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红碱淖湿地不同水分条件下芦苇群落对土壤有机碳组分和无机氮含量的影响

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环境科学学报 2022年第1期42卷 88-94页

作者：刘华兵李谦维高俊琴张晓雅杨梨萍冯久格北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 黄河流域生态保护国家林业和草原局重点实验室北京100083

土壤水分和植物群落特征是影响湿地土壤碳氮储存功能的重要因素.为阐明不同水分条件下植物群落类型对湿地土壤有机碳组分和无机氮含量的影响,本研究以陕西红碱淖湿地为研究对象,探究在低(5.7%±1.1%)、中(20.6%±1.9%)、高(27.5%±9.0%)... 详细信息

土壤水分和植物群落特征是影响湿地土壤碳氮储存功能的重要因素.为阐明不同水分条件下植物群落类型对湿地土壤有机碳组分和无机氮含量的影响,本研究以陕西红碱淖湿地为研究对象,探究在低(5.7%±1.1%)、中(20.6%±1.9%)、高(27.5%±9.0%)3种土壤水分条件下,两种群落类型(芦苇单优和混生)的土壤有机碳组分、碳库稳定性和无机氮含量.结果表明:①随着土壤水分增加,芦苇单优群落土壤有机碳储量呈上升趋势,高水分条件下芦苇单优群落土壤有机碳储量为(19.63±3.75)kg·m^(-2),显著高于混生群落,而中水分条件下则相反,中水分混生群落土壤有机碳储量为(15.29±3.75)kg·m^(-2),显著高于单优群落.②低水分条件下土壤碳库稳定性最低,土壤无机氮含量最高,不利于土壤碳储存,但有利于多种植物物种共存.③土壤电导率和土壤含水率与溶解性有机碳储量、微生物量碳储量、有机碳储量及其稳定性显著正相关.该研究结果可为红碱淖湿地植被修复和土壤碳氮储存功能提升提供科学支撑.

关键词：红碱淖土壤水分芦苇群落土壤有机碳土壤无机氮

沙漠湖泊红碱淖浮游植物群落季节变化及其与环境因子的关系

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湿地科学 2024年第2期22卷 155-168页

作者：白海锋贺旭波张红强李文莉王怡睿袁永锋殷旭旺陕西省地质环境监测总站(陕西省地质灾害中心) 陕西西安710054 自然资源部陕西西安地裂缝与地面沉降野外科学观测研究站陕西西安710054 自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054 西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 中国水产科学研究院黄河水产研究所(陕西省水产研究所) 陕西西安710086 大连海洋大学水产与生命学院辽宁省水生生物学重点实验室辽宁大连116023

为了科学保护沙漠湖泊的生态健康,采用指数法和相关分析法,研究红碱淖浮游植物群落特征及其对水环境变化的响应。结果表明,在红碱淖全年共鉴定出浮游植物58种,种类组成为硅藻-绿藻型,优势种以小球藻(Chlorella vulgaris)、尖针杆藻(Syne... 详细信息

为了科学保护沙漠湖泊的生态健康,采用指数法和相关分析法,研究红碱淖浮游植物群落特征及其对水环境变化的响应。结果表明,在红碱淖全年共鉴定出浮游植物58种,种类组成为硅藻-绿藻型,优势种以小球藻(Chlorella vulgaris)、尖针杆藻(Synedra acus)、肘状针杆藻(Synedra ulna)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、微绿舟形藻(Navicula viridula)和狭形纤维藻(Ankistrodesmus angustus)为主,浮游植物种类数秋季最高,冬季和夏季次之,春季最低;浮游植物年平均细胞密度为50.62×10^(6)cells/L,变化范围为8.70×10^(6)~133.50×10^(6)cells/L;年平均生物量为35.030 mg/L,变化范围为3.090~114.090 mg/L,基于密度的调查点聚类存在季节差异;浮游植物多样性指数、均匀度指数和丰富度指数的年平均值分别为2.684、0.817和1.719,秋、冬两季浮游植物多样性高于夏、春两季;多样性指数和综合营养状态指数表明,红碱淖水体处于轻度富营养状态;冗余分析表明,水温、水深、溶解氧浓度和总磷浓度是影响浮游植物群落的主要环境因子,且不同季节的影响因子存在差异。生态补水和水资源的科学管理对红碱淖水生态健康具有积极作用。

关键词：红碱淖浮游植物群落结构季节动态水质评价环境因子

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沙漠区地下水系统碳平衡-以红碱淖流域为例

地球与环境 2023年第1期51卷 47-55页

作者：雷君豪董少刚张敏高东辉冯彦博王锟内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 内蒙古自治区河流与湖泊生态重点实验室呼和浩特010021 内蒙古自治区生态环境科学研究院呼和浩特010021

地下水以其分布广泛,水量巨大,溶解无机碳(DIC)含量高而对全球碳循环具有重要的影响。然而,目前对地下水中的碳循环主要关注于其向地表水的排放,对整个地下水系统中碳的迁移转化研究鲜有报道。为探究地下水系统在全球碳收支中的作用,文... 详细信息

地下水以其分布广泛,水量巨大,溶解无机碳(DIC)含量高而对全球碳循环具有重要的影响。然而,目前对地下水中的碳循环主要关注于其向地表水的排放,对整个地下水系统中碳的迁移转化研究鲜有报道。为探究地下水系统在全球碳收支中的作用,文章以红碱淖流域为例,利用质量守恒原理、水文地球化学模拟方法构建地下水系统碳平衡方程,分析地下水中碳的补排。结果表明,红碱淖流域地下水系统属于“碳汇”,年汇碳量为661.19~805.33 t。其中,碳酸盐岩的溶解(白云石)-沉淀(方解石)是影响地下水碳平衡的主要水化学作用;大气降水中的HCO-3和包气带CO_(2)是该区地下水中DIC的主要补给来源。根据计算,每年由水-岩相互作用进入地下水的碳量为451.05 t;通过降水入渗、侧向补给和农田灌溉补给地下水的碳量总计952.47~1 039.24 t;通过向湖泊排泄及地下水开采排放的碳量为684.96~742.36 t。

关键词：水-岩相互作用地下水碳平衡碳循环二氧化碳红碱淖

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红碱淖面积时空演变规律及保护措施成效

中国沙漠 2019年第4期39卷 195-203页

作者：卓静朱延年王娟何慧娟邹继业陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心陕西西安710014 陕西省气象科学研究所陕西西安710016

红碱淖是中国面积最大的沙漠淡水湖,也是全世界最大的遗鸥繁殖和栖息地,2012年被列为全国重点保护湖泊,保护工作对于当地的生态环境和重点保护鸟类繁衍都具有十分重要的意义。在遥感和观测数据的基础上,构建了1986-2018年高精度的长时... 详细信息

红碱淖是中国面积最大的沙漠淡水湖,也是全世界最大的遗鸥繁殖和栖息地,2012年被列为全国重点保护湖泊,保护工作对于当地的生态环境和重点保护鸟类繁衍都具有十分重要的意义。在遥感和观测数据的基础上,构建了1986-2018年高精度的长时间序列湖泊面积连续监测数据集,并在此基础上研究其时空演变规律以及与自然因素和人类活动的耦合关系,同时实现了针对2012年以来实施的保护措施的成效监测。结果表明:(1)1986-2018年红碱淖面积经历了波动期-萎缩期-增长期,总体呈现萎缩趋势。(2)红碱淖的萎缩原因以人为为主\,自然为辅。其中人为因素主要由上游河流建设水库、工业发展用水和植被生长所需用水增加组成。(3)从水量平衡的角度分析,湖泊萎缩期自然因素贡献率为18.26%,人为因素贡献率为81.74%。湖泊面积增长期气候因素贡献16.76%,人为因素贡献83.24%。(4)2012年以来实施的保护措施,已经初步取得成效。主要体现在通过人工增雨和上游水库地面生态补水促使红碱淖面积在2016年出现了2006年以来的首次正增长。建议人工增雨和地面生态补水常态化,来有效抑制红碱淖面积的萎缩,使湿地生态得到长期持续性恢复。

关键词：红碱淖时空演变保护措施

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红碱淖水体遥感动态变化监测研究

红碱淖水体遥感动态变化监测研究

作者：程筱茜中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

论文在对时序遥感影像进行弥补和预处理的基础上,研究并实现了红碱淖湖泊水体提取工作,并结合各类因子对湖泊面积变化原因作出解释。其具体研究内容及结论如下:(1)利用遥感影像时空融合算法(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Ref... 详细信息

论文在对时序遥感影像进行弥补和预处理的基础上,研究并实现了红碱淖湖泊水体提取工作,并结合各类因子对湖泊面积变化原因作出解释。其具体研究内容及结论如下:(1)利用遥感影像时空融合算法(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reference Fusion Model,ESTARFM)对2000年以后的缺失影像进行补足,并对该方法在水体提取方面进行可行性分析。研究表明MODIS和Landsat影像可以很好地进行融合,且融合影像与真实的Landsat影像在水体提取方面具有较高的相关性,相关系数可达0.95,证明了经ESTARFM算法融合的影像可以用于水体提取。据此,利用ESTARFM对2000年以后缺失的Landsat数据进行了弥补,获得了1987-2018年的时序遥感影像。(2)利用单波段法、谱间关系法、综合水体指数法、支持向量机和卷积神经网络分别对2000年和2004年红碱淖地区的影像进行水体提取。通过将各方法提取的面积与实测的湖泊面积进行对比分析,结果显示综合水体指数无论是在水体提取上都具有较好地提取效果,故综合水体指数法是进行红碱淖地区的水体提取的最有效手段,因而选定综合水体指数法为本文的水体提取方法。(3)利用综合水体指数法对红碱淖1987-2018年的时序遥感影像进行水体提取,并对面积和岸线进行统计分析,可以得到:红碱淖自1987年面积整体呈现出一种萎缩的状态,湖泊面积减少了16.934km,减幅达32.3%。湖面面积变化先后经历了稳定、持续萎缩、扩张三个阶段。根据湖区的岸线变化,可以发现湖泊的北部、东南部和西部变化最为明显,湖泊的最大萎缩出现在湖区北部,向内收缩了约2.357 km。(4)结合气候因子和人为因子对红碱淖湖泊的动态变化作出解释。研究表明:气候因素和人类活动因素共同导致了红碱淖湖泊的萎缩。气候的暖干化是导致红碱淖湖泊变化的因素之一,但气候暖干化叠加人类活动的影响才是造成红碱淖湖泊变化的关键因素。

关键词：红碱淖 ESTARFM 水体提取动态变化驱动力分析

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红碱淖水体时空动态变化研究

红碱淖水体时空动态变化研究

作者：李遥西安科技大学

学位级别：硕士

红碱淖位于西北干旱半干旱地区,在当地的气候调节、水资源平衡及生物多样性保持等方面发挥着重要作用。然而,近些年来红碱淖面积不断萎缩,影响其生态、经济、社会功能的发挥。本文以红碱淖为研究对象,基于1986-2020年359景Landsat影像,... 详细信息

红碱淖位于西北干旱半干旱地区,在当地的气候调节、水资源平衡及生物多样性保持等方面发挥着重要作用。然而,近些年来红碱淖面积不断萎缩,影响其生态、经济、社会功能的发挥。本文以红碱淖为研究对象,基于1986-2020年359景Landsat影像,使用土壤湿度监测指数（Soil Moisture Monitoring Index,SMMI）结合大津算法（OTSU）获取湖泊面积;基于面积数据及水线法,结合ASTER GDEM（V2.0）数据获取1986-2020年湖泊水位;将面积与水位相结合,获取红碱淖多年水量变化量,分析34a间红碱淖面积、水位、水量变化的变化趋势和特征,并利用数字海岸线分析系统（Digital Shoreline Analysis System,DSAS）中的湖岸线净移动距离（Net shoreline movement,NSM）及变化速率（Linear Regression Rate,LRR）定量分析湖泊面积空间位置上的变化趋势;论文最后分别建立红碱淖湖泊及流域的水量平衡模型计算湖泊地下水变化及流域水量变化情况,并利用气象及统计数据,基于Pearson相关分析、岭回归分析及地理探测器探讨了湖泊水体演变的主要驱动因子。结果表明:（1）红碱淖整体呈三角形,其面积、水位及水量变化在34a间变化趋势可分为波动（1986-1997,分别由 57.4km2、1211.28m、-2×105m3 变为 56.94km2、1211.19m、-5.42×106m3）-快速缩减（1997-2016,分别由 56.94km2、1211.19m、-5.42×106m3变为30.14km2、1205.86m、-2.33×108m3）-增加（2016-2020,分别由 30.14km2、1205.86m、-2.33×108m3变为 38.68km2、1207.43m、-1.84×108m3）的趋势。空间上,1986-1997 年,红碱淖NSM、LRR分别为77.60m、4.69m/a,其三角形三个顶点处缩减趋势较明显;1997-2015年,红碱淖NSM、LRR分别为900.00m、44.30m/a,三角形三个顶点处尤其是东南角缩减趋势最为明显;2015-2020年,红碱淖NSM、LRR分别为278.70m、57.90m/a,三角形三个顶点处扩张趋势较为明显。本文所得的红碱淖面积与前人研究结果变化趋势相似,说明本文所得结果具有可靠性。红碱淖面积、水位、水量变化在1986-1997年处于较高水平且变化较小、较稳定,主要因为此阶段红碱淖气象条件比较稳定;1997-2015年红碱淖面积、水位及水量变化呈快速减少趋势,主要受人为因素影响,其中工业产值的增加为主要影响因子,榆林市多年经济公报显示煤炭产值占工业总产值的70%以上,因此推测煤矿开采是地下水流失的主要原因;2016年后红碱淖面积、水位及水量变化增加的主要原因为红碱淖上游河流的开闸放水、降雨量增加及小煤矿的关闭。（2）红碱淖面积在1986-1997年处于较高水平,围绕54.3km2上下波动,因此将此阶段作为平衡期,此阶段地下水补给量最大,为9.81×106m3;1997-2015年红碱淖呈现快速缩减趋势,此阶段为缩减期,地下水补给量为-2.47× 106m3,说明湖泊向地下水进行补给;2016-2019年,红碱淖水量变化呈增加趋势,此时期地下水向湖泊进行补给,补给量为4.97×105m3。红碱淖流域水量ΔS在2000-2015年均为负值,水量处于亏损状态,其中2000-2007出现了上升-回落的趋势,由2000年的-1.46×108m3变为2007年的-1.32×108m3;2008-2015年,ΔS呈现波动上升趋势,由2008年的-7.63×107m3增加为2015年的-3.45×107m3;2016-2018年红碱淖流域ΔS呈现上升-下降的变化趋势,由2016年的4.62×107m3变为2018年的1.51×107m3,ΔS均为正值,水量处于盈余状态。总体上,2000-2018年红碱淖流域水量变化整体呈上升趋势,气候变化可能是红碱淖流域近年来水量增加的主要原因。

关键词：面积水位水量变化空间位置定量分析驱动因子红碱淖

红碱淖流域不同土地覆盖类型土壤理化性质特征

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环境科学与技术 2015年第9期38卷 7-12,23页

作者：刘萍萍高原吕卢凯王焕月西安交通大学环境科学与工程系陕西西安710049 陕西中圣环境科技发展有限公司陕西西安710054

该文以半干旱荒漠区典型湖泊红碱淖为例,分析水分减少引起流域土地利用/覆盖类型发生变化进而对土壤理化性质特征产生的影响。结果表明,红碱淖湿地流域土地利用类型呈现以湖泊为中心由盐碱沼泽向沼泽化草甸、草地、草原化沙地、沙地变化... 详细信息

该文以半干旱荒漠区典型湖泊红碱淖为例,分析水分减少引起流域土地利用/覆盖类型发生变化进而对土壤理化性质特征产生的影响。结果表明,红碱淖湿地流域土地利用类型呈现以湖泊为中心由盐碱沼泽向沼泽化草甸、草地、草原化沙地、沙地变化,土壤粉粒和黏粒含量减少,砂粒增加,土壤含水量降幅19.17%-82.20%。与盐碱沼泽相比,沼泽化草甸、草地、草原化沙地、沙地土壤有机质含量分别下降了7.73%、32.01%、52.32%、53.42%;全氮含量分别下降了2.05%、4.46%、31.56%、34.15%;全磷含量分别下降了34.82%、36.80%、31.40%、47.25%。深层土壤有机质、全氮、全磷含量在不同土地覆盖类型中差异更明显。土壤有机质、全氮和土壤全磷含量与土壤粒度存在显著相关关系。

关键词：土壤理化性质土地利用/土地覆盖土壤剖面红碱淖半干旱荒漠

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红碱淖湖泊面积变化影响因素及预测分析

干旱区资源与环境 2014年第3期28卷 74-78页

作者：杨立彬黄强武见贾正茂西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室西安710048 黄河勘测规划设计有限公司郑州450003

通过水量平衡计算,分析表明入湖地表水量减少是20世纪90年代末以来红碱淖湖泊持续萎缩的主要原因,而导致入湖地表水量减少的主要因素包括经济社会用水增加、水库工程拦蓄、植被建设耗水量增加、地下水超采和地下水位下降等方面。结合流... 详细信息

通过水量平衡计算,分析表明入湖地表水量减少是20世纪90年代末以来红碱淖湖泊持续萎缩的主要原因,而导致入湖地表水量减少的主要因素包括经济社会用水增加、水库工程拦蓄、植被建设耗水量增加、地下水超采和地下水位下降等方面。结合流域内水库工程供水情况,考虑适当压减农田灌溉面积以压采现状地下水超采量,设置不同用水情景预测了未来湖泊面积:若流域内水库工程按照现状供水水平向河道外供水,考虑压采现状流域内地下水超采量781.3万m3,湖泊面积可维持在35.6km2,较2010年湖泊面积38.2km2缩小2.6km2;若流域内水库工程按照设计供水能力向流域外供水时,即使压采781.3万m3的地下水超采量,未来湖面面积仍将进一步缩减至22.0km2。

关键词：红碱淖湖泊面积影响因素未来预测

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红碱淖遗鸥孵卵行为

生态学杂志 2013年第2期32卷 375-379页

作者：汪青雄杨超刘铮肖红陕西省动物研究所西安710032 陕西省信息网络与软件创新工程中心西安710043

2012年5—6月,应用e-Science信息技术,对红碱淖遗鸥的孵卵行为进行了研究。结果表明,不同孵化阶段昼夜间孵卵节律分别为:孵化前期换孵次数6.40±0.45(n=68)、2.37±0.20(n=62),坐巢方向变换35.34±2.12(n=68)、16.16±0.67(n=62),翻卵次... 详细信息

2012年5—6月,应用e-Science信息技术,对红碱淖遗鸥的孵卵行为进行了研究。结果表明,不同孵化阶段昼夜间孵卵节律分别为:孵化前期换孵次数6.40±0.45(n=68)、2.37±0.20(n=62),坐巢方向变换35.34±2.12(n=68)、16.16±0.67(n=62),翻卵次数10.81±0.50(n=68)、6.58±0.40(n=62);孵化中期换孵次数2.20±0.12(n=66)、0.52±0.06(n=60),坐巢方向变换18.73±0.85(n=66)、4.28±0.31(n=60),翻卵次数10.14±0.55(n=66)、4.22±0.30(n=60);孵化后期换孵次数1.81±0.10(n=48)、0.53±0.07(n=47),坐巢方向变换15.17±0.75(n=48)、3.87±0.34(n=47),翻卵次数8.65±0.51(n=48)、3.26±0.22(n=47)。当大风或大雨时,对同一孵化阶段的换孵次数、坐巢方向变换和翻卵次数均存在极显著差异(P<0.01)。双亲交替换孵主要集中于04:00—06:00、08:00—10:00、12:00—14:00等时间段内。孵化后期,亲鸟坐巢时长达到601.14±31.16min(n=56)。遗鸥通过调节昼夜间的孵卵节律来控制卵的温度,以保证昼夜间卵胚胎的正常发育。

关键词：遗鸥孵卵行为 e—Science技术红碱淖