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林火对大兴安岭多年冻土区灌丛湿地土壤微生物生物量碳/氮的影响

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东北林业大学学报 2025年第1期53卷 147-155页

作者：许涛李晓英蔡慧颖韩易伦刘静李景涛陈魁东北林业大学哈尔滨150040 中国科学院西北生态环境资源研究院

林火是影响多年冻土稳定性的主要因素之一,对火后多年冻土区土壤微生物生物量碳氮的变化特征进行分析,为火后冻土土壤恢复提供理论依据。以大兴安岭漠河2002年火烧灌丛湿地为研究对象,在未火烧和火烧区分别随机设置5个试验样地采用土钻... 详细信息

林火是影响多年冻土稳定性的主要因素之一,对火后多年冻土区土壤微生物生物量碳氮的变化特征进行分析,为火后冻土土壤恢复提供理论依据。以大兴安岭漠河2002年火烧灌丛湿地为研究对象,在未火烧和火烧区分别随机设置5个试验样地采用土钻分别采集土壤深度(h)为0

关键词：林火土壤微生物生物量碳土壤微生物生物量氮土壤理化性质灌丛湿地大兴安岭

植物多样性对青藏高原东北部高寒草甸土壤有机碳的影响

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高原气象 2025年第1期44卷 56-66页

作者：马骏杰陈银萍牟晓明李玉强张钰清卢誉之曹渤兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000 自然资源部黄河上游战略性矿产资源重点实验室甘肃兰州730000

植物多样性显著影响生态系统的结构和功能,对土壤有机碳固存起至关重要作用。以往植物多样性对土壤有机碳的影响多在人工控制植物多样性条件下进行,表明高植物多样性显著促进土壤有机碳积累。而在自然草地生态系统中,植物多样性对土壤... 详细信息

植物多样性显著影响生态系统的结构和功能,对土壤有机碳固存起至关重要作用。以往植物多样性对土壤有机碳的影响多在人工控制植物多样性条件下进行,表明高植物多样性显著促进土壤有机碳积累。而在自然草地生态系统中,植物多样性对土壤有机碳影响的研究相对薄弱。本研究选取了青藏高原东北部15个典型高寒草甸作为研究样地,通过测定植物地上及地下生物量、土壤pH值、土壤微生物量碳氮、土壤有机碳、颗粒有机碳及矿物结合态有机碳、全氮及全磷等,旨在探究自然条件下植物多样性对土壤有机碳固存的影响,为土壤碳储量的变化及草地的科学管理提供理论依据。结果表明,植物多样性显著提高了植物盖度和地上生物量(P研究为草地生态系统植物多样性与土壤碳库间的相互关系提供新见解及理论基础。

关键词：植物多样性生物量土壤有机碳颗粒有机碳矿物结合态有机碳

青藏铁路沿线湖泊及其与铁路最小距离演变研究

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高原气象 2025年第1期44卷 163-177页

作者：于涛张圣杰文莉娟王梦晓郑景元牛瑞佳兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 中国科学院西北生态环境资源研究院青海湖综合研究观测站甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

受全球气候变化影响,青藏高原湖泊近年来变化剧烈,充分了解湖泊演变特征及其驱动因素对保护沿湖重大工程设施有重要意义。基于青海湖与错那湖的Landsat遥感影像、面积数据和水位观测数据,本文对两湖演变及其与青藏铁路最小距离变化进行... 详细信息

受全球气候变化影响,青藏高原湖泊近年来变化剧烈,充分了解湖泊演变特征及其驱动因素对保护沿湖重大工程设施有重要意义。基于青海湖与错那湖的Landsat遥感影像、面积数据和水位观测数据,本文对两湖演变及其与青藏铁路最小距离变化进行了细致研究,进一步结合中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集(CMFD)和气象站的气象数据,揭示了影响两湖水位变化的主要气象因子,结果表明:(1)1956-2004年青海湖呈退缩态势,2004年水位和面积达到最低值后转为逐渐增加,2004-2020年水位年均增长率为0.20 m·a^(-1),2004-2022年面积年均增长率为19.20 km^(2)·a^(-1)。2000-2018年的错那湖水位与从20世纪70年代至2022年的面积均呈轻微波动变化,水位和面积的年际最大变化值分别为0.60 m和9.98 km^(2)。(2)1990-2022年青海湖与青藏铁路最小距离先增加后减小,2004年后二者最小距离以19.6 m·a^(-1)的速率缩短,至2022年最小距离为74.3 m;2004-2022年错那湖与青藏铁路最小距离变化趋势不明显,至2022年二者最小距离为32.3 m。(3)青海湖的水位变化受风速、年降水量、向下短波辐射、向下长波辐射和比湿影响,贡献率分别为38%、24%、20%、14%和4%;错那湖水位变化主要受年降水量影响,其余气象因子与水位变化相关性不显著。

关键词：青海湖错那湖青藏铁路面积变化水位变化相关分析

农田氧化亚氮减排技术及其与绿肥协同应用分析

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草业学报 2025年第2期 196-210页

作者：刘蕊常单娜周国朋高嵩涓柴强曹卫东甘肃农业大学农学院干旱生境作物学国家重点实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室安徽农业大学资源与环境学院农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室南京农业大学资源与环境科学学院

氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的主要温室气体之一，农业活动是N2O的重要排放源。土壤N2O排放主要源于硝化和反硝化过程，受土壤p H值、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分、质地、温度和外源碳氮投入等因素的影响。近年来，中国在利用... 详细信息

氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的主要温室气体之一，农业活动是N2O的重要排放源。土壤N2O排放主要源于硝化和反硝化过程，受土壤p H值、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分、质地、温度和外源碳氮投入等因素的影响。近年来，中国在利用绿肥实现化肥减施、驱动土壤健康方面取得了明显成效。但关于绿肥参与N2O排放的研究尚处在起步阶段。种植利用绿肥对N2O排放的影响受绿肥种类、土壤理化性状等多方面因素共同作用，绿肥主要通过调控土壤无机氮含量影响N2O排放，绿肥生长期间能够吸收土壤盈余的无机氮，翻压后能够替代部分氮肥，通过减少硝化和反硝化底物减少农田土壤N2O排放，但同时存在由于绿肥腐解引发的有机氮矿化导致的N2O排放风险。可根据绿肥种植制度、作物种类、气候条件和土壤类型等，采用适宜的N2O减排技术。南方水稻与绿肥轮作区，可减施氮肥40%，添加生物炭等碱性调理剂；华北地区主作物与绿肥轮作区，可减施氮肥15%～20%，添加化学抑制剂、结合氮肥机械化深施；东北和西北地区的主作物复种、间作绿肥制度中，可减施氮肥13%～48%，结合添加硝化抑制剂、结合水肥一体化和免耕；西南地区主作物与绿肥轮作制度中，可减施氮肥15%～20%，配合缓控释肥一次性施肥和添加化学抑制剂等。重点探讨了N2O减排技术在绿肥制度中应用的可行性，以期为更好发挥绿肥作用，进一步减缓N2O排放提供参考。

关键词：绿肥氧化亚氮影响因素减排技术

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黄河源区多年冻土空间分布变化特征数值模拟

地理学报 2017年第9期72卷 1621-1633页

作者：马帅盛煜曹伟吴吉春胡晓莹王生廷中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049

基于IPCC第五次评估报告预估的气温变化情景,采用数值模拟的方法对黄河源区典型冻土类型开展模拟,推算过去及预测未来黄河源区冻土分布空间变化过程和发展趋势。结果表明:1972-2012年源区多年冻土只有少部分发生退化,退化的冻土面积为83... 详细信息

基于IPCC第五次评估报告预估的气温变化情景,采用数值模拟的方法对黄河源区典型冻土类型开展模拟,推算过去及预测未来黄河源区冻土分布空间变化过程和发展趋势。结果表明:1972-2012年源区多年冻土只有少部分发生退化,退化的冻土面积为833 km^2,季节冻土主要集中在源区东南部的热曲谷地、小野马岭以及两湖流域南部的汤岔玛地带;RCP 2.6、RCP 6.0、RCP 8.5情景下,2050年多年冻土退化为季节冻土的面积差别不大,分别为2224 km^2、2347 km^2、2559 km^2,占源区面积的7.5%、7.9%、8.6%;勒那曲、多曲、白马曲零星出现季节冻土,野牛沟、野马滩以及鄂陵湖东部的玛多四湖所在黄河低谷大片为季节冻土;2100年多年冻土退化为季节冻土的面积分别为5636 km^2、9769 km^2、15548 km^2,占源区面积的19%、32.9%、52.3%;星宿海、尕玛勒滩、多格茸的多年冻土发生退化,低温冻土变为高温冻土,各类年平均地温出现了不同程度的升高。到2100年,RCP 2.6情景下源区多年冻土全部退化为季节冻土主要发生在目前年平均地温高于-0.15oC的区域,而-0.15^-0.44oC的区域部分发生退化;RCP 6.0、RCP 8.5情景下目前年平均地温分别为高于-0.21oC以及-0.38oC的区域多年冻土全部发生退化,而-0.21^-0.69oC以及-0.38^-0.88oC的区域部分发生退化。

关键词：黄河源区多年冻土空间分布变化特征数值模拟

黄河源区多年冻土活动层土壤水文过程季节变异分析

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水科学进展 2018年第1期29卷 1-10页

作者：曹伟盛煜吴吉春王生廷马帅中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

为从整体上认识多年冻土活动层土壤水文过程季节变异特性,以黄河源区巴颜喀拉山北坡冻土剖面为例,结合大气降水、冻土土壤水分、冻土层上水的野外观测,采用HYDRUS-1D软件冻融模块进行模拟分析,分析冻融作用对活动层土壤水文过程的影响,... 详细信息

为从整体上认识多年冻土活动层土壤水文过程季节变异特性,以黄河源区巴颜喀拉山北坡冻土剖面为例,结合大气降水、冻土土壤水分、冻土层上水的野外观测,采用HYDRUS-1D软件冻融模块进行模拟分析,分析冻融作用对活动层土壤水文过程的影响,研究结果表明:(1)冻土层上水位与土壤水热之间存在着相互影响、相互作用的关系,依据活动层土壤温度变化,基于冻融过程,多年冻土活动层土壤水分与冻土层上水位可划分为冻结稳定、快速融化、融化稳定和快速冻结4个阶段。(2)降雨入渗是坡面尺度下活动层土壤水文过程的主要驱动力,活动层冻融锋面是主要限制性因素,受冻融过程影响,冻结期降雨减少,土壤冻结,土壤储水能力下降,土壤水分下渗停止,坡面侧向流动减弱,土壤水分和冻土层上水位处于下降趋势;融化期降雨增多,土壤融化,土壤储水能力上升,土壤水分下渗强烈,坡面侧向流动增强,土壤水分和冻土层上水位处于上升趋势。(3)受坡面地形影响,上坡活动层厚度大于下坡,上坡冻融锋面变化较下坡平缓,上坡土壤水分和冻土层上水位的变化幅度相对下坡较为平缓,而上坡土壤水分相对下坡含量较低,下坡冻土层上水位相对稳定。

关键词：多年冻土活动层土壤水文过程季节变异黄河源区

高温冻土区U型块石路基长期降温效果及变形特征研究

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岩土力学 2017年第11期38卷 3304-3310页

作者：刘明浩牛富俊林战举罗京中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

U型块石路基作为块石护坡与块石基底两种结构路基的组合,同时也作为青藏铁路的一种主要补强措施,其在高温冻土区的长期降温效果备受关注。基于长期的现场监测资料,对青藏铁路楚玛尔河高温冻土区一处U型块石路基的长期降温过程、降温机... 详细信息

U型块石路基作为块石护坡与块石基底两种结构路基的组合,同时也作为青藏铁路的一种主要补强措施,其在高温冻土区的长期降温效果备受关注。基于长期的现场监测资料,对青藏铁路楚玛尔河高温冻土区一处U型块石路基的长期降温过程、降温机制以及变形特征进行了研究。结果表明:U型块石路基表现出持续稳定的降温效果,路基下部多年冻土上限附近降温明显,上限抬升迅速,且进入稳定状态。基底块石层底、顶板温差存在明显冷暖季差异。阴坡侧块石层每年1月至3月初为相对强烈自然对流期,阳坡侧相对缩短半个月时间。受工程热扰动影响,深层的多年冻土在经历2~3年升温过程后,呈现显著的降温过程。路基变形整体表现为较小的沉降量,变形主要来源于早期路基下部高温冻土层的压缩变形。总之,U型块石路基在高温冻土区表现出长期有效的降温效果,变形量有限且已趋于稳定,路基整体稳定性可以得到保证。

关键词： U型块石路基青藏铁路高温冻土降温效果路基变形

控制点布设对冰川区无人机摄影测量精度的影响

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遥感学报 2020年第2期24卷 161-172页

作者：刘宇硕秦翔郭万钦高思如陈记祖王利辉李延召晋子振中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室祁连山冰冻圈与生态环境综合观测研究站兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州730000

冰川监测是冰冻圈科学研究中的一项重要基础内容,获取高质量冰川DEM和DOM数据是研究的基础。随着无人机技术的兴起,给冰川监测提供了全新的技术手段,然而冰川区开展无人机摄影测量时,地面控制点的布设与测量成为能否获取高精度数据产品... 详细信息

冰川监测是冰冻圈科学研究中的一项重要基础内容,获取高质量冰川DEM和DOM数据是研究的基础。随着无人机技术的兴起,给冰川监测提供了全新的技术手段,然而冰川区开展无人机摄影测量时,地面控制点的布设与测量成为能否获取高精度数据产品的关键,而山地冰川往往伴随着地形复杂,行走困难,野外实地测量难以全面实施等不利因素。本研究中以位于祁连山西段大雪山地区的老虎沟12号冰川末端部分为研究区域,设计实施了多种控制点布设方案,使用低空微型无人机飞行3个架次,获取研究区航摄影像。通过对比控制点在不同分布情况及数量情况下,DEM和DOM数据检查点的精度,评价不同控制点布设方案的可行性。对比结果显示,在航飞过程中使用单格网模式即可获取高精度的影像数据;实施地面控制作业时,使用5—7个控制点均匀分布在测量区即可获取较高精度的图像数据;当冰川区不能满足均匀布设控制点时,可沿冰川主流线布设足够数量的控制点,所得图像精度也可以满足冰川学研究要求;若只能在冰川中下部或者中上部布设控制点,则控制点应覆盖冰面起伏较大的区域。

关键词：遥感无人机摄影测量数字高程模型正摄影像老虎沟12号冰川

青藏高原热融湖塘的水热过程及其对下伏多年冻土的热影响

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湖泊科学 2018年第3期30卷 825-835页

作者：胡晓莹盛煜吴吉春李静曹伟中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049

以青藏高原查拉坪地区一处热融湖塘(40 m×50 m,最大深度为1 m)为研究对象,由实测数据对比分析了热融湖塘与天然地表相同深度的温度变化特征.结果表明:与天然地表相比,热融湖塘融化时间长,冻结时间短,且存在接近4℃的水温变化;受太阳辐... 详细信息

以青藏高原查拉坪地区一处热融湖塘(40 m×50 m,最大深度为1 m)为研究对象,由实测数据对比分析了热融湖塘与天然地表相同深度的温度变化特征.结果表明:与天然地表相比,热融湖塘融化时间长,冻结时间短,且存在接近4℃的水温变化;受太阳辐射及热对流的影响,垂向水温梯度仅在水表从4℃降温及冻结阶段较大,其余时段接近0;湖底年均温度比相同深度的天然地表高约6.4℃,湖底下部存在约14 m深随时间发展的融区,土体吸热增大,放热减小;热融湖塘2.5~3.0 m土体的年内热交换为19592.0 k J/m2,约是天然地表的230倍,其中吸热量及放热量分别为后者的1.4倍及8.7%.湖塘下部的融化夹层是深层冻土的主要热源,湖塘对下部土体放热的抑制作用是湖塘对土体产生热影响的主要原因.

关键词：热融湖塘水热过程地温梯度融化夹层热交换青藏高原