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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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昆仑山北坡高山流域洪水变化特征

干旱区地理 2024年

作者：仇泽炜方功焕陈亚宁朱成刚梁文婷邸彦峰吕浩东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中国科学院大学

洪水作为最具破坏力的自然灾害之一，在全球变暖背景下，高海拔山区洪水发生的强度和时间已经发生了显著变化，对人类社会和生态系统造成了深远的影响。因此，利用MissForest方法填补昆仑山北坡6大流域的出山口日流量序列，分析6条源流... 详细信息

洪水作为最具破坏力的自然灾害之一，在全球变暖背景下，高海拔山区洪水发生的强度和时间已经发生了显著变化，对人类社会和生态系统造成了深远的影响。因此，利用MissForest方法填补昆仑山北坡6大流域的出山口日流量序列，分析6条源流6个出山口站点1961—2022年的洪水强度、发生时间、起涨消退时间以及年最大洪水日平均流量的变化趋势。结果表明：（1）97%的年最大1日流量（AMF）事件发生在夏季，乌鲁瓦提和同古孜洛克站的AMF呈增加趋势，而皮山、策勒、努努买买提兰干和且末站呈减少趋势，除皮山和乌鲁瓦提站外，其余站点AMF变化均显著。所有站点的春季最大1日流量（AMFSp）均呈增加趋势，其中，乌鲁瓦提、同古孜洛克和努努买买提兰干站显著增加。洪水发生时间方面，除皮山站的年最大1日流量发生的日期（AMFD）呈现出显著延迟趋势外，其余5个站点的AMFD显示出不显著的提前趋势；对于春季最大1日流量发生的日期（AMFDSp），6个站点均呈现出不显著提前的趋势。（2）在洪水起涨时间上，同古孜洛克和且末站延长，皮山等4个站缩短；洪水消退时间上，皮山和策勒站延长，其他站点缩短，整体变化趋势不显著。年最大洪水日平均流量方面，皮山站显著增加，努努买买提兰干和且末站显著减少，其他站点减少趋势不显著。研究成果对提升干旱区水文生态效益、防洪减灾及区域水管理和灾害风险评估具有重要意义。

关键词： MissForest 最大一日洪峰洪水过程昆仑山北坡

1991—2020年新疆中小湖泊面积变化时空特征及趋势分析

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干旱区研究 2024年第6期41卷 905-916页

作者：马元植覃小林凌红波闫俊杰张广朋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 伊犁师范大学资源与生态研究所新疆伊宁835000

湖泊作为陆地生态系统中的关键组成部分,是区域经济发展和生态安全的重要保障。本研究分析了1991—2020年间新疆地区74个中小湖泊的面积动态,对不同海拔和地理特征的湖泊进行了综合分析。研究发现,1991—2020年间,新疆湖泊总面积从167.9... 详细信息

湖泊作为陆地生态系统中的关键组成部分,是区域经济发展和生态安全的重要保障。本研究分析了1991—2020年间新疆地区74个中小湖泊的面积动态,对不同海拔和地理特征的湖泊进行了综合分析。研究发现,1991—2020年间,新疆湖泊总面积从167.98 km^(2)增加至400.51 km^(2),尤以山区湖泊面积增长最为显著。月度尺度分析山区湖泊面积变化具有明显的季节性特征。统计分析显示,新疆不同海拔的湖泊对气候变化的响应各异。新疆山区湖泊面积显著扩大,主要受气候变化的影响,尤其是年均温度上升。在平原湖泊区域,人类活动(特别是灌溉)是湖泊面积变化的主要驱动因素,而气候因素的影响则相对较小。

关键词：中小湖泊面积变化遥感监测新疆

东昆仑库木库里盆地典型湖泊水量蒸发损失估算

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干旱区地理 2024年第8期47卷 1263-1276页

作者：李稚朱成刚汪家友刘永昌王川张雪琪韩诗茹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 中国科学院大学北京100049

湖泊水量蒸发损失估算对于应对干旱区水资源短缺及湖泊生态环境保护具有重要意义。计算分析了过去20 a东昆仑库木库里盆地典型湖泊实际蒸散发(ET)的时空变化特征,并基于经验公式估算了湖泊蒸发损失水量,同时利用随机森林模型,识别了影... 详细信息

湖泊水量蒸发损失估算对于应对干旱区水资源短缺及湖泊生态环境保护具有重要意义。计算分析了过去20 a东昆仑库木库里盆地典型湖泊实际蒸散发(ET)的时空变化特征,并基于经验公式估算了湖泊蒸发损失水量,同时利用随机森林模型,识别了影响湖泊水量蒸发损失变化的潜在因子。研究发现:(1)2001-2020年东昆仑库木库里盆地的阿牙克库木湖、阿其克库勒湖和鲸鱼湖的年ET整体呈现先增加后减少又缓慢增加的波动下降趋势,波峰和波谷均分别出现在2004年和2012年左右,空间上表现为ET整体下降而湖泊边缘呈上升趋势。(2)3个典型湖泊的ET在年内呈倒U形变化,其中阿牙克库木湖的ET在6月达到峰值,其他2个湖泊的ET均在7月达到峰值。(3)2001-2020年3个典型湖泊的蒸发水量均呈不显著的增加趋势,其中阿牙克库木湖的蒸发水量最高,平均约为10.33×10^(8)m^(3)·a^(-1),阿其克库勒湖的蒸发水量次之(4.54×10^(8)m^(3)·a^(-1)),鲸鱼湖的蒸发水量最低(3.33×10^(8)m^(3)·a^(-1))。(4)结合随机森林模型分析显示,湖泊面积是影响湖泊蒸发水量的重要因素,经向风速、最高气温和降水的增加等因素也是驱动蒸发变化的重要原因,累计贡献率超过45%。

关键词：高山湖泊面积变化蒸发损失水量驱动因素库木库里盆地东昆仑

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昆仑山北坡冰川湖变化及其溃决风险评估

干旱区地理 2024年

作者：陈满陈亚宁方功焕李玉朋孙慧兰新疆师范大学地理科学与旅游学院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

探究昆仑山北坡冰川湖时空变化及冰川湖溃决洪水（Glacier lake outburst flood， GLOF）风险评估对区域水资源安全和生态发展具有重要意义。基于Google Earth Engine（GEE）遥感计算平台分析昆仑山北坡冰川湖近30 a的变化特征和基于GLO... 详细信息

探究昆仑山北坡冰川湖时空变化及冰川湖溃决洪水（Glacier lake outburst flood， GLOF）风险评估对区域水资源安全和生态发展具有重要意义。基于Google Earth Engine（GEE）遥感计算平台分析昆仑山北坡冰川湖近30 a的变化特征和基于GLOF风险评估模型对当前的冰碛湖进行灾害与风险评估。结果表明：（1）1990—2023年昆仑山北坡冰川湖呈显著增长趋势，冰川湖的数量从1990年的248个增加到2023年的925个（增加了2.73倍），面积从1990年的14.99 km2增加到2023年的54.83 km2（增加了2.66倍），冰川湖在昆仑山北坡西部高海拔山区增加显著。（2）通过对2023年GLOF风险评估分析得出，灾害水平在叶尔羌河流域最高（约占47.5%），其次是和田河流域（占25.45%）。风险水平较高是和田河流域（约占27.8%），叶尔羌河流域极高风险水平占6.5%。（3）1990—2023年冰川湖的增长趋势与区域气候变化相关，气温升高导致山区降水增加和冰川积雪消融是冰川湖扩张的主要原因。基于冰川湖溃决洪水风险评估有利于干旱区水资源可持续利用，同时也能给下游地区防灾预警提供科学依据和支撑。

关键词：冰川湖溃决洪水灾害风险评估昆仑山北坡

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

云母和电气石矿物化学特征对西昆仑大红柳滩地区伟晶岩型锂矿化的指示

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地球科学 2024年第3期49卷 922-938页

作者：夏永旗庹明洁李诺祁冬梅加纳提古丽·吾斯曼王慧慧王文波李婷邰宗尧新疆大学中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室新疆乌鲁木齐830049 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 新疆矿产资源与数字地质实验室新疆乌鲁木齐830011 核工业北京地质研究院北京100029

大红柳滩二云母花岗岩被认为是白龙山等伟晶岩型锂矿的成矿母岩.为约束大红柳滩地区花岗岩-伟晶岩的岩浆-热液演化过程.本文选取大红柳滩岩体二云母花岗岩及不同矿化程度伟晶岩中的贯穿性矿物——云母和电气石,开展了背散射结构观察(BSE... 详细信息

大红柳滩二云母花岗岩被认为是白龙山等伟晶岩型锂矿的成矿母岩.为约束大红柳滩地区花岗岩-伟晶岩的岩浆-热液演化过程.本文选取大红柳滩岩体二云母花岗岩及不同矿化程度伟晶岩中的贯穿性矿物——云母和电气石,开展了背散射结构观察(BSE)和电子探针成分分析(EPMA).二云母花岗岩(Ms_(1))和白云母-微斜长石伟晶岩(Ms_(2))中云母结构均一、化学成分变化小;白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩(Ms_(3))中云母类型多样,除白云母外,还发育富锂多硅白云母、铁锂云母、锂云母,后者常交代白云母.Ms_(3)中Li、F含量突增,其中Li2O最高可达4.68%、F可达6.47%.二云母花岗岩(Tur_(1))和白云母-微斜长石伟晶岩(Tur_(2))中电气石为碱性黑电气石,白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩中(Tur_(3))发育碱性锂电气石.相较于黑电气石,锂电气石具有富SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Li2O,贫TiO_(2)、MgO、CaO的特征.云母和电气石的成分和结构特征揭示,二云母花岗岩与白云母-微斜长石伟晶岩形成于岩浆阶段,未发生锂矿化.白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩形成于岩浆-热液过渡期,锂元素发生了显著富集,发育锂辉石、富锂多硅白云母、铁锂云母、锂云母、锂电气石等.据此提出,岩浆-热液转换期对于锂成矿具有重要意义.在伟晶岩型锂矿床中,锂电气石与锂云母的存在表明伟晶岩具有极高的岩浆演化程度.

关键词：稀有金属伟晶岩云母电气石岩浆-热液演化矿物组成特征矿物学岩石学

西北荒漠区土壤氮素组分沿干旱梯度的空间变化

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中国沙漠 2024年第3期44卷 259-268页

作者：杭伟陆永兴郭浩郭星张世航张元明周晓兵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 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新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆干旱区生物多样性保育与应用重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

旱区面积占比大,对全球气候变化响应敏感。氮素通常被认为是荒漠生态系统的第二大限制资源,存在不同的形态,然而目前尚不清楚干旱程度如何影响土壤氮素的空间分布。本研究基于中国西北荒漠区54个样点的无机氮、有机氮和全氮数据,结合气... 详细信息

旱区面积占比大,对全球气候变化响应敏感。氮素通常被认为是荒漠生态系统的第二大限制资源,存在不同的形态,然而目前尚不清楚干旱程度如何影响土壤氮素的空间分布。本研究基于中国西北荒漠区54个样点的无机氮、有机氮和全氮数据,结合气候环境数据,探究不同干旱程度下,西北旱区氮素组分的空间变化及驱动要素。结果表明:土壤氮素沿干旱梯度的空间变化存在明显的干旱阈值(0.87),土壤氮素组分的空间变化对干旱程度的响应呈现突变特征;在阈值附近,土壤全氮、有机氮含量和有机无机氮比例急速上升,而硝态氮含量快速下降;干旱阈值前后的全氮和有机氮含量均随干旱增加而显著下降;0~10 cm土层内,土壤全氮和有机氮含量随土层的加深而逐渐增加。干旱程度会直接或通过土壤含水率、电导率和pH间接影响氮素组分的空间变化。

关键词：干旱阈值西北荒漠区氮素含量驱动要素土层

荒漠-绿洲过渡带不同土地利用类型下土壤有机碳矿化特征及其对氮添加的响应

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生态学杂志 2024年

作者：宋佼阳赵广兴丛孟菲张志浩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新疆大学

为探明极端干旱区荒漠-绿洲过渡带不同土地利用类型土壤有机碳（SOC）矿化潜力及其对氮（N）添加的响应，选取塔克拉玛干沙漠南缘荒漠-绿洲过渡带灌木林和农田两种土地利用类型，以邻近未垦荒漠地为对照，并以NH4Cl为外加N源，采用室内... 详细信息

为探明极端干旱区荒漠-绿洲过渡带不同土地利用类型土壤有机碳（SOC）矿化潜力及其对氮（N）添加的响应，选取塔克拉玛干沙漠南缘荒漠-绿洲过渡带灌木林和农田两种土地利用类型，以邻近未垦荒漠地为对照，并以NH4Cl为外加N源，采用室内培养法测定SOC矿化速率和累积矿化量，并结合微生物群落组成和碳氮循环相关酶活性，探究了SOC矿化的调控因素。结果表明：土地利用类型对SOC累积矿化量具有显著影响，农田和灌木林SOC累积矿化量显著高于未垦荒漠地（P荒漠地土壤最大矿化速率的出现时间，但对土壤微生物群落组成和SOC累积矿化量无显著影响。研究表明，荒漠地开垦为灌木林和农田后能增加SOC的矿化，养分有效性在该过程中发挥着重要作用。

关键词：土壤有机碳矿化土地利用类型氮添加酶活性微生物群落组成