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我国中西部表层沉积物中微炭屑记录的火活动信息

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第四纪研究 2024年第1期44卷 201-213页

作者：王梓莎苗运法赵永涛张孜越邹亚国张腾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甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

微炭屑作为植物体不完全燃烧的产物,是良好的火活动代用指标。目前,国内外更多地关注微炭屑对不同时间尺度上火的重建,对现代微炭屑的分布特征及其与火的关系缺少系统分析。本研究采集了35个跨越我国中西部约2950 km的表层沉积样品,利... 详细信息

微炭屑作为植物体不完全燃烧的产物,是良好的火活动代用指标。目前,国内外更多地关注微炭屑对不同时间尺度上火的重建,对现代微炭屑的分布特征及其与火的关系缺少系统分析。本研究采集了35个跨越我国中西部约2950 km的表层沉积样品,利用孢粉流程法获取微炭屑,结合采样点周边50 km、100 km及200 km范围内卫星火点数量以及植被、降水、湿度及温度等指标,分析不同空间范围微炭屑的粒径、形态及浓度特征,探讨其与火活动频率的关系。结果表明:陆表(表土、湖泊与其他水体表层沉积物)微炭屑浓度可有效地反映区域火活动特征,其浓度高值往往与区域内火点高值相对应;现代火活动频繁区域主要分布在植被、降水与温度条件偏好的半湿润-半干旱区(也是人类农业活动密集区);据二者对比结果推测,微炭屑的来源范围可能主要为50~100 km以内;同时,长条形与近圆形微炭屑的比值与50 km范围内草地火活动有较好的对应关系(r=0.61,p环境条件差异,未来拟将更大空间范围内微炭屑记录与火点数量和燃烧面积相结合,进一步揭示微炭屑与现代火活动的关系,为地层古火重建提供现代过程基础。

关键词：微炭屑炭屑形态表层沉积物火活动现代过程

基于AHP与改进型MEDALUS模型耦合的科尔沁沙地土地沙漠化敏感性综合评价

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中国沙漠 2024年第4期44卷 137-148页

作者：段翰晨黄背英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甘肃兰州730000

科尔沁沙地是“三北”防护林工程的重要区域,开展区内沙漠化研究具有特殊的必要性和紧迫性。本研究创新性地引入层次分析法(AHP),筛选与优化地中海荒漠化和土地利用模型(MEDALUS)因子,构建新的土地沙漠化敏感性评价指标体系,综合考虑气... 详细信息

科尔沁沙地是“三北”防护林工程的重要区域,开展区内沙漠化研究具有特殊的必要性和紧迫性。本研究创新性地引入层次分析法(AHP),筛选与优化地中海荒漠化和土地利用模型(MEDALUS)因子,构建新的土地沙漠化敏感性评价指标体系,综合考虑气候、土壤、植被、土地管理和社会经济5个方面的指标来评估科尔沁沙地土地沙漠化敏感性。在此基础上,引入地理探测器模型对科尔沁沙地土地沙漠化敏感性空间分异的影响因素进行了探讨。结果表明:(1)土地沙漠化敏感性评价指标体系中植被质量指数权重最高,为0.4624,其次为气候和土壤质量指数。(2)科尔沁沙地沙漠化敏感区域占研究区总面积的78.22%,受沙漠化影响的敏感区域范围较广;极敏感和高度敏感区所占比重虽然较小(8.77%),但分布相对集中且沙漠化程度严重。(3)单因子探测结果显示,土壤质地对土地沙漠化敏感性空间分异的影响最显著,其次是土壤含水量;而交互作用结果显示,抗旱性、NPP、气温、土壤含水量和土壤质地等因子在特定组合下会极大增强其对土地沙漠化敏感性空间分异的影响。

关键词：层次分析法 MEDALUS模型沙漠化敏感性地理探测器科尔沁沙地

祁连山浅山区灌丛草甸土壤冻融过程与水量平衡模拟研究

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高原气象 2024年

作者：卢调雪杨林山王婧茹邹星怡贺王含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大学

土壤水热动态直接影响区域水文过程，厘清土壤冻融过程中的水热动态变化是评估高寒地区水量平衡的关键。本文基于祁连山典型浅山区小流域气象和土壤水热的观测数据，利用SHAW模型模拟亚高山灌丛草甸土壤水热动态变化，分析土壤冻融过程... 详细信息

土壤水热动态直接影响区域水文过程，厘清土壤冻融过程中的水热动态变化是评估高寒地区水量平衡的关键。本文基于祁连山典型浅山区小流域气象和土壤水热的观测数据，利用SHAW模型模拟亚高山灌丛草甸土壤水热动态变化，分析土壤冻融过程中的水量平衡变化。结果表明：SHAW模型能较好地模拟亚高山灌丛草甸土壤温湿度随时间和垂直剖面变化规律，模型模拟的不同深度土壤温度同观测值的相关系数R≥0.97，纳什效率系数NSE≥0.88，均方根误差RMSE≤1.89℃，土壤湿度模拟值同观测值的相关系数R≥0.94, NSE≥0.88, RMSE≤0.05 m3·m-3，总体上土壤温度的模拟效果比土壤湿度模拟效果更好，且土层越深模拟效果越好。根据土壤温度划定土壤冻融阶段发现亚高山灌丛草甸土壤冻融过程具有明显的单向冻结单向融化特征，其中完全冻结期持续时间最长，冻结发展期持续时间最短。土壤剖面的温度和水分变化趋势呈现"U"型，即在融化发展期和完全融化期的温度和水分较冻结发展期和完全冻结期更高，表层土壤水分波动较大，深层土壤水分则相对稳定。不同土壤冻融阶段的水量平衡特征差异明显，冻结发展期降水输入4.28 mm，水分支出以深层渗漏为主（9.06 mm）；完全冻结期降水输入28.69 mm，水分支出以地表径流为主（17.90 mm）；融化发展期和完全融化期降水输入106.29 mm和207.31 mm，水分支出以蒸散发为主，其中植被蒸腾占78.11%和71.54%。土壤水分在冻结发展期和完全融化期呈现负均衡状态，而在完全冻结期和融化发展期，土壤水分呈现正均衡状态。研究结果为祁连山地区水资源形成和转化提供数据支持和理论依据。

关键词：祁连山浅山区 SHAW模型水热动态土壤冻融水量平衡

沙区生物土壤结皮演替对表层土壤养分和微生物群落组成的影响

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干旱区地理 2024年

作者：贺郝钰刘蔚常宗强侯春梅孙力炜迟秀丽中国科学院西北生态环境资源研究院文献情报中心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

生物土壤结皮是旱地生态系统的重要组成部分，在土壤表面生物和非生物因子的相互作用中发挥着重要作用。研究了腾格里沙漠南缘不同类型生物土壤结皮及其下0～2 cm和2～5 cm层土壤理化性质、微生物群落组成和酶活性，分析了土壤微生物群... 详细信息

生物土壤结皮是旱地生态系统的重要组成部分，在土壤表面生物和非生物因子的相互作用中发挥着重要作用。研究了腾格里沙漠南缘不同类型生物土壤结皮及其下0～2 cm和2～5 cm层土壤理化性质、微生物群落组成和酶活性，分析了土壤微生物群落组成和酶活性随结皮演替的变化特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明：（1）随着结皮向着以藓类为优势的群落演替，结皮层及下层土壤有机碳、全氮、全磷、EC及黏粉粒含量均呈显著增大趋势，但随土层深度的增加而显著减小；pH、容重及砂粒含量则呈相反趋势。（2）结皮层总PLFAs、细菌和真菌PLFAs均表现为藓结皮>地衣结皮>藻结皮，藓结皮与藻结皮相比分别增加了24%、15%和39%，而与藻结皮相比，藓结皮真菌和细菌PLFAs的比值（F:B）增加了20%。结皮下0～2 cm和2～5 cm土层微生物群落组成表现出相似的规律，但各参数均随土层深度的增加而显著减小。（3）结皮层及其下0～2 cm和2～5 cm层土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、纤维素酶、淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均随结皮演替而显著升高，但其活性均随土层深度的增加而显著减小。（4）土壤微生物群落组成和酶活性与土壤有机碳、全氮、全磷、EC和黏粉粒含量呈显著正相关，而与pH、容重及砂粒含量呈显著负相关。结构方程模型分析表明结皮演替引发的土壤化学属性的变化是微生物群落和酶活性的关键驱动因子。

关键词：微生物群落酶活性生物土壤结皮演替沙区

中国西北干旱内陆区季风-西风交互作用研究进展

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高原气象 2024年

作者：肖生春苏靖茸彭小梅田全彦中国科学院大学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全国重点实验室

中国西北内陆干旱区存在季风和西风两个气候变化模态，是季风-西风交互作用影响区。对该区域气候环境的研究具有重要的理论和现实意义，也是当前全球变化研究中备受关注的前沿问题。本文通过梳理前人对季风、西风区及其边缘活动带界定... 详细信息

中国西北内陆干旱区存在季风和西风两个气候变化模态，是季风-西风交互作用影响区。对该区域气候环境的研究具有重要的理论和现实意义，也是当前全球变化研究中备受关注的前沿问题。本文通过梳理前人对季风、西风区及其边缘活动带界定、器测和代用指标的两大环流气候影响及其交互作用研究进展，认为今后需加强对西风模态及其与季风交互作用、区域界定、高分辨率大时空尺度驱动机制的相关研究，以期推动区域全球变化响应及其动力机制等学科领域发展，为西北干旱区区域沙漠化治理和国家生态安全战略提供科技支撑和决策理论依据。

关键词：西风带东亚季风边缘区西北干旱内陆区季风-西风交互作用

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流动沙丘先锋植物沙蓬种子库和萌发特性综述

草业科学 2024年

作者：刘雨洁孙红李晓凤冉瑞兰陈国雄赵鹏善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甘肃省寒区旱区逆境生理与生态重点实验室中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院大学

沙蓬（Agriophyllum squarrosum）是流动沙丘先锋植物，逆境适应能力强，具有重要的生态恢复功能。沙蓬种子沙米，营养价值均衡全面，食用已逾千年，可作为一种未来作物以提升我国北方干旱区粮食供给多样性。自上世纪八十年代以来，关... 详细信息

沙蓬（Agriophyllum squarrosum）是流动沙丘先锋植物，逆境适应能力强，具有重要的生态恢复功能。沙蓬种子沙米，营养价值均衡全面，食用已逾千年，可作为一种未来作物以提升我国北方干旱区粮食供给多样性。自上世纪八十年代以来，关于沙蓬的研究主要集中在生理生态特性方面。本文系统梳理了沙蓬的先锋植物属性，总结了沙蓬植冠种子库和土壤种子库在沙丘植被演替早期的生态作用，分析了沙蓬生长季连续萌发模式，明确了沙蓬种子存在休眠现象。沙蓬最佳萌发条件为黑暗、0.5 cm沙埋深度和昼夜变温。在解除干旱胁迫、盐渍胁迫以及种子休眠后，沙蓬可以恢复到较高的萌发率。总之，本文较为全面地阐述了沙蓬适应流动沙丘的生理生态机制，为开展沙蓬遗传驯化、选育栽培适宜品系奠定了理论基础。

关键词：沙蓬先锋植物种子库种子萌发

青海省畜牧CO排放与经济效益的脱钩关系及其驱动效应分析

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生态学报 2024年

作者：李军豪裴孝东杨国靖石贵张聪周立华中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院大学干旱区生态安全与可持续发展重点实验室中国科学院科技战略咨询研究院

温室气体排放量的增加是全球气候变暖的主要原因，其中畜牧业则是温室气体排放的重要来源。为推动畜牧业的发展并有效减少温室气体排放，青海省积极推进了生态畜牧业建设，以统筹协调生态保护和畜牧业的可持续发展。但目前尚不清楚生态... 详细信息

温室气体排放量的增加是全球气候变暖的主要原因，其中畜牧业则是温室气体排放的重要来源。为推动畜牧业的发展并有效减少温室气体排放，青海省积极推进了生态畜牧业建设，以统筹协调生态保护和畜牧业的可持续发展。但目前尚不清楚生态畜牧业能否在促进碳减排的同时保持经济效益。为解决这个问题，推动畜牧业低碳发展，分析了2008—2018年青海省畜牧业CO2排放的演变特征，并采用Tapio脱钩弹性和对数平均迪氏指数法（LMDI）模型，对畜牧经济效益与畜牧CO2排放之间的脱钩关系及其驱动因素展开了研究。研究结果表明：（1）在青海省生态畜牧业政策的大力推行下，畜牧CO2排放量和畜牧业产值尽管均呈增加趋势，但畜牧CO2排放强度下降了48.05%，表明青海省畜牧业正在逐渐走上绿色低碳的高质量发展道路。（2）畜牧CO2排放量与畜牧经济效益之间呈现以弱脱钩为主的较理想状态，但易受区域自然禀赋、生态保护政策调整和市场价格的影响。这说明青海省畜牧业低碳发展具有较大潜力，建议持续加强生态畜牧业建设，提高抗风险能力。（3）在生态保护政策和生态畜牧业建设的背景下，畜牧业技术效率、产业结构和农村人口比例是推动畜牧CO2排放与经济效益脱钩的重要因素。为实现畜牧业高质量发展，本研究提出了推进青海省畜牧业低碳发展的相应建议。以期统筹畜牧业在碳减排与经济效益之间取得平衡，为生态畜牧业发展的相关政策制定和决策提供科学依据，对于推动我国绿色低碳畜牧业的可持续发展具有重要意义。

关键词：温室气体畜牧业CO 经济效益脱钩效应畜牧业低碳发展

科尔沁沙地防沙治沙实践与生态可持续修复浅议

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中国沙漠 2024年第4期44卷 302-314页

作者：李玉强王旭洋郑成卓连杰刘新平龚相文段育龙牟晓明王立龙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甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站甘肃兰州730000 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 中国科学院大学北京100049

地处中国北方农牧交错带东南端的科尔沁沙地,本应是水草丰美的疏林草地景观,然而脆弱的生态环境基质条件叠加气候变化与不合理的人类活动影响,使其成为现代沙漠化最严重的区域之一。在中国防沙治沙的实践进程中,科尔沁沙地率先实现了沙... 详细信息

地处中国北方农牧交错带东南端的科尔沁沙地,本应是水草丰美的疏林草地景观,然而脆弱的生态环境基质条件叠加气候变化与不合理的人类活动影响,使其成为现代沙漠化最严重的区域之一。在中国防沙治沙的实践进程中,科尔沁沙地率先实现了沙漠化逆转,但在全球变化背景下该区的防沙治沙形势依然严峻。本文重点梳理了科尔沁沙地在过去几十年防沙治沙中形成的独具特色的治理模式及成效,归纳了科尔沁沙地歼灭战攻坚行动启动以来各省区的行动方案,探讨分析了新时代防沙治沙面临的主要问题与挑战,并针对性地提出了生态可持续修复的对策建议,以期为科尔沁沙地生态环境高水平保护修复与经济社会高质量发展提供科技支撑。

关键词：北方风沙区沙地生态系统沙漠化防治治沙模式生态修复

民勤荒漠绿洲过渡带多枝柽柳冠层降水再分配特征及其影响因素

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干旱区资源与环境 2024年第11期 168-178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衡阳师范学院外国语学院

植被冠层降水再分配驱动的水分循环对陆地生态系统类型的分布和演替具有重要意义。但是，干旱区典型灌木的降水再分配过程未受到学术界的足够重视。文中于2020年6-9月份对民勤荒漠绿洲过渡带多枝柽柳的降水再分配、气象因素、冠层特征... 详细信息

植被冠层降水再分配驱动的水分循环对陆地生态系统类型的分布和演替具有重要意义。但是，干旱区典型灌木的降水再分配过程未受到学术界的足够重视。文中于2020年6-9月份对民勤荒漠绿洲过渡带多枝柽柳的降水再分配、气象因素、冠层特征和土壤水分进行了定点观测，旨在明晰多枝柽柳的降水再分配特征及其影响因子。研究结果表明：1)冠层截留、穿透雨和树干茎流分别占大气降水量的16.3%、81.2%和2.5%。2)大气降水特征(降水量、降水历时和降水强度)是多枝柽柳降水再分配的主要影响因子，当降水量和降水历时分别为1.7mm和3h便可产生树干茎流；当大气降水量约为3mm时，多枝柽柳冠层达到最大持水量。3)多枝柽柳降水再分配各组分与冠层形态间的关系受到大气降水特征的影响。4)多枝柽柳树干茎流平均水分汇集率为4.73,该水分汇集效应可以显著增加其基部处0-50cm深度的土壤含水量(P研究结果为了解干旱区生态系统格局演变和植被与水文过程相互作用机制提供数据支持。

关键词：多枝柽柳冠层截留穿透雨树干茎流荒漠绿洲过渡带