻融交替对伊犁河谷草原土壤氮素含量的影响

以伊犁河谷典型草地土壤为研究对象,获得多点0~20cm表层土壤,通过室内模拟冻融温度(设置为-25、-5、-25~5℃)试验,研究冻融交替(次数设置为0~10)对草原土壤氮素的影响。结果表明:1)土壤全氮含量随着冻融交替次数的变化呈先增加后减少的变化趋势。土壤全氮含量在冻融交替1次后达最大值,冻融交替3~9次时,土壤全氮含量呈下降变化趋势,冻融交替10次时,草原土壤全氮含量达到最小值。2)冻融交替次数对土壤碱解氮含量有显著的影响,冻融交替次数越多,土壤碱解氮含量越大。不同温度处理在冻融交替次数为10时,土壤碱解氮含量达最大值。3)统计结果分析表明,造成土壤氮素含量变化的主要原因为冻融交替次数,其次为温度。4)冻融交替影响土壤硝态氮和铵态氮含量。硝态氮含量随着冻融强度和次数的增加而减小,而铵态氮含量为先减小后增加。