天山北麓不同土地覆被下土壤有机碳垂直分布特征

利用全国第二次土壤普查数据,对天山北麓不同土地覆被类型下的土壤有机碳分布特征开展研究。结果表明：在0～100 cm土层天山北麓不同土地覆被类型的土壤碳密度差异显著,其均值处于3.65～35.73 kg·m^-2。不同土地覆被类型的土壤碳密度垂直分布差异明显,其中耕地表层(0～20 cm)土壤碳密度占其总量的32.2%,其相邻土层的土壤碳密度占其总量比例的差值较小,最大差值仅为8.1%;高山亚高山草甸、森林和隐域植被表层(0～20 cm)土壤碳密度占其总量的40%以上;荒漠植被、裸地和稀疏植被表层(0~20 cm)土壤碳密度占其总量的比例低于37%,其中裸地与稀疏植被最低,仅为25.4%,其相邻土层土壤碳密度占其总量比例的最大差值低于4.0%。     

西北干旱地区表土孢粉与植被关系研究进展

较全面地综述了西北干旱地区表土孢粉与植被和气候关系的研究进展, 讨论了部分有指示意义的花粉,如云杉、杨、桦、禾本科、豆科等代表性花粉以及花粉浓度、A/C(蒿属Artemisia/藜科Chenopodiaceae)比值等问题.并提出了自己的一些见解和未来进一步开展工作的方向:如,在新疆某些地区很少发现桦属花粉可能属个别现象;可以根据藜科的生理习性解释草原区植被的A/C值较低即表明草原植被退化严重;进一步开展杨属(Populus)和桦属(Betula)花粉在林中的代表性、西北地区Ch(藜科Chenopodiaceae)/Po(禾本科Poaceae)值的研究,以及草原带与森林带之间的过渡地带的孢粉组合研究;今后需要将整个中国西北干旱区作为一个整体来研究,以深入了解孢粉-植被-气候的关系.     

祁连山不同海拔梯度和放牧强度土壤呼吸变化特征

分析青海云杉林、灌丛林、放牧草地三者的呼吸速率差异性以及放牧强度对土壤呼吸速率的影响,结果表明:①云杉林、灌丛林和放牧草地在16:00之前的呼吸速率大小顺序为:灌从林>云杉林>草地;16:00之后顺序为:云杉林>灌丛林>草地.②土壤呼吸速率和日均温有Y=10.342e-0.0002x,R2=0.0002的线性关系.这一线性关系可以解释很多土壤呼吸的变化情况.③放牧直接影响土壤含水量,放牧强度与土壤含水量呈负相关,土壤含水量与土壤呼吸速率呈正相关.土壤含水量为:重度放牧区>过度放牧区>极度放牧区;土壤呼吸速率为:重度放牧区>过度放牧区>极度放牧区.④温度是影响土壤呼吸的主要因子,与土壤呼吸速率呈正相关,呼吸速率日均最大值出现在6～7月,为8.66umoL/(m2·s);最小值出现在5月,为0.37umol/(m2·s).     

1982—2015年中国北方生长季NDVI变化及其对气温极值的响应

基于GIMMS NDVI 3g v1. 0数据集和日值气象数据,结合极端气温指数,辅以极点对称模态分解、趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、相关分析等方法,探讨中国北方生长季植被覆盖及极端气温的变化特征,研究植被覆盖对气温极值的响应状况。结果表明:①1982-2015年中国北方生长季NDVI以0. 002·(10a)^-1的速率上升(P <0. 05),ESMD(极点对称模态分解方法)显示生长季NDVI波动上升;针叶林、灌丛、荒漠植被、草地以及栽培植被呈增长趋势,栽培植被增速最快,针阔混交林、落叶阔叶林和高山植被呈不显著减少趋势。②空间上,NDVI显著增加区域超过全区的33%,主要分布在天山、塔里木盆地北部、祁连山、陇南山区、黄土高原、河套平原、吕梁山和太行山、大别山以及辽西丘陵地区;显著下降区域仅占12%,主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山区。③极端气温指数中,除TNmean(日最低气温平均值)和TNn(日最低气温极低值)呈上升趋势外,其余冷极值指数均呈下降趋势;所有暖极值指数均呈上升趋势;其他指数中,DTR(气温日较差)呈减小趋势,GSL(生长季日数)呈增加趋势。④中国北方NDVI与极端气温指数的相关性表明,冷极值指数中NDVI与FD0(霜冻日数)、TN10p(冷夜日数)、TX10p(冷昼日数)呈显著负相关(P <0.05),与TNmean呈显著正相关(P <0.01);NDVI与所有暖极值指数呈正相关,与TR20(热夜日数)、TXmean(日最高气温平均值)、TX90p(暖昼日数)以及TN90p(暖夜日数)存在显著相关性(P <0. 05);NDVI与GSL呈显著正相关(P <0.05)。⑤天山、塔里木盆地北缘、祁连山区、河套平原、黄土高原、太行山和吕梁山区等NDVI显著增加区域对极端气温指数的响应强烈。NDVI显著增加区主要对FD0、TNmean、TN90p、GSL等指数响应较强。NDVI显著减少区域对指数的响应各异,主要与SU25(夏季日数)呈显著负相关(P <0.05)。     

1982—2015年中国北方生长季NDVI变化及其对气温极值的响应

基于GIMMS NDVI 3g v1.0数据集和日值气象数据,结合极端气温指数,辅以极点对称模态分解、趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、相关分析等方法,探讨中国北方生长季植被覆盖及极端气温的变化特征,研究植被覆盖对气温极值的响应状况。结果表明：① 1982—2015年中国北方生长季NDVI以0.002·（10a）^-1的速率上升（P<0.05）,ESMD（极点对称模态分解方法）显示生长季NDVI波动上升;针叶林、灌丛、荒漠植被、草地以及栽培植被呈增长趋势,栽培植被增速最快,针阔混交林、落叶阔叶林和高山植被呈不显著减少趋势。② 空间上,NDVI显著增加区域超过全区的33%,主要分布在天山、塔里木盆地北部、祁连山、陇南山区、黄土高原、河套平原、吕梁山和太行山、大别山以及辽西丘陵地区;显著下降区域仅占12%,主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山区。③ 极端气温指数中,除TNmean（日最低气温平均值）和TNn（日最低气温极低值）呈上升趋势外,其余冷极值指数均呈下降趋势;所有暖极值指数均呈上升趋势;其他指数中,DTR（气温日较差）呈减小趋势,GSL（生长季日数）呈增加趋势。④ 中国北方NDVI与极端气温指数的相关性表明,冷极值指数中NDVI与FD0（霜冻日数）、TN10p（冷夜日数）、TX10p（冷昼日数）呈显著负相关（P＜0.05）,与TNmean呈显著正相关（P＜0.01）;NDVI与所有暖极值指数呈正相关,与TR20（热夜日数）、TXmean（日最高气温平均值）、TX90p（暖昼日数）以及TN90p（暖夜日数）存在显著相关性（P＜0.05）;NDVI与GSL呈显著正相关（P＜0.05）。⑤ 天山、塔里木盆地北缘、祁连山区、河套平原、黄土高原、太行山和吕梁山区等NDVI显著增加区域对极端气温指数的响应强烈。NDVI显著增加区主要对FD0、TNmean、TN90p、GSL等指数响应较强。NDVI显著减少区域对指数的响应各异,主要与SU25（夏季日数）呈显著负相关（P＜0.05）。     

天山中部不同林龄天然云杉林地表土壤入渗性能研究

通过对天山中部不同林龄天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica(Rupr.)Chen et Fu)地表土壤和林外草地土壤进行实验室人工降雨模拟渗透试验,初步探讨了天山云杉林地土壤的入渗性能.结果表明:1)累积渗透量、入渗速率与入渗时间均呈幂指数相关关系.稳渗速率最高为近熟林1.91...     

Sensitivity of runoff to climatic variability in the northern and southern slopes of the Middle Tianshan Mountains,China

Temperature and precipitation play an important role in the distribution of intra-annual runoff by influencing the timing and contribution of different water sources.In the northern and southern slopes of the Middle Tianshan Mountains in China,the water sources of rivers are similar;however,the proportion and dominance of water sources contributing to runoff are different.Using the Manas River watershed in the northern slope and the Kaidu River watershed in the southern slope of the Middle Tianshan Mountains as case studies,we investigated the changes in annual runoff under climate change.A modified hydrological model was used to simulate runoff in the Kaidu River and Manas River watersheds.The results indicated that runoff was sensitive to precipitation variation in the southern slope and to temperature variation in the northern slope of the Middle Tianshan Mountains.Variations in temperature and precipitation substantially influence annual and seasonal runoff.An increase in temperature did not influence the volume of spring runoff;but it resulted in earlier spring peaks with higher levels of peak flow.Damages caused by spring peak flow from both slopes of the Middle Tianshan Mountains should be given more attention in future studies.     

天山北坡中段草地类型α多样性研究

定量比较天山北坡中段乌鲁木齐地区各草地植被垂直带中具代表性的16个主要草地类型的植物多样性指数、物种丰富度指数和均匀度指数。从各草地类型多样性指数大小来看,山地草甸>草甸草原>典型草原>荒漠草原>亚高山草甸>高寒草甸>荒漠。其中分布于山地草甸的鸭茅+草原老鹳草+杂类草的草地类型和草原老鹳草+杂类草+禾草的草地类型的物种多样性指数最大,而分布于荒漠带土质生境的散枝猪毛菜+角果藜的草地类型和小蓬草地类型的物种多样性指数最小。其结果反映了生境异质性沿着水、热生态梯度变化的规律;从草地物种多样性的角度,揭示了不同草地类型在组成、结构、功能和动态的差异;通过指数间相关关系的分析,探讨草地类型多样性与草地生产力的相互影响,可为该地区的生物多样性资源保护提供科学依据。     

新疆不同植被类型土壤有机碳特征

准确评估不同植被类型的土壤有机碳库,对揭示土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中的作用具有重要意义。通过分析新疆地区10种植被类型的土壤有机碳密度(SOCD)的分布特征,估算了该地区的土壤有机碳储量。结果表明:在10个植被类型的0~100 cm土壤剖面中,SOCD垂直分布特征明显,呈逐渐降低趋势。新疆SOCD以针叶林最大,其值为63.86 kg·m~(-2),其他植被类型依次为:草甸、阔叶林、沼泽、草原、灌丛、高山植被、栽培植被、荒漠和无植被类型。土壤有机碳储量最大值分布在草甸中,为4.89 Pg,其他植被类型依次为:荒漠、草原、高山植被、无植被(裸地)、针叶林、栽培植被、阔叶林、灌丛、沼泽。在0~100 cm的土壤层,新疆地区土壤有机碳储量为16.4Pg。     

Identifying water vapor sources of precipitation in forest and grassland in the north slope of the Tianshan Mountains,Central Asia

Identifying water vapor sources in the natural vegetation of the Tianshan Mountains is of significant importance for obtaining greater knowledge about the water cycle, forecasting water resource changes, and dealing with the adverse effects of climate change. In this study, we identified water vapor sources of precipitation and evaluated their effects on precipitation stable isotopes in the north slope of the Tianshan Mountains, China. By utilizing the temporal and spatial distributions of preci...     

艾比湖地区植被分布及物种多样性研究

应用重要值计算多样性指数、均匀度指数、优势度指数,对艾比湖流域植被分布及物种多样性进行分析。结果表明：① 研究区域内可划分出10个群落,其中多枝柽柳群落(Form.Tamarix ramosissima)分布最为广泛。② 湖岸植被表现出明显的带状分布特点,并且群落物种多样性随地势发生变化,地势高的地方,物种多样性较高,均匀度较好。③ 在南北断面内,影响植物生长的主要因素为土壤含盐量。随着土壤盐分的增加,物种种类趋向单一,群落结构趋向简单。相反物种多样性随着土壤盐分的减少而增大。④ 受风况和土壤含盐量的影响,南北断面植被组成差异较大,且在近湖岸范围内,南断面植物群落物种多样性和植物生长状态明显优于北断面。     

天山北坡气候因子对植被影响的空间分异性研究

天山北坡经济带作物品种多且品种间差异大,气候变化对区域作物结构布局的影响研究对新疆农牧业生产具有积极的指导作用。文中利用2002～2007年天山北坡生长季逐月MODIS归一化植被指数（ND-VI）数字影像,计算了NDVI动态变化与气温、降水变化的相关关系,分析了NDVI变化的区域分异规律,探讨了气温、降水对植被NDVI...     

2000-2010年祁连山植被MODIS NDVI的时空变化及影响因素

利用2000-2010年间的MODIS/NDVI数据和对应的气候资料,研究了近10年来祁连山植被的时空变化及影响因素。结果表明:1)10年来,祁连山年最大化NDVI(MNDVI)增加了2.4%,植被改善、无变化和退化的面积分别占总面积的26.32%、66.42%和7.26%。植被改善的区域分布在冷龙岭、拉脊山、大通山、达坂山、青海南山、走廊南山、托来山等山地以及西宁盆地、湟水谷地周边地区,减少的区域分布在乌鞘岭、庄浪河、古浪河、大通河、石羊河、黑河、疏勒河等河流河谷。2)祁连山不同植被类型MNDVI的年际变化趋势不同。灌丛地、荒漠草原、高寒稀疏草甸MNDVI呈快速增加趋势,高山草原、高山灌丛草甸和高寒草甸MNDVI呈增加趋势,落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林MNDVI呈快速下降趋势。3)影响祁连山植被生长的主要因子是气温和降水,局部地区密集的人类活动也能成为影响植被生长的关键因子。     

天山云杉倒木的持水特性

倒木在森林生态系统尤其是山地森林生态系统的水文功能和水土保育功能等方面具有重要的作用。为了解天山云杉（Picea schrenkiana var. tianschanica）倒木的持水特性和其对天山林区水文功能的影响,沿天山山脉由西至东选取跨越9个经度的5个地区（昭苏、新源、呼图壁、天池和奇台）分别进行取样,运用浸泡模拟法测定天山云杉倒木的吸水过程和持水能力。结果表明：① 天山云杉倒木的吸水过程在5个地区随着浸泡时间的推移,其持水量、持水率和持水能力均随着腐解等级的升高而增加。在浸泡吸水过程中天山云杉倒木的持水量(Q)随着浸泡时间(t)的增加而增加,两者的关系可用Q=aln t+b来拟合。② 浸泡过程中天山云杉倒木吸水速率(V)随着浸泡时间(t)的增加而呈下降的趋势,两者的关系可用V=c t^-d来拟合。③ 天山云杉倒木持水能力(Q′)与腐解等级(x)的关系可用方程Q′=ex²+fx+g来拟合。天山林区5个地区的天山云杉倒木的持水特性存在明显的差异,该成果为进一步开展天山林区水文功能性研究奠定了基础。     

Spatial distribution pattern of Picea schrenkiana population in the Middle Tianshan Mountains and the relationship with topographic attributes

The spatial distribution of plant populations is an important feature of population structure and it determines the population's ecological preferences,biological characteristics and relationships with...     

亚洲中部干旱区绿洲水热匹配与生物、农业技术适应性分析

亚洲中部干旱区"中亚天山北坡-新疆天山北坡-甘肃祁连山北坡"山前平原,在古丝绸之路和现代丝绸之路经济带时期均为社会、经济、文化最繁荣的重要地区。而一个地区某生物的生长发育除与降水、气温有关外,还与当地的水热匹配特征密切相关。中亚天山北坡区段水热不同步-新疆天山北坡区段水热较同步-甘肃祁连山北坡河西走廊区段水热同步的生态环境,深刻地影响着当地的天然动植物种类及其生长发育,使某些生物在研究区内各区段间形成了发生中心区、扩散区及无发生区的规律性分布;不同区段多项绿洲农业技术的差异性也反映出其对当地水热匹配特征的适应性。     

The relationship between soil,climate and forest development in the mid-mountain zone of the Sangong River watershed in the northern Tianshan Mountains,China

The mountainous forests in arid regions, being sensitive to climate change, are one of the key research topics related to the mechanism of interaction between climate and the terrestrial ecosystem. In this study, the spatial distribution of a mid-mountain forest and its environmental factors were investigated by using a combination of remote sensing technology, field survey, climate indices and soil nutrient analysis in the Sangong River watershed of the northern Tianshan Mountains. The forest(Picea schrenkiana) was distributed between 1,510 and 2,720 m asl. Tree height and diameter at breast height(DBH) exhibited a bi-modal pattern with increasing elevation, and rested at 2,450 and 2,250 m asl, respectively. The two maxima of DBH appeared at 2,000 and 2,550 m asl, and the taller trees were observed at 2,100 and 2,600 m asl. For the annual mean temperature, the difference was approximately 5.8°C between the lowest and the highest limits of the forest, and the average decreasing rates per hundred meters were 0.49°C and 0.55°C with increasing altitude between 1,500 and 2,000 m asl and above 2,000 m asl, respectively. The annual precipitation in the forest zone first increased and then decreased with the increase of altitude, and the maximum value was at 2,000 m asl. For per hundred meters, the annual precipitation increased with the rate of 31 mm between 1,500 and 2,000 m asl and decreased by 7.8 mm above 2,000 m asl. The SOM, TN and TP were high between 2,000 and 2,700 m asl and low at the lower and upper forest limits. The minimum Ca CO3 concentration, p H value and EC coincided with the maximum precipitation belt at 2,000 m asl. The SOM, TN and TP were high in the topsoil(0–10 cm) and differed significantly from the values observed in the deep soil layers(10 cm). The soil nutrients exhibited spatial heterogeneity and higher aggregation in the topsoil. In conclusion, soil and climate are closely related to each other, working synergistically to determine the development and spatial distribution of the mid-mountain forest in the study area. The order of the importance of environmental factors to forest development in this study is as follows: soil nutrientsprecipitationelevationtemperature.     

天山中段雪岭云杉林区辐射特征分析

利用天山中段雪岭云杉林区全年辐射观测资料,分析了云杉林区辐射平衡各分量的年、季节和日变化特征。结果表明：林区辐射平衡各分量呈现出明显的年变化和日变化特征。6-8月的向下短波辐射高于其他月份,12月份出现最小值。向下、向上长波辐射和净辐射通量的变化趋势与之相同,10月开始逐渐减小,最小值出现在12月,3月开始缓慢增加,至...     

新疆山地针叶林的群落结构及其影响因素

通过对阿尔泰山、天山北坡、天山南坡和昆仑山11个点120个针叶林样方的调查,研究了新疆山地针叶林群落结构的分布格局及其影响因素.结果表明:天山北坡针叶林树高、胸径、总胸高断面积以及蓄积量最高,其次是阿尔泰山,而天山南坡和昆仑山较低;4个地区的立木密度无显著差异.在不同森林类型中,昆仑柏类林的胸径、树高、总胸高断面积以及...     

土地利用方式对东祁连山土壤表层有机碳的影响

在祁连山东段高寒地区,选取天然草地、退耕自然恢复地、坡耕地和人工草地4种土地利用方式,研究了土地利用方式对土壤表层有机碳含量和有机碳密度的影响.结果表明:在4种土地利用方式中天然草地土壤表层有机碳含量最高,坡耕地和退耕自然恢复地土壤表层有机碳含量较低;土壤表层有机碳密度整体上随着土层加深而逐渐降低,在0～30cm土层土...