检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2023年第23期39卷 133-141,F0003页

作者：方泽华陶辉中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

干旱是新疆地区的主要气象灾害之一,其危险性评估对该地区防旱抗旱工作具有重要的指导意义。该研究基于新疆106个气象站1961—2019年逐日观测数据计算气象干旱综合指数(meteorological drought composite index,MCI),根据游程理论识别... 详细信息

干旱是新疆地区的主要气象灾害之一,其危险性评估对该地区防旱抗旱工作具有重要的指导意义。该研究基于新疆106个气象站1961—2019年逐日观测数据计算气象干旱综合指数(meteorological drought composite index,MCI),根据游程理论识别干旱过程,采用Gumbel-Copula函数建立干旱历时和烈度的联合分布并计算干旱重现期;选取干旱频次、历时和烈度作为危险性评估因子,采用随机森林算法计算权重并得到新疆干旱灾害危险性结果。结果表明:1961—2019年间新疆共出现了47次干旱过程,其中短历时、低烈度(干旱烈度≤50且干旱历时≤60 d)干旱过程多发,长历时、高烈度(干旱烈度≥200且干旱历时≥180 d)重现期较长。长历时和高烈度倾向于同时发生,但随着干旱历时和烈度的增加,长历时和高烈度干旱过程发生概率较低。新疆地区干旱灾害危险性空间分布上呈现“中间低,南北高”的特点,天山山脉地区干旱重现期长于其他地区,危险性低,天山北坡的干旱过程发生频率低、持续时间短、强度小,危险性较低;南疆大部分地区的干旱过程发生频率较低,但持续时间长、强度大、危险性较高。而北疆大部分地区干旱发生频率高,但持续时间不长,强度不高,但塔城地区西北部和阿勒泰地区危险性较高。因此南北地区对干旱灾害应对应有所不同。在全球变暖背景下,新疆各地区用水矛盾进一步加剧,各地应结合实际,统筹提高水资源高效配置合理利用水平,合理开发水资源,降低干旱灾害的风险。

关键词：干旱风险评估随机森林重现期致灾危险性新疆

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西北干旱区藓类结皮覆盖下土壤多功能性特征及影响因子

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干旱区研究 2024年第5期41卷 812-820页

作者：雷菲亚李小双陶冶尹本丰荣晓莹张静陆永兴郭星周晓兵张元明中国科学院新疆生态与地理研究所新疆抗逆植物基因资源保育与利用重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011

生物土壤结皮是由干旱区重要的活性地被物组成,可显著影响地表土壤的物质循环与能量交换,改善表层土壤的物理、化学和生物学性质,从而影响土壤多功能性(Soil Multifunctionality,SMF)。藓类结皮是生物土壤结皮的重要类型之一,本研究旨... 详细信息

生物土壤结皮是由干旱区重要的活性地被物组成,可显著影响地表土壤的物质循环与能量交换,改善表层土壤的物理、化学和生物学性质,从而影响土壤多功能性(Soil Multifunctionality,SMF)。藓类结皮是生物土壤结皮的重要类型之一,本研究旨在探究西北干旱区荒漠藓类结皮覆盖下土壤与裸沙的SMF差异性,探究两者SMF变化的主要驱动因素。通过分析土壤的8个干旱区关键生态系统功能指标,运用平均值法和因子分析法计算SMF,运用最小二乘回归分析和结构方程模型(SEM)等探究SMF变化的主要驱动因素。研究发现:(1)藓类结皮覆盖下土壤的单一和多功能性显著高于裸沙。(2)裸沙和藓类结皮覆盖下SMF变化的驱动要素具有差异性,裸沙SMF的主要驱动因素为干旱(Aridity)和土壤含水量(SWC),而藓类结皮覆盖下SMF驱动要素为土壤砂粒含量。(3)年均温(MAT)对裸沙和藓结皮覆盖土壤SMF的变化均呈现最大的间接效应。因此,藓类结皮发育显著增加了荒漠土壤SMF,同时也调节SMF的相关驱动因素。以上研究结果对深入理解荒漠裸沙和结皮覆盖下SMF的差异性及驱动因素具有重要意义。

关键词：土壤多功能性西北干旱区藓类结皮驱动因素结构方程模型

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火炬树在北美和中国空间分布差异对比及防范入侵措施

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生态学报 2024年第4期44卷 1692-1699页

作者：林敬梧桂东伟中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

火炬树原产于北美洲东部,引进中国后主要栽培于贫瘠土壤上,用于植树造林和保持水土。然而其入侵性和扩散能力较强,管控不当将会严重破坏侵入地生态系统的多样性。采用了GIS和MaxEnt模型相结合的方法,模拟了火炬树在北美和中国地区的适... 详细信息

火炬树原产于北美洲东部,引进中国后主要栽培于贫瘠土壤上,用于植树造林和保持水土。然而其入侵性和扩散能力较强,管控不当将会严重破坏侵入地生态系统的多样性。采用了GIS和MaxEnt模型相结合的方法,模拟了火炬树在北美和中国地区的适宜分布区域,分析了主要环境影响因素,并利用ROC曲线验证模型结果的准确度。研究结果表明:火炬树在北美和中国的适宜分布区域都主要集中在30°-40°N气候相对湿润地带;影响MaxEnt模型预测结果的关键环境因子都是气候因子;预测模型的AUC值都大于9。但两个地区的部分环境因子的阈值范围存在明显差异,说明在入侵中国后火炬树的气候空间和生态位发生了较大变化,对中国本地的生态系统构成一定威胁。可为防疫监测和林业部门的工作提供参考依据,有助于其制定早期预警和监管措施,从而有效防治中国地区火炬树的入侵和保护生物多样性。

关键词：火炬树 MaxEnt模型空间适宜分布入侵植物环境因子生态危害

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干旱荒漠区不同藓结皮斑块碳通量对降雨量变化的响应

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生态学报 2023年第4期43卷 1584-1595页

作者：李永刚张元明中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011

藓结皮作为干旱区重要的地表覆盖物,主要呈斑块状分布,其大小能够明显改变土壤和藓类植物的含水量、蒸散量以及养分含量,对荒漠地表的稳定和碳循环具有重要作用。降雨是干旱荒漠区土壤水分的主要来源,能够直接影响藓结皮的生理活性,决... 详细信息

藓结皮作为干旱区重要的地表覆盖物,主要呈斑块状分布,其大小能够明显改变土壤和藓类植物的含水量、蒸散量以及养分含量,对荒漠地表的稳定和碳循环具有重要作用。降雨是干旱荒漠区土壤水分的主要来源,能够直接影响藓结皮的生理活性,决定了藓结皮土壤的碳源-碳汇效应。然而不同大小藓结皮斑块碳通量对降雨的响应是否不同并不清楚。以古尔班通古特沙漠齿肋赤藓(Syntrichia caninervis Mitt.)斑块为研究对象,施加不同降雨量(0 mm、2 mm、5 mm、15 mm降雨),连续54 h测定不同大小藓结皮斑块(直径为:4.6 cm、5.6 cm、10 cm)碳通量。结果显示:(1)在2 mm和5 mm降雨量下,不同斑块大小藓结皮静碳交换速率连续54 h内的变化趋势相似,直径为4.6 cm和5.6 cm斑块累积碳通量呈负值,表现为碳固定,10 cm斑块则相反表现为碳释放,在15 mm降雨量下,不同斑块大小藓结皮碳通量均表现为碳释放,直径为10 cm的藓结皮斑块净碳交换速率随时间的变化趋势与直径5.6 cm和4.6 cm藓结皮斑块不同;(2)斑块大小和降雨量变化均显著影响藓结皮斑块碳通量,土壤含水量与静碳交换速率呈显著的正效应,且土壤含水量与静碳交换速率间斜率随斑块面积增加呈增加趋势,土壤温度低于25℃时,藓结皮斑块碳通量随土壤温度增加呈降低趋势,高于25℃时,土壤温度对藓结皮斑块碳通量无显著影响。因此,未来荒漠藓结皮碳通量研究中应考虑降雨量和斑块大小对藓结皮碳通量的影响;且从碳收支平衡解释小型藓结皮斑块对荒漠小降雨脉冲有较强的适应性,同时为评估未来荒漠降水格局变化下荒漠藓结皮斑块组成、分布以及荒漠生态系统碳循环研究提供科学理论基础。

关键词：藓结皮斑块碳通量降雨量土壤含水量斑块大小

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水肥与覆膜对油莎豆产量及土壤性质的影响

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草业科学 2024年第7期41卷 1757-1766页

作者：赵月刘亚兰高艳菊李向义黄彩变周杰曾凡江中国科学院新疆生态与地理研究所/新疆荒漠植物根系生态与植被修复重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所/荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站新疆策勒848300 中国科学院大学北京100049

为探究极端干旱区油莎豆(Cyperus esculentus)经济有效的水肥种植措施,本研究在和田地区沙漠-绿洲过渡带风沙土上设置了水肥和覆膜的双因素试验,设3个水肥处理(60%、80%和100%水肥),3个覆膜处理(无膜、液膜和白膜),共计9个处理,分析了... 详细信息

为探究极端干旱区油莎豆(Cyperus esculentus)经济有效的水肥种植措施,本研究在和田地区沙漠-绿洲过渡带风沙土上设置了水肥和覆膜的双因素试验,设3个水肥处理(60%、80%和100%水肥),3个覆膜处理(无膜、液膜和白膜),共计9个处理,分析了不同水肥处理和覆膜方式对油莎豆干物质产量、土壤养分、土壤盐的影响。结果表明,不同水肥处理对油莎豆的生长与各部分产量均无显著影响(P>0.05),覆膜处理显著影响油莎豆株密度、块茎个数、千粒重及块茎产量(P<0.05)。油莎豆叶生物量与块茎产量均在覆盖白膜条件下最大,块茎产量在液膜处理下为最低。水肥与覆膜处理对土壤养分均有显著影响,水肥处理与覆膜处理对0-20 cm土层土壤有机质、水解性氮、速效钾,以及20-40 cm土层土壤水解性氮、有效磷、速效钾存在显著交互作用。种植油莎豆显著降低了土壤有机质含量,增加了其余养分含量,土壤有机质含量在白膜+60%水肥条件下为最高;并且显著降低了土壤深层盐分含量,但过量的水肥会导致表层土壤盐渍化。综上所知,在覆盖白膜的条件下,选择较低的水肥添加量能够在获得较高的油莎豆产量的同时,减少成本,获得最大的经济生态效益,因此,针对贫瘠缺水的沙化土地,推荐使用白膜+60%水肥的模式种植油莎豆。

关键词：油莎豆叶生物量水肥覆膜土壤有机碳块茎产量土壤水解性氮土壤盐分

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昆仑山北坡区域高质量发展面临的问题、机遇与挑战

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干旱区地理 2024年第5期47卷 733-740页

作者：陈亚宁朱成刚李稚方功焕中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室新疆乌鲁木齐830011

昆仑山北坡区域是新时代维护国家安全的重要战略部署区和“丝绸之路经济带”核心区关键通道,战略地位十分突出。但由于历史和自然的原因,该区域经济发展相对滞后。系统分析显示,昆仑山北坡区域目前存在的水资源利用上线偏低、水利工程... 详细信息

昆仑山北坡区域是新时代维护国家安全的重要战略部署区和“丝绸之路经济带”核心区关键通道,战略地位十分突出。但由于历史和自然的原因,该区域经济发展相对滞后。系统分析显示,昆仑山北坡区域目前存在的水资源利用上线偏低、水利工程建设严重滞后、城镇化进程缓慢、产业布局相对单一且缺少重要产业布局,以及区域高质量发展动能不足等问题,结合区域自然环境特点和发展机遇,提出加快构建经济带城市群体系,打造多产业协同发展的昆仑山北坡经济带,大幅提升水资源上线和水利工程管控能力,为昆仑山北坡农业提质增效提供水资源保障,系统打造昆仑山北坡农-林-牧复合基地,构建多元化食物供给体系,以能补水,提升资源综合利用效率,通过兵地优势互补、资源共享,加快推进昆仑山北坡经济带建设和高质量发展等建议。研究成果可为加快昆仑山北坡经济带生态安全和高质量发展提供科技支撑。

关键词：水资源利用水利工程建设农-林-牧复合基地兵地优势互补昆仑山北坡

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一种降水降尺度模型:地形约束下的条件生成对抗网络

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地球信息科学学报 2023年第8期25卷 1586-1600页

作者：杜晓婉陈曦郑宏伟刘英刘铁包安明胡萍中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院中亚生态与环境研究中心乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 新疆大学信息科学与工程学院乌鲁木齐830017

中亚降水数据存在缺失、地理偏差、分辨率低和采集难度大等问题。近年来,神经网络模型被广泛应用于降水降尺度研究。然而,由于山区自然环境复杂多变,普通神经网络模型的预测结果难以解释且适用性差。为此,本文以地理差异分析作为先验知... 详细信息

中亚降水数据存在缺失、地理偏差、分辨率低和采集难度大等问题。近年来,神经网络模型被广泛应用于降水降尺度研究。然而,由于山区自然环境复杂多变,普通神经网络模型的预测结果难以解释且适用性差。为此,本文以地理差异分析作为先验知识约束生成式对抗网络,构建一种新的降水降尺度模型,提高了阿姆河流域复杂环境下降水数据的空间分辨率和精度。首先,依据地形数据通过空间变形模型对输入的Climate Research Units Time Series(CRUTS)降水数据进行空间校正。然后,输入校正后的CRUTS降水数据、气温风速湿度等同化数据及遥感数据到条件生成式对抗网络,重建高分辨率降水数据。最后,考虑到山区降水的各向异性,尤其在地形复杂的上游区域,该模型基于气象站点的真值,对降水数据进行了反距离权重的地理差异分析。结果表明,基于地理差异约束生成式对抗网络的降水降尺度模型能够提升复杂环境降水数据的分辨率和精度。针对中亚阿姆河流域的实验表明,本方法可将CRUTS降水数据的分辨率由55 km提升至11 km,其R2值增加了0.34,均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别减小19.4 mm和10.65 mm,偏差(Bias)也由原来的0.24降至0.08。本文为数据采集难、地形地貌复杂区域的降水数据空间分辨率的提高,提供了鲁棒性好、普适性强的方法和思路。

关键词：降尺度降水条件生成式对抗网络空间变形模型地理差异分析反距离权重图像高分辨率重建地形约束

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供需平衡视角下昆仑山北坡县域单元地表水资源开发利用潜力初探

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干旱区地理 2024年第7期47卷 1106-1115页

作者：周洪华杨玉海朱成刚方功焕中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室新疆乌鲁木齐830011

定量分析地表水资源开发利用潜力有助于明晰区域水资源禀赋,对区域未来水资源科学规划和可持续开发利用具有重要的指导意义。通过供需水量平衡,从地表径流量、生态需水量、地表水可利用量角度,初步探讨了昆仑山北坡县域单元的地表水资... 详细信息

定量分析地表水资源开发利用潜力有助于明晰区域水资源禀赋,对区域未来水资源科学规划和可持续开发利用具有重要的指导意义。通过供需水量平衡,从地表径流量、生态需水量、地表水可利用量角度,初步探讨了昆仑山北坡县域单元的地表水资源开发利用潜力,以期为昆仑山北坡科学规划和兵团南进布局提供水资源保障依据。结果表明:(1)昆仑山北坡河流径流2000年后呈显著增加趋势,主要河流2001—2010年年均径流量较2000年以前平均增加了23.36%,2011—2020年较2000年以前平均增加了42.89%,其中车尔臣河增幅最大,和田河增幅最小。(2)车尔臣河流域、克里雅河流域和和田河流域的生态基流量分别为4.67×10^(8)m^(3)、5.38×10^(8)m^(3)和20.26×10^(8)m^(3),天然植被生态需水量分别为4.34×10^(8)m^(3)、4.00×10^(8)m^(3)和2.62×10^(8)m^(3)。(3)昆仑山北坡各县域单元现状地表水已用水量范围为0.1×10^(8)~8.73×10^(8)m^(3),地表水资源潜力范围为-0.07×10^(8)~3.17×10^(8)m^(3),空间差异非常显著,其中水资源潜力大于2.00×10^(8)m^(3)的有墨玉县、铁门关市38团、策勒县、且末县、和田县、民丰县和洛浦县。现状区域的地表水资源调蓄能力不足,水资源利用上限偏低,虽有潜力但有水难用,未来昆仑山北坡各县域单元需制定修编更为适宜的地表水资源规划并加强基础水利工程建设,提升地表水资源利用效率,为区域高质量发展提供水资源支撑保障。

关键词：昆仑山北坡地表径流供需平衡生态需水地表水资源潜力

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极端干旱区紫外辐射对凋落物分解速率及化学组分变化的影响

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生态学杂志 2024年第11期43卷 3300-3308页

作者：李美琪李成道李向义王鹏中国科学院新疆生态与地理研究所新疆荒漠植物根系生态与植被修复重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测实验站新疆策勒848300 中国科学院大学北京100049

极端干旱区降水稀少,日照时间长,凋落物长期暴露在强光下,质量损失主要受太阳辐射的影响。为探究紫外辐射对凋落物分解的影响,采用分解袋法研究自然光照和紫外辐射遮蔽2种条件下塔克拉玛干沙漠南缘-策勒绿洲边缘荒漠地区3种优势植物凋... 详细信息

极端干旱区降水稀少,日照时间长,凋落物长期暴露在强光下,质量损失主要受太阳辐射的影响。为探究紫外辐射对凋落物分解的影响,采用分解袋法研究自然光照和紫外辐射遮蔽2种条件下塔克拉玛干沙漠南缘-策勒绿洲边缘荒漠地区3种优势植物凋落叶的分解。结果表明:自然光照下3种凋落物分解速率明显快于UV遮蔽处理,分解末期UV遮蔽下凋落物质量残留率比自然光照高79.97%、77.79%和82.55%;自然光照下花花柴、骆驼刺和胡杨凋落物有机物损失率与质量损失率的Pearson相关系数分别为0.975、0.982和0.991,UV遮蔽下分别为0.786、0.906和0.800,自然光照下相关性优于UV遮蔽;UV遮蔽显著减少3种凋落物的可溶性盐、C、N损失和C∶N。研究结果有助于深入了解极端干旱区凋落物的分解机制,为今后对干旱生态系统凋落物分解的研究奠定基础。

关键词：凋落物分解极端干旱区光降解养分释放

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策勒沙漠绿洲过渡带胡杨径向生长对气候变化的响应

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1187-1195页

作者：齐艳莹买尔当·克依木李宗善曾凡江中国科学院新疆生态与地理研究所新疆荒漠植物根系生态与植被修复重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站新疆策勒848300 中国科学院大学北京100049 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

胡杨作为我国西北干旱区重要的树种资源,对气候环境变化较为敏感,然而西北干旱区近期出现“暖湿化”现象,将对胡杨生长及发展态势带来何种影响尚未明确。本研究以塔里木盆地南缘策勒绿洲外围沙漠绿洲过渡带胡杨林为对象,利用树木年轮技... 详细信息

胡杨作为我国西北干旱区重要的树种资源,对气候环境变化较为敏感,然而西北干旱区近期出现“暖湿化”现象,将对胡杨生长及发展态势带来何种影响尚未明确。本研究以塔里木盆地南缘策勒绿洲外围沙漠绿洲过渡带胡杨林为对象,利用树木年轮技术手段,采集年轮材料,分析了该地区胡杨在1984—2021年间的径向生长对主要气候要素及其变化的响应。结果表明:胡杨年轮宽度指数与当年2月、5月和上一年9月温度呈显著负相关,而与当年3月、5月和上一年9月降水量呈显著正相关,与当年2月、5月标准化降水蒸散指数(SPEI)具有显著正相关关系。年轮宽度指数与组合月份气候要素的关系更为明显。滑动相关分析表明,年轮宽度指数与生长季温度的相关性整体趋于增强,而与降水量、SPEI之间的相关性整体趋于下降或保持平稳。与单月气候要素相比,组合月份气候要素与年轮宽度指数之间相关性的动态变化趋势更为明显。当前区域暖湿化特征有利于策勒绿洲外围沙漠绿洲过渡带胡杨林的生长发展及其生态防护功能的提升。

关键词：沙漠绿洲过渡带胡杨树轮宽度气候变化

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