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策勒绿洲外围6种优势防护林植物对不同灌溉量的光合及水分生理响应

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西北植物学报 2014年第7期34卷 1457-1466页

作者：郭自春桂东伟曾凡江刘波李尝君赵生龙中国科学院新疆生态与地理研究所/新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测试验站/中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室/中国科学院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 新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046

以策勒绿洲外围6种人工栽培的优势防护林植物为研究对象,在绿洲外围设置A(0m3·m-2)、B(0.1m3·m-2)、C(0.2m3·m-2)3个不同灌水量处理实验,探讨优势防护林植物对不同灌溉量的光合以及水分生理响应特征。结果显示:(1)在不同灌溉量下6种... 详细信息

以策勒绿洲外围6种人工栽培的优势防护林植物为研究对象,在绿洲外围设置A(0m3·m-2)、B(0.1m3·m-2)、C(0.2m3·m-2)3个不同灌水量处理实验,探讨优势防护林植物对不同灌溉量的光合以及水分生理响应特征。结果显示:(1)在不同灌溉量下6种优势防护林植物净光合速率的日变化趋势一致,均为典型的单峰型变化,除红枣以外,其它植物的净光合速率均表现为C>B>A。(2)随着灌溉量的增加,植物的蒸腾速率也在逐渐增大,灌木日蒸腾速率呈不规则的M型变化趋势。(3)除核桃外,其它植物清晨水势和正午水势均随着灌溉量的增加而增大,且均表现为B>C>A。(4)6种优势防护林植物在不同的灌溉量下的瞬时水分利用效率日进程基本上一致,且均表现为B>C>A。研究表明,从水分利用和灌溉量大小的角度来说,在防护林树种的选择中应该优先选用核桃、红枣、桑树和沙拐枣;综合考虑节水和植物生长的情况下,对红枣进行适量灌溉显然比核桃、桑树、柽柳、花棒和沙拐枣更为有效,所以红枣比其余5种植物更适于在策勒绿洲地区节水生长。

关键词：灌溉防护林植物光合特性水分生理

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干旱区荒漠分类系统探讨——以新疆为例

干旱区资源与环境 2015年第11期29卷 145-151页

作者：杨发相桂东伟岳健雷加强张志伟中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011 西藏大学农牧学院资源与环境学院林芝860000

荒漠是干旱区地理景观的重要组成部分,对荒漠类型进行划分,是干旱区地理学研究的重要内容。新疆荒漠具有分布广泛、类型复杂等特点。利用新疆数字地貌图结合2000年Landsat卫星TM数据与GIS制图技术,通过长期野外调查结合有关荒漠类型的... 详细信息

荒漠是干旱区地理景观的重要组成部分,对荒漠类型进行划分,是干旱区地理学研究的重要内容。新疆荒漠具有分布广泛、类型复杂等特点。利用新疆数字地貌图结合2000年Landsat卫星TM数据与GIS制图技术,通过长期野外调查结合有关荒漠类型的文献分析,以新疆为例探讨干旱区荒漠分类系统。1)提出荒漠的更新定义,荒漠为干旱或高寒气候条件下形成的地表植被稀疏或裸露的地理景观。2)新疆荒漠具有水平地带性与垂直地带性分布的规律,同时也存在非地带性分布的特点。3)在分析荒漠形成的自然与人为因素的基础上,提出荒漠划分的三条原则和四个指标,将新疆荒漠划分为2个一级类、7个二级类、115个三级类和123个四级类型。

关键词：荒漠类型分类系统新疆

1961-2019年中国北方沙漠沙地极端气候变化特征及其影响因素

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地理科学 2023年第8期43卷 1495-1505页

作者：侯承志黄丹青桂东伟雷加强鹿化煜徐志伟南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023 南京大学大气科学学院江苏南京210023 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011

本文利用1961—2019年中国北方沙漠沙地腹地和周边地区61个气象站点逐日最高温度、最低温度、降水量等观测数据,选取了通用的24种极端气候指数,分析了中国北方沙漠沙地极端气候的时空变化特征及其影响因素。结果表明:①1961—2019年,中... 详细信息

本文利用1961—2019年中国北方沙漠沙地腹地和周边地区61个气象站点逐日最高温度、最低温度、降水量等观测数据,选取了通用的24种极端气候指数,分析了中国北方沙漠沙地极端气候的时空变化特征及其影响因素。结果表明:①1961—2019年,中国北方沙漠沙地增温趋势明显,不同的极端气温指数变化趋势显著,并且空间差异较小。其中,气温极值指数显著上升,并且年极端低温的上升幅度最大。霜冻日数、冷昼日数等极端冷事件显著减少,夏日日数、暖昼日数等极端暖事件显著增加。②中国北方沙漠沙地极端降水指数的年际波动较大,并且在空间上呈现出“西增东减”的区域差异性特征。其中,西部沙漠的年降水量以5.11 mm/10a的速率显著增加,一日最大降水量、强降水量等其他极端降水指数也显著增加。而东部沙地的极端降水显著减少,呈现出明显的干旱化趋势。③中国北方沙漠沙地极端气温指数的变化特征与中国其他地区具有较好的一致性,且变化幅度大多超过了北美、南非、澳大利亚以及全球陆地极端气温指数的变化幅度。④北极涛动(AO)对东部沙地极端低温和极端冷事件的变化有显著影响。近几十年来东亚夏季风的减弱是导致东部沙地极端降水减少的主要原因,而西部沙漠极端降水的增加可能受到北大西洋年代际振荡(AMO)和太平洋年代际振荡(PDO)等多重因素的共同影响。

关键词：沙漠沙地极端气候区域差异气候变化

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长期生态学研究支撑新疆南疆生态建设和科技扶贫

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中国科学院院刊 2020年第8期35卷 1066-1073页

作者：曾凡江李向义李磊刘波薛杰桂东伟雷加强中国科学院新疆生态与地理研究所策勒沙漠研究站策勒848300

中国科学院策勒沙漠研究站(以下简称“策勒站”)位于新疆南部塔克拉玛干沙漠南缘。脆弱的生态环境、频繁的风沙危害,严重地影响了人民群众的生产生活,制约了地区的经济社会发展。20世纪80年代初,沙漠持续前移,“沙临城下”——距策勒县... 详细信息

中国科学院策勒沙漠研究站(以下简称“策勒站”)位于新疆南部塔克拉玛干沙漠南缘。脆弱的生态环境、频繁的风沙危害,严重地影响了人民群众的生产生活,制约了地区的经济社会发展。20世纪80年代初,沙漠持续前移,“沙临城下”——距策勒县城仅1.5 km。流动沙丘不断掩埋良田,蚕食绿洲。策勒站围绕区域脆弱生态环境治理和农牧民脱贫增收所急需的关键科技问题,通过长期监测研究和试验示范,系统阐明了极端干旱区主要优势植物的逆境响应机制和适应策略,构建了流沙治理模式,提出了引洪灌溉大面积恢复柽柳植被的技术体系,解除了流沙侵袭对策勒县城的威胁;同时,还提出了绿洲外围新垦沙荒地棉花高产稳产种植模式和肉苁蓉接种的技术体系,创建了区域水资源优化利用的技术体系,并在新疆推广应用,取得了良好的经济效益和社会效益。策勒站已成为国家部署在新疆南部的重要科技研发平台和试验示范基地,为区域生态环境建设和经济社会发展作出了重要贡献。

关键词：新疆南部流沙治理棉花高产栽培技术水资源优化利用科技扶贫

排序方法在土壤粒径分布研究中的应用——以策勒河流域为例

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土壤学报 2011年第3期48卷 639-643页

作者：桂东伟雷加强曾凡江穆桂金杨发相中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011 中国科学院研究生院北京100049 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

基于土壤结构的自相似性,分形理论目前被广泛用于土壤粒径分布（particle size distribution,简称PSD）研究中,即以相对较多的土壤粒级数据,利用单重或多重分形技术获取参数（分形维）形式揭示PSD特征。量化得出的分维值,能较全面反映土... 详细信息

基于土壤结构的自相似性,分形理论目前被广泛用于土壤粒径分布（particle size distribution,简称PSD）研究中,即以相对较多的土壤粒级数据,利用单重或多重分形技术获取参数（分形维）形式揭示PSD特征。量化得出的分维值,能较全面反映土壤PSD特征及其之间的差异性,但会受限于PSD差异性与影响因素之间的进一步分析。

关键词：粒径分布排序分形维策勒河流域

基于GRACE和GLDAS的塔里木河流域地下水储量演变规律研究

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高校地质学报 2022年第6期28卷 894-901页

作者：陈丹红曾献奎吴吉春桂东伟孙媛媛南京大学地球科学与工程学院南京210023 中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011

塔里木河流域位于中国西北干旱区,降水稀少,生态脆弱,水资源是维系当地社会经济发展和生态健康的关键因素。文章利用GRACE重力卫星数据和GLDAS全球陆面同化系统数据识别了塔里木河流域2003~2019年地下水储量变化,并分析其时空分布规律... 详细信息

塔里木河流域位于中国西北干旱区,降水稀少,生态脆弱,水资源是维系当地社会经济发展和生态健康的关键因素。文章利用GRACE重力卫星数据和GLDAS全球陆面同化系统数据识别了塔里木河流域2003~2019年地下水储量变化,并分析其时空分布规律。结果显示,2003~2019年间塔里木河流域地下水储量整体呈下降趋势,速率为-2.13 mm/a。在空间分布上,由北向南,地下水储量的下降降幅逐渐减少,天山南坡中段地区地下水亏损最大,而塔里木河下游地下水储量稳步回升,与近十多年的应急生态输水有关。此外,塔里木河流域地下水储量变化与年降水量存在比较一致的年际变化特征。2004、2006~2009年降水量偏少,地下水储量显著减少,降水量多的年份,地下水储量出现回升。基于GRACE和GLDAS的地下水储量分析方法对于对监测缺乏地下水站网的塔里木河流域地下水资源具有较大应用潜力。

关键词： GRACE GLDAS 塔里木河流域地下水储量变化

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和田绿洲景观破碎化特征及驱动因素

中国沙漠 2021年第4期41卷 59-69页

作者：薛冬萍薛杰戴恒孙怀卫刘毅刘云飞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/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乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074

景观破碎化改变着区域景观结构的完整性和系统的连通性,对景观的稳定性和可持续发展具有重要影响。选取新疆和田绿洲为研究区,以1970年新疆考察数据与MSS影像,1990、2000、2013、2018年4期Landsat TM/ETM+同月相数据为主要数据源,采用... 详细信息

景观破碎化改变着区域景观结构的完整性和系统的连通性,对景观的稳定性和可持续发展具有重要影响。选取新疆和田绿洲为研究区,以1970年新疆考察数据与MSS影像,1990、2000、2013、2018年4期Landsat TM/ETM+同月相数据为主要数据源,采用景观指数法、移动窗口法、梯度分析及归因分析等方法开展绿洲景观破碎化的时空格局变化及驱动因素的研究。结果表明:近50年来,景观分裂指数(DIVISION)由0.94减少到0.89,香浓多样性指数(SHDI)从1.44减少到1.28,绿洲景观破碎化整体呈现减缓趋势。其中,城市景观破碎化程度最低,沿破碎化梯度从城市中心向外围呈现出先上升后下降的趋势。此外,景观破碎化程度与农业的发展呈倒“U”型函数关系,当农业扩张在绿洲面积的40%—50%时,景观破碎化程度达到峰值。人口增长,农业扩张与社会经济发展共同影响着绿洲破碎化的时空格局。本研究不仅为干旱区绿洲景观破碎化格局的空间变化分析及驱动因素研究提供科学依据,也对绿洲生态景观的规划与可持续管理具有重要的意义。

关键词：绿洲景观破碎化移动窗口法时空变化破碎化指数

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绿洲城市土壤及地下水重金属污染及源解析

环境科学与技术 2024年第4期47卷 177-186页

作者：徐新龙桂东伟刘云飞刘毅薛冬萍刘琦张晋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 新疆策勒国家荒漠草原生态系统观测研究站新疆策勒848300 中国科学院大学北京100049 河海大学长江保护与发展研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098

干旱区城市分布在绿洲区域,承载着大部分的人类活动,近年来随着社会经济的发展,绿洲的环境污染问题日益突出,但基础调查数据的缺少导致城市重金属污染现状尚不清楚。该研究以新疆和田绿洲为典型研究区,对城市不同功能区的土壤和地下水... 详细信息

干旱区城市分布在绿洲区域,承载着大部分的人类活动,近年来随着社会经济的发展,绿洲的环境污染问题日益突出,但基础调查数据的缺少导致城市重金属污染现状尚不清楚。该研究以新疆和田绿洲为典型研究区,对城市不同功能区的土壤和地下水进行样品采集,结合内梅罗综合污染指数法、主成分分析法(PCA)、正矩阵因子分解法(PMF)等,对和田绿洲城市6种重金属(As、Zn、Cu、Cd、Ni、Pb)空间分布特征和来源进行了分析,并对土壤潜在风险进行评价。结果表明:(1)和田市土壤重金属含量均未超过国家风险筛选值,与新疆土壤背景值基本持平,污染较小。土壤重金属潜在生态风险程度较低,表现为轻微风险。(2)研究区地下水重金属含量均达到Ⅲ类水标准,为饮用水水质,各重金属含量分布均匀,联系较弱。(3)研究区土壤与地下水重金属均以自然源、工业源为主要来源,土壤重金属另有一个农业及交通混合源。其中土壤中自然源、农业交通混合源和工业源的贡献分别占43.06%、27.99%、28.95%。土壤与地下水重金属含量较低,污染较弱,两者重金属来源基本相同,主要受自然环境与人为活动影响。该研究以期为干旱区绿洲重金属污染研究提供参考和依据。

关键词：重金属 PCA PMF 潜在生态风险源解析

集成U-Net方法的无人机影像胡杨树冠提取和计数

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遥感技术与应用 2019年第5期34卷 939-949页

作者：李越帅郑宏伟罗格平杨辽王伟胜桂东伟中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

塔里木河流域的胡杨林是该荒漠区域典型的森林资源,胡杨树冠大小和株数信息对塔里木河流域森林资源监测、生态保护和恢复具有重要意义。由于该流域乔灌草植物群落分布的复杂性,传统方法很难实现胡杨树冠的精准分割和大范围的株数提取。... 详细信息

塔里木河流域的胡杨林是该荒漠区域典型的森林资源,胡杨树冠大小和株数信息对塔里木河流域森林资源监测、生态保护和恢复具有重要意义。由于该流域乔灌草植物群落分布的复杂性,传统方法很难实现胡杨树冠的精准分割和大范围的株数提取。以塔里木河中游胡杨林为研究区,选取几块典型胡杨林区域,提出集成深度学习和分水岭分割的处理方法,对密集胡杨树冠的精准分割和单株胡杨的提取进行了深入探讨。首先,将无人机影像(空间分辨率0.16 m)无缝拼接生成正射影像;采用U-Net卷积神经网络对胡杨树冠覆盖区域进行精准分割;在U-Net模型分割的基础上使用标记分水岭方法对密集胡杨树冠进行自动再分割和单株计数,计算出所选研究区的胡杨株数并精准定位。结果表明U-Net卷积神经网络对胡杨的所有树冠区域提取的平均精度可达94.1%,在胡杨树冠覆盖区域识别分割的基础上,用标记分水岭分割方法对胡杨单木计算总体精度为93.3%。研究认为,结合深度学习和标记分水岭方法为自动化大范围森林资源监测提供了新思路和借鉴经验。

关键词：无人机影像胡杨深度学习分水岭树冠株数