2000-2010年黄河源区植被覆盖率时空变化及其影响因素

黄河源区是对环境变化敏感的重要冻土区,监测黄河源区内植被的动态变化,并分析其对相关环境影响因子的响应机制,对了解该区近年来冻土及水资源变化机理有着重要意义.基于2000-2010年的MOD44B植被盖度(Vegetation Continuous Field-MOD44B)产品对黄河源区内植被覆盖率的变化进行分段线性回归及趋势转折分析,从时间和空间角度揭示植被覆盖率的变化特征,探讨降水、坡度、高程等因素对植被覆盖率变化的影响,并选择主要影响因素建立模型对黄河源区内的植被覆盖率进行预测.结果表明:2000-2010年黄河源区内植被覆盖率呈现较强的纬度地带性,并在年际间表现出波动上升趋势;植被改善区域主要分布在扎陵湖和鄂陵湖以南地区,退化区域则主要分布在两湖以北,空间上存在明显的分界线;研究时间段的气温和降水均呈波动上升趋势,线性增长率分别为0.09℃·a-1和8.9 mm·a-1,整个区域内植被变化对于气温更加敏感.与植被改善区相比,植被退化区平均坡度和海拔更低,表明人类活动可能对植被退化产生了影响.     

黄河源区水文水资源对气候变化的响应

气候变化是目前世界各国科学工作者关注的重要问题之一。以黄河源区为研究区,采用Mann-Kendall非参数检验和Spearman秩次检验相关法分析了过去60年降水、气温及径流的变化趋势;利用十套情景数据驱动大尺度分布式VIC模型,分析了黄河源区未来径流和土壤含水量的可能变化。结果表明:黄河源区年平均气温呈显著上升的趋势,高于全球地表平均升温速率;日最低气温比日平均气温和日最高气温增加显著;年降水量呈微弱增加趋势,年径流量呈微弱减少趋势,两者变化趋势都不显著;未来全球变化条件下黄河源区径流和土壤含水量将有可能呈减少态势,发生干旱的可能性进一步加大,将会对工农牧业生产构成威胁。     

黄河源区气候变化及人为扰动的生态响应

利用黄河源区1959-1999年的气象和水文资料,分析了该区气温、蒸发量、风速、降水量、径流量以及多年冻土的演变规律,揭示了源区对气候变化和人为扰动的生态响应趋势。研究表明:近40年黄河源区气温升温趋势明显,源区升温高达0.58℃/10 a,成为全国升温最高的地区,但气温的升高并没有引起蒸发量的总体上升,反而有所下降,蒸发量下降可能与风速下降有关;气温的升高导致多年冻土层变薄植被失去保护,地表蒸发增强,同时冻土层上限下移,径流量也受到影响;降水有所减少,但其变化趋势并不是十分明显,这与西北地区整体的降水规律有着较为明显的不同,显示出黄河源区的独特的地域性;降雨量与径流量的变化趋势基本一致。气候变化和人为扰动共同造成了草原退化、水土流失加剧、自然灾害频发、冰川萎缩、冻土退化、水体减少等生态问题,气候变化是造成黄河源区生态退化和破坏的根本原因,大规模生态移民可能是保护黄河源区生态的根本办法。     

黄河源区湖泊水环境特征及其对气候变化的响应

为了掌握青藏高原东北部湖泊水环境状况和气候变化特征,特地开展了青海境内黄河源区湖泊现状调查,结果发现黄河源区湖泊呈现水位升高和水量增大现象。收集近50年来气候资料得到：区域气候整体处于气温升高,降水趋减的态势,近几年降水呈现增多;区域内部有效降水存在差异：东部有效降水逐步减少,西部玛多有效降水呈逐年增大。湖泊水位升高的水源主要来自气候降水。应与区域气候波动周期的丰水阶段有关。     

黄河源区不同降雪年土壤冻融过程及其水热分布对比分析

利用黄河源区鄂陵湖西侧野外观测站一个多雪年和一个少雪年的数据,对多雪年和少雪年土壤冻融过程及水热分布进行了对比分析。结果表明:黄河源区多雪年积雪集中时段1—3月气温明显偏低,分别比少雪年低3.04℃、3.15℃、3.58℃。多雪年1—3月地气间热交换明显弱于少雪年,且多雪年土壤由热源转为热汇的时间晚于少雪年。多雪年1月土壤净输出的热量少于少雪年1月,多雪年2—3月土壤净输出的热量多于少雪年2—3月,导致多雪年1月土壤温度高于少雪年各土层,而2—3月土壤温度明显低于少雪年,且多雪年1—3月土壤升温速度慢于少雪年,使得多雪年5~40 cm各土层土壤消融初日比少雪年分别晚24 d、23 d、11 d和12 d,从而导致多雪年土壤湿度增加晚于少雪年。     

1949-2013年甘肃省环县土地沙漠化驱动因素研究

以位于农牧交错带南部的甘肃省环县为研究区域,采用因子分析法,以1949-2013年共65年的16个社会经济和自然因子的统计数据为样本,研究了环县土地沙漠化过程中驱动因素的时间变化。结果表明:1)1949~1979、1980~1999和2000~2013年3个时间段人类活动对土地沙漠化驱动作用的贡献率分别为46.21%、36.25%和44.79%;自然因素的贡献率在1949~1979年为26.45%,比1980~2000年高11.32%,比2000~2013年高4.87%;1980~1999年综合因素贡献率为30.77%,分别比1949~1979年和2000~2013年高21.41%和12.18%。2)人为因素是3个时间段引起环县土地沙漠化发生和逆转的主要因素,气候变化对沙漠化的影响相对较小,其中人为因素的影响主要是人口数量急剧增加、农业人口过大,过度垦殖导致土地不合理的利用,超载放牧引起草场大面积退化;自然因素的影响主要是气温的持续升高、降雨量减少、蒸发量增加、空气相对湿度下降,导致干旱和土壤干层的发育,抑制了植物的生长,降低了植被覆盖度及土壤的抗冲蚀能力;而较强而持续的风力及暴雨量的增加加速了土壤侵蚀。3)1980年土地联产承包制和2000年退耕还林(草)政策的实施并未使人为因素的影响明显变化;3个时间段自然因素的贡献率不断下降,综合因素的贡献率增加。     

冻融作用对黄河源区曲流河岸土体抗剪特性的影响

河岸带土体的抗剪性能直接影响河岸稳定性,冻融作用对高寒草甸土体的结构和抗剪力学特性的影响直接关系到黄河源区河岸的崩退频率和横向迁移。为探究冻融作用下,黄河源区曲流河岸带含根土体抗剪强度指标的变化规律及其产生机制,通过室内重塑土冻融直剪试验,开展不同含根量和冻融循环次数对土体抗剪强度指标的影响研究。结果表明：（1）植物根系能显著增强土体黏聚力,且随根系含量增加,黏聚力增幅可达2.7%～77.9%;内摩擦角随含根量变化不明显;（2）冻融循环具有削弱土体黏聚力的作用,尤其冻融循环初期。3次冻融循环条件下,黏聚力下降最大,下降幅度达19.0%;随着冻融循环次数增加,其变化基本趋于稳定,内摩擦角则随冻融循环次数增加呈现略微增大的趋势;冻融作用对含根土体抗剪强度指标的影响较素土小,在同等冻融次数条件下,含根试样黏聚力降低幅度较素土试样小。（3）草甸植物根系能够在一定程度阻隔土体温差变化,减缓土体黏聚力下降幅度,且随含根量增加而增强,含根量达到11%时,其对土体黏聚力的削弱作用较素土小4.2%～27.7%。因此,黄河源区河岸带应加强保护滨河草甸植被,最大限度发挥根系增强河岸稳定性作用,保护河流生态。     

近42 a黄河源区生长季植被净初级生产力变化及其对气象因子的敏感性分析

利用1971—2012年黄河源区5个气象站逐日气象数据,应用修定的Thornthwaite Memorial模型计算了区域内各站植被生长季（4—10月）NPP,分析了NPP的时空变化特征,同时,探讨了黄河源区NPP对各气象因子的敏感性及各气象要素对源区NPP变化的贡献程度。结果表明：42 a来黄河源区NPP在生长季平均以125.1 kg·hm^-2·a^-1·10a^-1呈逐年上升趋势,期间存在10 a主周期变化和5 a～6 a的次周期变化;源区NPP多年来在空间变化中存在明显的地域差异,具有由南向北、自东到西NPP依次减小的分布特征;黄河源区NPP对最高气温、日照和降水量的敏感性最强,而对风速、相对湿度和最低气温的敏感性相对较弱;气象因子对源区NPP的总和贡献西北部大于东南部,这与NPP多年相对变化的地域分布特点是相一致的。     

玉米栽培因子与叶面积指数模型研究初探

采用均匀试验设计和逐步回归分析方法,以先玉335为试验材料,研究了水肥等栽培因子对玉米叶片完全展开时叶面积指数的影响。多因素分析表明,其影响顺序为:底氮追氮底磷密度补水追肥/补水生育期底钾播期。在数学模型中,各栽培因子间耦合效应对玉米叶面积指数影响都达到了显著水平。在本试验研究范围内,当播期在5月11日,密度为80 999.8株/hm2,底施氮量为48.2 kg/hm2,底施磷量为293.6 kg/hm2,底施钾量为152.0 kg/hm2,追施氮量为62.8 kg/hm2,补灌量为1 199.4 m3/hm2,追肥/补水生育期在玉米18展叶时,叶面积指数理论最高值6.64。     

宁南扬黄灌区最优混合施肥对苜蓿鲜草产量的影响

应用三因素最优设计构造试验方案,研究氮肥、磷肥、钾肥不同水平与组合对苜蓿产量的动态关系。结果表明,磷肥对产量的影响最大,其次氮肥较小,钾肥最小。产量大于850 kg/667m2为优域,在63套方案中,在本试验条件下,苜蓿产量大于850 kg/667m2的农艺措施为:施氮肥5.524~7.805 kg/667m2、磷肥10.86~12.856kg/667m2、钾肥0.583~3.749 kg/667m2。     

Spatiotemporal variations and driving factors of habitat quality in the loess hilly area of the Yellow River Basin: A case study of Lanzhou City,China

Rapid industrialization and urbanization have led to the most serious habitat degradation in China, especially in the loess hilly area of the Yellow River Basin, where the ecological environment is relatively fragile. The contradiction between economic development and ecological environment protection has aroused widespread concern. In this study, we used the habitat quality of Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs (InVEST-HQ) model at different scales to evaluate the dynamic evolution characteristics of habitat quality in Lanzhou City, Gansu Province of China. The spatiotemporal variations of habitat quality were analyzed by spatial autocorrelation. A Geographical Detector (Geodetector) model was used to explore the driving factors that influencing the spatial differentiation of habitat quality, including natural factors, socio-economic factors, and ecological protection factors. The results showed that the habitat quality index of Lanzhou City decreased from 0.4638 to 0.4548 during 2000-2018. The areas with reduced the habitat quality index were mainly located in the Yellow River Basin and Qinwangchuan Basin, where are the main urban areas and the new economic development areas, respectively. The spatial distribution of habitat quality presented a trend of high in the surrounding areas and low in the middle, and showed a significant positive spatial autocorrelation. With the increase of study scale, the spatial distribution of habitat quality changed from concentrated to dispersed. The spatial differentiation of habitat quality in the study area was the result of multiple factors. Among them, topographic relief and slope were the key factors. The synergistic enhancement among these driving factors intensified the spatial differentiation of habitat quality. The findings of this study can provide a scientific basis for land resources utilization and ecosystem restoration in the arid and semi-arid land.     

黄河源头气候变化对生态环境的影响

利用黄河源头玛多、玛沁两个气象站1961～2010年50年逐月平均气温和降水量资料,采用Mann-Kendall等检验方法分析年和四季的气候特征及气候变化趋势,并对气候突变进行了检验。结果表明：近50年来黄河源头表现出气温升高、降水量呈微弱增加、地表蒸发量增大的变化趋势,并且在90年代后期变化趋势更加明显,这种气候变化趋势加速了黄河源头草地退化和沙化。     

近50年来疏勒河月径流量影响因子分析

以疏勒河流域为研究对象,依据1957～2008年径流、温度、降水资料,采用逐步回归分析法,分析疏勒河月径流影响因子的主次程度。结果表明：在非汛期（10月～次年5月）,月径流最大影响因子是基流;在汛期（6～9月）,月径流主要影响因子是温度和降水,其中6月份月径流最大影响因子是当月降水;7月份,由于冰雪融水的增加,月径流最...     

黄河中上游半干旱区典型盐渍土中拮抗性放线菌筛选

对采自陕西、宁夏和内蒙等地典型盐渍土中放线菌组成及拮抗性进行了研究。结果表明:(1)该地区盐渍土中放线菌以链霉菌属为主,非链霉菌仅占9.27%,链霉菌属中以球孢类群,粉红孢类群,灰褐类群,黄色类群为主,占到放线菌总数的55.62%。(2)供试的706株放线菌中有拮抗活性的占到76.44%,但广谱性拮抗菌株较少;对细菌拮抗能力较真菌强;拮抗性放线菌以粉红孢类群、灰褐类群和球孢类群为优势类群;(3)发酵滤液拮抗性试验筛选出4株能产生较强抑菌活性物质的菌株,其中3株都是粉红孢类群。     

宁夏引黄灌区春小麦复种牧草模式的综合效益评价

通过麦后不同牧草种类种植效益及潜力研究,探索宁夏引黄灌区麦后复种的粮饲高效种植模式。在对宁夏引黄灌区2010—2019年10 a主要农业气象资料分析的基础上,对宁夏引黄灌区春小麦复种的8种牧草（苏丹草、小黑麦、冬牧70黑麦、燕麦、箭筈碗豆、草木犀、高粱、油菜）类型,运用层次分析法（AHP）,选取经济效益、资源利用效率、地力提升3个二级指标,净收益、产投比等12个三级指标进行综合评价。结果表明:宁夏引黄灌区近10 a平均气温、最高气温、最低气温均值分别为10.5℃、37.0℃、-19.0℃;年均≥0℃和≥10℃积温分别为4 269℃、3 569℃,增温速率为211.71℃·10a^-1;日照时数呈显著下降趋势,日照时长均值是2 933 h,倾向率为-10.36 h·10a^-1。运用层次分析法对灌区春小麦后复种的8种牧草综合分析表明:油菜在三级指标C₁～C₈（实际产量占理论产量比值、水资源产出率、氮肥产出率、磷肥产出率、产量、净收益、产投比、粗蛋白量）中表现较高,其效益值分别为0.35、0.35、0.10...     

生态脆弱区土地利用变化与沙漠化响应研究——以宁夏中部干旱带为例

以宁夏中部干旱带1978年MSS及1987、1996和2007年Landsat TM/ETM遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对不同时期土地利用与沙漠化与沙漠化变化响应关系进行了分析。结果表明：耕地和草地是该地区的主要土地利用类型,分别占总面积的27.7%,24.7%。近30a来,耕地、城镇用地面积增幅较大,分别增加...