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策勒沙漠绿洲过渡带胡杨径向生长对气候变化的响应

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1187-1195页

作者：齐艳莹买尔当·克依木李宗善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乌鲁木齐830011 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乌鲁木齐830011 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 中国科学院大学北京100049 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

胡杨作为我国西北干旱区重要的树种资源,对气候环境变化较为敏感,然而西北干旱区近期出现“暖湿化”现象,将对胡杨生长及发展态势带来何种影响尚未明确。本研究以塔里木盆地南缘策勒绿洲外围沙漠绿洲过渡带胡杨林为对象,利用树木年轮技... 详细信息

胡杨作为我国西北干旱区重要的树种资源,对气候环境变化较为敏感,然而西北干旱区近期出现“暖湿化”现象,将对胡杨生长及发展态势带来何种影响尚未明确。本研究以塔里木盆地南缘策勒绿洲外围沙漠绿洲过渡带胡杨林为对象,利用树木年轮技术手段,采集年轮材料,分析了该地区胡杨在1984—2021年间的径向生长对主要气候要素及其变化的响应。结果表明:胡杨年轮宽度指数与当年2月、5月和上一年9月温度呈显著负相关,而与当年3月、5月和上一年9月降水量呈显著正相关,与当年2月、5月标准化降水蒸散指数(SPEI)具有显著正相关关系。年轮宽度指数与组合月份气候要素的关系更为明显。滑动相关分析表明,年轮宽度指数与生长季温度的相关性整体趋于增强,而与降水量、SPEI之间的相关性整体趋于下降或保持平稳。与单月气候要素相比,组合月份气候要素与年轮宽度指数之间相关性的动态变化趋势更为明显。当前区域暖湿化特征有利于策勒绿洲外围沙漠绿洲过渡带胡杨林的生长发展及其生态防护功能的提升。

关键词：沙漠绿洲过渡带胡杨树轮宽度气候变化

西北干旱区藓类结皮覆盖下土壤多功能性特征及影响因子

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干旱区研究 2024年第5期41卷 812-820页

作者：雷菲亚李小双陶冶尹本丰荣晓莹张静陆永兴郭星周晓兵张元明中国科学院新疆生态与地理研究所新疆抗逆植物基因资源保育与利用重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 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

生物土壤结皮是由干旱区重要的活性地被物组成,可显著影响地表土壤的物质循环与能量交换,改善表层土壤的物理、化学和生物学性质,从而影响土壤多功能性(Soil Multifunctionality,SMF)。藓类结皮是生物土壤结皮的重要类型之一,本研究旨... 详细信息

生物土壤结皮是由干旱区重要的活性地被物组成,可显著影响地表土壤的物质循环与能量交换,改善表层土壤的物理、化学和生物学性质,从而影响土壤多功能性(Soil Multifunctionality,SMF)。藓类结皮是生物土壤结皮的重要类型之一,本研究旨在探究西北干旱区荒漠藓类结皮覆盖下土壤与裸沙的SMF差异性,探究两者SMF变化的主要驱动因素。通过分析土壤的8个干旱区关键生态系统功能指标,运用平均值法和因子分析法计算SMF,运用最小二乘回归分析和结构方程模型(SEM)等探究SMF变化的主要驱动因素。研究发现:(1)藓类结皮覆盖下土壤的单一和多功能性显著高于裸沙。(2)裸沙和藓类结皮覆盖下SMF变化的驱动要素具有差异性,裸沙SMF的主要驱动因素为干旱(Aridity)和土壤含水量(SWC),而藓类结皮覆盖下SMF驱动要素为土壤砂粒含量。(3)年均温(MAT)对裸沙和藓结皮覆盖土壤SMF的变化均呈现最大的间接效应。因此,藓类结皮发育显著增加了荒漠土壤SMF,同时也调节SMF的相关驱动因素。以上研究结果对深入理解荒漠裸沙和结皮覆盖下SMF的差异性及驱动因素具有重要意义。

关键词：土壤多功能性西北干旱区藓类结皮驱动因素结构方程模型

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荒漠一年生植物异时萌发研究进展

植物生态学报 2024年

作者：迪力夏旦木·塔什买买提刘会良新疆干旱区生物多样性保育与应用重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所中国科学院大学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天山野果林生态系统新疆野外科学观测研究站伊犁植物园中国科学院新疆生态与地理研究所

荒漠一年生植物在严峻的环境条件下形成其特殊的萌发时间格局,即种子异时萌发:在特定条件下,同胞种子群形态一致的部分种子可以即时萌发,而另一部分仍保留在种子库中的现象。目前对荒漠一年生植物的异时萌发研究多集中在种子萌发特性、... 详细信息

荒漠一年生植物在严峻的环境条件下形成其特殊的萌发时间格局,即种子异时萌发:在特定条件下,同胞种子群形态一致的部分种子可以即时萌发,而另一部分仍保留在种子库中的现象。目前对荒漠一年生植物的异时萌发研究多集中在种子萌发特性、萌发后性状及繁殖分配等方面。该文系统总结了国内外种子异时萌发性的研究工作,主要内容包括:1)种子异时萌发的概念;2)具有异时萌发性的一年生植物种类及分布;3)异时萌发对植物生活史类型及模式的影响;4)异时萌发的植株在表型响应上的不同,如存活率、物候特征、繁殖产量、生物量分配等;5)异时萌发的生物学和环境因素。在综述文献的基础上,对今后的研究进行了展望,这有助于从更深层面理解荒漠一年生植物的异时萌发特性及其适应机制。

关键词：萌发时间春季萌发秋季萌发生活史兼性冬季一年生植物

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

四种猪毛菜属(Salsola)植物GLDP及其启动子的克隆与分析

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基因组学与应用生物学 2024年

作者：古再丽努尔·库尔班彭鹏席昱欣闻志彬新疆农业大学生命科学学院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中国科学院大学新疆抗逆植物基因资源保育与利用重点实验室中国-塔吉克斯坦生物资源保育与利用联合实验室中国科学院新疆生态与地理研究所标本馆

甘氨酸脱羧酶(Glycine decarboxylase，GDC)是光呼吸代谢途径的关键酶，P蛋白亚基是其脱羧单元。该亚基由小基因家族GLDP编码。GLDP家族成员在C3植物中所有光合细胞中表达，而在C3-C4中间型和C4植物中仅在维管束鞘细胞中表达。为了深入... 详细信息

甘氨酸脱羧酶(Glycine decarboxylase，GDC)是光呼吸代谢途径的关键酶，P蛋白亚基是其脱羧单元。该亚基由小基因家族GLDP编码。GLDP家族成员在C3植物中所有光合细胞中表达，而在C3-C4中间型和C4植物中仅在维管束鞘细胞中表达。为了深入了解猪毛菜属(Salsola)不同光合类型物种GLDP表达调控的分子机制，本研究基于全基因组数据对该属C3植物天山猪毛菜(Salsola junatovii)、C3-C4中间型植物松叶猪毛菜(S. laricifolia)和白枝猪毛菜(S. arbusculiformis)以及C4植物木本猪毛菜(S. arbuscula)的GLDP及其启动子进行克隆与分析，结果表明这四种植物GLDP家族均只有一个成员，它们具有相似的基因结构、保守基序和结构域。GLDP在这些植物根、茎和叶中均有表达，其中在叶中表达量最高，其次是茎和根。基于GLDP在猪毛菜属以及其他已发表4个代表属植物叶中的转录表达丰度分析表明，与C3植物相比，GLDP转录表达丰度在C3-C4中间型植物、C4植物中逐渐降低。此外分别利用松叶猪毛菜子叶瞬时转化体系对与GUS表达载体融合的上述四个植物的GLDP启动子进行活性分析发现，天山猪毛菜GLDP启动子在子叶所有光合组织中均表达，与7 d子叶相比，松叶猪毛菜、白枝猪毛菜和木本猪毛菜GLDP启动子仅在14 d子叶维管束鞘细胞中特异表达。本结果为深入研究猪毛菜属不同光合类型物种GLDP组织特异性表达机理提供了参考依据。

关键词：甘氨酸脱羧酶 GLDP 猪毛菜属 C -C 中间型植物 C 途径

供需平衡视角下昆仑山北坡县域单元地表水资源开发利用潜力初探

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干旱区地理 2024年

作者：周洪华杨玉海朱成刚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

定量分析地表水资源开发利用潜力有助于明晰区域水资源禀赋，对区域未来水资源科学规划和可持续开发利用具有重要的指导意义。通过供需水量平衡，从地表水资源量、生态需水量、可利用水资源量角度，初步探讨了昆仑山北坡县域单元的地表... 详细信息

定量分析地表水资源开发利用潜力有助于明晰区域水资源禀赋，对区域未来水资源科学规划和可持续开发利用具有重要的指导意义。通过供需水量平衡，从地表水资源量、生态需水量、可利用水资源量角度，初步探讨了昆仑山北坡县域单元的地表水资源开发利用潜力，以期为昆仑山北坡科学规划和兵团南进布局提供水资源保障依据。结果表明：(1)昆仑山北坡河流径流2000年后呈显著增加趋势，主要河流2001—2010年年均径流量较2000年以前平均增加了23.36%，2011—2020年较2000年以前平均增加了42.89%，其中车尔臣河增幅最大，和田河增幅最小。(2)车尔臣河流域、克里雅河流域和和田河流域的生态基流量分别为4.67×108m3、5.38×108m3和20.26×108m3，天然植被生态需水量分别为4.34×108m3、4×108m3和2.62×108m3。(3)昆仑山北坡各县域单元现状地表用水量范围在0.1×108～8.73×108m3，地表水资源潜力范围为-0.07×108～3.17×108m3，空间差异非常显著，其中水资源潜力大于2.00×108m3的有墨玉县、铁门关市38团、策勒县、且末县、和田县、民丰县和洛浦县。现状区域的地表水资源调蓄能力不足，水资源利用上线偏低，虽有潜力但有水难用，未来昆仑山北坡各县域单元需制定修编更为适宜的地表水资源规划并加强基础水利工程建设，提升地表水资源配置利用效率，为区域高质量发展提供水资源支撑保障。

关键词：昆仑山北坡地表径流供需平衡生态需水地表水资源潜力

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

中中新世气候适宜期全球变暖背景下亚洲内陆干旱区古气候演化特征及驱动机制

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干旱区研究 2024年

作者：吕壮壮乔庆庆董孙艺汪冬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中国科学院大学新疆矿产资源与数字地质重点实验室

中中新世气候适宜期是新生代全球降温趋势下一次强烈的全球升温事件，其气候状态被认为是未来全球变暖最可能达到的状态。亚洲内陆干旱区是全球典型的中纬度干旱区，其干旱化过程对人类生存环境影响最为深刻、最为直接。在全球变暖背景... 详细信息

中中新世气候适宜期是新生代全球降温趋势下一次强烈的全球升温事件，其气候状态被认为是未来全球变暖最可能达到的状态。亚洲内陆干旱区是全球典型的中纬度干旱区，其干旱化过程对人类生存环境影响最为深刻、最为直接。在全球变暖背景下，叠加人类活动的影响，干旱区变得更加脆弱，其扩张或变迁都会直接影响人类的生存和可持续发展。探讨亚洲内陆干旱区在中中新世全球气候变暖背景下的气候演化历史，对未来气候变暖模式下干旱区的气候变化预估提供重要参考。本文梳理了亚洲内陆干旱区典型盆地现有中中新世期间古气候演化研究结果，通过环境磁学参数、孢粉、同位素等多种气候代用指标的综合分析，发现在中中新世期间，多数地区呈现湿润化，但开始的时间有所差异，同时，少量地区呈现持续干旱化的现象。另一方面，对中中新世适宜期形成的主控因素依然存在较大争议，有的学者认为哥伦比亚玄武岩喷发是主要因素，有的学者认为构造活动是主要因素。要解决上述争议，需要获取更多具有精确年代控制的高分辨率记录，以确定中中新世升温事件的起始响应时间。通过正确解译气候代用指标，特别是对古气候变化响应最为直接和敏感的孢粉，以及环境磁学参数和地球化学比值等蕴含的古环境信息，厘清各种因素对气候变化造成的影响，揭示亚洲内陆干旱区中中新世气候适宜期气候演化的驱动机制。

关键词：中中新世气候适宜期全球气候变化气候代用指标驱动机制环境磁学亚洲内陆干旱区

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脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用

土壤学报 2024年第1期61卷 247-257页

作者：陈炳铭冯文婷王玉刚陈园园李彦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乌鲁木齐830011 中国科学院新疆阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站新疆阜康831505 中国科学院大学北京100049 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

脱硫石膏溶解产生的Ca^(2+)会和土壤中含碳的阴离子(CO_(3)^(2–)、HCO_(3)^(–))发生反应,最终将CO_(2)吸收并固定为土壤无机碳。脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用对实现“碳中和”具有重要意义。以新疆阜康三工河流域的荒漠碱土为... 详细信息

脱硫石膏溶解产生的Ca^(2+)会和土壤中含碳的阴离子(CO_(3)^(2–)、HCO_(3)^(–))发生反应,最终将CO_(2)吸收并固定为土壤无机碳。脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用对实现“碳中和”具有重要意义。以新疆阜康三工河流域的荒漠碱土为研究对象,以脱硫石膏为钙源物对0~20 cm土层进行改良。探究不同时间0~40 t·hm^(-2)脱硫石膏施用量下土壤无机碳(SIC)和土壤无机碳密度(SICD)的变化,从而研究碱土改良中的无机固碳作用。结果表明:施用脱硫石膏能显著减轻土壤碱害(pH下降),增加土壤盐分,同时具有无机固碳作用(SIC和SICD上升)(P研究结果为施用脱硫石膏改良碱土能增加土壤固碳潜力提供了直接证据。

关键词：土壤改良脱硫石膏固碳土壤无机碳碱土