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树干径流对梭梭“肥岛”和“盐岛”效应的作用机制

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生态学报 2012年第15期32卷 4819-4826页

作者：李从娟雷加强徐新文王永东范敬龙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乌鲁木齐830011

为探明荒漠灌木个体周围土壤养分和盐分的空间分布及其成因,以荒漠灌木梭梭(Haloxylon ammodendron Bge.)为研究对象,对其周围土壤pH值,电导率,有机碳,全氮和有效磷的空间异质性以及树干径流的化学性质进行了研究。结果表明:树干周围出... 详细信息

为探明荒漠灌木个体周围土壤养分和盐分的空间分布及其成因,以荒漠灌木梭梭(Haloxylon ammodendron Bge.)为研究对象,对其周围土壤pH值,电导率,有机碳,全氮和有效磷的空间异质性以及树干径流的化学性质进行了研究。结果表明:树干周围出现显著的"肥岛"效应,且土壤有机碳,全氮和有效磷的"肥岛"作用范围发生在距主根大约20—40 cm以内。土壤pH值和电导率在主根周围25 cm以内的值却显著低于外围,而在离主根25 cm处出现了"盐岛",即在梭梭主根中心形成了一种高养分、低盐和低pH值的环境。树干径流和自然降雨化学性质的对比研究表明:除pH值和CO23-外,树干径流中其他化学离子的含量均显著高于自然降雨中的含量,说明这种高养分、低盐分的环境是由树干径流引起的,也就是树干径流带给土壤养分的同时将盐分带走。

关键词：梭梭肥岛盐岛树干径流

酸性矿山排水泄漏对荒漠草原土壤剖面细菌群落的影响

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环境科学 2024年第8期45卷 4883-4893页

作者：施建飞钱文婷靳正忠王鑫周智彬中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 国家荒漠绿洲生态建设工程技术研究中心乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所公共技术服务中心乌鲁木齐830011

酸性矿山排水(AMD)因其安全隐患和环境风险而备受关注.然而,人们对于AMD泄漏对生态环境脆弱的荒漠草原土壤理化性质和细菌群落的影响知之甚少,尤其在土壤剖面上.因此,分别以AMD污染剖面和清洁剖面为研究对象,探究AMD对荒漠草原不同深度... 详细信息

酸性矿山排水(AMD)因其安全隐患和环境风险而备受关注.然而,人们对于AMD泄漏对生态环境脆弱的荒漠草原土壤理化性质和细菌群落的影响知之甚少,尤其在土壤剖面上.因此,分别以AMD污染剖面和清洁剖面为研究对象,探究AMD对荒漠草原不同深度土层土壤理化性质和细菌群落组成、结构和相互作用的影响,并在此基础上分析细菌群落变化的驱动因素.结果表明,AMD会显著降低剖面上层(0~40 cm)土壤的pH值,并提高电导率(EC)和重金属含量;AMD污染剖面细菌以变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacterota)为主,而在清洁剖面细菌以厚壁菌门(Firmicutes)和类杆菌门(Bacteroidota)为主,其中Thermithiobacillus和Alloprevotella分别是污染剖面和清洁剖面的生物标识;AMD污染会显著降低剖面上层土壤的细菌多样性,并显著改变细菌群落结构.冗余分析结果表明,土壤理化性质解释了细菌群落变化57.21%的变异,其中EC、TP、TN、As、Zn和Pb是细菌群落变化的主要驱动因素.网络分析表明,AMD污染增加了剖面的复杂性、模块性和群落内部的竞争,从而提高细菌群落的稳定和适应性.总之,研究提供了AMD污染对荒漠草原土壤理化性质和细菌群落影响的有用信息,这可能有助于提高极端生境下AMD污染对土壤生态环境危害的认识.

关键词：酸性矿山排水(AMD) 荒漠草原铜镍矿尾矿库细菌群落共现性网络

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塔克拉玛干沙漠南缘新月形沙丘移动特征

干旱区研究 2024年第4期41卷 661-673页

作者：刘鑫高鑫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新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

新月形沙丘的移动特征可以反映区域内风沙运移和地貌演化过程,对于科学开展风沙灾害防治具有重要意义。本文利用卫星遥感影像与气象再分析数据,研究了塔克拉玛干沙漠南缘6个新月形沙丘群2012—2022年的形态变化与移动特征。结果表明:(1... 详细信息

新月形沙丘的移动特征可以反映区域内风沙运移和地貌演化过程,对于科学开展风沙灾害防治具有重要意义。本文利用卫星遥感影像与气象再分析数据,研究了塔克拉玛干沙漠南缘6个新月形沙丘群2012—2022年的形态变化与移动特征。结果表明:(1)研究区域内新月形沙丘平均移动速率为6.86 m·a^(-1),移动方向与对应区域内盛行风方向基本一致;(2)不同区域内新月形沙丘形态参数之间的关联性呈现显著差异;(3)沙丘高度、下垫面植被覆盖、年均降雨量以及地表温度与沙丘移动速率呈负相关关系,分区拟合结果有差异;(4)且末西南区域的年平均输沙通量约为77120.5 kg·m^(-1)。研究结果反映了新月形沙丘移动规律的复杂性,不同地理环境因子的影响程度或存在显著差异,需结合实地情况进行具体分析。同时,在沙丘演化过程中,形态参数的动态变化反映了沙丘迁移的内在机理,进一步为新月形沙丘的发育机理提供了实证数据,也为沙丘危害防治和土地规划提供了参考依据。

关键词：新月形沙丘移动速率形态参数风况塔克拉玛干沙漠南缘

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北非埃及地区风蚀沙尘时空变化研究

干旱区研究 2023年第6期40卷 896-904页

作者：薛一波张小啸雷加强李生宇王永东尤源中国科学院大学北京101408 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新疆乌鲁木齐830011

通过分析1990—2020年北非埃及气象观测数据和卫星遥感资料,研究风蚀沙尘的时空变化特点,并阐明主要影响因素。结果显示:埃及近30 a沙尘天气发生频次在20~65 d·a^(-1)之间变化,整体呈现出逐渐降低的变化趋势,总悬浮颗粒物(Total Suspen... 详细信息

通过分析1990—2020年北非埃及气象观测数据和卫星遥感资料,研究风蚀沙尘的时空变化特点,并阐明主要影响因素。结果显示:埃及近30 a沙尘天气发生频次在20~65 d·a^(-1)之间变化,整体呈现出逐渐降低的变化趋势,总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulates,TSP)年均浓度在400~1200μg·mg^(-3)之间波动,在全球干旱区处于较高强度水平;扬沙天气发生频率最高,其次是浮尘、沙尘暴和强沙尘暴天气,其中春、夏两季扬沙天气日数占全年沙尘天气总日数的60%以上,环境TSP浓度与沙尘天气发生频次高度相关;近30 a埃及地面风速呈现减小趋势,风力侵蚀作用是影响地区空气质量的关键因素;沙尘天气频率与大西洋多年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO)指数显著负相关,相关系数约为-0.67。本研究为全面了解北非埃及地区风蚀沙尘的时空变化特征和预防沙尘暴灾害提供理论依据和数据支持。

关键词：埃及风蚀沙尘时空变化环境演变

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哈萨克斯坦首都努尔苏丹人工林健康评价

干旱区研究 2021年第5期38卷 1474-1483页

作者：闫晋升王永东娄泊远艾柯代·艾斯凯尔徐新文中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京101408 国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011

通过分析努尔苏丹不同人工林,筛选健康综合评价指标,建立健康综合评价模型,为努尔苏丹及其周边人工林提供健康综合评价理论基础。调查努尔苏丹25块人工林样地和2块天然林样地,选取林下植物Shannon-Wie⁃ner指数(X_(1))、Pielou指数(X2)、... 详细信息

通过分析努尔苏丹不同人工林,筛选健康综合评价指标,建立健康综合评价模型,为努尔苏丹及其周边人工林提供健康综合评价理论基础。调查努尔苏丹25块人工林样地和2块天然林样地,选取林下植物Shannon-Wie⁃ner指数(X_(1))、Pielou指数(X2)、Simpson指数(X_(3))、林分空间综合结构综合指数(X_(4))、土壤有机质(X_(5))、全氮(X_(6))、全磷(X_(7))、pH(X8)、质量含水量(X9)、林木平均株高(X_(10))、平均胸径(X_(11))、平均枝下高(X_(12))、平均冠幅(X_(13))和林下更新(X_(14))共14个指标,采用因子分析、聚类分析、判别分析和逐步回归分析等多元统计分析法,对努尔苏丹人工林健康状况开展综合评价。通过因子分析将14个单项指标转换为4个相互独立的综合指标,其贡献率分别为30.482%、24.374%、19.711%和8.646%,代表了全部数据83.212%的信息量。结合因子得分系数矩阵与各因子权重得到健康综合得分值。对健康综合得分值进行聚类分析,将选择的样地划分为5类,优质健康(Ⅰ)、良好健康(Ⅱ)、一般健康(Ⅲ)、亚健康(Ⅳ)和不健康(Ⅴ)。使用判别分析验证聚类分析的效果,其自身验证与交叉验证的准确率分别为100%、85.185%。采取逐步回归分析建立努尔苏丹人工林健康评价最优数学模型,H=0+0.293X_(13)+0.186X_(5)+0.079X_(3)+0.100X_(2)+0.038X_(7)(R^(2)=0.987),筛选出5个判断人工林健康状况的指标,分别为平均冠幅、土壤有机质、Simpson指数、Pielou指数和土壤全磷。平均冠幅、土壤有机质、Simpson指数、Pielou指数和土壤全磷可作为判断努尔苏丹人工林健康状况的指标,可在相同条件下测定这5项指标,计算健康综合评价值并预测其健康状况。

关键词：人工林因子分析聚类分析判别分析逐步回归分析健康评价

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努尔苏丹樟子松人工林土壤粒度组成特征研究

干旱区地理 2022年第1期45卷 219-225页

作者：娄泊远王永东周娜闫晋升艾柯代·艾斯凯尔中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

为了揭示努尔苏丹不同林龄樟子松人工林对土壤粒度组成的影响,通过野外采样与室内分析相结合,分析了努尔苏丹周边不同林龄樟子松人工林土壤粒度与分形维数特征,研究了分形维数与土壤特性之间的关系。结果表明:(1)研究区土壤粒度组成以... 详细信息

为了揭示努尔苏丹不同林龄樟子松人工林对土壤粒度组成的影响,通过野外采样与室内分析相结合,分析了努尔苏丹周边不同林龄樟子松人工林土壤粒度与分形维数特征,研究了分形维数与土壤特性之间的关系。结果表明:(1)研究区土壤粒度组成以粉粒为主,砂粒次之,黏粒最少,樟子松人工林的种植能够显著提升土壤表层细颗粒物质含量。不同林龄人工林深层土壤颗粒含量差异不显著。种植樟子松人工林对土壤粒度的影响主要在表层区域。(2)土壤分形维数变化在2.059~2.569之间,在人工林生长过程中分形维数呈现先增大后减小的趋势,并在种植年限为15 a时达到最大。土壤分形维数与黏粒、粉粒具有正相关性,20μm粒径是反映研究区人工林土壤分形维数的临界粒径。(3)研究区土壤分形维数与土壤有机质、全氮含量呈极显著正相关关系,土壤分形维数可以用来评价土壤的养分状况。研究结果可以为努尔苏丹人工林建设和生态恢复提供理论依据。

关键词：土壤粒度组成分形维数理化性质防护林努尔苏丹

亚寒带荒漠草原不同树种人工林土壤生态化学计量特征

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干旱区研究 2021年第5期38卷 1385-1392页

作者：娄泊远王永东闫晋升艾柯代·艾斯凯尔中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京101408 国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011

为了阐明亚寒带荒漠草原不同树种人工林间土壤养分含量及生态化学计量特征的差异,通过野外调查与室内分析相结合的方法,在哈萨克斯坦首都努尔苏丹选取种植白桦、樟子松、梣叶槭3种不同树种,林龄为11 a的亚寒带荒漠草原人工林为研究对象... 详细信息

为了阐明亚寒带荒漠草原不同树种人工林间土壤养分含量及生态化学计量特征的差异,通过野外调查与室内分析相结合的方法,在哈萨克斯坦首都努尔苏丹选取种植白桦、樟子松、梣叶槭3种不同树种,林龄为11 a的亚寒带荒漠草原人工林为研究对象,以裸地为对照,对其土壤养分含量及其生态化学计量特征进行了分析。结果表明:(1)土壤养分含量受树种的影响,但不同树种间生态化学计量特征差异不显著。(2)种植人工林后,不同树种人工林土壤有机碳与全氮含量均显著增加,针叶林与阔叶林土壤表层有机C、全N含量差异显著。(3)土壤C、N、P含量呈极显著正相关关系,C含量是C:N、C:P的控制因子,N含量是N:P的控制因子。研究区种植人工林后,虽然土壤养分含量显著增加,但是总体含量仍小于全球平均水平,当地土壤养分仍处于匮乏状态。N是该地区养分循环和植物生长的限制性因素,在人工林生长过程中适当施用氮肥,可加快人工林生长和生态恢复进程。本研究可为哈萨克斯坦首都努尔苏丹的人工林建设和持续经营管理提供科学依据。

关键词：土壤荒漠草原生态化学计量土壤养分哈萨克斯坦

塔克拉玛干沙漠腹地人工植被及土壤CNP的化学计量特征

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生态学报 2013年第18期33卷 5760-5767页

作者：李从娟雷加强徐新文唐清亮高培王永东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乌鲁木齐830011 新疆信息工程学校乌鲁木齐830013

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学。极端环境中进行植物叶片与土壤中营养元素含量及变化研究,对于揭示植物对营养元素的需要和当地土壤的养分供给能力,以及植物对环境的适应与反馈能力具有十分重要的意义。... 详细信息

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学。极端环境中进行植物叶片与土壤中营养元素含量及变化研究,对于揭示植物对营养元素的需要和当地土壤的养分供给能力,以及植物对环境的适应与反馈能力具有十分重要的意义。以塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园生长良好的25种人工植被及其生境为研究对象,运用方差分析、相关分析综合研究植物叶片及土壤的化学计量特征及其相互关系。结果显示:塔克拉玛干沙漠腹地25种人工植被叶片C、N、P的平均含量分别为(386.7±46.6)、(24.7±8.1)和(1.8±0.78)mg/g;叶片C∶N、C∶P及N∶P分别为(17.5±6.7)、(249.2±102.8)、(15.0±5.6)。其中豆科植物N含量极显著高于非豆科植物(P灌木>乔木。C∶N和N∶P在不同生活型植物间不存在显著差异(P>0.05),而乔木和灌木的C∶P显著高于草本植物(P0.05)。土壤C、N、P养分元素含量远低于全国的平均水平,尤其是N含量(0.05)。以上研究结果表明,受极端环境的限制,塔克拉玛干沙漠人工植被植物对养分元素的利用效率显著低于全国陆地植物的平均水平,不同科和不同生活型功能群植物对环境的适应能力显著不同,表现出显著的养分适应策略差异性。

关键词：塔克拉玛干沙漠生态化学计量学生活型植物功能群

咸海生态危机:荒漠化趋势与生态恢复防控对策

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中国科学院院刊 2021年第2期36卷 130-140页

作者：何明珠高鑫赵振勇杨昊天黄磊李新荣雷加强中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠试验研究站兰州730000 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乌鲁木齐830011

土地荒漠化是全球可持续发展面临的问题和挑战。中国政府提出将"丝绸之路经济带"建设与中亚的生态环境保护融于一体,打造中国-中亚命运共同体,推动"绿色丝绸之路"的可持续发展。然而,咸海生态危机引发水体大幅缩减,生物多样性丧失,以及... 详细信息

土地荒漠化是全球可持续发展面临的问题和挑战。中国政府提出将"丝绸之路经济带"建设与中亚的生态环境保护融于一体,打造中国-中亚命运共同体,推动"绿色丝绸之路"的可持续发展。然而,咸海生态危机引发水体大幅缩减,生物多样性丧失,以及土地盐渍化、沙化、盐尘等已成为"绿色丝绸之路"建设在中亚遇到的重大环境问题。文章在梳理咸海生态危机引发的土地荒漠化问题的基础上,科学分析了近30年来咸海地区沙化和盐渍化土地发展的趋势,探讨了阿姆河流域-咸海地区植被稳定性和承载力的空间分异性,提出基于多学科融合的沙化和盐渍化土地生态恢复的思路和防控对策。助力解决咸海生态危机及荒漠化问题是建设"绿色丝绸之路"的焦点之一,也是构建人类命运共同体和践行生态文明全球价值观的重要体现。

关键词：咸海荒漠化可持续发展盐渍化盐尘植被承载力