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干旱区地理 2025年

作者：李佳琳李新虎王弘超崔萌萌郭语博靳浩东任萧萧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阿克苏绿洲农田生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院大学

盐结皮是干旱区典型的地表结构，显著影响土壤–大气界面水分传输过程。盐结皮蒸发阻力是土壤水分蒸发过程中的一个关键控制参数，然而，目前关于不同影响因素下盐结皮蒸发阻力的定量分析仍不明确。为此，本研究通过模拟试验与理论分析... 详细信息

盐结皮是干旱区典型的地表结构，显著影响土壤–大气界面水分传输过程。盐结皮蒸发阻力是土壤水分蒸发过程中的一个关键控制参数，然而，目前关于不同影响因素下盐结皮蒸发阻力的定量分析仍不明确。为此，本研究通过模拟试验与理论分析方法，动态监测及分析土壤粒径（细砂：0.10～0.25 mm；粗砂：0.50～0.85 mm）、辐射(200 W·m-2、500 W·m-2和800 W·m-2)、盐分浓度（5.0%和17.5% NaCl）、风速(3.5 m·s-1和8.0 m·s-1)、水力学联系（逐渐干燥和供水）以及演化时间等因素影响下的盐结皮形成及蒸发阻力变化过程。基于沙普利加性解释（SHAP）方法，量化了各因素的贡献并对其重要性进行了排序。结果表明：（1）盐结皮蒸发阻力随着演化时间的推移呈现出持续增长趋势。在试验结束时，DL3(5.0% NaCl、逐渐干燥、800 W·m-2辐射，细砂)处理下盐结皮蒸发阻力最大，达9.39×104s·m-1；而在WH2(5.0% NaCl、供水、8.0 m·s-1风速，细砂)下则最小，为293.08 s·m-1。（2）各影响因素对盐结皮蒸发阻力的贡献排序为：水力学联系>辐射>演化时间>土壤粒径>盐分浓度>风速。其中，辐射对盐结皮蒸发阻力具有正向影响，土壤粒径对盐结皮蒸发阻力具有负向影响。研究结果将为盐结皮蒸发阻力的定量描述提供理论支持。

关键词：盐结皮蒸发阻力影响因素 SHAP方法

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盐结皮土壤形成发育过程影响下的能量平衡动态变化

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干旱区地理 2024年第3期47卷 424-432页

作者：王弘超李新虎郭敏李佳琳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 阿克苏绿洲农田生态系统国家野外科学观测研究站新疆阿克苏843017 中国科学院大学北京100049

地表能量平衡是地气交互作用的关键环节,探究不同下垫面的地表能量平衡特征对了解地表的热量传输具有重要意义。然而,目前对于能量平衡在盐结皮土壤形成过程下的变化特征的研究未见报道,主要难点在于缺少盐结皮形成过程中土壤表面反照... 详细信息

地表能量平衡是地气交互作用的关键环节,探究不同下垫面的地表能量平衡特征对了解地表的热量传输具有重要意义。然而,目前对于能量平衡在盐结皮土壤形成过程下的变化特征的研究未见报道,主要难点在于缺少盐结皮形成过程中土壤表面反照率的计算方法,严重影响了盐渍化土壤热量传输的精确定量描述。因此,利用模拟试验结合能量平衡模型,应用反照率计算方法,定量分析了盐结皮土壤形成发育过程下能量平衡的动态变化特征。结果表明:(1)Logistic增长模型可以很好地拟合盐结皮在土壤表面的形成发育过程(R2=0.99)。(2)在持续照射条件下(1000 W·m^(-2),16 d),随着盐结皮的持续发育,盐结皮土壤的反照率比对照高出0.15~0.41,从而显著降低了土壤对热量的吸收,导致盐结皮土壤表面温度比对照降低了16℃。(3)盐结皮土壤的净辐射、感热通量、潜热通量和土壤热通量在反照率和表面温度影响下分别比对照减少了47.9%、52.4%、46.8%和47.4%,显著影响了土壤的剖面温度。研究结果对进一步探讨盐结皮影响下的土壤水热传输过程具有重要的科学价值。

关键词：盐结皮反照率土壤表面温度能量平衡

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中国“人-象”冲突区的土地利用转型及其驱动机制

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资源科学 2025年第1期47卷 125-139页

作者：王原王亚辉杨遨郗樊辉谢菲西南大学地理科学学院重庆400715 西部乡村可持续发展新文科实验室重庆400715 重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站重庆400715 云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650091 云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室昆明650091

【目的】在人与亚洲象冲突日益突出的背景下,揭示冲突区土地利用转型的特征与驱动机制,探究土地利用转型与“人-象”冲突之间的互馈关系。【方法】选取云南省普洱市和西双版纳傣族自治州“人-象”冲突区作为研究区,基于1990、2000、2010... 详细信息

【目的】在人与亚洲象冲突日益突出的背景下,揭示冲突区土地利用转型的特征与驱动机制,探究土地利用转型与“人-象”冲突之间的互馈关系。【方法】选取云南省普洱市和西双版纳傣族自治州“人-象”冲突区作为研究区,基于1990、2000、2010、2020年4期遥感影像和2020、2022年2期农户问卷调查数据,采用空间分析和投入产出分析等方法,揭示“人-象”冲突区土地利用转型特征与驱动机制。【结果】①亚洲象活跃区的土地利用转型显著,林地面积经历了快速减少到缓慢恢复的过程,同时伴随园地面积的减少。核心冲突区形成了以橡胶为主(占种植面积69.8%)的多类型作物结构。②冲突核心区的土地利用相对粗放,土地流转率和投入-产出效率远低于外围区。③土地利用转型受到亚洲象活动、经济发展、农业政策调整等多种因素的影响,其中亚洲象频繁破坏农作物是研究区土地利用转型的最直接因素。【结论】随着人类活动加剧和亚洲象种群数量增加,未来冲突将愈发严重。“人-象”冲突和土地利用转型密切互馈,土地利用转型可能缓解“人-象”冲突。相关部门应引导亚洲象回归栖息地,优化区域生产空间与生态空间格局,减缓人与亚洲象的冲突,促进当地社会、经济与生态的可持续发展。

关键词：人-象冲突土地利用转型驱动机制云南

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沙化盐渍土地不同生长时期油莎豆的耐盐性差异研究

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草业学报 2025年第6期34卷 168-180页

作者：张晴晴马兴羽鲁艳赵广兴曾凡江黄彩变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策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院大学

为探究不同NaCl浓度对油莎豆生长和生理的影响及其不同时期耐盐性的差异，采用盆栽试验，设置0 g·kg-1（对照）、0.5 g·kg-1（轻度）、1.0 g·kg-1（中度）、2.0 g·kg-1（重度）和3.5 g·kg-1（盐土）5个不同NaC... 详细信息

为探究不同NaCl浓度对油莎豆生长和生理的影响及其不同时期耐盐性的差异，采用盆栽试验，设置0 g·kg-1（对照）、0.5 g·kg-1（轻度）、1.0 g·kg-1（中度）、2.0 g·kg-1（重度）和3.5 g·kg-1（盐土）5个不同NaCl胁迫梯度，在幼苗期和不同块茎期分析了油莎豆的生物量累积、渗透调节物质和抗氧化酶活性等差异，并对其在不同时期的耐盐性进行评价。结果表明：在幼苗期，轻度盐胁迫严重抑制油莎豆地上和地下生长，盐胁迫加剧后其生物量变化不显著。从块茎初期至块茎后期，地上和地下生物量均随盐胁迫程度增强而显著下降，在重度和盐土处理下从块茎中期开始已停止生长；各盐分处理的Na+和Cl-含量均随盐胁迫程度加剧呈显著增加趋势，K+/Na+则呈下降趋势。油莎豆在幼苗期和块茎初期主要通过可溶性蛋白、可溶性糖、甜菜碱的积累，过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性的提高来适应盐胁迫。在块茎中期主要依靠SOD活性的明显提升来减轻盐胁迫。在块茎后期，主要通过可溶性蛋白和甜菜碱的大量积累及SOD活性的提高来适应盐胁迫，各生育期耐盐性由高到低为幼苗期>块茎后期>块茎中期>块茎初期。综合表现来看，推荐生长的土壤NaCl≤1.0 g·kg-1。本研究结果可对新疆沙质盐渍化土地油莎豆规模化种植提供科学理论支撑。

关键词：油莎豆盐胁迫 NaCl 生长发育抗氧化酶渗透调节

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盐结皮厚度对土壤水盐分布特征的影响

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干旱区地理 2023年第8期46卷 1303-1313页

作者：郭敏李新虎王弘超李佳琳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 新疆阿克苏绿洲农田生态系统国家野外科学观测研究站新疆阿克苏843017 中国科学院大学北京100049

土壤盐结皮对干旱区土壤演化和生态水文过程具有重要影响,目前的研究对于盐结皮土壤的水盐分布特征涉及较少,并且未考虑盐结皮厚度的影响,导致研究结果存在较大差异。因此,通过室内模拟试验,设置4种初始盐分浓度(0 g·L^(-1)、10 g&... 详细信息

土壤盐结皮对干旱区土壤演化和生态水文过程具有重要影响,目前的研究对于盐结皮土壤的水盐分布特征涉及较少,并且未考虑盐结皮厚度的影响,导致研究结果存在较大差异。因此,通过室内模拟试验,设置4种初始盐分浓度(0 g·L^(-1)、10 g·L^(-1)、150 g·L^(-1)和250 g·L^(-1))以获取不同盐结皮厚度(4.5 mm、6.6 mm和7.3 mm),采用部分重复逐步退出的方法对比分析土壤剖面水盐的动态变化。结果表明:(1)对比无盐处理,含盐处理盐结皮越厚,土壤剖面含水量越大,含盐量变化幅度越小。(2)试验结束时,4.5 mm厚度盐结皮土壤含水量分布特征和无盐处理相似,6.6 mm和7.3 mm厚度盐结皮土壤剖面含水量显著大于无盐处理(P<0.05)。(3)试验结束时4.5 mm、6.6 mm和7.3 mm厚度盐结皮土壤剖面最小含盐量相比初始含盐量分别减小了90.5%、46.3%和32.1%。研究结果验证了盐结皮厚度会对土壤水盐分布产生较大影响,因此建议未来对于盐结皮土壤水盐分布特征的相关研究需综合考虑盐结皮厚度的影响。

关键词：盐结皮厚度水盐分布特征蒸发锋 HYDRUS-1D模型

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基于Priestley-Taylor方法的中亚干旱区实际蒸散特征及归因

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干旱区研究 2023年第7期40卷 1085-1093页

作者：赵卓怡郝兴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 中国科学院大学北京100049 阿克苏绿洲农田生态系统国家野外科学观测研究站新疆阿克苏843017

蒸散是水—能—碳循环之间的纽带,了解蒸散的动态过程及其驱动因素对中亚干旱区水资源稳定、生态环境安全及农业水资源管理等方面具有重要意义。本研究基于Priestley-Taylor方法,估算并分析了2000—2019年中亚干旱区蒸散的时空变化,采用... 详细信息

蒸散是水—能—碳循环之间的纽带,了解蒸散的动态过程及其驱动因素对中亚干旱区水资源稳定、生态环境安全及农业水资源管理等方面具有重要意义。本研究基于Priestley-Taylor方法,估算并分析了2000—2019年中亚干旱区蒸散的时空变化,采用Lindeman-Merenda-Gold方法定量评估了不同驱动因素对蒸散各组分的绝对贡献,并以各组分对蒸散变化的贡献加权,评估了各驱动因素对蒸散的贡献。结果表明:中亚干旱区蒸散整体以1.45mm·a^(-1)的速度波动上升,其变化趋势呈“东升西降”的空间分布;植被蒸腾、蒸发、冠层截留蒸发的变化趋势分别是2.46 mm·a^(-1)、-1.03 mm·a^(-1)、0.02 mm·a^(-1),三者对蒸散变化的贡献分别是70.09%、29.34%、0.57%;植被蒸腾和冠层截留蒸发的主导因素是NDVI,蒸发的主导因素是气温;总体上,NDVI是中亚干旱区蒸散变化的主导因素,其绝对贡献为28.16%。

关键词：蒸散时空变化归因贡献中亚干旱区

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基于XGBoost的干旱区典型绿洲主要作物需水量预测模型研究

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干旱区地理 2025年

作者：王伟杰于洋孙凌霄何婧张凌云中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生态安全与可持续发展重点实验室中国科学院大学新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站

通过探索策勒绿洲主要作物需水量的预测模型，直接建立气象因素与作物生长特性同作物需水量之间的复杂联系，有效克服了应用彭曼公式时所面临的数据获取难题，从而为干旱区域绿洲内作物需水量的估算提供了科学依据。该研究结合使用了彭... 详细信息

通过探索策勒绿洲主要作物需水量的预测模型，直接建立气象因素与作物生长特性同作物需水量之间的复杂联系，有效克服了应用彭曼公式时所面临的数据获取难题，从而为干旱区域绿洲内作物需水量的估算提供了科学依据。该研究结合使用了彭曼公式及作物系数法，以每日作物需水量作为目标变量，并根据归因分析结果选取特定气象参数来构建极限梯度提升树（XGBoost）需水量预测模型，同时确定了最佳的基础学习器类型。研究表明：（1）基于XGBoost回归算法的分析显示，相对湿度、日照时间和最高温度是影响需水量的关键气象因子，重要性合计占比达到了75.81%。（2）相较于gblinear-XGBoost模型而言，采用gbtree-XGBoost方法构建的模型表现出更高的准确性，决定系数(R2)提升了大约84.35%，而均方根误差（RMSE）则降低了约0.625，表明需水量预测值与实际作物需水量之间存在显著相关性。该预测模型能有效反映作物需水规律，gbtree-XGBoost模型可作为策勒绿洲灌溉指导和水资源调配的有力工具，为干旱区绿洲农业水资源高效管理提供了重要支撑。

关键词：作物需水量彭曼公式 XGBoost回归需水量预测模型策勒绿洲

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艾比湖流域2010–2023年沙尘暴时空变化及驱动因素研究

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中国环境科学 2025年

作者：王陈伟张小啸薛一波周杰雷加强李生宇中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心中国科学院大学干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室新疆精河荒漠生态系统国家定位观测研究站

本文以新疆艾比湖流域为研究区，基于气象站点观测数据、ERA5-Land再分析数据及Landsat遥感影像等多源数据，探究流域内沙尘暴的时空变化特征，并通过广义灰色关联度分析模型定量评估地表风速、土壤湿度和植被覆盖对流域内沙尘暴发生日... 详细信息

本文以新疆艾比湖流域为研究区，基于气象站点观测数据、ERA5-Land再分析数据及Landsat遥感影像等多源数据，探究流域内沙尘暴的时空变化特征，并通过广义灰色关联度分析模型定量评估地表风速、土壤湿度和植被覆盖对流域内沙尘暴发生日数的影响.结果显示：2010-2023年间艾比湖流域沙尘暴日数呈现波动上升趋势(+0.08 d/a)，其中2010-2014年增速显著(+0.60 d/a)，2014-2017年短暂下降(-0.70 d/a)，2018年后恢复增长态势(+0.31 d/a);春季为沙尘暴高发季节，夏秋季次之，冬季无沙尘暴天气记录;空间分布上，精河站为近13年沙尘暴高频中心;相较20世纪末，各气象站点年均沙尘暴日数标准差下降87.37%，表明区域差异性显著降低.地表风速是艾比湖流域沙尘暴的首要驱动因素;土壤湿度的影响次之，并呈现季节性时滞效应;相较于地表风速和土壤湿度，植被覆盖对沙尘暴发生日数的影响相对有限.

关键词：沙尘暴艾比湖流域驱动因素广义灰色关联度分析模型

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干旱区气候变化及其对山地森林生态系统稳定性和水文过程影响研究进展

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干旱区地理 2024年第2期47卷 228-236页

作者：常学向赵文智田全彦中国科学院西北生态环境资源研究院中国生态系统研究网络临泽内陆河流域研究站中国科学院内陆河流域生态水文重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室甘肃兰州730000

在干旱区,水是形成绿洲的根本要素。干旱区高寒山地是维系西北干旱区绿洲存在、是当地国民经济持续发展和生态环境稳定的水源地,山地森林生态系统具有重要的涵养水源功能,有“绿色水库”之称。气候变化将改变山地生态系统结构、组成和... 详细信息

在干旱区,水是形成绿洲的根本要素。干旱区高寒山地是维系西北干旱区绿洲存在、是当地国民经济持续发展和生态环境稳定的水源地,山地森林生态系统具有重要的涵养水源功能,有“绿色水库”之称。气候变化将改变山地生态系统结构、组成和水循环,加剧水资源短缺,威胁干旱区绿洲安全。回顾并综述了干旱区气候变化及其对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程的影响研究进展,指出了研究中存在的问题,并提出未来在干旱区山地仍需要评估优于1 km空间分辨率的气候变化趋势,从多尺度、多界面、多学科、多方法开展气候变化对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程影响的综合研究,以促进干旱区山地生态学的发展,为干旱区管理部门提供适应和缓解气候变化、科学的制定气候变化条件下水资源管理方案、实现水资源的有效管理奠定理论基础,促进干旱区气候变化条件下的环境和社会经济可持续性发展。

关键词：气候变化生态系统稳定性森林生态水文过程干旱区高寒山地

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新疆草地时空动态及其对气候变化的响应——以昌吉回族自治州为例

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干旱区研究 2023年第9期40卷 1484-1497页

作者：陈春波李均力赵炎夏江田伟涛李超锋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中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 干旱区草地生态系统遥感监测实验室新疆乌鲁木齐830049 昌吉州草原站新疆昌吉831100 瑞昶设计院有限公司新疆乌鲁木齐830049

基于MODIS NPP、EVI遥感影像,采用MVC法、一元线性回归法与Pearson相关分析法,探讨天山北坡昌吉州草地植被时空动态及其对同期气温、降水的响应。结果表明:2000—2020年,草地植被NPP、EVI均为跃动式显著递增,2016年后呈逐年递减;NPP、EV... 详细信息

基于MODIS NPP、EVI遥感影像,采用MVC法、一元线性回归法与Pearson相关分析法,探讨天山北坡昌吉州草地植被时空动态及其对同期气温、降水的响应。结果表明:2000—2020年,草地植被NPP、EVI均为跃动式显著递增,2016年后呈逐年递减;NPP、EVI多年均值为0.095 kg C·m^(-2)、0.186;相较于2000年(NPP=0.077 kg C·m^(-2)、EVI=0.166),2020年NPP(0.099 kg C·m^(-2))、EVI(0.194)分别增长了28.57%、16.87%。草地NPP空间异质性显著增加并呈扩大趋势,EVI空间差异逐年递增,变化范围分别为0.038 kg C·m^(-2)(NPP)、0.059(EVI)。在空间上,NPP、EVI多年平均分布具有差异;总体上,NPP、EVI随海拔升高而增加,但绿洲边缘、古尔班通古特沙漠南缘分布有高位EVI,面积占比65.01%的NPP与21.93%的EVI显著递增。9种草地类型植被NPP、EVI与降水呈显著正相关的面积占比远大于同期气温,不同类型草地对降水的响应具有差异。降水是草地植被的重要影响因子,但高海拔区域的适度增温有益于草地植被生长。

关键词：草地短命植物暖湿化 MODIS NPP MODIS EVI 时空动态天山北坡

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