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基于ERA-5数据集的陕西省气象-水文干旱传播与响应研究

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干旱地区农业研究 2025年第1期43卷 258-266页

作者：申曼华黄领梅余小波申奥史荣情李佳西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710000

基于ERA-5陆地再分析月尺度降水和径流数据,计算陕西省1952—2022年标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI),结合M-K检验、游程理论和皮尔逊相关系数,揭示气象-水文干旱的传播与响应特征。结果表明:(1)陕西省气象干旱发生的次数高于... 详细信息

基于ERA-5陆地再分析月尺度降水和径流数据,计算陕西省1952—2022年标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI),结合M-K检验、游程理论和皮尔逊相关系数,揭示气象-水文干旱的传播与响应特征。结果表明:(1)陕西省气象干旱发生的次数高于水文干旱,两者的发生频次在空间上有显著差异,陕北多发气象干旱,关中中东部和陕南南部多发水文干旱。(2)陕西省SPI 3和SRI 3整体呈逐年下降趋势,SPI 3和SRI 3的持续性在时空分布中有显著差异,SPI 3的Hurst指数变化幅度较小,持续性弱;SRI 3变化幅度大,且陕北持续性最强,关中次之,陕南最弱。(3)陕北的气象-水文干旱传播率最低,关中地区次之,陕南最高;在发生气象轻旱和特旱时,最大可能会紧接着发生同等级的水文干旱。(4)空间上,陕西省气象-水文干旱响应时间以秦岭为分界线,秦岭以南响应迅速,以北响应迟钝;时间上,夏季最敏感,响应最快,春季响应最慢;陕北北部高海拔地区的气象-水文相关性最弱,全年小于0.5。

关键词：气象干旱水文干旱传播响应时间陕西省

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水量损失减控下塔河流域供水潜力挖掘

水力发电学报 2025年第1期44卷 111-123页

作者：白涛张昊洪良鹏刘东西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 新疆塔里木河流域管理局新疆库尔勒841000

为缓解干旱荒漠区生活、生产、生态用水之间的矛盾,以塔里木河流域的阿克苏河、和田河、叶尔羌河三条源流以及干流为研究对象,针对流域蒸发渗漏损失严重、源流与干流水量分配失衡等问题,以河道与平原水库的蒸发渗漏水量损失减控为抓手,... 详细信息

为缓解干旱荒漠区生活、生产、生态用水之间的矛盾,以塔里木河流域的阿克苏河、和田河、叶尔羌河三条源流以及干流为研究对象,针对流域蒸发渗漏损失严重、源流与干流水量分配失衡等问题,以河道与平原水库的蒸发渗漏水量损失减控为抓手,结合重大水利工程布局与调整,建立并求解了2018现状、2025近期、2035远期规划水平年水资源配置的模拟与优化模型。从山区水库替代平原水库的新角度进行水资源配置,有效减少了河流及水库的蒸发渗漏损失,并挖掘2025、2035水平年流域供水潜力3.50亿m^(3)、4.96亿m^(3),可新增灌溉面积3.13万ha、4.52万ha,极大程度地缓解了源流区与干流区用水矛盾,为地区经济社会发展、国家粮食安全战略提供助力。

关键词：水资源配置水量损失减控河损与库损供水潜力塔里木河流域

小球藻与放线菌联用对促进风沙土养分转化与减缓水分入渗的影响

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农业工程学报 2025年

作者：曲植席梓轩李佳宇李曼刘禛西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安理工大学水利水电学院

为探究小球藻与放线菌施用对风沙土的改良作用，该研究以新疆和田地区的典型风沙土作为研究对象，在土壤中添加不同量与不同配比的小球藻和放线菌（藻菌剂），室内避光培养40 d，培养过程中监测土壤pH值、有机质、全氮、NH4+-N、NO3--N... 详细信息

为探究小球藻与放线菌施用对风沙土的改良作用，该研究以新疆和田地区的典型风沙土作为研究对象，在土壤中添加不同量与不同配比的小球藻和放线菌（藻菌剂），室内避光培养40 d，培养过程中监测土壤pH值、有机质、全氮、NH4+-N、NO3--N等指标变化，培养结束后通过水分一维垂直入渗试验分析土壤入渗特性。结果表明：1）施加小球藻降低了土壤pH值（0.273～0.570）;2）施加小球藻与放线菌显著增大土壤有机质含量（26.99%～54.38%）与全氮含量（15.02%～58.43%）;3）施加小球藻与放线菌增大了无机氮占全氮比例；4）施加小球藻显著减缓土壤水分一维垂直入渗过程。综上，添加藻菌剂可有效改良风沙土，以期为后续风沙土改良技术的研发与推广提供重要理论依据。

关键词：养分入渗土壤风沙土改良小球藻放线菌

小球藻与放线菌联用对促进风沙土养分转化与减缓水分入渗的影响

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农业工程学报 2025年第02期 146-154页

作者：曲植席梓轩李佳宇李曼刘禛西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安理工大学水利水电学院

为探究小球藻与放线菌施用对风沙土的改良作用，该研究以新疆和田地区的典型风沙土作为研究对象，在土壤中添加不同量与不同配比的小球藻和放线菌（藻菌剂），室内避光培养40 d，培养过程中监测土壤pH值、有机质、全氮、NH4+-N、NO3--N等指标变化，培养结束后通过水分一维垂直入渗试验分析土壤入渗特性。结果表明：1)施加小球藻降低了土壤pH值（下降0.273～0.570）;2)施加小球藻与放线菌显著增大土壤有机质含量（增幅26.99%～54.38%）与全氮含量（增幅15.02%～58.43%）;3)施加小球藻与放线菌增大了无机氮占全氮比例；4)施加小球藻显著减缓土壤水分一维垂直入渗过程。综上，添加藻菌剂可有效改良风沙土，可为后续风沙土改良技术的研发与推广提供重要理论依据。

关键词：养分入渗土壤风沙土改良小球藻放线菌

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陕西省山洪灾害时空异质特征及驱动力研究

人民黄河 2025年第2期47卷 67-73页

作者：张梦园解建仓杨雪西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048

山洪灾害时空异质特征研究是制定山洪灾害防治政策和措施的重要依据。为加强陕西省区域山洪灾害防治的针对性,采用标准差椭圆、重力模型等方法对山洪灾害时空分布特征进行分析,利用地理探测器定量评价陕北、关中、陕南3个区域山洪灾害... 详细信息

山洪灾害时空异质特征研究是制定山洪灾害防治政策和措施的重要依据。为加强陕西省区域山洪灾害防治的针对性,采用标准差椭圆、重力模型等方法对山洪灾害时空分布特征进行分析,利用地理探测器定量评价陕北、关中、陕南3个区域山洪灾害驱动因子及其相互作用。结果表明:陕北山洪灾害高发期由8月提前至7月;山洪灾害高发区逐渐向陕南东南部转移;陕北、关中、陕南地区最强驱动降雨分别为暴雨、大雨、中雨,决策者应考虑不同区域间山洪灾害驱动力的差异,因地制宜制定防洪措施。

关键词：山洪灾害时空分布标准差椭圆地理探测器陕西省

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西柳沟流域土壤风蚀时空变化及其对景观格局的响应

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水土保持研究 2025年第2期32卷 14-23页

作者：姜雅琼王添李占斌张晓明郭兴月李鹏张铁钢西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 中国水利水电科学研究院内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站呼和浩特010020

[目的]探究西柳沟流域土壤风蚀与景观格局的响应关系,为该地区生态修复提供科学依据。[方法]基于气象、土壤、植被覆盖、土地利用等数据,采用修正土壤风蚀模型(RWEQ),计算分析了2005—2020年流域内土壤风蚀量及其影响因子,阐明了流域内... 详细信息

[目的]探究西柳沟流域土壤风蚀与景观格局的响应关系,为该地区生态修复提供科学依据。[方法]基于气象、土壤、植被覆盖、土地利用等数据,采用修正土壤风蚀模型(RWEQ),计算分析了2005—2020年流域内土壤风蚀量及其影响因子,阐明了流域内土地利用变化特征。[结果](1)2005—2020年,西柳沟流域土壤风蚀量呈先增长后下降趋势,2005年、2010年、2015年、2020年的平均风蚀量分别为36.9,39.4,45.3,39.4 t/(hm^(2)·a),且在空间上总体呈现“北强、南弱”趋势。(2)气象因子值在2015年前后变化显著;空间上,其值在流域北部低南部高,中部变化较大。(3)流域主要以裸地和低植被覆盖度为主,占总面积79%以上;土地利用主要以草地为主,占总面积82%以上,草地面积总体呈增加趋势,整体较为破碎,斑块形状向复杂化发展。自2010年起,草地中度、强烈风蚀占比均超过85%。[结论]西柳沟流域风蚀量在长期生态保护修复下略有降低,但在气候变化和人类活动影响下,未来科学实施生态修复依旧是西柳沟流域的重要研究方向。

关键词： RWEQ模型土壤风蚀土地利用景观格局

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荒漠草原土壤盐分空间变异特征研究

土壤通报 2025年第01期56卷 87-95页

作者：张靖康宋乃平杨霜奇王兴陈林王启学宁夏大学生态环境学院宁夏大学西北土地退化与生态系统恢复国家重点实验室培训基地西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室

【目的】探究干旱半干旱区土壤盐分的空间变异特征，为干旱半干旱区荒漠草原植被类型的盐渍化土壤改良提供理论基础和参考价值。【方法】以荒漠草原土壤盐分空间分布为研究内容，于2019年5月份在盐池县哈巴湖自然保护区周边的144 km2地... 详细信息

【目的】探究干旱半干旱区土壤盐分的空间变异特征，为干旱半干旱区荒漠草原植被类型的盐渍化土壤改良提供理论基础和参考价值。【方法】以荒漠草原土壤盐分空间分布为研究内容，于2019年5月份在盐池县哈巴湖自然保护区周边的144 km2地区，采用GPS定位技术和网格取样法，对研究区域内的144个样点进行土壤取样，运用经典统计学和地统计学相结合的方法，探究不同深度土层盐分含量的空间变异特征。【结果】（1）研究区土壤pH值介于8.85～9.03，土壤盐分含量普遍较高，介于8.692～16.728 g kg-1之间，其中0～20 cm土层的土壤盐分含量最大，显著高于其他各层（P <0.05），各层土壤盐分的变异系数范围为0.642～0.794，属于中等变异。（2）0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层土壤盐分半方差函数最佳理论模型为指数模型，60～80 cm和80～100 cm土层为球状模型。（3）变程范围为2.84～14.63 km，随着土壤深度的增加，变程逐渐变大，块基比（C0/Sill）逐渐减小，空间自相关性增强。【结论】各层土壤盐分空间分布规律基本一致，分布格局主要以斑块状分布格局为主，除20～40 cm土层的土壤盐分分布格局为条带状分布格局外，土壤盐渍化程度由东北向西南方向逐渐减轻。

关键词：干旱半干旱地区荒漠草原地统计空间变异土壤盐分含量

三江源地区2000—2020年水土保持服务时空变化及驱动因素

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水土保持通报 2025年第1期45卷 286-295,316页

作者：佘欢李鹏王孝康肖列王周杨秀玲宁静张泽宇西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局重点实验室陕西西安710048 国家林业和草原局西北林业调查规划院陕西西安710001 青海省林业和草原局青海西宁810008

[目的]探究三江源地区水土保持服务时空变化及成因,为该地区环境保护及可持续发展提供科学依据与数据支撑。[方法]基于NPP法定量评估2000-2020年三江源地区水土保持服务能力,并采用参数最优地理探测器对其进行驱动因素分析。[结果](1)20... 详细信息

[目的]探究三江源地区水土保持服务时空变化及成因,为该地区环境保护及可持续发展提供科学依据与数据支撑。[方法]基于NPP法定量评估2000-2020年三江源地区水土保持服务能力,并采用参数最优地理探测器对其进行驱动因素分析。[结果](1)2000-2020年,三江源地区的土地利用发生了一定的变化,耕地、草地、水域和建设用地面积不断扩大,林地和未利用地面积双双减小;三江源地区主要以草地为主,其次是水域和林地。20 a间植被覆盖度基本呈现平稳增加的趋势,整体呈“东高西低”的空间分布格局。(2)2000-2020年,三江源地区土保持服务能力指数呈现N形的变化趋势,但总体上呈现增加趋势,增速为26.13%,水土保持服务能力显著提高;水土保持服务能力分布较为一致,整体呈现“东高西低”的空间分布格局。2000-2020年三江源地区重心始终在玛沁县的西部,水土保持能力向西北方向增大且多方向外延,工程实施效果显著。(3)植被覆盖度、地均GDP、放牧强度对于水土保持服务影响较大。植被覆盖度与地均GDP、年平均降雨、放牧强度等多个因子交互作用解释力均较强。[结论]三江源地区应继续实施天然林保护工程,开展森林保育和修复大力提升森林蓄积量;采取合理放牧、建设人工草地、围栏封育、补播等措施对生态进行保护。

关键词：水土保持服务时空演变地理探测器驱动因素三江源地区

库布其沙漠植被净初级生产力时空演变规律及其气象驱动因素分析

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农业机械学报 2025年第1期56卷 424-433页

作者：陈皓锐经思思叶苏蒙代天金吴立鹏苗平马红丽吴雨箫陈俊英中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院水利研究所西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室鄂尔多斯市河湖保护中心

为探究库布其沙漠植被净初级生产力（Net primary production, NPP）的时空演变规律及其气象驱动因素，利用2001—2023年的MOD17A3HGF NPP数据，采用趋势分析、稳定性分析、相关分析、重要性分析等研究方法，分析库布其沙漠年均NPP的时... 详细信息

为探究库布其沙漠植被净初级生产力（Net primary production, NPP）的时空演变规律及其气象驱动因素，利用2001—2023年的MOD17A3HGF NPP数据，采用趋势分析、稳定性分析、相关分析、重要性分析等研究方法，分析库布其沙漠年均NPP的时空变化特征及其与潜在蒸散发、降水量、相对湿度、温度、水汽压亏缺量、风速等影响因素之间的关系。结果表明，2001—2023年库布其沙漠年均NPP为108.60 g/（m2·a）,范围为75.69～134.97 g/（m2·a）,整体呈现波动上升趋势。空间上，植被NPP主要分布在呼和木独镇西北部、吉日嘎朗图镇北部以及独贵塔拉镇东北部和南部。库布其沙漠地区植被NPP总体上为极显著增加趋势，稳定性波动较大，空间变异性显著。未来趋势分析表明，73.58%植被NPP具有反持续性，揭示了未来库布其沙漠植被NPP可能出现与当前变化趋势相反的情况。植被NPP与温度和降水量呈正相关的像元数占总像元数的比例最高，分别为90.56%和98.07%;植被NPP与风速和相对湿度呈负相关的比例最高，达60.57%和75.57%。潜在蒸散发和降水量为影响库布其沙漠植被NPP变化的主导因子。库布其沙漠植被NPP存在较强的时空异质性。本研究为荒漠生态系统的管理和可持续发展提供了科学依据。

关键词：库布其沙漠净初级生产力时空变化相关系数气象驱动因素