青海湖流域NPP动态变化及驱动力

对青海湖流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)以及驱动因子进行分析可以为流域生态管理与可持续发展提供一定的参考。本研究基于Carnegie-Ames-Stanford Approach(CASA)模型估算了青海湖流域NPP值，通过趋势分析、Hurst指数、地理探测器等方法，定量评估了2000—2018年青海湖流域NPP的动态变化及驱动因子。结果表明：从空间分布来看，青海湖流域多年平均植被NPP为218.88 g C·m^-2，年平均NPP的高值分布在青海湖北部和南部，最高达到375.85 g C·m^-2，低值分布在青海湖东岸，最低为0.11 g C·m^-2。从时间变化看，2000—2018年流域年平均NPP表现为上升趋势，增幅为1.61 g C·m^-2·a^-1,2018年达最高值为247.30 g C·m^-2。季节变化表明7月NPP最高，1月NPP最低。在NPP未来变化趋势上，Hurst指数小于0.5的区域占比为75...     

我国荒漠植被生产力动态及其与水热因子的关系

为了探讨近30 a来我国干旱区荒漠植被的净初级生产力(NPP)及其与水热因子相关性随时间的变化,运用CASA(Carnegie Ames Stanford approach)模型估算我国荒漠植被1982—2015年生长季的NPP,并运用线性回归和GIS空间分析方法分析了NPP的时空变化特征,利用滑动相关系数分析了荒漠植被NPP与水热因子的关系。结果表明：① 单位面积NPP均值为42 g·m^-2·a^-1,NPP整体水平较低。空间上呈西北部、东部边缘较高,中部、南部和中东部较低的分布特征。② 荒漠植被NPP年均总量为5.783×1013g·a^-1。从荒漠植被NPP的年际变化来看,1982—2015年中国荒漠植被NPP总量以1.64×1012g·(10a)^-1的线性速率（P=0.054）上升,荒漠植被生长状况总体上不断改善,但总量趋势呈现阶段性变化,1982—1993年荒漠植被NPP总量呈极显著增长态势（1.25×1012 g·a^-1,P<0.01）; 1993—2006年NPP总量呈极显著降低态势（-6.42×1011 g·a^-1,P<0.01）; 2006—2015年NPP总量缓慢增长（1.70×1011 g·a^-1,P>0.05）。从空间变化来看,47.65%的荒漠植被NPP呈增加态势,主要分布在阿拉善高原、天山北麓、塔里木盆地西部边缘、柴达木盆地的东南边缘、阿尔金山南麓和昆仑山脉。③ 从荒漠植被NPP与各气候因子之间的相关关系随时间的变化来看,NPP与气温的滑动相关系数随时间的变化保持为负相关,与降水、干燥度的滑动相关系数保持为正相关,与太阳总辐射的滑动相关系数随时间变化并未表现出显著的变化趋势。总体上,荒漠植被与水热因子的相关关系在研究时段均有进一步减弱的态势,即荒漠植被NPP对气候因子的变化愈来愈不敏感。     

石羊河流域植被净初级生产力时空变化及驱动因素

利用CASA模型（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模拟石羊河流域2000—2020年植被净初级生产力（NPP），分析流域NPP的时空变化特征、稳定性和未来变化趋势，并从气候因素、地形因素和人类活动因素3个方面探讨对NPP的变化影响。结果表明：（1）2000—2020年石羊河流域植被NPP多年平均值为291.01 g C·m-2·a-1，呈不显著增加趋势，空间分布呈南高北低的分布格局。（2）2000年以来植被NPP呈增加趋势的区域占总面积的86.4%，其中极显著增加和显著增加的区域分别占6.7%和10.1%。（3）NPP变化在中等波动以上（变异系数Cv≥0.25）的区域所占比例为50.4%。（4）从未来变化趋势看，石羊河流域植被NPP恢复的持续性较弱，呈增加并反持续的地区所占比例达到57.1%。（5）流域的植被NPP变化与气温、降水均成正相关，对气温的响应更为敏感。NPP随海拔高度和坡度增加呈现增大后减小趋势，近年来流域实施的一系列人工造林、退耕还林还草等措施对植被NPP的增加具有明显促进作用。     

宁夏盐池县生态系统水分利用效率时空特征及其影响因素

水分利用效率(WUE)是衡量植物光合固碳和水分消耗之间权衡关系的重要指标。研究区域植被WUE的时空变化特征对区域生态恢复、水资源的合理利用与开发等方面至关重要。本研究基于MODIS的GPP和ET数据评估2000—2019年盐池县植被WUE的时空变化特征及其主要的影响因子。结果表明：(1)2000—2019年盐池县的ET和GPP分别以7.61 mm·a^-1和7.23 g C·m^-2·a^-1的速率显著增加,空间上呈西北高东南低的分布特征,具有较强的空间异质性。(2)近20 a,盐池县植被WUE变化范围在0.80～1.11 g C·kg^-1·H₂O之间,多年均值为0.91 g C·kg^-1·H₂O,年际变化不显著;从空间上来看,全县WUE存在较强的异质性,高值主要分布在东北部,低值位于西南部。(3)近20 a,宁夏盐池县WUE在空间上有54.70%的区域呈上升趋势,主要分布在东北部;45.30%的区域以下降趋势为主。未来,盐池县61.48%...     

砾石对青藏高原东缘水电工程取土场人工草地生物量分配的影响

根据澜沧江上游如美水电站工程建设迹地生态环境保护的迫切需要,在该区域取土场开展人工草地植被恢复试验。研究将砾石置放于回填土壤(未筛分土和筛分土)的表层(0-10cm)、中层(20-30cm)和下层(40-50cm),播撒人工草种垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb),进行人工草地建植,并监测群落冠层和根系生物量。结果表明,在回填未筛分土壤样地,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为136.5-526.7g·m^-2、98.9-372.5g·m^-2、79.8-373.2g·m^-2,根系生物量分别为223.3-495.9g·m^-2、140.5-460.1g·m^-2、124.1-343.4g·m^-2。在回填筛分土壤样地中,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为134.8-415.5g·m^-2、88.3-288.9g·m^-2、73.9-260.5g·m^-2,根系生物...     

不同利用方式下呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸动态特征及影响因素

探究天然草原不同利用方式下土壤呼吸动态特征及影响因素，对草原生态系统碳平衡研究具有重要意义。文中于2022年生长季(6—9月)测定了呼伦贝尔草甸草原围封、刈割、轮牧和自由放牧4种利用方式下土壤呼吸速率及相关环境因子，结果表明：1) 4种利用方式下土壤呼吸速率日动态差异较小，月动态差异显著，前者基本表现为昼高夜低的“单峰型”变化特征，后者表现为7月最高，9月最低，生长季土壤呼吸速率均值刈割(2.24μmol·m^-2·s^-1)>围封(2.08μmol·m^-2·s^-1)>轮牧(1.61μmol·m^-2·s^-1)>自由放牧(1.58μmol·m^-2·s^-1);2)土壤温度和土壤湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素，二者的最优复合模型可解释土壤呼吸速率变异的82.7%～92.1%;3)分段式结构方程模型分析表明，在围封、刈割和自由放牧样地，植被因素对土壤呼吸速率独立解释力最高；在轮牧样地，土壤环境对土壤呼吸速...     

敦煌太阳总辐射多时间尺度变化特征及影响因素

采用集合经验模态分解(EEMD)以及M-K突变检验方法,基于敦煌市1971—2020年太阳总辐射、相对湿度、总云量和沙尘日数等气象资料,分析了敦煌市太阳总辐射演变的多时间尺度特征,探讨了影响敦煌市太阳辐射的关键气象因素。结果表明：(1)1971—2020年敦煌市年太阳总辐射上升趋势显著,线性气候倾向率为49.6 MJ·m^-2·(10a)^-1,多年平均年辐射量为6354.0 MJ·m^-2,属于太阳能资源最丰富区。年辐射在1970年代最少,2010年代最大。敦煌市太阳辐射四季分明,辐射量夏季>春季>秋季>冬季,分别以32.5、13.4、2.9 MJ·m^-2·(10a)^-1和1.1 MJ·m^-2·(10a)^-1的速率增加。近50 a敦煌市太阳总辐射以2.9 a和7.1 a的年际变化和16.7 a的年代际变化占主导地位。(2)月太阳辐射变化呈“单峰型”,从3月开始急剧增加,5月达峰值,6月开始逐渐下降,12月达全年最低值。太...     

窟野河水-气界面CO2交换通量变化特征及其影响因素分析

近年来内陆水体CO₂释放受到广泛关注,为揭示黄土高原地区内陆水体CO₂的释放特征,于2018年7月和10月及2019年3月和6月利用LI-7000 CO₂分析仪对窟野河及代表性水库开展了高频次的水体CO₂分压(pCO₂)和水-气界面CO₂交换通量(FCO₂)观测,并分析其时空变化规律。结果表明:窟野河水体pCO₂和FCO₂(分别为996μatm和94.5 mmol·m^-2·d^-1)均高于水库(分别为752μatm和10.3 mmol·m^-2·d^-1)。FCO₂季节性差异明显:对于河流而言,表现为秋季最高(165.7 mmol·m^-2·d^-1),春季最低(42.9 mmol·m^-2·d^-1);对于水库而言,变化趋势则完全相反,表现为春季最高(16.6 mmol·m^-2·d^-1),秋季最低(-5.4 mmol·m^-2·d^-1)。生物地球化学活性更强的支流FCO₂(107.4 mmol·m^-2·d^-1)高出干流(66.5 mmol·m^-2·d^-1)约50%;同时,位于中下游黄土丘陵区的水库FCO₂(16.4 mmol·m^-2·d^-1)显著高于位于上游呼鄂丘陵区的水库FCO₂(1.2 mmol·m^-2·d^-1)。整体来看,流域水体pCO₂受碳酸盐体系影响最大,有机碳分解作用次之;流速是控制水-气界面气体交换速率的关键因素。在年尺度上,窟野河的河流与水库水体均为大气持续碳源。窟野河平均CO₂释放量与我国长江及国外温带河流相近,但低于黄河中游的其他支流。     

番茄秸秆原位还田配施腐解菌剂对番茄生产的影响

为探索茄果类蔬菜秸秆废弃物肥料化利用途径,于2019年设定番茄秸秆全量原位还田及腐解菌剂的配施试验：C,无番茄秸秆+无腐解菌剂;T1,番茄秸秆+无腐解菌剂;T2,番茄秸秆+菌剂1‘源动力’(1 kg·666.7m^-2);T3,番茄秸秆+菌剂2‘有纯’(3 kg·666.7m^-2);T4,番茄秸秆+菌剂3‘沃宝’(2 kg·666.7m^-2),分析其对土壤特性和下茬番茄长势和产量的影响。结果表明：与对照相比,番茄秸秆原位还田降低土壤pH,显著增加土壤有机质、速效磷和速效钾含量（P<0.05）,其中成熟期T2处理有机质含量分别比T1、T3、T4和C显著高7.3%、8.1%、14.2%和26.9%;番茄秸秆腐熟后T2处理速效磷含量分别比C、T1、T3、T4处理高24%、11.3%、4.4%和8.7%。番茄秸秆还田+腐解菌剂显著提高细菌和放线菌数量,其中放线菌数量远高于细菌和真菌数量。番茄秸秆还田对番茄的生长势和产量影响显著,增产的主要原因是番茄秸秆还田提高了单株坐果数,其中菌剂‘源动力’的增产效果优于‘有纯’和‘沃宝’。...     

基于CASA模型的三江源地区植被净初级生产力遥感估算研究

以改进后的CASA模型为基础,利用MODIS数据、气象数据和植被类型数据,估算了2010年三江源地区植被净初级生产力(NPP)。结果表明:三江源地区NPP的总值为52.146×1012gC·a-1,平均值为146.66g C·m-2·a-1,呈现由东南向西北逐渐递减的空间分布趋势,并随着海拔和坡度的增高,NPP先升高后降低。     

21世纪以来呼伦贝尔市植被净初级生产力时空变化特征分析

植被净初级生产力(NPP)体现植被在自然条件下的生产能力,是全球变化领域的热点内容。文中以呼伦贝尔市为研究区,利用遥感生产力模型(CASA模型)获取研究区2000、2005、2010和2015年四期NPP数据,分别从NPP空间分布特征、特征值变化、NPP变化的空间格局和不同植被类型NPP变化等方面分析近15年来呼伦贝尔市NPP的时空变化特点。结果表明:(1)呼伦贝尔市NPP空间分布呈现出明显的地带规律性,从西往东有明显的增加趋势;(2)呼伦贝尔市NPP取值范围主要集中在200-400g C/(m2·a),年均NPP为340.7g C/(m2·a),NPP取值>600g C/(m2·a)的面积虽然占比较小但有明显的增加趋势;(3)在2000-2015年期间,呼伦贝尔市NPP呈现出先略微下降后逐渐增加的趋势,西部草地区域呈现出持续下降趋势,而其他区域略有波动但整体增加趋势;(4)从不同植被类型NPP变化结果来看,在2000-2015年期间,旱地与水田呈现出逐渐增加趋势,天然草地呈现出逐渐减少趋势,其它植被类型的NPP变化虽有波动但总体呈现增加趋势。     

河西走廊中段荒漠植被组成及土壤养分空间分布特征

荒漠植被是河西走廊绿洲生态安全防护的重要屏障,研究荒漠植被组成及土壤养分分布特征对于荒漠—绿洲过渡带荒漠植被建设及管理有重要意义。本研究基于大量野外调查,并使用传统统计学与地统计学方法,研究了河西走廊中段及巴丹吉林沙漠南缘荒漠植被组成及土壤养分特征,并解析了其与环境因子的相关关系。结果表明：河西走廊中段及巴丹吉林沙漠西南缘荒漠区植物组成单一,多样性较低,且植物种类集中在少数科中,出现频度高的植物均为红砂(Reaumuria songarica)和白刺(Nitraria tangutorum)等典型荒漠植物。草本植物分布与年均降水量有较强相关性,研究区最南端的山丹县草本生物量达到108.01 g·m^-2,在一定年降水量区间,灌木生物量随降水增加而增加,最高值出现在靠近祁连山北坡的肃州区,为134.03 g·m^-2;降水量的增加,会显著促进草本植物的生长。研究区表层土壤有机碳、总氮、总磷含量最高,其平均值分别为2.12 g·kg^-1、0.25 g·kg^-1、0.41 g·kg^-1,...     

2000—2020年黄土高原NEP时空格局与驱动力

黄土高原是中国重要的生态屏障。在全球变化的背景下，黄土高原的碳收支平衡备受关注。本研究基于MOD17A3HGF数据，通过GSMSR模型、趋势分析、差异分析以及地理探测器等方法，分析2000—2020年黄土高原的碳源/汇特征，揭示2000—2020年该区域生态系统净生产力(NEP)的时空格局及其驱动因素。同时，将研究区按经度方向划分为西、中、东三个子区域，比较不同区域内驱动因素的差异性。结果表明：(1)近20 a黄土高原49.69%的区域从碳源向碳汇转变；NEP随时间波动上升，在东南部高于西北部，多年平均值为12 g C·m^-2·a^-1。(2)水分条件是影响NEP空间分布的主要自然因素，而土地利用类型则是影响NEP空间分布的主要人为因素；不同因子间的交互作用对NEP的影响普遍大于单个因子。(3)西、中、东三个子区域NEP的驱动因子存在明显的空间分异特征，中、西部地区受气候影响较多，以降水、湿度等水分条件为主；东部地区受地形、气候、人类活动等因素综合影响，其中，以土地利用类型为代表的人为干扰最强。     

降水梯度对青海湖河源湿地温室气体排放日变化的影响

水分是影响高寒生态系统生长发育的主要限制因素,为探明不同水分条件对湿地温室气体排放特征的影响,选取青海湖流域瓦颜山河源湿地为研究对象,利用不同的水分特征湿地,通过静态箱-气相色谱法,监测了湿地24 h温室气体排放特征,探究了2020年和2021年8月（生长旺季）的CK（对照处理）、+25%（增雨25%处理）、-25%（减雨25%处理）、+75%（增雨75%处理）、-75%（减雨75%处理）条件下,对二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）日变化趋势。结果表明：（1）CO₂排放范围为47.52～123.71 mg·m^-2·h^-1,CH₄通量范围为-8.50～6.74μg·m^-2·h^-1,N₂O通量范围为-15.82～6.90μg·m^-2·h^-1。（2）CK、+25%、+75%处理下CO₂、CH...     

西北地区小麦生产环境风险时空特征

利用CROPWAT模型和生命周期评价(LCA)方法，对西北地区2005—2020年小麦生产的投入、环境风险和水分需求进行分析和评价。结果表明：西北地区氮、磷、钾平均肥料投入量分别为238、142、62.5 kg·hm^-2;农药、柴油、种子、人工的投入量分别为4.35 kg·hm^-2、1.26 L·hm^-2、305 kg·hm^-2、771 h·hm^-2。西北地区平均小麦产量3.68 t·hm^-2,排放温室气体3 589 CO₂-eqkg·hm^-2,土壤酸化潜值87.0 SO₂-eqkg·hm^-2,消耗能量3.3×10⁸ J·hm^-2。肥料投入对温室气体排放和能量消耗的贡献最大，分别达到86.5%和77.8%;农作阶段在土壤酸化潜值中贡献率最高，占比达90%以上。西北地区小麦生产平均需水量为331 mm,平均灌溉需水量为227 m...     

山西省不同生态分区增强型植被指数(EVI)对气候因子的响应

利用2000—2014年MODIS EVI数据、27个气象站点逐月气温和降雨量、MOD16蒸散量数据,分析了山西省15年来的植被覆盖变化及其对气温、降水和蒸散量的响应特征。结果表明:(1)山西省植被总体呈现上升趋势,增速为2.6%·10a~(-1),不同生态分区中Ⅱ东部大行山山地Ⅲ中部盆地Ⅳ西部山地Ⅰ晋北山地Ⅴ晋西黄土丘陵区。(2)山西省植被覆盖具有较大的区域差异,其中东南部的EVI明显高于西北部,EVI频度图呈现"单峰结构",全省绝大部分地区呈现不变或增加趋势,显著面积比例为25.95%,严重退化面积比例为1.04%。(3)基于年尺度的EVI与降水、蒸散量呈正相关,与温度负相关,基于月尺度的EVI与气温、蒸散量呈显著正相关,蒸散量与EVI的相关性好于降水、温度单一因子,而降雨量对EVI变化存在一个阈值。(4)从生长季考虑,从春季到夏季各大生态区蒸散量与EVI均为正相关并且逐渐加强,秋季除Ⅲ中部盆地外其它自然区均为负相关。     

近30年关天经济区植被净初级生产力对土地利用变化的动态响应

利用1980-2010年4期Landsat遥感影像,获取相应年份的土地利用图,并提取NDVI,在此基础上利用CASA模型计算关天经济区植被NPP,计算分析土地利用变化对NPP的影响。结果表明:1)林地NPP均值最大(383.38gC·m-2·a-1),其次是草地、耕地,建设用地NPP最低(271.66gC·m-2·a-1)。2)关天经济区近30年NPP呈现先降低后增加再小幅降低的趋势,1980年的植被NPP为2.3×107gC·m-2·a-1,2000年为1.7×107gC·m-2·a-1,2005年为3.2×107gC·m-2·a-1,2010年2.2×107gC·m-2·a-1。3)关天经济区植被NPP在空间上分布不均衡。秦岭山区以及宝鸡与天水交界处的山区植被NPP高,秦岭山区植被NPP高达631.15gC·m-2·a-1,而低值区(53.85gC·m-2·a-1)位于经济发达的关中平原。4)土地利用变化区域,土地利用类型变化对区域植被NPP的影响显著,耕地转变为建设用地使NPP降低,关中平原与天水地区人口居住区与开垦区植被NPP明显下降,土地开发利用导致了植被NPP的降低。所以,关天经济区在维持经济发展的同时,要控制建设用地的无序增长,维持好区域的植被覆盖,保障区域生态平衡。     

锡林郭勒草原下垫面地气相互作用特征研究

草原是锡林郭勒地区的主体生态系统，观测研究该地区地气相互作用对深入理解该区草原气候和生态效应具有重要意义。利用2016-2020年锡林浩特国家气候观象台的近地层综合观测资料经过异常值剔除和缺失值插补后进行统计分析：1)利用最小二乘法和能量平衡比率法，对比分析了该地区生长季和非生长季能量通量平均日变化特征、能量闭合特征，进而分析讨论了大气稳定状态对近地层能量闭合特征的影响；2)分析了5年平均能量通量逐月日变化特征；3)分析了该地区的CO₂通量特征。结果表明：锡林郭勒草原生态系统的能量分配主要以感热通量为主，约占净辐射的36.95%。生长季的能量闭合斜率高于非生长季，全年平均能量闭合斜率为0.69。近地层大气稳定层结出现的频率大于不稳定层结出现的频率，且不稳定大气条件下的能量闭合率更高。通过对碳通量的分析发现，该生态系统总体表现为碳汇，生长季的日总净固碳量为2.44gc·m^-2·d^-1,非生长季为0.57gc·m^-2·d^-1。     

河套灌区不同配置农田防护林对田间土壤水分和养分储量的影响

农田防护林作为提高生态环境效益的有效农业管理方式，对改善土壤理化性质、改善生态环境，提高作物产量具有重要意义。在河套灌区选择三种典型农田防护林(4行林带、5行林带和8行林带)测量了2019—2021年生长季农田内距防护林0.3 H、0.7 H、1 H、2 H、3 H和4 H处0～100 cm的土壤性质和防护林与农田的植被属性，测算了土壤水分储量(SMS)和土壤养分储量[碳储量(SCS)、氮储量(SNS)和磷储量(SPS)]。结果表明：(1)不同防护林系统水平方向上的土壤容重和土壤黏粒含量差异显著，在垂直方向上土壤属性均有显著差异。(2)防护林具有较好的保水性和养分供应功能，其中4行林带的土壤水分储量和养分储量高于其他林带，分别为SMS 237.44 mm、SCS 544.93 g·m^-2、SNS 953.72 g·m^-2和SPS 859.04 g·m^-2。(3)4行林带的整体长势比较好，其平均树高为30.06 m，胸径为0.41 m，且4行防护林的作物产量最高，为15.75 t·hm^-2。(4)冗余...     

中亚草地NPP时空动态及其驱动因素研究

基于CASA模型和Miami模型计算中亚五国（哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦）的草地净初级生产力（NPP）,旨在探究2001—2019年中亚草地NPP的时空动态及其驱动因素。结果表明：2001—2019年中亚地区草地的实际净初级生产力（ANPP）均值为118.9 g C·m-2·a-1;在空间尺度上,平原地区的草地ANPP随纬度增加而呈现由南到北逐渐增加的趋势,从平原到山地草地ANPP随海拔升高呈现明显的增加趋势;在时间尺度上,ANPP总体呈现不显著的增长趋势,近60%区域的草地ANPP未来的变化趋势将与过去相反,但不显著;在中亚草地ANPP增加的区域,人类活动占主导地位;在中亚草地ANPP降低的区域,气候变化是主要驱动力;中亚草地的ANPP与降水呈现显著正相关的区域达到67.8%,温度与中亚草地ANPP的变化关系不显著,降水是影响中亚草地ANPP变化的主要气候因子。