青藏高原流域廊道体系对生态环境的影响-以尼洋河流域为例

通过对尼洋河流域景观生态系统廊道体系构成和布局现状分析，揭示了流域内廊道体系的主要问题：构成单一、布局简单；详细分析了各种廊道对流域生态环境的有利和不利影响。在此基础上提出了流域廊道体系优化对策。     

凝结水研究进展

凝结水作为降水的一种形式,是区域水循环中的重要环节;但由于凝结水数量较少,在大多的水分研究中经常会被忽略。通过系统总结凝结水研究意义、现状及存在问题发现,原有研究大多集中在凝结水量、影响因素、凝结时间等方面,在水汽来源、凝结水的区分以及数值模拟方面相对较少,建议应该加强凝结水的形成规律以及凝结水对植物生长影响等方面研究。     

风火山流域土壤入渗特征与环境因子的关系分析

通过对青藏高原风火山流域2005-2007连续3 a的土壤水分入渗试验,运用回归分析方法和旋转主成分分析法,对影响土壤人渗过程的地温、土壤深度、土壤理化性质、植被盖度、土壤初始含水率等环境因子进行了分析.结果表明,随着植被盖度的增加,土壤入渗能力随之增强.土壤饱和导水率与土壤有机质、全氮、粒度正相关,与之均呈幂函数关系;饱和导水率与土壤初始含水率之间具有负幂函数关系.随着土壤温度从0℃的逐渐升高,土壤饱和入渗率先有微弱下降,然后呈现急剧上升趋势,两者呈二次函数关系.影响高寒草甸土壤水分入渗的环境因子可以归类为土壤质地及其理化属性、土壤疏松程度和亲水有机胶体团粒3个主成分.     

呼伦贝尔典型草原三种植物群落土壤凝结水比较

[目的]分析呼伦贝尔地区不同植物群落产生的土壤凝结水量,为当地沙化草地植被恢复中合理有效利用水资源提供依据。[方法]通过称重法测定3种植物群落茵陈蒿(Artemisia capillaris)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和羊草(Leymus chinensis)土壤凝结水形成的时间、数量和月动态变化,比较植被类型和环境因子对土壤的影响。[结果](1)3种植物群落内土壤凝结水的形成趋势基本一致,即每天18:00以后逐渐形成,至次日6:00结束。土壤凝结水夜间动态呈双峰型,其中第1个峰值出现在20:00左右,第2个峰值出现在4:00左右。(2)3种植物群落日均凝结量具有显著差异(p0.05),茵陈蒿样地、糙隐子草和羊草样地的日均凝结量分别为7月0.28,0.22,0.32mm,8月0.50,0.35,0.69mm,9月0.28,0.23,0.37mm。(3)土壤凝结水在土壤不同深度的凝结量大小依次为0—5cm20—25cm5—10cm10—15cm15—20cm,其中0—5cm的凝结量羊草样地的最多为0.147mm,其次为茵陈蒿样地0.125mm,最后是糙隐子草样地0.094mm。[结论]土壤凝结水来源主要有2个,植被类型的不同导致这两种来源对总量的贡献比例不同,其中羊草植物群落能够形成更多的土壤凝结水,在草原植被恢复中能够起到更积极的作用。     

青藏高原不同类型草地土壤磷素分布及其影响因素

磷是限制草地生态系统生产力的关键性养分元素,阐明青藏高原草地土壤磷素分布特征及其影响因素对于维持该区域草地生态系统的可持续发展具有重要意义。沿青藏高原从西北至东南的水平样带采集不同类型草地(即草甸草原、典型草原和荒漠草原)的土壤样品,研究土壤全磷、有效磷、无机磷组分和有机磷组分的分布特征及其影响因素。结果表明：土壤全磷和有效磷含量以草甸草原最高,其次为荒漠草原和典型草原。各类型草地土壤的无机磷组成均以酸溶态无机磷为主;草甸草原土壤的有机磷组成以氢氧化钠态有机磷为主,而典型和荒漠草原土壤则以酸溶态有机磷为主。不同类型草地相比,草甸草原土壤的水溶态、碳酸氢钠态和氢氧化钠态无机磷以及各形态有机磷含量均显著高于典型和荒漠草原,而荒漠草原土壤的酸溶态无机磷含量显著高于草甸和典型草原。冗余分析指出,土壤有机碳、年均降雨量是影响全磷和有效磷的主要因子,年均降雨量和游离氧化铁是影响无机磷组分的主要因子,而pH、年均气温、地上生物量和年均降雨量是影响有机磷组分的主要因子;结构方程模型指出,草地类型对无机磷组分和有机磷组分都有直接的影响,年均温度和容重对无机磷组分也有直接的影响,而海拔、年均降水量和年均气...     

近50年气候变化对青藏高原青稞气候生产潜力的影响

基于青藏高原及周边106个气象站近50年的平均气温、降水量及日照时数等气象观测数据,分析了青藏高原区1965年以来的气候变化趋势以及青稞生长季及关键生长期的气候变化趋势,并采用线性倾向估计方法、Thornthwaite Memorial模型、Arc GIS和SPSS技术分析了青藏高原青稞的气候生产潜力及其时空变化特征,探讨了青藏高原近50年气候变化对青稞发育过程和产量的影响机理及各气象要素对青稞气候生产潜力的影响。结果发现:1)近50年来,青藏高原区气温和降水均呈上升趋势(0.53℃?10a?1、7.8 mm?10a?1),且气温上升较显著,降水增加较缓,而日照时数呈波动下降趋势(16.9 h?10a?1);2)青藏高原青稞生长季气温、降水均呈上升趋势(0.4℃?10a?1、7.2 mm?10a?1),但日照时数呈下降趋势(15 h?10a?1),其中高原北部地区增温幅度较大,而中部地区降水增加显著,高原东北部日照时数下降较为明显;3)青藏高原青稞气候生产潜力总体呈上升趋势(136.7 kg?hm?2?10a?1),其中高原中部增加较显著,高原东南部边缘、青海柴达木北部、西藏西北部呈下降趋势;4)降水、气温均与青稞气候生产潜力呈显著正相关,但日照时数与其呈负相关,其中,降水是影响青稞生长季和关键生长期气候生产潜力最为关键的因素,气温影响次之。基于此,就如何利用青藏高原青稞气候生产潜力的变化特点,为提高该区青稞的实际产量提出了一系列建议措施。     

福建省耕地多尺度空间分布特征分析

区域土地利用格局分析应优先考虑影响因子识别及其尺度效应研究。该文分别通过整体与分区研究,采用统计方法与GIS技术,从自然环境、社会经济以及基础设施条件各方面选取25个候选影响因子,开展福建省耕地多尺度空间分布特征研究。采用的基本研究单元为1km×1km,在此基础上生成2km×2km,3km×3km～10km×10km共10个空间尺度序列数据图层。不同空间尺度上分别构建福建省6个农业综合分区耕地空间分布模型,探讨了福建省耕地空间分布影响因子的尺度规模效应。研究表明模型不仅会随着研究尺度发生变化,在不同的农业综合分区内也有较大的差异。分区研究比整体研究的模型解释能力要高,模型的解释能力总体上随研究尺度的增大而升高。除坡度因子外,其他影响因子本身及其影响系数在不同的农业综合分区间发生变化,但总体规律是福建省耕地受坡度、海拔高程等不易随时间改变的自然条件的严格制约,并且这种制约作用随尺度增大呈逐渐增强趋势。     

北京山区林地凝结水特征研究

[目的]研究北京山区林地凝结水的发生情况及分布特征,为该地区的水资源合理利用提供科学依据。[方法]利用首都圈森林生态定位站的大型称重式蒸渗仪对北京山区4种林地的凝结水进行2a连续观测,同时监测林地各项气象因子,分析不同林地凝结水的分布特征以及影响因子。[结果](1)北京山区非生长季凝结水出现天数和凝结水量较生长季多,非生长季月平均凝结水量约4.5mm,生长季月平均凝结水量约1.6mm;(2)4种林分年凝结水量大小关系表现为草地(38mm)栓皮栎(36mm)油松(30mm)侧柏(25mm),与年凝结水出现天数大小关系相同,灌草丛是产生凝结水的主要场所,阔叶林产生的凝结水远高于针叶林;(3)空气温度和相对湿度对凝结水的产生起到决定性作用。[结论]北京山区林地凝结水在时间上分布不均,受环境因子和植被因子的综合影响。     

青藏高原植被生长季NDVI时空变化及对气候因子的响应分析

为了探究青藏高原植被覆盖时空演变特征及其驱动因子,对青藏高原的生态环境保护提供科学依据,基于1982—2015年青藏高原内部及其周边139个气象站点的气象数据和同期的GIMMS NDVI数据,研究了青藏高原生长季植被NDVI的时空变化特征及其与气候因子的响应关系。结果表明：(1)在研究期内,青藏高原生长季NDVI总体呈上升趋势,不同干湿地区生长季NDVI变化趋势有所差异,湿润地区植被退化面积占比相对较大,干旱地区植被改善面积占比相对较大。(2)研究区植被未来总体向改善方向发展,植被未来趋向改善面积占62.25%,趋向退化面积占37.58%。(3)研究区植被对各气候因子的响应存在一定的滞后性,草原、草甸、高山植被和灌丛4种主要植被对气温和相对湿度主要当月响应,对降水主要当月或滞后1个月响应,对日照时数主要滞后3个月响应。(4)气温、降水、相对湿度及日照时数4个气候因子对青藏高原植被NDVI变化的相对贡献率分别为37.19%,27.53%,20.30%和14.97%,其中,气温和降水是湿润/半湿润地区、半湿润地区、大部分半干旱地区及干旱地区植被NDVI变化的主要气候驱动因子,日照时数和相对...     

毛乌素沙地微地形对土壤凝结水分布的影响

为研究毛乌素沙地微地形对土壤凝结水分布的影响,在宁夏盐池荒漠生态系统定位观测站进行野外试验,以当地典型微地形—沙丘为研究对象,采用微渗仪称重法测量沙丘各观测点的凝结水量,同步观测各观测点的气象因子,研究凝结水在沙丘不同坡位的分布及受气象因子影响的变化规律。结果表明:雨前各坡位凝结速率和日均凝结水量均显著低于雨后(P≤0.05)。雨前各坡位的凝结速率差异不显著,平均凝结速率为0.007mm/h,阴坡和阳坡日均凝结水量均随坡位的升高而减小,且与坡位高度呈显著的线性相关关系(P≤0.05),雨前阳坡的日均凝结水量为0.073mm,多于阴坡的0.059mm,坡顶的凝结水量最少(0.041mm)。雨后阴坡的凝结速率和凝结水量随坡位的升高而增多(不包括坡顶),阳坡的凝结速率和凝结水量日均值随坡位的升高而减少,凝结水量与坡位的高度呈显著线性负相关关系(P≤0.05)。雨后阴坡的日均凝结水量为0.310mm,高于阳坡的0.259mm,坡顶的日均凝结水量最少(0.151mm)。雨后,随着时间的推移,各坡位的日凝结水量先增多后减少,第3日凝结水量最多,此后凝结水量逐渐减少,直至趋于稳定。研究结果可为毛乌素沙地的土壤水分平衡和水资源评价提供理论依据,并为该地区的生态恢复提供重要理论支撑。     

青藏高原表土磁化率空间分布特征及影响因素

土壤磁化率是古环境重建的常用代用指标，对表土磁化率与现代环境的关系研究有助于理解磁化率产生差异的原因。当前，区域尺度上土壤磁化率变化成因认知的缺乏限制了磁化率作为古环境重建重要代用指标的精准应用。本研究系统调查了青藏高原的254个样点表层(发生层A层)土样，测定土壤磁化率和其他土壤属性，结合母质、气候、地形和植被等数据，阐明青藏高原地区土壤磁化率空间变化特征，及其主要影响因素。结果表明：(1)不同母质类型之间，表层土壤磁化率(χlf)无显著差异，百分频率磁化率(χfd%)差异显著，黄土和砂页岩风化物>冰碛物和结晶盐风化物，其他母质类型之间无显著差异；不同土地利用之间，表层土壤χlf无显著差异，χfd%差异显著：森林和旱地>草地>荒地。(2)各因子对土壤磁化率影响，植被>理化性质>地形>母质。(3)空间分布上，东南部的χlf和χfd%均显示较高值。χlf空间分布呈由东南向西北降低的趋势，高值区位于东南部边缘，低值区位于腹地。χfd%空间分布规律与χlf相似，高值区位于东部偏南，低值区位于西部。此外，χlf和χfd%的空间分布规律与青藏高原植被分区相吻合。因此，磁化率能更好地指示植被空间分布。     

开垦和长期施肥下青海黑钙土中腐殖质的光谱特征

自20世纪80年代,大面积的青藏高原草甸地被开垦为农田并进行了长期施肥,这可能对其土壤中长期累积的腐殖质产生重要影响,并进而影响肥力供应和土壤环境化学过程。应用紫外—可见光谱、傅里叶变换—红外光谱和平行因子分析—三维荧光光谱技术综合表征未开垦的青海草甸和开垦后不同施肥处理的油菜地中黑钙土腐殖质的光谱特征,以揭示开垦与长期施肥对腐殖质组成与来源的影响,为青藏高原草甸的农业活动管理提供理论支撑。结果表明:开垦使土壤有机质显著降低,而施肥使得土壤保肥与营养供给能力增强。长期施肥在减缓土壤有机质降低的同时会造成土壤酸化。紫外—可见光谱指出开垦后长期施肥可能导致了胡敏酸的腐殖化程度、相对分子量、芳香性和对外源依赖性的提高。富里酸在开垦后长期施肥的处理下则表现为腐殖化程度、相对分子量和芳香性均降低,而对内源依赖性提高。傅里叶变换—红外光谱指出长期施肥有利于土壤中羧酸类物质的生成。同时,长期施肥增加了土壤中作物的生物量而使土壤中的碳水化合物和脂肪族有机物大量消耗。结合平行因子分析的三维荧光光谱识别出青海黑钙土腐殖质中含有5个有机质组分,分别为:两个类胡敏酸组分、两个UVC类富里酸组分和一个水溶微生物副产物组分。开垦与长期施肥还显著影响了腐殖质的分子组成,使胡敏酸的大分子组分相对增加,小分子组分相对降低。富里酸在开垦并长期施肥的处理下,其大、小分子组成数量均增加,但小分子组成增加得更为显著。综上,建议青藏高原的农垦活动应当谨慎进行,可增加施用有机肥以减缓土壤有机质的降低,并在提高土壤腐殖质腐殖化程度的基础上扩展富里酸的来源。应当进一步研究腐殖质功能性结构对青藏高原开垦和长期施肥的响应,以探明土壤碳固定,并提出管理措施来维持青藏高原土壤中的碳平衡。     

青藏高原地区3种全球DEM精度对不同地形因子的响应

[目的]探究青藏高原地区3种全球DEM精度对不同地形因子的响应,以便对全球DEM在各领域应用研究提供支撑。[方法]以青藏高原地区作为研究区,以ICESAT/GLAS的GLAH14高程数据作为高程参考数据,研究SRTM DEM,ASTER GDEM和HydroSHEDS DEM的精度对坡度、坡向以及地形粗糙度等地形因子的响应规律。[结果]总体上,SRTM DEM精度最高,HydroSHEDS DEM精度最低。不同地形因子对3种DEM精度均有不同影响。DEM误差随着坡向分布呈不同的态势。其中SRTM DEM正负测量偏离值点分别集中在南坡向和西北坡方向;ASTER GDEM正负测量偏离值点分别集中西北坡向和东南坡向;HydroSHEDS DEM正负测量偏离值点分别集中在东坡向和西南坡向。3种DEM精度与地形粗糙度均呈现较为明显的二次多项式关系。[结论]在青藏高原地区,3种DEM精度均与地形要素有着不同程度相关性,SRTM DEM精度最优且受地形要素影响程度小,HydroSHEDS DEM精度最差,受到地形要素的影响程度最大。     

青藏高原土壤可蚀性K值的空间分布特征

土壤可蚀性反映了土壤对水力侵蚀作用的敏感性,是进行土壤侵蚀评价和预报的重要参数。收集了青藏高原1 255个典型土壤剖面资料,采用模型计算和面积加权分析方法确定了每一个土壤亚类的土壤可蚀性K值,结合青藏高原1∶100万土壤类型图,分析了青藏高原土壤可蚀性K值的空间格局特征。结果表明,青藏高原土壤可蚀性K值平均为0.230 8,低可蚀性、较低可蚀性、中等可蚀性、较高可蚀性和高可蚀性土壤面积分别占该区面积的5.60%,18.23%,24.35%,44.02%和7.80%。土壤可蚀性以中等可蚀性和较高可蚀性为主,二者分布面积之和达1.77×106 km2,占青藏高原总面积的68.37%;较高可蚀性、高可蚀性土壤主要分布在青藏高原中西部的羌塘高原、柴达木盆地和横断山区的低海拔河谷中。青藏高原土壤可蚀性K值具有明显的垂直分异特征,在横断山区最为显著,土壤可蚀性随海拔高度升高而降低。不同海拔高度的水热分异影响了土壤的理化特性,进而决定了青藏高原土壤可蚀性的垂直分带特征。     

青藏高原冻融风蚀形成机理的实验研究

青藏高原独特的高寒环境,冻融作用强烈,在干旱多风的气候条件下,容易产生风蚀,导致沙漠化的出现。冻融风蚀作为冻融侵蚀的一种主要形式,在青藏高原表现得尤为突出。为此,对青藏高原采集的土样进行了冻融风蚀模拟实验。结果表明,风蚀强度随着冻融循环次数的增多、冻融过程中含水量以及冻融温差的增大而增强,因此,在水分参与条件下,反复、剧烈的冻融作用所引起的土体结构的破坏是青藏高原冻融风蚀产生的主要原因,而挟沙风又是其主要动力。     

青藏高原冻融荒漠化退化区分布及影响因素

[目的]青藏高原由于其高海拔、气温低、冻融侵蚀强烈的特点,是冻融荒漠化的主要发生区。探究青藏高原冻融退化区分布及其原因,对该区水土保持工作和生态环境保护具有重要参考意义。[方法]选择植被覆盖度、冻融循环次数、土壤温度日较差、土壤含水量、年降水量和坡度作为冻融侵蚀因子,对2000—2019年青藏高原冻融侵蚀敏感性进行了评价,结合研究期内青藏高原荒漠化趋势,构建了一种判定冻融荒漠化退化区域的方法。[结果]2000—2019年青藏高原冻融侵蚀区总面积为1.531×10⁶ km²,中度及以上敏感性区域面积为9.131×10⁵ km²,占青藏高原总面积的35.92%。青藏高原冻融荒漠化退化区域面积约为1.113×10⁵ km²,主要分布于高原西南部,退化程度以中度退化为主,面积占比为44.35%。[结论]气温上升、湿润指数下降和净太阳辐射增强是青藏高原冻融荒漠化发生的主要自然驱动因素,高原南部部分地区由于气候条件的差异,三者发挥了相反的作用。     

不同地形条件下青藏高原农田土壤有机碳的分布特征

西北高寒地区农田土壤有机碳（SOC）储量的变化研究,可为东部农田SOC对气候和管理措施的响应提供预警信息。针对西部高原县域尺度上典型的地貌类型和土壤类型,对其耕层和剖面SOC进行了分析。结果表明, 青海省乐都县农田耕层（020 cm）SOC的变化范围为4.38 g/kg~20.81 g/kg,均值为11.29 g/kg,且不同土壤类型上表现出黑钙土（16.15 g/kg）＞栗钙土（10.53 g/kg）＞灰钙土（9.50 g/kg）的趋势。地形对耕层（020 cm）SOC含量没有显著影响,但深层（20100 cm）SOC因地形存在显著差异,在峁坡上,黑钙土、 栗钙土和灰钙土的深层（20100 cm）SOC分别比同种土壤类型的谷底深层土壤提高了111.5%、 62.5%和66.3%。农田SOC的垂直分布也因地形存在差异,同一种土壤类型在谷底其耕层（020 cm）SOC含量均比深层（20100 cm）高,峁坡上其深层（20100 cm）比耕层（020 cm）高,黑钙土、 栗钙土和灰钙土在谷底其耕层（020 cm）SOC含量分别比同一土壤类型的深层（20100 cm）土壤提高18.7%、 24.3%和153.5%,黑钙土、 栗钙土和灰钙土在峁坡上其深层（20100 cm）SOC含量分别比同一土壤类型耕层（020 cm）提高46.9%、 8.0%和1.0%。这一结果可为准确估算青藏高原农田SOC的变化提供参考。