Abrupt temperature change and a warming hiatus from 1951 to 2014 in Inner Mongolia,China

An abrupt temperature change and a warming hiatus have strongly influenced the global climate.This study focused on these changes in Inner Mongolia, China. This study used the central clustering method, Mann-Kendall mutation test and other methods to explore the abrupt temperature change and warming hiatus in three different temperature zones of the study region based on average annual data series.Among the temperature metrics investigated, average minimum temperature(Tnav) shifted the earliest,followed by average temperature(Tnv) and average maximum temperature(Txav). The latest change was observed in summer(1990 s), whereas the earliest was observed in winter(1970 s). Before and after the abrupt temperature change, Tnav fluctuated considerably, whereas there was only a slight change in Txav.Before and after the abrupt temperature change, the winter temperature changed more dramatically than the summer temperature. Before the abrupt temperature change, Tnav in the central region(0.322°C/10 a)and west region(0.48°C/10 a) contributed the most to the increasing temperatures. After the abrupt temperature change, Tnav in winter in the central region(0.519°C/10 a) and in autumn in the west region(0.729°C/10 a) contributed the most to the temperature increases. Overall, in the years in which temperature shifts occurred early, a warming hiatus also appeared early. The three temperature metrics in spring(1991)in the east region were the first to exhibit a warming hiatus. In the east region, Txav displayed the lowest rate of increase(0.412°C/a) in the period after the abrupt temperature change and before the warming hiatus,and the highest rate of increase after the warming hiatus.     

Hydrological and water cycle processes of inland river basins in the arid region of Northwest China

The increasing shortage in water resources is a key factor affecting sustainable socio-economic development in the arid region of Northwest China(ARNC). Water shortages also affect the stability of the region's oasis ecosystem. This paper summarizes the hydrological processes and water cycle of inland river basins in the ARNC, focusing on the following aspects: the spatial-temporal features of water resources(including air water vapor resources, runoff, and glacial meltwater) and their driving forces; the characteristics of streamflow composition in the inland river basins; the characteristics and main controlling factors of baseflow in the inland rivers; and anticipated future changes in hydrological processes and water resources. The results indicate that:(1) although the runoff in most inland rivers in the ARNC showed a significant increasing trend, both the glaciated area and glacial ice reserves have been reduced in the mountains;(2) snow melt and glacier melt are extremely important hydrological processes in the ARNC, especially in the Kunlun and Tianshan mountains;(3) baseflow in the inland rivers of the ARNC is the result of climate change and human activities, with the main driving factors being the reduction in forest area and the over-exploitation and utilization of groundwater in the river basins; and(4) the contradictions among water resources, ecology and economy will further increase in the future. The findings of this study might also help strengthen the ecological, economic and social sustainable development in the study region.     

晋北干旱区盐碱地柽柳形态特征及其与土壤养分的关系

【目的】研究困难立地植被地上和地下部分对环境胁迫的响应,探讨植物叶、根形态对不良环境的适应策略,是逆境生理生态学研究的有效途径,可为困难立地造林及管理提供科学依据。【方法】以30年生柽柳Tamarix chinensis人工纯林为研究对象,分析其比叶面积(SLA)、细根比根面积(SRA)和比根长(SRL),并对0~60 cm不同土壤层次的全N、全P、速效K、Na、Mg、Ca、Zn、Fe、Cu等营养元素进行含量测定,研究盐碱地植物柽柳地上及地下部分形态特征及其与盐碱地土壤养分垂直分布格局的相关性。【结果】1)在晋北干旱区重度盐碱胁迫下的柽柳SLA显著高于轻度和中度胁迫(F=3.301,P=0.041);SRA在重度盐碱胁迫下高于轻度和中度胁迫,与轻度胁迫差异显著(F=0.154,P=0.015);SRL在不同盐碱胁迫等级下无显著差异(F=0.808,P=0.632),但在重度盐碱胁迫下其值明显高于轻度和中度胁迫。2)土壤全N含量表现为浅层高于深层,且重度胁迫盐碱含量明显低于轻度胁迫,全P、Cu含量在不同盐碱胁迫及不同土壤深度差异均不显著,速效K、Fe含量在不同盐碱胁迫下表现出完全不同的分布格局,Na含量在不同盐碱胁迫下差异显著,Mg、Ca、Fe含量在15~60 cm土壤表现出重度盐碱胁迫高于轻度和中度盐碱胁迫土壤,Zn含量在不同盐碱胁迫间差异不显著。3)不同的土壤营养元素对柽柳叶、根形态特征的作用机制不同,土壤速效K与柽柳SLA、SRA和SRL均呈显著正相关关系(P<0.05),Zn与柽柳SRA、SRL呈显著负相关关系(P<0.05),土壤全P和Fe含量与SRL呈显著正相关关系(P<0.05),其中以30~45 cm土壤养分含量与柽柳形态特征的关系最为密切,此土壤深度全N含量与SLA、SRA和SRL均呈显著负相关关系(P=0.038,0.019,0.006)。【结论】研究结果可为树种立地适应性评价、该区域植被恢复以及生态环境改善提供理论参考。     

我国草地鼠害防治研究进展

严重的草原鼠害已成为引发草原退化、沙化、水土流失的重要因素,并威胁我国畜牧业的可持续发展、草原生物多样性保护、草原生态环境建设以及人们身体健康。防治鼠害常用的方法主要有化学防治、生物防治、不育剂应用及物理机械灭鼠。文章分析了各种防治方法的利弊,认为中草药植物源灭鼠剂在鼠害的综合治理上具有广阔的应用前景,应进一步研究并进行其产品的开发和研制。     

不同草田轮作模式对土壤养分动态的影响

在宁南旱区10年生苜蓿草地上进行了为期3a的27种不同草田轮作模式试验,研究了土壤有机质、氮、磷的动态变化特征。结果表明,与保持生长的对照苜蓿草地相比,苜蓿草地实行草田轮作后,有机质持续下降,轮作第1,3a的马铃薯,第2a的春小麦对土壤有机质有明显影响,马铃薯连作模式使土壤有机质降幅最大;不同轮作模式的土壤全氮变化有较大差异,谷子和春小麦等禾本科作物单一连作模式对土壤氮素造成偏耗;不同轮作模式碱解氮总体上呈下降趋势,轮作作物产量水平直接影响土壤碱解氮含量的高低。全磷呈先降后升又降趋势。作物轮作能够提高苜蓿草地土壤氮、磷有效性。为了高效、协调和可持续地利用水肥,应选择合理的草田轮作模式。     

干旱山地集雨装置系统研制及其应用效应分析

针对我国北方年降雨时空分布不均和山地缺水、造林困难的特点,设计适宜干旱瘠薄山地推广应用的连接式集雨系统。该装置主要由雨水径流面、沉淀池、雨水中转池和集雨池组成,集雨池之间通过导水管相连接以扩大集雨量。丰水季节集水,枯水季节浇灌。连接式集雨池集雨的方式具有集水量大、使用寿命长、结构简单的特点。在莱芜苗山修建3个50m3的集雨池,结合径流面整治等费用,总投资约14 776.49元,可集水150m3,用于侧柏(Platycladus orientalis)和金银花(Lonicera japonica Thunb.)的造林试验。结果表明:每株苗木每次浇水4L,每年灌溉4次,造林成活率提高12.7%以上,翌年的保存率提高41.3%以上,翌年造林苗木的干物质积累量增加64.2%以上。在新泰市龙庭镇樱桃种植中,带来的直接经济效益达10万余元。因此,该设计可有效收集雨水,解决了干旱瘠薄山地造林难以成活的难点,且可充分有效地利用干旱瘠薄山地,为农民带来较大的经济效益。     

旱地全膜双垄沟播技术在甘肃省旱作农业中的应用

分析了甘肃旱作农业存在的问题和传统地膜覆盖技术的不足,介绍了全膜双垄沟播技术的提出,阐述了全膜双垄沟播技术在旱作农业中的应用,并从粮食安全、增加农民收入、促进区域经济快速发展、实现旱地农田降水高效利用等方面阐明了发展全膜双垄沟播技术的重大意义,以期为政策决策提供依据和发展甘肃旱作农业提供技术指导。     

半干旱区滴头流量对土壤水分变化影响的研究

缺水问题严重制约了我国北方干旱半干旱地区作物的产量,交替滴灌是一种有效的节水灌水方式,而不同的土壤质地与气候条件应选择不同的滴头流量。本文研究了干旱区不同的滴头流量下土壤水分再分布及土壤蒸发的变化规律,结果表明,地表湿润圈的大小直接影响到蒸发量的大小。滴头流量越大,地表的湿润半径越大,蒸发损失也越大。滴头流量的大小直接影响土壤水分在水平和垂直方向的动态。滴头流量不同,其蒸发损失也不同。     

甘肃省民勤县天然植被生态需水研究

【目的】研究干旱地区天然植被的生态需水量,为区域生态用水与经济用水的合理配置提供参考。【方法】针对西北干旱地区水资源短缺、降雨量少、植被退化、盖度降低等现状,以甘肃省民勤县为例,采用联合国粮农组织(FAO)提出的干旱区受破坏非完全覆盖的天然植被生态需水计算方法,计算植被生态需水定额,扣除有效降雨后得到生态缺水定额,再结合遥感解译的不同类型植被的生态植被面积,获得植被生态需水量和生态缺水量。【结果】民勤县植被适宜和最小的生态需水量在枯水年分别为7 652.0万和4 045.3万m3,平水年分别为7 554.9万和3 994.0万m3,丰水年分别为6 546.3万和3 460.8万m3。植被适宜和最小的生态缺水量在枯水年分别为6 040.3万和2 433.7万m3,平水年分别为5 714.6万和2 153.8万m3,丰水年分别为4 220.4万和1 331.4万m3。【结论】利用FAO提出的生态需水计算方法可以得到植被生长期各月生态需水量,计算结果与利用热脉冲法所得结果差异较小,说明该方法计算结果可靠,可以推广应用于其他干旱区。     

近60a来玛纳斯河流域气候变化趋势及突变分析

[目的]气候变化是21世纪人类面临的最大环境问题之一.其中以干旱区较为明显,而新疆是最为突出的地区之一.[方法]以中亚典型冰川融化区玛纳斯河流域为例,运用线性回归及Mann - Kendall趋势检验方法分析其1956 ～2010年气温及降水资料的变化趋势和突变点.[结果]近60a来玛纳斯河流域经历了一个增温趋湿的过程,增加幅度分别在0.44℃/10 a和12.6mm/10 a;春、夏、秋、冬四季增温幅度分别为0.50、0.21、0.52和0.52℃/10 a,降水倾向率分别为2.44、3.22、2.76和3.64 mm/10 a;趋势突变检验分析表明:流域内年平均气温在1980s明显的增温过程,突变点在1989年,四季突变点分别发生在1995、1986、1996和1987年.年降水量突变也发生在1980s后期,四季降水量M-K检验表明秋冬突变点分别发生在1983和1997年,春夏没有发生突变.[结论]研究结果对全面认识及预测干旱区年际及季节气候变化有一定借鉴意义.