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旱生植物水力结构特征研究进展

草业学报 2024年第8期33卷 190-198页

作者：潘颜霞许浩张亚峰张红霞中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站甘肃兰州730000 宁夏防沙治沙与水土保持重点实验室宁夏银川750000

旱生植物的生存主要受制于水分条件,植物适应干旱的能力及对复水的响应策略决定其生长和分布情况。植物水力结构是植物在生长过程中形成的一种复杂的水力联通系统,反映了植物根部吸水-木质部输水-蒸腾作用散失水的土壤-植物-大气连续体(... 详细信息

旱生植物的生存主要受制于水分条件,植物适应干旱的能力及对复水的响应策略决定其生长和分布情况。植物水力结构是植物在生长过程中形成的一种复杂的水力联通系统,反映了植物根部吸水-木质部输水-蒸腾作用散失水的土壤-植物-大气连续体(SPAC)循环过程中形成的水分供给策略,是决定植物抗旱能力的关键内在因素,也是植物-水分关系研究的重点。本研究综述了国内外学者在植物水力结构特征方面的最新进展,重点揭示了植物水力性状的协调与权衡机制,阐明了水力性状和经济性状的关系,总结了目前对植物供需水力学模型模拟和植物抗旱及复水恢复能力评价体系构建等方面的研究进展和不足,从水力结构学视角综合评价了植物抗旱适应机制研究中存在的问题,并展望了未来研究的重点,这些关键问题的解决将为干旱条件下植被恢复与重建提供理论依据和数据支撑。

关键词：水力性状经济性状模型模拟评价体系

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生物炭在沙质土壤修复中的应用研究进展

中国沙漠 2024年第4期 315-326页

作者：向宇李玉强郑成卓袁梦琪刘伟媛中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站中国科学院大学中国科学院新疆生态与地理研究所奈曼旗大柳树国有治沙林场

中国面临着沙地扩张及土壤沙化的严峻挑战，迫切需要进行生态修复与土壤保护。生物炭是一种由不同来源物质热解得到的富碳材料，常作为改良剂用于土壤修复，对干旱区沙质土壤改良具有重要意义。通过收集和梳理文献，总结了生物炭对沙质... 详细信息

中国面临着沙地扩张及土壤沙化的严峻挑战，迫切需要进行生态修复与土壤保护。生物炭是一种由不同来源物质热解得到的富碳材料，常作为改良剂用于土壤修复，对干旱区沙质土壤改良具有重要意义。通过收集和梳理文献，总结了生物炭对沙质土壤的理化性质、固碳能力以及作物生长的影响。该综述有利于了解生物炭在沙质土壤中的应用现状，提升对生物炭改良土壤机理的认识和理解，为生物炭在沙质土壤中的实际应用和理论研究提供参考。

关键词：生物炭沙地修复土壤改良土壤固碳土壤改良剂

半干旱区典型沙地生态环境演变特征及沙漠化防治建议

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中国沙漠 2024年第4期 284-292页

作者：卢建男李玉强赵学勇李宝成王旭洋张蕊中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室/奈曼沙漠化研究站中国科学院大学奈曼旗大柳树国有治沙林场

沙地作为陆地生态系统重要组成，具有独特的结构和功能。中国北方半干旱、半湿润区的农牧交错带沙地生态环境经历了快速的人类活动正负向干扰过程，集中体现在“破坏利用”和“保护恢复利用”两个阶段。粗放式发展模式引发了一系列诸如... 详细信息

沙地作为陆地生态系统重要组成，具有独特的结构和功能。中国北方半干旱、半湿润区的农牧交错带沙地生态环境经历了快速的人类活动正负向干扰过程，集中体现在“破坏利用”和“保护恢复利用”两个阶段。粗放式发展模式引发了一系列诸如土地沙漠化、水资源过度利用及生态失衡等问题。选取科尔沁沙地、毛乌素沙地、浑善达克沙地及呼伦贝尔沙地（四大沙地）作为研究对象，梳理了半干旱区典型沙地自然要素的地域分异特征、沙漠化土地时空演变过程及其驱动力、植被-土壤特征协同演变等方面的文献和研究成果；根据气候变化和人类活动影响下脆弱生态系统土地沙漠化态势及其治理现状认为，未来亟须在政策主导下的沙区人地关系协调发展和基于区域水量平衡的生态恢复及植被稳定性等方面加强研究，科学推进科尔沁、浑善达克两大沙地歼灭战等重点生态工程建设，促进半干旱沙区生态-经济-社会的可持续发展。

关键词：半干旱区沙地自然要素沙漠化生态治理

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萨吾尔山冰川现状及演化过程

干旱区地理 2024年第8期47卷 1277-1291页

作者：牟建新李忠勤王璞玉梁鹏斌王炎强白昌彬王芳龙中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程重点实验室/阿尔泰山冰冻圈科学与可持续发展综合观测研究站甘肃兰州730000 青海理工学院生态与环境科学学院青海西宁810000 青海省高原气候变化及其生态环境效应重点实验室青海西宁810000 山西农业大学资源环境学院山西太谷030801 南宁师范大学广西南宁530001

萨吾尔山是中国西部14座冰川分布的山系之一,横跨中国和哈萨克斯坦两国,尽管冰川规模不大,但因二元政治主体割裂了科学研究的完整性,同时萨吾尔山冰川水资源对于新疆阿勒泰地区吉木乃县可持续发展具有重要意义,为此结合航摄地形图、Land... 详细信息

萨吾尔山是中国西部14座冰川分布的山系之一,横跨中国和哈萨克斯坦两国,尽管冰川规模不大,但因二元政治主体割裂了科学研究的完整性,同时萨吾尔山冰川水资源对于新疆阿勒泰地区吉木乃县可持续发展具有重要意义,为此结合航摄地形图、Landsat及Sentinel卫星遥感影像,并参考已有冰川编目和Google Earth高分辨率历史图像等数据资料,在野外台站现场观测验证基础上对萨吾尔山冰川当前现状和过去30多年间的变化进行了详细研究。结果表明:(1)截止2022年,萨吾尔山共分布冰川31条,总面积11.47 km^(2),新疆吉木乃县境内的木斯岛冰川为最大规模冰川,面积2.95 km^(2),其余90%的冰川其面积不足1 km^(2)。(2)过去30多年来,萨吾尔山冰川变化的总体趋势是冰川分裂、面积减小和末端后退持续增加。冰川数量从12条分裂成31条,1989-2022年冰川面积减少8.11 km^(2),退缩率达41.42%,冰川末端退缩11.30 m。气温升高、冰川反照率降低和冰川破碎程度加大是引起萨吾尔山冰川退缩的主要原因。(3)相较于我国其他13座高大山系,萨吾尔山在过去半个多世纪中冰川面积相对退缩幅度最大。未来在全球气候变暖背景下萨吾尔山冰川极大可能会基本消融殆尽,这对本就干旱贫水的吉木乃县可持续发展将产生重要影响,需提早统筹谋划以应对未来的水资源危机。

关键词：冰川现状演化过程冰川变化萨吾尔山

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荒漠绿洲过渡带多枝柽柳树干液流特征及其与环境因子关系

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干旱区资源与环境 2024年第3期38卷 112-122页

作者：刘斐耀尤全刚薛娴张丽娟衡阳师范学院地理与旅游学院衡阳421000 中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区盐渍化研究站民勤733300 中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000 衡阳师范学院外国语学院衡阳421000

防护林在维护干旱区绿洲稳定与风沙灾害防治过程中扮演着十分关键的作用。多枝柽柳(Tamarix ramosissima)是典型的耐贫瘠多年旱生灌木,是防护林重要的乡土物种之一,而多枝柽柳的蒸腾耗水量和该地区可利用水资源间的平衡决定了其生存和... 详细信息

防护林在维护干旱区绿洲稳定与风沙灾害防治过程中扮演着十分关键的作用。多枝柽柳(Tamarix ramosissima)是典型的耐贫瘠多年旱生灌木,是防护林重要的乡土物种之一,而多枝柽柳的蒸腾耗水量和该地区可利用水资源间的平衡决定了其生存和生长状态。文中利用包裹式茎流计于2020年5-10月对多枝柽柳树干液流进行监测,并同步对环境因子进行测量。结果表明:监测期间,多枝柽柳的累计树干液流量为75.43kg,日均树干液流量为523.8g·d^(-1),且具有明显的季节性特征;多枝柽柳树干液流速率分别与光合有效辐射、气温和饱和水汽压差呈显著正相关(P环境。研究结果为进一步深入揭示多枝柽柳对干旱逆境的适应机制,以及为干旱区生态恢复和重建过程中造林物种的选取与管理提供参考。

关键词：多枝柽柳树干液流气象因子土壤水分干旱区

民勤荒漠绿洲过渡带粘土夹层水力性质及其生态水文意义探讨

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干旱区资源与环境 2024年第1期38卷 114-122页

作者：刘斐耀尤全刚薛娴黄翠华潘晶张丽娟衡阳师范学院地理与旅游学院衡阳421000 中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区盐渍化研究站民勤733300 中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000 衡阳师范学院外国语学院衡阳421000

土壤水力性质是土壤水文功能的重要组成部分及影响因子,其对土壤水分分布状态、土壤水分循环的强度与速率具有重要影响。粘土夹层虽在干旱区呈不连续分布的状态,但其植被覆盖率却远高于相同水热条件下的非夹粘土壤。文中以民勤荒漠绿洲... 详细信息

土壤水力性质是土壤水文功能的重要组成部分及影响因子,其对土壤水分分布状态、土壤水分循环的强度与速率具有重要影响。粘土夹层虽在干旱区呈不连续分布的状态,但其植被覆盖率却远高于相同水热条件下的非夹粘土壤。文中以民勤荒漠绿洲过渡带粘土夹层为研究对象,对其土壤物理性质、土壤持水性和导水性质进行测量,同时利用壕沟法对该地15年林龄的深根系乡土物种多枝柽柳根系进行了调查,分析了夹粘土壤剖面的水力性质变化特征及其影响因素,探讨了粘土夹层对干旱区植被恢复和重建的生态水文意义。结果表明:1)土壤颗粒组成和有机质含量是影响土壤持水性和导水性的重要因子。2)15年林龄多枝柽柳根系生物量(d环境,在含有粘土夹层的土壤上进行植被建设,有助于干旱区固沙植被的恢复和建设。文中研究为了解荒漠绿洲过渡带土壤水文过程、生态恢复和重建提供了一定的数据支持。

关键词：粘土质夹层土壤水力性质生态水文意义荒漠绿洲过渡带

基于超级站观测的兰州大气挥发性有机污染物特征及对臭氧形成的影响

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环境化学 2024年第3期43卷 1025-1034页

作者：常毅刘文君周惜荫甘肃省环境监测中心站兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049

近年来随着兰州市经济社会的不断发展,臭氧(O_(3))和挥发性有机物(VOCs)污染现象日益严重,成为制约兰州市空气污染治理的重要瓶颈.为合理有效地治理兰州市O_(3)和VOCs污染,兰州大气组分超级监测站构建全方位立体管控体系,观测与分析202... 详细信息

近年来随着兰州市经济社会的不断发展,臭氧(O_(3))和挥发性有机物(VOCs)污染现象日益严重,成为制约兰州市空气污染治理的重要瓶颈.为合理有效地治理兰州市O_(3)和VOCs污染,兰州大气组分超级监测站构建全方位立体管控体系,观测与分析2021年兰州市O_(3)及其前体物VOCs的浓度分布特征,并利用正交矩阵因子分析(PMF)模型和臭氧生成潜势(OFP)分别分析了VOCs的来源及对臭氧生成的贡献.兰州市O_(3)浓度夏季最高,春季和秋季稍低,冬季最低,夏季光化学污染高发是导致O_(3)含量较高的主要原因.VOCs污染集中在秋冬季,可能原因为冬季光化学反应减少、积累效应增加和燃煤排放增多使得VOCs含量高.大气VOCs组成较为稳定,主要为含氧VOCs(OVOCs,35.7%)和烷烃(30.8%).利用PMF源解析模型确定了当地VOCs的主要贡献源为机动车排放源(27.1%)、化石燃料燃烧源(23.8%)、化工工艺源(17.9%)、汽油挥发源(16.0%)、溶剂使用源(10.7%).通过对比VOCs的OFP,发现乙烯、丙烯、甲苯对臭氧生成潜势贡献较大,在臭氧污染治理中应重点关注.

关键词：臭氧挥发性有机物臭氧生成潜势源解析

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青海湖入湖口水温演变初步研究

干旱区研究 2024年

作者：谢刚王甜甜于涛董靖玮陈世强王梦晓张圣杰张浩铭兰州理工大学石油化工学院中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程重点实验室中国科学院青海湖综合观测研究站

受全球气候变暖的影响，青藏高原湖泊、河流的温度显著升高，水温变化与水生生物的繁育息息相关，但目前对于青海湖裸鲤洄游产卵的重要场所——河流入湖口的水温研究较少，水温变化对于裸鲤产卵的影响也尚不明确。因此本研究基于刚察气... 详细信息

受全球气候变暖的影响，青藏高原湖泊、河流的温度显著升高，水温变化与水生生物的繁育息息相关，但目前对于青海湖裸鲤洄游产卵的重要场所——河流入湖口的水温研究较少，水温变化对于裸鲤产卵的影响也尚不明确。因此本研究基于刚察气象站观测数据、中国区域地面气象要素驱动数据集（CMFD）、欧洲中期天气预报中心第五代陆面再分析数据集（ERA5-Land）、第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的多模式数据，尝试利用Fresh water Lake Model（简称FLake模式）模拟了青海湖最大支流布哈河入湖口处水温并评估其适用性，探讨了再分析数据和CMIP6多模式数据驱动模拟历史（1981—2014）水温的集合的优越性，预估了未来时期（2024—2100年）三种情景下的水温演变及成因，结果表明：（1）CMFD和ERA5-Land集合的模拟水温优于单个模式的模拟水温且在短期和长期模拟结果精度都较好，CMIP6多模式长期的模拟水温集合优于单个模式的模拟水温，可以较好的再现再分析数据集合的模拟水温。（2）未来布哈河入湖口的水温随着排放强度的增加显著升高，与水温呈正相关的气象因子从大到小依次为气温、比湿、向下长波辐射和向下短波辐射，呈负相关的气象因子是风速；除远期高排放情景（SSP585）的向下短波辐射，其他情景的气象因子与水温的关系均通过了95%的显著性检验。（3）近期（2024—2040年），三种情景的水温较历史时期均有少许升高，水温间的差异不大，青海湖裸鲤产卵的窗口期略微缩短，水温升高会对裸鲤的产卵造成轻微影响；中期（2041—2060年），三种情景的水温进一步升高，水温间的差异逐渐显现，裸鲤的产卵窗口期明显缩短，水温升高对裸鲤的产卵有一定的危害；远期（2081—2100年），三种情景的水温差异更显著，SSP126和SSP245情景的升高速率减慢；SSP585情景的水温升高速率依旧加快，水温持续升高导致裸鲤的产卵窗口期显著缩短，一定程度限制了青海湖裸鲤的产卵活动。

关键词：布哈河入湖口 FLake模式 CMIP6预估水温青海湖

短期增温和降水减少对半干旱沙质草地群落特征的影响

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西北植物学报 2024年第3期44卷 470-478页

作者：朱远忠黄文达何远政王怀海中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站兰州730000 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

【目的】为探究短期增温和降水减少对沙质草地植物群落物种多样性、功能性状及生产力的影响,进一步揭示沙质草地植物群落特征对气候变化的响应。【方法】以科尔沁沙质草地植物群落为研究对象,利用开顶式生长室(OTC)模拟增温,研究降水减... 详细信息

【目的】为探究短期增温和降水减少对沙质草地植物群落物种多样性、功能性状及生产力的影响,进一步揭示沙质草地植物群落特征对气候变化的响应。【方法】以科尔沁沙质草地植物群落为研究对象,利用开顶式生长室(OTC)模拟增温,研究降水减少0%、20%、40%和60%与增温的交互作用对沙质草地群落组成、物种多样性和功能性状的影响及群落特征与环境因子关系。【结果】(1)短期增温和降水减少使沙质草地植物群落组成和物种优势度发生变化,其中优势物种猪毛蒿和达乌里胡枝子重要值显著降低,植物群落盖度和地上生物量显著降低。(2)短期增温显著降低Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数;短期降水减少对沙质草地物种多样性指标均无显著影响。(3)短期增温显著提高植物群落高度和叶干物质含量,显著降低叶片厚度;短期降水减少显著提高叶干物质含量和叶片厚度,显著降低植株高度和比叶面积。(4)短期增温是影响沙质草地物种多样性和功能性状的主要环境因素。【结论】短期增温和降水减少改变沙质草地群落特征,而且温度是影响沙质草地群落特征的主要环境因子。

关键词：增温降水减少沙质草地物种多样性植物功能性状

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