南疆植被总初级生产力对区域降水的响应规律

为研究总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)对区域降水的响应规律,本研究通过对南疆地区喀什、阿克苏、和田3个市2000—2014年的GPP进行分析,得出GPP的时空分布规律,进而与2000—2011年同期的降水进行耦合分析,以探寻植被GPP与降水之间的响应关系,从而为南疆地区植被生态保持和可持续发展提供依据。结果表明:1)从时间尺度来看,GPP呈现出与季节相关的波动性,年均GPP的极值点基本出现在每年的7月;2)在空间分布上,和田地区的GPP在空间上呈现北低南高的空间格局,阿克苏地区的GPP呈现北高南低的空间格局,并且在数值上存在较大的差异性,喀什地区的GPP呈现北高南低的空间格局,西北部GPP分布比较集中并有较高的值;3)变化趋势上,和田地区呈现上升趋势、阿克苏地区整体比较稳定、喀什地区呈现上升的趋势;4)研究区域内GPP与降水之间均为正相关关系。当降水滞后1个月时,和田及喀什GPP与降水之间的相关系数显著提高,但是阿克苏地区没有表现出时滞性,说明响应关系更加明显。     

近30年来内蒙古地区气候干湿状况时空分布特征

根据内蒙古115个气象站1971～2000年气象资料,采用改进的Selianinov干燥度计算公式,研究了内蒙古地区气候干湿状况时空变化。结果表明:内蒙古干燥度空间分布具有明显地带性分布规律,即从西向东随经度增加干燥度逐渐变小,气候变得湿润。从年际变化的空间分布可以看出,30年来内蒙古地区气候变化大致分为两种类型:1)干湿交替型,位于西部的典型荒漠区和东北部的大兴安岭森林区。2)持续变干型,内蒙古中东北地区的半湿润区和半干旱区的分界线,30年来持续向东南方向推进,使得半湿润区面积缩小,半干旱区面积增加。从年际变化的时间分布来看,70年代,年平均干燥度呈现波动式下降,气候变化趋于湿润化;80年代,气候经历了先干后湿又干的变化过程,干燥度波动较大;90年代,气候经历了先湿润后急剧变干的变化过程,其中1995～2000年干燥度增幅为30年最快的时段。在六大生态类型分区中,典型荒漠区干燥度变化最为剧烈,且对内蒙古全区干燥度的贡献率最大,大兴安岭林区和草甸草原区的干燥度变化最小。从气候干湿状况的年代际变化可以看出,80年代是内蒙古全区气候干旱比较严重的年代。     

绿洲化-荒漠化土地时空格局变化对比研究——以黑河中游临泽县为例

利用临泽县近35 a共5期Landsat影像,得到该区绿洲-荒漠土地变化数据,结合自然景观特征和绿洲初始范围进行分区,开展土地利用变化指数和时空变化指数对比研究,结果表明:1绿洲化-荒漠化土地从整体到局部的变化特点为绿洲扩张而荒漠退缩,但自北向南空间上表现出整体有序到离散无序的变化以及土地变化的热点区域随时间迁移的现象。2绿洲化-荒漠化土地变化的主导因素是人文,制度政策成为阶段性变化的根本原因,个人意愿与响应是变化的直接原因,导致区域差异的主要原因是自然条件和移民。3临泽县绿洲-荒漠土地变化可分为生计驱动、经济驱动和生态-经济驱动3个阶段,在生态资源压力增大的背景下,未来的绿洲开发更需因地制宜,以防治土地沙漠化逆转和盐碱化扩张。     

2000-2012年陕西省复种指数时空分布及潜力分析

利用MODIS数据,经过去云和Savitzky-Golay平滑处理,根据农作物生长曲线变化特征剔除干扰峰,结合陕西省土地利用数据、统计数据和气象数据,运用地统计趋势分析、年际变化分析和标准差的方法,获取陕西省2000-2012年复种指数时空分布及潜力分布.结果表明:陕西省复种指数地域差异显著,由北向南先增后减,呈现一定的纬度特征.复种指数年际变化也存在地域差异,与地貌类型和农业现代化水平密切相关.陕西省平均复种指数为160.32％,平均复种潜力为184.29％,陕南地区可挖掘潜力最大,其次是陕北地区和关中地区.研究结果可为陕西省农业政策制定及粮食估产提供依据.     

渭河流域多尺度干旱时空特征分析

基于渭河流域23个气象站1959—2014年的实测资料,对比分析了标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)在渭河流域的适用性,得出SPEI的稳定性更佳。继而采用标准化降水蒸散指数(SPEI)研究该流域干旱发生频率与干旱强度,分析了近55年渭河流域不同时间尺度干旱的时空变化特征。结果表明:尺度越大,SPEI波动的幅度越小。渭河流域SPEI在1991年发生突变,1991年后干旱加剧,干旱的发生存在14 a和7 a左右周期变化。年尺度干旱的发生频率呈东高西低的分布,中度以上干旱频率最高的地区为西吉、武功和天水周边,频率分别为14.28%、14.28%、12.5%;季尺度上整体的秋旱相比其它季节的干旱发生频率高,中度以上春、秋、冬三季干旱发生的频率天水盆地均最高,频率分别为21.4%、19.6%和8.9%,中度以上夏季干旱发生频率最高的是平凉,其频率为16.1%;月尺度上干旱强度的分布总体上是由东向西减小,其中干旱强度最大的是南部佛坪地区,干旱强度为30%,天水和海源地区近55年发生连续干旱过程的次数最多,可达22 a,该过程中连续干旱的月数大多为3~4个月,而吴旗站存在一次长达9个月的持续干旱过程。     

羊草种群各类地下芽的发生、输出与地上植株的形成、维持动态

羊草地下芽库中各类型芽及所形成子株和母株的季节动态变化研究结果表明,当年返青母株是由上一年母株形成的80%的分蘖芽与分蘖芽子株,15%的根茎顶芽与根茎顶芽子株,以及5%根茎节芽和根茎节芽子株组成的,分蘖芽与分蘖芽子株是返青母株的主体。随着返青母株的生长,根茎顶芽是在5月20日早于分蘖芽和根茎节芽1个月发生,并首先呈水平生长方式远离母株,占据生态位;在6月20日水平根茎顶芽开始向地面弯曲,输出子株的同时,分蘖芽和根茎节芽开始形成,并输出子株。羊草母株以产生低比例根茎芽和高比例分蘖芽的扩展和丛生联合生长方式,以年内和年间的芽、子株、母株之间的不断循环,年复一年地维持着种群的无性繁殖机制。高降水年份可显著地增加地下芽库各类型芽数量,从而使地上子株和母株密度增加。     

结合遥感数据对云贵地区蒸散发量及干湿变化特征的研究

利用卫星遥感观测MOD16和全球陆面数据同化系统(GLDAS)的逐月实际蒸散量(MOD16_ETa及GLDAS_ETa)与潜在蒸散发(MOD16_ETp及PM_ETp),探讨了2000-2014年云贵地区蒸散发时空变化规律,并综合利用蒸散发数据与降水数据计算多种干湿指数,分析了云贵地区近15年的干湿变化状况以及蒸散发、...     

大型铜冶炼厂周边农田区大气重金属沉降特征研究

为探索铜冶炼厂周边农田区大气重金属沉降的时空变异特征,以冶炼厂为中心,四周等距离均匀分设8个监测点,于2012年5月至2013年4月,根据酸沉降检测技术规范,采收大气干湿沉降混合样品,利用原子吸收分光光度法分析样品中cu、cd、Pb、zn、cr含量,计算各监测点所代表区域各类重金属沉降通量。结果显示,研究区重金属cu、cd、Pb、zn、cr的年沉降通量分别为638、6．56、70．0、225、22．7mg·m^-1·a^-1。五种重金属沉降量具有一定的时间变化特征,其中cd、zn和cr的月际间变化显著（P〈O．05,n=96）,Pb、zn、cr季节间变化显著（P〈O．05,n=32）,而cu无显著的月间或季间变化。空间上,cu、cd、Pb年沉降通量有极显著性差异（P〈0．Ol,n=8）,以铜冶炼厂西南方向的九牛岗监测点最高,而zn和cr则无显著性差异。     

唐山附近海域春季表层沉积物重金属含量年际变化及污染评价

根据2006-2015年4个航次对唐山附近海域共70个采样站位的表层沉积物调查资料,分析了沉积物中Hg、Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和As 7种重金属的含量和年际变化特征,并利用超标率统计法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对其污染状况进行了评价.结果显示,调查海域表层沉积物中重金属含量总体水平较低,除个别站位的Cu和As超过第Ⅰ类标准值外,其他调查站位的重金属含量均符合第Ⅰ类标准.2006-2015年调查海域表层沉积物中7种重金属含量的年际变化略有不同,其中,Cu、Pb、Cd和Zn4种重金属含量相对比较稳定,Hg和Cr的含量表现为先升高后降低的趋势,而As的变化趋势不明显.地累积指数法评价结果显示,7种重金属的地累积指数(Igeo)多年平均值为Hg＞Cd＞Pb＞Cu＞As＞Cr＞Zn;而潜在生态风险评价结果显示,7种重金属的潜在生态风险系数(Eri)多年平均值为Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Cr＞Zn;两种污染评价结果一致,均显示Hg是唐山附近海域表层沉积物的主要污染因子,潜在生态风险最大.综合潜在风险指数(RJ)年际变化范围为44.26-153.18,平均值为89.92,属于低生态风险水平;RI年际变化基本表现为先升高后降低的趋势,表明近年来调查海域表层沉积物重金属的污染状况有所改善.     

近20年新疆农田生态系统碳足迹时空变化

利用1994—2013年新疆农田生产投入和农作物产量等数据,采用碳排放系数法估算了新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量及碳足迹的变化动态以及在各县市的空间分布特征。结果表明:新疆农田生态系统的碳排量从1994年的179.46万t增长到2013年的474.15万t;不同年份农业碳排放均主要源于化肥使用量的增加和不科学的灌溉方式,其最大贡献率分别为40.02%和41.56%;农田生态系统的碳吸收量20年间增加了2185.04万t,棉花对新疆农田生态系统的碳吸收量贡献最大,多年平均贡献率达47%;新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量区域主要集中在南疆的县市并呈现出沿天山对称的趋势;1994—2013年,农田生态系统碳足迹呈现快速增长态势,从1994年的2 732.63×104C·hm-2·a-1增加至2013年的4 474.89×104C·hm-2·a-1,碳足迹增加了283.59×104C·hm-2·a-1,表明新疆农田生态系统存在碳生态盈余的现象,种植结构生态效益指数大于1的年份为11个,种植结构的调整迫在眉睫。