干旱区气候变化及其对山地森林生态系统稳定性和水文过程影响研究进展 被引量：6

1

作者 常学向 赵文智 田全彦 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2024年第2期228-236,共9页

在干旱区,水是形成绿洲的根本要素。干旱区高寒山地是维系西北干旱区绿洲存在、是当地国民经济持续发展和生态环境稳定的水源地,山地森林生态系统具有重要的涵养水源功能,有“绿色水库”之称。气候变化将改变山地生态系统结构、组成和... 在干旱区,水是形成绿洲的根本要素。干旱区高寒山地是维系西北干旱区绿洲存在、是当地国民经济持续发展和生态环境稳定的水源地,山地森林生态系统具有重要的涵养水源功能,有“绿色水库”之称。气候变化将改变山地生态系统结构、组成和水循环,加剧水资源短缺,威胁干旱区绿洲安全。回顾并综述了干旱区气候变化及其对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程的影响研究进展,指出了研究中存在的问题,并提出未来在干旱区山地仍需要评估优于1 km空间分辨率的气候变化趋势,从多尺度、多界面、多学科、多方法开展气候变化对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程影响的综合研究,以促进干旱区山地生态学的发展,为干旱区管理部门提供适应和缓解气候变化、科学的制定气候变化条件下水资源管理方案、实现水资源的有效管理奠定理论基础,促进干旱区气候变化条件下的环境和社会经济可持续性发展。 展开更多

关键词 气候变化 生态系统稳定性 森林生态水文过程 干旱区高寒山地

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干旱、半干旱区光伏发电设施的生态-水文效应研究评述 被引量：16

2

作者 吴川东 苏泽兵 +2 位作者 刘鹄 赵文智 余海龙 《高原气象》 CSCD 北大核心 2021年第3期690-701,共12页

干旱、半干旱地区具有少雨、入射辐射强的特点,是发展大规模光伏产业的理想区域,但光伏设施的建造运营会改变辐射、降雨等环境要素的空间分配,将对干旱、半干旱区脆弱的生态系统产生影响。从局地微气候、生态水文过程、区域生态格局和... 干旱、半干旱地区具有少雨、入射辐射强的特点,是发展大规模光伏产业的理想区域,但光伏设施的建造运营会改变辐射、降雨等环境要素的空间分配,将对干旱、半干旱区脆弱的生态系统产生影响。从局地微气候、生态水文过程、区域生态格局和节能减排等角度评述了光伏发电设施的潜在生态水文效应,系统总结了近20年来国内外关于光伏产业发展对生态环境影响方面的研究成果。指出干旱、半干旱区大型光伏设施改善了光伏阵列间局地微气候与土壤温湿度,使得局地植被盖度和固碳潜力有所增加,但也产生了一些负面影响,如破坏了动物的栖息地、捕食策略和食物可获得性等。认为未来需加强对大型光伏系统影响下的生态水文过程的观测,识别生态水文变化机制,建立不同时空尺度下的概念模型和物理模型,探索"跨界融合"的商业模式,提高干旱、半干旱区光伏系统的环境效益和经济效益。 展开更多

关键词 光伏设施 生态水文过程 辐射 土壤水分 固碳潜力

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土壤碳循环主要过程对气候变暖响应的研究进展 被引量：15

3

作者 陈龙飞 何志斌 +2 位作者 杜军 杨军军 朱喜 《草业学报》 CSCD 北大核心 2015年第11期183-194,共12页

目前,土壤呼吸等碳循环过程对气候变暖的响应仍是气候变化预测模型中不确定性的主要来源。本文以土壤呼吸为切入点,首先论述了土壤呼吸对气候变暖的响应及适应机制,并从土壤微生物(土壤呼吸的主体)、土壤有机碳分解的温度敏感性(土壤呼... 目前,土壤呼吸等碳循环过程对气候变暖的响应仍是气候变化预测模型中不确定性的主要来源。本文以土壤呼吸为切入点,首先论述了土壤呼吸对气候变暖的响应及适应机制,并从土壤微生物(土壤呼吸的主体)、土壤有机碳分解的温度敏感性(土壤呼吸的反应底物)两个方面探讨了土壤碳循环过程对气候变暖的响应;随后论述了气候变暖与其他气候变化因子之间、地上与地下部分之间的协同作用对土壤碳循环过程的影响。得到以下主要结论:气候变暖可以影响土壤微生物的生理活性,甚至改变其群落结构,从而使土壤呼吸对增温产生适应;土壤有机碳分解对增温的敏感性由有机碳的化学组成结构、环境因子对其的保护作用、土壤微生物的生理特性等因素决定。并在此基础上提出了未来的研究重点:1)将土壤微生物过程耦合到气候变化模型中;2)积极探索新的土壤微生物研究方法;3)设置长期定位实验,研究多个气候变化因子之间的综合作用;4)加强地上、地下生态过程的系统研究。 展开更多

关键词 气候变暖 土壤碳循环 土壤呼吸 土壤微生物 土壤有机碳

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干旱荒漠区斑块状植被空间格局及其防沙效应研究进展 被引量：29

4

作者 胡广录 赵文智 王岗 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第24期7609-7616,共8页

斑块状植被相对稳定的空间格局是其适应环境的结果,也是干旱区植被存在的主要形式。干旱荒漠区植被对土壤风蚀的防护功能不仅与盖度、高度有关,而且与植被空间格局有关。以往的研究多侧重于植被盖度和高度对防护功能的影响,而对植被格... 斑块状植被相对稳定的空间格局是其适应环境的结果,也是干旱区植被存在的主要形式。干旱荒漠区植被对土壤风蚀的防护功能不仅与盖度、高度有关,而且与植被空间格局有关。以往的研究多侧重于植被盖度和高度对防护功能的影响,而对植被格局影响防沙效应的研究相对薄弱。干旱区斑块状格局的植被能否防沙、防沙效应如何一直是防沙治沙工程研究中的焦点问题。综述了干旱区斑块状植被空间格局特征、形成演化及防风固沙效应等方面的研究进展,提出未来应借助3S技术手段和模型模拟方法,加强对斑块状植被空间格局与风蚀风积过程的互馈关系、斑块动态的驱动因素和斑块状植被格局防沙功能的尺度效应研究。 展开更多

关键词 斑块植被 空间格局 风蚀风积 防沙效应 干旱荒漠区

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黑河下游地下水波动带地下水时空分布模拟研究-FEFLLOW模型应用 被引量：11

5

作者 李守波 赵传燕 冯兆东 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2009年第3期391-396,共6页

从黑河下游地下水波动带水文循环出发,确定影响地下水变化的重要补给排泄项,根据水文地质结构对研究区水力传导系数和给水度进行确定,并获得研究区参数分区。通过运行FEFLLOW模型,得到任意时段研究区地下水水头的空间分布。利用观测数... 从黑河下游地下水波动带水文循环出发,确定影响地下水变化的重要补给排泄项,根据水文地质结构对研究区水力传导系数和给水度进行确定,并获得研究区参数分区。通过运行FEFLLOW模型,得到任意时段研究区地下水水头的空间分布。利用观测数据对模拟结果验证并进行参数调整。结果表明:(1)15个观测点平均误差约为0.59 m,最小平均误差为0.18 m,最大平均误差1.09 m;(2)地下水的空间变化为以东西河为中心向两侧加深,研究区南部岩石山地和北部东西居延海之间地下水位较深,其它区域地下水位在1～4 m之间;(3)从模拟初始(1990年),研究区每年水量都处于一种负均衡状态,2000年之后略有改观,2003年出现了正均衡。但不同区域地下水年际变化的趋势不同,研究区内上下游的水位有上升趋势,而中游绿洲区水位以下降趋势为主。 展开更多

关键词 黑河下游 波动带 地下水 FEFLOW 时空分布

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黑河中游荒漠绿洲农业适应气候变化技术研究 被引量：2

6

作者 赵文智 杨荣 《气候变化研究进展》 CSCD 2010年第3期204-209,共6页

以我国第二大内陆河流域——黑河流域的中游荒漠绿洲为例,基于长期定位试验成果,研究了绿洲农业适应气候变化的技术及其潜力。结果表明,在田间水平上,垄沟灌溉种植、主栽作物与伴生植物混播种植、优化水肥管理、建立枣粮复合系统是绿洲... 以我国第二大内陆河流域——黑河流域的中游荒漠绿洲为例,基于长期定位试验成果,研究了绿洲农业适应气候变化的技术及其潜力。结果表明,在田间水平上,垄沟灌溉种植、主栽作物与伴生植物混播种植、优化水肥管理、建立枣粮复合系统是绿洲农业适应气候变化的有效技术;在绿洲水平上,调整农业种植结构、加大农田林网规格和减少农田林网的灌溉次数、降低防风固沙体系中高耗水树种——杨树的比例等技术是应对气候变化的重要途径。综合评价结果表明,在黑河中游绿洲,通过推广上述技术,在不降低绿洲农业产值和不影响绿洲生态系统稳定性的前提下,初步估算每年可节水2.96×108m3,抵消了气温上升大约1℃所带来的蒸散发消耗量。 展开更多

关键词 气候变化 绿洲 水资源 适应技术

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荒漠绿洲区大田甜叶菊光合特性研究 被引量：1

7

作者 董海涛 孙宏义 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期42-46,共5页

在甘肃省河西走廊中部黑河中游绿洲边缘区,于8月中旬,对大田甜叶菊光合特性进行了分析研究.结果表明:大田甜叶菊光合速率日变化呈"双峰型",存在中午光合下调现象,日均值为(9.97±0.34)μmol/(m^2·s);蒸腾速率日变化... 在甘肃省河西走廊中部黑河中游绿洲边缘区,于8月中旬,对大田甜叶菊光合特性进行了分析研究.结果表明:大田甜叶菊光合速率日变化呈"双峰型",存在中午光合下调现象,日均值为(9.97±0.34)μmol/(m^2·s);蒸腾速率日变化呈"单峰型",日平均值为(5.99±0.54)mmol/(m^2·s);气孔导度变化趋势与蒸腾速率相似,日变化平均值为(0.15±0.01)mol/(m^2·s);甜叶菊水分利用效率平均值为1.76μmol CO_2/mmol H_2O.同时分析了光合指标与植株生物量,环境因子的相关性,发现光合速率与干叶产量,茎干生物量具有显著正相关性. 展开更多

关键词 甜叶菊 光合作用 环境因子 相关性

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干旱气候条件下多种潜在蒸发量估算方法对比研究 被引量：10

8

作者 焦丹丹 吉喜斌 +2 位作者 金博文 赵丽雯 张靖琳 《高原气象》 CSCD 北大核心 2018年第4期1002-1016,共15页

潜在蒸发量表征局地大气蒸发能力,是研究陆面过程和水文循环的关键参量。基于中国科学院临泽内陆河流域研究站2015 2016年实测气象数据,对比分析了综合法、辐射法和温度法共10种潜在蒸发量计算公式在河西走廊中段干旱气候条件下的差异,... 潜在蒸发量表征局地大气蒸发能力,是研究陆面过程和水文循环的关键参量。基于中国科学院临泽内陆河流域研究站2015 2016年实测气象数据,对比分析了综合法、辐射法和温度法共10种潜在蒸发量计算公式在河西走廊中段干旱气候条件下的差异,并将计算结果与台站内E601型和Φ20型蒸发皿记录的蒸发量数据进行了统计分析。结果表明:(1)影响E601型和Φ20型蒸发量的气象因素主要为饱和水气压差、净辐射和温度;(2)两种蒸发皿折算系数(ETp-E601/ETp-Φ20)的算术平均法和一元线性回归法计算值分别为0.65和0.62;(3)总体上综合法最适用,其次是辐射法,基于温度的各方法适用性最差;(4)综合法中FAO-56法最优,与E601型蒸发皿值拟合值为1.02(R2=0.70);其次是基于辐射的Doorenbos-Pruitt法,与Φ20型蒸发皿值拟合值为0.78(R2=0.85)。以上研究结果为估算我国西北干旱区及类似环境下潜在蒸发量提供了方法上的借鉴。 展开更多

关键词 潜在蒸发 蒸发皿 综合法 辐射法 温度法

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干旱区包气带土壤水分运移能量关系及驱动力研究评述 被引量：18

9

作者 周宏 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第18期6586-6597,共12页

包气带土壤能量和水分平衡及其驱动因子是维系地下水土壤植物大气连续体(GSPAC)系统中水分运移发生的关键因素。在降水稀少、水资源短缺的干旱地区,开展包气带土壤水分形态、运移过程与能量的耦合规律研究对揭示区域水资源形成和转化机... 包气带土壤能量和水分平衡及其驱动因子是维系地下水土壤植物大气连续体(GSPAC)系统中水分运移发生的关键因素。在降水稀少、水资源短缺的干旱地区,开展包气带土壤水分形态、运移过程与能量的耦合规律研究对揭示区域水资源形成和转化机理具有极其重要的现实意义。文章总结了土壤水分运移理论研究进展,探讨了水分参与水文循环过程及干旱环境下土壤水分可能表现形态及其降雨入渗、再分布、渗漏、蒸发、毛管水上升等过程驱动机制,评述了包气带土壤水分与能量过程在不同空间尺度上生态水分效应。在一个非饱和土壤系统中,水分运移受包气带结构,土壤物理特征,植物根系和土壤生化环境的综合控制,物质和能量平衡改变是驱动水分循环的源动力,而土壤环境变化是导致水分运移形态的发生变化根本原因。因此,在气候变化背景下,研究干旱区土壤与大气界面以及包气带与饱和带界面水、汽、热耦合转化形式与能量驱动过程,能够提升我们对包气带土壤水分运移规律机理的深入理解,丰富对区域气候和水文变化认知。为干旱区生态植被恢复建设和水资源精细化管理提供理论向导。 展开更多

关键词 干旱区 包气带 水分运移 能量 驱动力

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作物水分生产函数研究进展 被引量：17

10

作者 李中恺 刘鹄 赵文智 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期1781-1794,共14页

作物水分生产函数(cropwaterproductionfunctions,CWPF)一般指作物产量(cropyield,Y)与蒸散发(evapotranspiration, ET)之间的函数关系,是作物模型中联系水分和生产力的关键。本文系统地梳理了近半个世纪以来CWPF的相关研究,发现CWPF受... 作物水分生产函数(cropwaterproductionfunctions,CWPF)一般指作物产量(cropyield,Y)与蒸散发(evapotranspiration, ET)之间的函数关系,是作物模型中联系水分和生产力的关键。本文系统地梳理了近半个世纪以来CWPF的相关研究,发现CWPF受多种因素影响,不同地区获得的田间试验结果往往差异较大;常用的CWPF模型多是基于统计信息,缺少坚实的物理基础和可靠的理论支撑,在跨地区、跨物种应用时存在一定缺点。同时基于碳同化过程的机制模型和更为复杂的作物模型也因为参数过多而不易在实际中应用。在以往研究的基础上,从公开发表的41篇文献中筛选出592组田间试验数据,发现小麦产量与ET基本呈线性关系,但数据分布相对离散,而玉米、棉花、水稻因数据量较少其产量与ET关系不明显。利用生长季降水量和累计蒸发皿蒸发数据对不同地区获得的小麦水分生产函数进行了修正,发现改进后的小麦水分生产函数表现出较好的跨地区应用潜力(r2从0.36提高到0.75),并提出了进一步的CWPF修正思路。指出通过改进函数关系虽然能提高统计模型的可移植性,但发展机制模型仍是未来CWPF研究的根本出路。 展开更多

关键词 水分生产函数 作物蒸散发 作物产量 荟萃分析 模型修正

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一年生盐生植物耐盐碱机理研究进展 被引量：8

11

作者 李辛 赵文智 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期1-10,共10页

一年生盐生植物是盐生植物区系的重要组成部分,具有重要的生态价值和生态功能,已经成为许多植物生态环境关键问题研究的理想材料.本文回顾了国内外有关盐碱胁迫对一年生盐生植物影响的相关科学研究,种子萌发对盐碱胁迫的响应,生理和外... 一年生盐生植物是盐生植物区系的重要组成部分,具有重要的生态价值和生态功能,已经成为许多植物生态环境关键问题研究的理想材料.本文回顾了国内外有关盐碱胁迫对一年生盐生植物影响的相关科学研究,种子萌发对盐碱胁迫的响应,生理和外形特征对盐碱胁迫的响应,以及相应的耐盐碱机理.目前对一年生盐生植物的盐碱适应性研究虽然开展的较多,但缺乏系统性的工作,仍然有很多值得关注和着重探索的方向.本文也对未来一年生盐生植物的研究,从盐碱地植物功能性状、细胞及亚细胞水平上的相关研究及在作物改良中的运用等方面提出了展望. 展开更多

关键词 盐生植物 一年生 盐碱胁迫 响应机理

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稳定同位素在干旱区水分传输过程的研究进展 被引量：4

12

作者 赵春 张勇勇 +2 位作者 赵文智 周海 贾昂元 《生态科学》 CSCD 2020年第5期256-264,共9页

景观内部地下水-土壤-植物-大气界面的水分传输和不同景观界面间的水力联系是干旱区生态水文学研究的理论基础,对提高认识不同景观格局水文连通性具有重要意义。鉴于干旱区水分循环的复杂性,稳定同位素(δ2H、δ18O)在干旱区生态系统水... 景观内部地下水-土壤-植物-大气界面的水分传输和不同景观界面间的水力联系是干旱区生态水文学研究的理论基础,对提高认识不同景观格局水文连通性具有重要意义。鉴于干旱区水分循环的复杂性,稳定同位素(δ2H、δ18O)在干旱区生态系统水分传输研究中广泛应用。综述了稳定同位素在干旱区植物/土壤-大气界面水分转换、植物根系-土壤界面水力联系与根系吸水过程和土壤水-地下水相互作用方面的研究。提出未来研究发展方向:加强对干旱区非稳态条件蒸散发同位素量化;优化不同生境植物根系吸水的同位素模型;基于区域地下水-土壤-植被长时间序列同位素观测,阐明干旱区不同景观界面间的水力连通性机制。 展开更多

关键词 干旱区 稳定同位素 蒸散 根系吸水 地下水补给

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黑河中游临泽绿洲农田土壤有机质时空变化特征 被引量：23

13

作者 刘文杰 苏永中 +2 位作者 杨荣 范桂萍 杨秋 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2010年第2期170-176,共7页

土壤有机质是表征土壤质量的一个重要指标，持续稳定的有机质含量是土壤维持生产能力的基础。土壤有机质的动态演变可以表征土地利用和管理水平。结合地理信息系统，运用地统计方法研究了黑河中游的临泽县绿洲农田20多年来土壤有机质含... 土壤有机质是表征土壤质量的一个重要指标，持续稳定的有机质含量是土壤维持生产能力的基础。土壤有机质的动态演变可以表征土地利用和管理水平。结合地理信息系统，运用地统计方法研究了黑河中游的临泽县绿洲农田20多年来土壤有机质含量的时空变化特征。结果表明：（1）1982年0～20cm耕层土壤有机质含量平均为12．78±4．38g／kg，2008年平均为13．76±4．02g／kg；从1982—2008年，有机质含量总体有所上升。（2）两个时期的土壤有机质的实验变异函数值与理论变异函数拟合均较好；克立格插值和不同时期的有机质空间分布图叠加运算表明，由于人为活动的影响，土壤有机质的结构性空间变化程度有所减弱。（3）临泽县土壤有机质含量和变化具有一定的区域性特点：南部的山前平原地区土壤有机质含量较高，呈现上升趋势；中部地势低下的区域土壤有机质相对较高，由于农田面积扩大，有机肥供应不足而下降显著；北部绿洲与戈壁交错带土壤有机质偏低。总体来看，临泽县土壤有机质含量有所上升，但局部地区的有机质发生了下降。为了防止局部区域土壤有机质下降引起土壤退化，应该采取加大有机肥投入和实施秸秆还田等措施。 展开更多

关键词 土壤有机质 地统计学 时空变化 绿洲农田 临泽县

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干旱半干旱区植被生态需水量计算方法评述 被引量：73

14

作者 胡广录 赵文智 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期6282-6291,共10页

植被是生态系统的重要组成部分,在维持生态系统的平衡和稳定中起着重要的作用。对植被生态需水研究已成为水资源优化配置和生态环境建设研究中的热点问题。在综合分析有关研究文献的基础上,介绍了植被生态需水的概念。对干旱半干旱区植... 植被是生态系统的重要组成部分,在维持生态系统的平衡和稳定中起着重要的作用。对植被生态需水研究已成为水资源优化配置和生态环境建设研究中的热点问题。在综合分析有关研究文献的基础上,介绍了植被生态需水的概念。对干旱半干旱区植被生态需水量常用的几种计算方法——面积定额法、潜水蒸发法、植物蒸散发量法、水量平衡法、生物量法、基于遥感技术的计算法进行了详细综述,并对这些方法在实际应用中的优缺点予以评析。最后指出在"3S"技术应用、数值模型建立、尺度转换等方面加强研究,应是未来植被生态需水量计算方法完善创新的方向。 展开更多

关键词 植被 生态需水 计算方法 干旱半干旱区

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黄土高原丘陵沟壑区降雨侵蚀力的时空分布与变化趋势

15

作者 杨淋 张建国 +1 位作者 张建军 张勇勇 《水土保持通报》 北大核心 2025年第2期223-231,347,共10页

[目的]探究黄土丘陵沟壑区长时间序列降雨侵蚀力(1970—2020年)时空分布特征及变化趋势,揭示该区域土壤侵蚀的主要驱动力及其动态变化规律,为制定区域水土流失防治策略、修复脆弱的黄土高原生态系统提供有益参考。[方法]基于1970—2020... [目的]探究黄土丘陵沟壑区长时间序列降雨侵蚀力(1970—2020年)时空分布特征及变化趋势,揭示该区域土壤侵蚀的主要驱动力及其动态变化规律,为制定区域水土流失防治策略、修复脆弱的黄土高原生态系统提供有益参考。[方法]基于1970—2020年该区域67个气象站的降雨数据,采用基于日降雨量的简易算法模型,Machisplin插值法,Mann-Kendall法和小波分析法研究了黄河中游黄土丘陵沟壑区降雨侵蚀力的时间序列的突变点、趋势变化、周期性及空间分布特征。[结果]该区域多年平均降雨侵蚀力范围为739.97~1749.03(MJ·mm)/(hm^(2)·h),空间上由东南向西北递减。年际变化上,降雨侵蚀力整体呈小幅度增长趋势,最高年值为2013年的1915.09(MJ·mm)/(hm^(2)·h),最低年值为1974年的741.18(MJ·mm)/(hm^(2)·h)。年内分布中暖季降雨侵蚀力强度明显强于冷季,暖季的多年平均降雨侵蚀力达到599.01~1742.95(MJ·mm)/(hm^(2)·h),而冷季仅有27.61~171.11(MJ·mm)/(hm^(2)·h)。[结论]该区降雨侵蚀力呈现由东南向西北递减,年平均降雨侵蚀力呈现上升趋势,且年际间的波动较大,上升的黄土丘陵沟壑区的降雨侵蚀力在改善当地气候条件的同时,对当地的水土保持措施的功能稳定发挥和水土流失治理工作提出挑战。 展开更多

关键词 降雨侵蚀力 时空变化 黄土丘陵沟壑区

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晋西北丘陵风沙区柠条林下草本植物群落组成和种群生态位变化特征 被引量：12

16

作者 缑倩倩 刘婧 +1 位作者 王国华 赵峰侠 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第22期9069-9090,共22页

晋西北丘陵风沙区生态环境脆弱,是我国风沙活动危害最为严重的地区之一。为探究晋西北丘陵风沙区人工柠条林林下草本植物群落组成和种群生态位变化规律,以不同种植年限(撂荒地CK、6、12、18、40、50 a)人工柠条林林下天然草本植物群落... 晋西北丘陵风沙区生态环境脆弱,是我国风沙活动危害最为严重的地区之一。为探究晋西北丘陵风沙区人工柠条林林下草本植物群落组成和种群生态位变化规律,以不同种植年限(撂荒地CK、6、12、18、40、50 a)人工柠条林林下天然草本植物群落作为研究对象,对其群落组成、重要值及种群生态位变化特征进行分析。研究结果表明:(1)不同年限柠条林下天然草本植物组成共记录到22科41属52种,其中,种植前期(0-6 a)林下草本植物以一年生草本植物为优势类群,伴有少数多年生草本植物(3种);种植中期(12-18 a)林下草本植物主要由多年生草本植物(12种)为主,伴生有一年生草本植物(6种)及天然灌木(2种)组成;在种植后期(40-50 a),林下草本植物依然以多年生草本植物(12种)为主。(2)在不同年限柠条林下,草本植物生态位宽度和生态位重叠发生明显变化,种植前期(0-12 a)的优势类群为一年生先锋物种(米蒿和野燕麦),其生态位宽度最宽(9.46、9.34),且与其他物种的生态位重叠程度最大(0.3、0.29);而种植中后期(18-50 a)优势类群变为多年生草本植物,优势种披碱草与其他物种的生态位重叠程度最大(0.42),说明其为林下植物群落主要的优势种和泛化种。(3)柠条林种植后期(50 a),多数草本植物主要集中分布在生态位重叠系数DCA排序图的中心位置,说明在种植后期草本植物对相同环境的资源竞争激烈,林下草本植物群落处于演替过渡阶段。综上,人工种植柠条林相较于天然恢复(CK),更有利于增加草本植物群落的多样性,但林下植物群落对资源的竞争更为激烈。这些研究结果对干旱半干旱地区风沙区植被恢复和生态重建具有重要的参考价值,对人工林生态恢复具有重要意义。 展开更多

关键词 晋西北丘陵风沙区 柠条 群落组成 林下草本群落 重要值 生态位特征

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基于压力-状态-响应模型的黑河中游张掖市生态安全评价 被引量：23

17

作者 赵敏敏 何志斌 +2 位作者 蔺鹏飞 韩双宝 王思源 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第22期9039-9049,共11页

生态系统服务的状态与生态是否安全密切相关,生态系统服务的正常发挥是实现生态安全的前提。近年来,中国西北荒漠-绿洲扩张速度加快,改变了生态系统服务的供给与传输,进而影响了区域生态安全。以典型荒漠-绿洲区域黑河中游的张掖市为例... 生态系统服务的状态与生态是否安全密切相关,生态系统服务的正常发挥是实现生态安全的前提。近年来,中国西北荒漠-绿洲扩张速度加快,改变了生态系统服务的供给与传输,进而影响了区域生态安全。以典型荒漠-绿洲区域黑河中游的张掖市为例,基于压力-状态-响应模型,耦合生态系统服务理论,构建了黑河中游生态安全评价指标体系,评估了2001-2015年黑河中游生态安全演变趋势。研究结果表明黑河中游生态系统面临的资源消耗和环境污染压力越来越大,压力指数有所降低;部分地区出现植被退化、破碎化增加等现象,状态指数略有降低;在实施节水灌溉、产业转移、湿地保护等举措后,响应指数显著增加。总体来看,2001-2015年黑河中游生态安全水平呈现波动增长趋势,生态安全综合指数由0.3748增至0.5888,生态安全等级由"较不安全"达到"临界安全"状态,其中高效节水灌溉面积、生态用水量、地下水开采率等水资源相关要素是影响绿洲生态安全水平的主要因子。基于以上研究,提出了坚持生态保护优先、调整种植和产业结构、发展高效节水灌溉技术、提高公众生态保护意识等提高生态安全水平的相关对策与建议,以期为促进区域生态经济可持续发展提供支撑。 展开更多

关键词 黑河中游 压力-状态-响应模型 生态安全 生态系统服务

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极端降雨对晋西黄土区农地流域泥沙连通性的影响 被引量：4

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作者 冯娟龙 吴川东 +4 位作者 于洋 刘鹄 王百群 韦宝婧 赵炯昌 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期228-235,共8页

[目的]研究极端降雨事件对小流域坡沟系统泥沙连通性的影响,进而为流域综合治理与灾后重建提供理论依据。[方法]以地处黄土残塬区的晋西吉县蔡家川农地小流域为研究区,采用无人机与遥感影像对2021年10月山西极端降雨事件前后坡沟系统进... [目的]研究极端降雨事件对小流域坡沟系统泥沙连通性的影响,进而为流域综合治理与灾后重建提供理论依据。[方法]以地处黄土残塬区的晋西吉县蔡家川农地小流域为研究区,采用无人机与遥感影像对2021年10月山西极端降雨事件前后坡沟系统进行航测与实地调查,分析极端降雨前后的景观格局变化,量化坡沟系统泥沙连通性,识别滑坡点位空间分布与地形特征,评价流域内典型工程措施对极端降雨的响应。[结果]农地流域此次降雨历时84 h,累计降雨量160.4 mm,降雨强度1.9 mm/h,降雨频率0.16%,为百年一遇的极端暴雨。暴雨后流域斑块数量增加,景观形状指数增大,蔓延度指数减小,香农多样性指数减小。暴雨前流域内泥沙连通性分布不均,暴雨后泥沙连通性增大。暴雨后滑坡位点泥沙连通性减小,滑坡多发生在0°~10°和40°~50°的条件下,所占比例分别为29.11%和17.74%。[结论]极端暴雨事件诱发的滑坡影响了泥沙连通性,根据泥沙连通性空间变化可识别水土流失位点,能够用于评估典型水土保持工程措施对极端降雨的响应,研究结果可为流域综合治理及极端降雨事件发生后开展生态恢复提供支撑。 展开更多

关键词 极端暴雨 淤地坝 泥沙连通性 流域综合治理

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黑河流域植被水分利用效率时空分异及其对降水和气温的响应 被引量：23

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作者 刘婵 刘冰 +1 位作者 赵文智 朱钊岑 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期888-899,共12页

植被水分利用效率(WUE)是衡量植被生态系统碳水耦合关系的重要指标,研究其时空分异特征对区域水资源合理利用及配置有重要意义。基于改进的光能利用率模型CASA,模拟估算了黑河流域2000-2013年植被净初级生产力(NPP),结合ETWatch模型估... 植被水分利用效率(WUE)是衡量植被生态系统碳水耦合关系的重要指标,研究其时空分异特征对区域水资源合理利用及配置有重要意义。基于改进的光能利用率模型CASA,模拟估算了黑河流域2000-2013年植被净初级生产力(NPP),结合ETWatch模型估算的黑河流域2000-2013年蒸散数据ET,进一步估算了黑河流域植被水分利用效率WUE。分析了黑河流域NPP、ET和WUE空间格局和时间变化特征,探讨了WUE变化对降水和气温的相关性。结果表明:1)黑河流域空间上植被NPP在2000-2013年多年平均值为81.05 gC m-2 a-1,ET平均值为133.38 mm,植被WUE平均值为0.448 gC mm-1 m-2。植被NPP、ET与WUE的空间格局基本上类似,均呈现出自上游至下游逐渐减少的分布格局。2)黑河流域2000-2013年间植被平均NPP与平均WUE均呈现显著上升趋势(P<0.05),而ET平均值变化不显著。WUE年际变化斜率与其平均值在空间分布上存在一定的对应关系,空间上植被WUE的高值区同时是其呈增长趋势的主要区域,植被WUE平均值较低的区域其年际变化也趋于稳定。3)不同植被类型的WUE差异较为显著,植被自身受环境影响形成的生理生态参数是其WUE差异的主要原因,不同植被类型WUE平均值关系为:灌丛>草地>森林>农田>沼泽>荒漠。中游绿洲区栽培植被平均WUE仅为0.90 gC mm-1 m-2,因此应当重视提高其对水资源的利用效率。4)整体上黑河流域植被WUE年际变化主要受降水的影响,植被WUE与降水呈负相关的区域主要分布在中游绿洲灌溉区,表明人为活动干扰会削弱气候因素对植被WUE的影响。 展开更多

关键词 植被净初级生产力 蒸散 水分利用效率 CASA模型 黑河流域

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祁连山浅山区不同植被类型土壤水分时间异质性 被引量：46

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作者 刘鹄 赵文智 +1 位作者 何志斌 张立杰 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期2389-2394,共6页

资源供给的时间异质性与环境异质性对植被群落动态甚至景观格局的形成有着同等重要的意义。干旱区山地生态系统植被通常具有明显的空间自组织特征,土壤水分时间异质性可能在这种自组织格局的形成和稳定过程中扮演了重要角色。以祁连山... 资源供给的时间异质性与环境异质性对植被群落动态甚至景观格局的形成有着同等重要的意义。干旱区山地生态系统植被通常具有明显的空间自组织特征,土壤水分时间异质性可能在这种自组织格局的形成和稳定过程中扮演了重要角色。以祁连山排露沟小流域林草复合景观为例,通过连续监测林线附近草地、灌丛及林地对应的土壤水分状况,比较不同植被类型降水截留以及植物根系提水作用对土壤水分的影响,发现在生长季内典型月时间尺度上草地、灌丛及林地之间土壤水分时间异质性(变异系数CV)具有显著差异(5cm深度,F2,27=11.25,P<0.01;20cm深度,F2,27=5.51,P<0.01),草地与灌丛5cm深度土壤水分时间异质性(CV=0.65、0.61)明显高于林地(0.52),灌丛与林地20cm深度土壤水分时间异质性(CV=0.84、0.84)明显高于草地(0.72)。灌丛5cm深度土壤水分具有较高的时间异质性是因为其较高的冠层截留率,而草地表层5cm深度具有相对较高的时间异质性是因为强烈的土壤蒸发;20cm深度土壤水分时间异质性差异则主要由植被截留差异所致。不同植被类型5cm深度土壤水分时间异质性均明显低于20cm深度(P<0.01),土壤湿度变异系数最大值并不一定发生在表层。 展开更多

关键词 祁连山 降水 植被类型 土壤水分 时间异质性

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