荒漠草地植物稳定性氮同位素对水分变化的响应

水分是影响荒漠地区植被分布的重要因素,近年来,我国西部地区的气候正向暖湿化发展,降水的变化势必会对植物N同位素的吸收、分配产生影响。利用¹⁵N标记法,通过不同的增水处理,研究古尔班通古特沙漠南缘标记样地和未标记样地植物N同位素吸收和分配对水分变化的响应,得出以下结论：① 增水处理增加了对土壤水分的补给,显著提高了土壤水分含量;② 未标记样地植物稳定性N同位素的[WTBX]Ndff[WTBZ]值的变化范围为0.39～0.59,其最大值出现在30%增水处理,最小值出现在20%增水处理;③ 氮素标记后,样地植物稳定性N同位素Ndff值明显上升,其变化范围为15.27～31.24。从植物不同部位来看,植物吸收的氮素在植物茎中的分配比例最大,而在根中的分配比例最小。     

准噶尔东部荒漠植物群落的结构及数量特征

调查区植物地理成分以中亚荒漠成分为主。物种多样性指数约1.5,群落均匀度0.6左右,生态优势度值为0.3左右,反映了调查区植物群落为由少数种组成,群落优势种相对突出,群落层片结构较为简单的荒漠植物群落结构水平。     

荒漠草原不同时间尺度下垫面水分消耗与气象植被因子的关系

利用大型称重式蒸渗仪2012—2018年连续观测数据,系统解析了希拉穆仁荒漠草原植物生长季（4—10月）不同时间尺度蒸散发（ET)与气象植被因子之间的关系。研究表明：（1）小时、日和月尺度上,始终与ET保持高度相关的气象植被因子包括风速（P<0.01）、空气温度（P<0.01）和降水量（P<0.01）;（2）结合不同时间尺度主控因子,利用多元回归定量表征了小时、日、月尺度的下垫面ET变化特征,经验方程决定系数分别为0.94（P<0.01）、0.42（P<0.01）、0.82（P<0.01）,小时和月尺度上的经验方程可较好地反映希拉穆仁荒漠草原下垫面耗水特征;（3）ET与降水差值显示,2012—2018年希拉穆仁荒漠草原植物生长季（4—10月）水汽交换以下垫面水分消耗为主,8月份发生干旱事件的概率最大。     

西北地区多尺度气象干旱对环流因子的响应研究

基于西北地区118个气象站1980-2015年的逐月气象数据计算气象干旱指数SPEI,结合70项逐月环流指数资料,采用REOF、EEMD、随机森林等方法分析西北地区近36年各分区干旱年际、年代际特征及对不同环流指数的时空响应。结果表明:(1)依据干旱特征的变化,西北地区可划分为北疆区、南疆区、中部区、高原区、东部北端区和东部南端区六个区;(2)北疆和东部南端区由干旱转向湿润,中部区和南疆干旱情况明显加剧,高原区和东部北端干旱变化幅度较低。西北地区整体干旱周期以年际为主,北疆和高原区表现出明显的年代际周期特征,趋势贡献较高的为东部南端和南疆,中部和东部北端干旱的年代际和趋势的贡献相对平衡,区别为前者均较高,后者均较低。(3)在月、年际和年代际尺度上中部区与PDO关系最强,南疆区干旱与太阳黑子活动关系最大。月尺度干旱上,北极涛动AO的影响覆盖大部分西北地区,年际和年代际尺度上,对西北的主要影响因子分别为ENSO和太阳黑子。结果可为西北地区气象干旱的预报提供依据。     

荒漠草地物种多样性的水分特征研究

通过在伊犁河谷山前倾斜平原荒漠草地开展的不同灌溉量草地恢复试验,对测试的试验地内草地植物物种多样性指数和灌溉水量之间的关系进行了初步的研究。结果显示:在荒漠草地,水分是影响草地植物长势的重要限制因子,随着水分条件的转好,植被盖度和蒿类的分盖度均有显著的提高,草地植物的生物量和群丛高度均显著增加;随着灌溉量的增加,S im pson指数、Shannon-W iener指数、P ie lou指数和M arga lef指数均出现递增的趋势,其中每增加1 kg/d水量,S im pson指数将增加0.021,表明在温性荒漠草原生物多样性指数对水量变化的灵敏度较高。     

东北日光温室葡萄园水热通量特征及其对气象因子的响应

运用温室葡萄水热平衡观测资料,分析了东北日光温室葡萄的能量平衡和能量分量日变化、生育期变化以及分配规律,同时也分析了潜热通量(λET)对环境因子的响应。结果表明:水热通量各分量在整个生育期日变化总体上呈现为单峰趋势,净辐射(R_n)的峰值最大为618.75 W·m^-2,λET峰值最大为242.73 W·m^-2,感热通量(H)峰值最大为327.93 W·m^-2;在新梢生长期,白天λET较小,为34.55 W·m^-2,随着生育期推进,λET逐渐增大,在果实着色成熟期达到最大值(78.49 W·m^-2)之后减小;H在各生育期能量中均占了绝大部分;白天潜热通量占净辐射的比例(λET/R_n)在新梢生长期最小,为25.28%,在果实着色成熟期最大,为44.17%;感热通量占净辐射比例(H/R_n)整个生育期几乎都达50%以上,土壤热通量占净辐射比例(G/R_n)相对较小,变化范围为4.46～12.32 W·m...     

秦岭森林植被物候及其对气象因子的响应

研究山地过渡带植被物候格局以及植被物候变化的驱动机制具有重要意义.基于2000-2018年MODIS NDVI遥感数据,利用双Logistic曲线拟合法提取2000-2018年秦岭山地植被物候参数,结合气温和降水数据,运用趋势分析、相关分析、冗余分析等方法,研究秦岭山地不同物候期的时空变化特征和对气象因子的响应.结果表...     

青海云杉无性系物候期对气象因子的响应研究

通过对张掖市龙渠青海云杉(Picea carassifolia)种子园内无性系7年的物候观测,运用ex-cel软件,对温度、相对湿度、日照时数三个关键气象因子与青海云杉无性系花芽开放期、花粉飞散盛期和叶芽开放期三个重要物候期进行相关及其回归分析。结果表明:1)青海云杉无性系花芽开放期,与四月上旬的平均温度、≥0℃积温极显著相关,与四月上中旬的平均相对湿度、日照时数显著相关,温度是影响青海云杉无性系萌芽的主要气象因子;2)青海云杉无性系花粉飞散盛期与四月下旬至五月上旬的平均温度、≥0℃积温、平均相对湿度、日照时数极显著相关。3)青海云杉无性系叶芽开放期与四月下旬至五月上旬的温度、≥0℃积温和四月下旬至五月上旬的平均相对湿度、日照时数显著相关。     

枸杞的生理因子与外环境气象因子的日变化规律研究

采用CIRAS-1型光合作用综合测定仪同时测定了3a生枸杞和灌溉春小麦孕穗期蒸腾速率、净光合速率、气孔阻力等植物生理因子的逐时变化,并同时测定了总辐射、照度、光合有效辐射、叶温、气温、湿度和田间微风。通过枸杞诸因子的日变化和同期春小麦的比较,研究了枸杞叶片光合作用、蒸腾作用、气孔导度及其外界光、温、水、气和风的变化.结果表明,枸杞净光合速率大于春小麦,比春小麦更喜光,存在光合午休现象;叶片蒸腾速率全天略高于春小麦,光合午休时段蒸腾速率没有继续加大,维持在相对较高但较平衡的水平上;枸杞气孔导度较低;辐射、气温是影响光合午休的主要因子。相对湿度下层大于上层,风速分布规律则相反。枸杞田间没有明显的CO2吸收低谷。     

小针茅荒漠草原土壤水分动态及其对降雨的响应

揭示干旱、半干旱地区生态系统土壤水分动态对于进一步认识生态系统过程与功能机制,提出应对气候变化影响的途径均具有重要意义。以小针茅草原为对象,基于连续4 a逐时监测的土壤含水量(地表以下15 cm)与降雨数据,结合邻近气象站过去50 a的降雨资料,探讨了荒漠草原土壤水分动态规律及其对降雨的响应。结果表明:1受降雨分布格局的影响,荒漠草原土壤水分动态存在单峰型和双峰型两种模式;2地表以下15 cm处的土壤水分对5 mm以下降雨事件没有响应,18 mm以上的降雨对该土层土壤水分才具有较强的补充作用,土壤所需的降雨量比沙地和荒漠区更高;3降雨量越大、降雨强度越大或降雨前土壤含水量越高,土壤水分对降雨的响应就越迅速。未来气候变化可能对荒漠草原区浅根型植物生长不利,从而对畜牧业生产产生重要影响。     

塔中紫外辐射与气象要素的关系

分析2007年塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征和影响因子与气象要素的相关性,并依据有关要素拟合出紫外辐射的估算方程。结果表明：紫外辐射年总量达到305.64 MJ/（m2.a）,7月最大,12月最小,全年瞬时强度峰值在6月,为67.11 W/m2。紫外辐射的变化与总辐射变化呈显著正相关,且紫外辐射在总辐射中所占比例夏季大...     

陕西省人体舒适度变化及其对气象因子的响应

利用陕西省96个国家气象站多年逐日观测资料,统计分析人体舒适度指数(CIHB),探讨各种环境因素对人体冷热舒适程度的影响,结果表明:①陕西省1981—2016年舒适度和舒适等级日数均成北少南多,并且随海拔的升高而降低的变化特点,其中汉中等9站舒适等级日数多年平均大于200 d,榆林等7站舒适等级日数多年平均小于120 d;②各区域舒适频率呈现明显的单峰分布,陕北7—8月舒适等级频率较高,关中6—8月舒适等级频率较高,陕南6—9月舒适等级频率较高;③全省历年平均CIHB为45. 7,舒适等级日数92. 4 d,CIHB和舒适等级日数均在1998—1999年和2008—2009年出现2次峰值;④气温与舒适度指数的相关性极显著,相关系数高达0. 960 5,平均风速与CHIB显著负相关,气温较高时相对湿度与舒适度指数显著正相关。     

荒漠植物蒸腾速率的变化与组织含水量的关系

荒漠植物在长期适应环境过程中表现出相应的水分生理适应性。本文在塔克拉玛干沙漠腹地通过对两年不同时段不同植物的蒸腾速率和植物组织含水量的测定结果进行统计分析 ,结果表明 ,蒸腾速率的大小与植物组织含水量的多少无关     

核桃树干液流特征及其与气象因子的关系

运用热扩散式探针和自动气象站,对核桃树干液流密度及气象因子进行同步测定,研究不同树龄核桃树干液流密度特征以及与气象因子的关系。结果表明:核桃树干液流日变化呈单峰型,但不同树龄核桃树干液流启动、达到峰值以及夜间液流均存在差异。不同树龄核桃树干液流密度存在显著差异,中龄和老龄核桃树干平均液流密度分别为0.2042,0.5236mL/(cm2.min);最大液流密度分别为0.4909,1.5243mL/(cm2.min)。多元线性回归分析结果表明,核桃树干液流密度与水汽压饱和差、辐射之间呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关,气象因子对核桃树干液流存在显著影响。     

阿拉善荒漠几种典型灌木种子水分响应与繁殖对策研究

本文以阿拉善荒漠分布的沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、梭梭(Halox-ylon ammodendron)、红砂(Reaumuria soonorica)、阿拉善沙拐枣(Calligonum alaschanicum)、膜果麻黄(Ephedra przewalsetina)、绵刺(Potaninia mongolica)和四合木(Tetreana mongol-ica)等灌木为研究对象,以种子吸胀过程中对水分的吸收速度和水分利用效率作为对水分的响应特性。研究结果表明:所供实验的各种灌木种子吸胀所需时间顺序依次为:梭梭<四合木<绵刺<膜果麻黄<红砂<阿拉善沙拐枣<沙冬青,与之相对应的种子千粒重为沙冬青>阿拉善沙拐枣>红砂>梭梭>四合木>膜果麻黄>绵刺,种子千粒重与吸胀时间呈极显著的正相关关系;吸胀过程中水分吸收速度和水分利用效率分别是阿拉善沙拐枣>沙冬青>四合木>红沙>梭梭>绵刺>膜果麻黄,梭梭>膜果麻黄>绵刺>四合木>阿拉善沙拐枣>沙冬青>红沙。响应于荒漠水分的变化,荒漠灌木可分为对水分敏感性植物和迟钝性植物。对水分敏感性植物,繁殖对策表现为典型的r-对策,千粒重较小,对水分利用效率较高,如绵刺、梭梭等,对水分迟钝性植物,繁殖对策为典型的k-对策,千粒重较大,水分利用效率较低,如阿拉善沙拐枣和沙冬青等。响应于荒漠环境为极度胁迫下的易变环境,水分敏感的植物对荒漠植被的稳定具有重要贡献,响应于相对稳定时间尺度内,水分迟钝植物对荒漠植被构建起着关键作用。这种r-对策和k-对策荒漠灌木对水分不同的利用方式和繁殖方式,既能在干旱多变的气候环境变化下保持一定的荒漠景观植被,又能在稳定气候环境下保持另一种荒漠景观植被,从而确保荒漠地表环境的稳定。     

凝结水对温带荒漠一年生植物生态作用研究

选取一年生草本植物雾冰藜作为研究对象,设计有凝结水和无凝结水2个处理,每个处理又分干旱条件和人工浇水2组控制试验,研究凝结水的发生对雾冰藜的叶相对含水量、叶水势、净光合速率、气孔导度、生物量及生物量分配比例的影响。结果表明:2种土壤水分状况下凝结水的发生改善了一年生荒漠植物的叶片相对含水量。但只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著提高了荒漠一年生植物的叶水势。只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著提高了荒漠一年生植物的净光合速率及其最大值。凝结水对气孔导度的影响只发生在干旱条件下,而且只对上午10:00以前的气孔导度有显著影响。无论在人工浇水还是在干旱条件下,凝结水的发生均显著增加了一年生荒漠植物的生物量。但只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著降低了一年生植物黄叶生物量。无论哪种水分处理,凝结水的发生都促进了荒漠一年生植物地上部分的生长,减少了根/茎比例,促进了光合产物在整个植株叶片中的积累,而相应减少了在茎中的分配比例。     

近20 a中国天山东段典型冰川变化及其气候响应

冰川作为重要的淡水资源的存储体,也是气候变化的敏感"指示器"。在干旱半干旱区,冰川变化对人们的生产、生活和生态产生重要的影响。本文基于1990—2015年Landsat TM及ETM+遥感影像数据,利用雪盖指数法(NDSI)和阈值法,分析博格达峰及喀尔力克山的冰川面积变化,结合长时间序列的气温、降水数据分析天山东段典型冰川的气候响应。结果表明:(1)博格达峰与喀尔力克山的冰川均呈现退缩趋势,与气温和降水的变化趋势一致。(2)博格达峰和喀尔力克山冰川面积变化在东南坡向有波动增加趋势,其他坡向则未出现该现象。(3)从两个冰川不同坡向的面积和面积重心分布变化分析,博格达峰冰川面积在东坡方向退缩速率最大,而喀尔力克山的冰川在东北坡方向退缩速率最大。(4)根据栅格气象资料分析,近四五十年博格达地区冰川面积退缩速率大于喀尔力克山地区,并且博格达峰降水量的增加对冰川的退缩起到的作用不大,喀尔力克山的降水量对冰川面积的退缩起到了一定的抑制作用。(5)通过对博格达峰地区和喀尔力克山地区不同坡向的冰川面积与年均气温、年均降水量进行Person相关性分析,博格达峰地区、喀尔力克山地区各个坡向的冰川面积变化与降水相关系数均很小。但博格达峰地区北、东北、东南坡向的冰川面积与区域气温变化相关系数较高,喀尔力克山地区东南、东北坡向的冰川面积与区域气温的相关系数高且显著性明显。分析其原因,在年内尺度上,博格达峰地区、喀尔力克山地区是湿季气温升高所致,干湿两季降水量的增多,并没有使得冰川整体的退缩有所减缓。     

两种旱生植物的生长特征及其成活率对底水灌溉量的响应

通过微地形改造,研究底水灌溉量对两种旱生植物梭梭和沙拐枣生长特征及成活率的影响,为干旱区后期免灌植被造林提供理论依据和技术支撑。结果表明:1梭梭第1年株高和枝长的年生长量以及地上生物量与底水灌溉量呈正比,但灌溉量在90 L、60 L和30 L梭梭株高和枝长年生长量以及地上生物量均无显著性差异;底水灌溉量对梭梭第2年的生长无显著性影响。2当底水灌溉量为30 L时,沙拐枣2 a株高和枝长的年生长量以及地上生物量平均值最大。3相同底水灌溉量下,梭梭成活率大于沙拐枣成活率。在克拉玛依市后期免灌造林效果梭梭优于沙拐枣,种植梭梭和沙拐枣最适底水灌溉量为30 L。     

乌兰布和沙漠东北部磴口绿洲近52a水分因子的变化

本文分析了磴口52年(1954-2005)逐月降水量、蒸发量及相对湿度。结果表明:60年代降水量、蒸发量、相对湿度均偏大,70年代降水量、蒸发量、相对湿度均偏小。90年代降水量偏大,蒸发量偏小而相对湿度偏大,近5年降水量偏小,蒸发量最大,相对湿度反而偏大。降水量与蒸发量均为夏季最大,冬季最小。而相对湿度则是夏秋季相近,春季最小。降水量与蒸发量夏季波动形式与年的波动形式比较相近。