青海湖湖温预估研究

青海湖对青藏高原的生态安全有着重要作用,深入理解青海湖未来湖表温度变化特征至关重要。本文通过站点观测数据和再分析数据评估第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Inter⁃comparison Project 6,CMIP6)中3个全球气候模式的常规气象数据,并利用观测数据和MODIS地表温度数据评估一维湖泊模式(Freshwater Lake Model,FLake)在青海湖的适用性,预测4种不同排放情景(SSP126、SSP245、SSP370、SSP585)青海湖未来湖温的演变趋势,阐明湖温变化的驱动机制及其对青海湖裸鲤生存环境的潜在影响。结果表明:(1)再分析数据和CMIP6多模式集合的历史气象数据优于单个模式。2015—2100年,青海湖年均湖表温度持续升高,但由于社会共享经济路径(Shared Socio⁃economic Pathway,SSP)和辐射强迫的差异,CMIP64种不同排放情景Flake模拟的湖表温度升温速率表现出明显差异。SSP126情景2050年后的升温速率低于历史水平,而在SSP245、SSP370和SSP585情景,2050年前后的升温速率均高于历史水平,气温是湖温上升的主要驱动因素。(2)未来不同时期的月、日最高湖表温度均出现在8月,近期(2021—2040年)各情景之间湖表温度差异较小,日均湖表温度基本在20.00℃以下;中期(2041—2080年)各情景间差异逐渐增大;远期(2081—2100年)8月日均湖表温度将超过20.00℃,多年日均湖表温度最高可达23.31℃,可对青海湖裸鲤的生长造成严重威胁,使其处于较高风险。

青海湖流域种子植物区系研究

青海湖流域位于青海省东部(36°15′~38°15′N,97°50′~101°45′E),处于青藏高原和黄土高原的过渡地带,海拔3 160~4 953 m,全区面积约29 660 km2,属于高原大陆性气候。该区有种子植物823种,隶属于61科231属,依次为青海种、科、属数的23.13%、62.89%和38.82%。区系分析结果表明:(1)该区系的种类仅有2.78种/km2,这在唐古特地区的众多自然区域中相对并不丰富。(2)包括中国特有植物种类在内,该区系的温带成分占99.00%,以绝对优势确定了本区系明显的温带性质。(3)木本种类少,少有古老的和原始的类群,而是以多年生草本为核心的植物区系。(4)该区的一些中国特有种是经其广布的亲缘种衍生而来,这是该区系年轻和衍生的性质的具体体现。(5)我国华北区系和西南高山区系均对该区具有不同程度的影响。(6)特有属少,特有种多数为水生植物,表现出青海湖独特而隐域性的水湿环境的特化结果。(7)中国特有种的核心成分是出现种类最多的甘肃—西藏—四川亚型。而在青藏高原植物亚区中,该区隶属于其中的唐古特地区。

青海湖高寒草原植被群落结构和水源涵养功能对禁牧封育的响应

【目的】探讨禁牧封育对青海湖植被群落结构和水源涵养功能的影响,对准确评估禁牧封育在青海湖退化草地恢复过程中的作用具有重要意义。【方法】对青海湖北岸高寒草原设置自由放牧及不同封育年限样地,分析封育措施对植物物种数、生物量、功能群、土壤容重、持水量及孔隙度等指标的影响。【结果】(1)随封育年限延长,青海湖北岸高寒草原物种数呈降低趋势,植被盖度、地上地下生物量均呈先增加后降低趋势,禾本科植物在群落中的重要值占比逐渐增加。(2)禁牧封育对青海湖北岸高寒草原土壤水分特征的影响主要集中在0—20 cm。随禁牧封育年限延长,0—20 cm土壤容重逐步降低,0—10 cm土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量及总孔隙度均呈先增加后稳定趋势。(3)土壤容重是影响青海湖北岸高寒草原植被群落结构的最主要土壤水分特征因子。【结论】从植被群落结构的角度考虑,青海湖高寒草原禁牧封育年限不应超过7年,超过7年应进行适度干扰。

青海湖入湖口水温演变初步研究

受全球气候变暖的影响,青藏高原湖泊、河流的温度显著升高,水温变化与水生生物的繁育息息相关,但目前对于青海湖裸鲤洄游产卵的重要场所——河流入湖口的水温研究较少,水温变化对于裸鲤产卵的影响也尚不明确。因此本研究基于刚察气象站观测数据、中国区域地面气象要素驱动数据集(CMFD)、欧洲中期天气预报中心第五代陆面再分析数据集(ERA5-Land)、第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的多模式数据,尝试利用Fresh water Lake Model(简称FLake模式)模拟青海湖最大支流布哈河入湖口处水温并评估其适用性,探讨了再分析数据和CMIP6多模式数据驱动模拟历史(1981—2014年)水温的集合的优越性,预估了未来时期(2024—2100年)三种情景下的水温演变及成因,结果表明:(1)CMFD和ERA5-Land模拟水温的集合优于单个模式的模拟水温且在短期和长期模拟结果精度都较好,CMIP6多模式长期的模拟水温集合优于单个模式的模拟水温,可以较好的再现再分析数据模拟水温的集合。(2)未来布哈河入湖口的水温随着排放强度的增加显著升高,与水温呈正相关的气象因子从大到小依次为气温、比湿、向下长波辐射和向下短波辐射,呈负相关的气象因子是风速;除远期高排放情景(SSP585)的向下短波辐射,其他情景的气象因子与水温的关系均通过了95%的显著性检验。(3)近期(2024—2040年),三种情景的水温较历史时期均有少许升高,水温间的差异不大,青海湖裸鲤产卵的窗口期略微缩短,水温升高会对裸鲤的产卵造成轻微影响;中期(2041—2060年),三种情景的水温进一步升高,水温间的差异逐渐显现,裸鲤的产卵窗口期明显缩短,水温升高对裸鲤的产卵有一定的危害;远期(2081—2100年),三种情景的水温差异更显著,SSP126和SSP245情景的升高速率减慢;SSP585情景的水温升高速率依旧加快,水温持续升高导致裸鲤的产卵窗口期显著缩短,一定程度限制了青海湖裸鲤的产卵活动。

繁殖洄游期青海湖裸鲤雌雄个体及群体对栖息地底质偏好选择的差异

为明晰青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)对栖息地底质的偏好,研究通过青海湖裸鲤栖息地调查筛选出5种典型栖息地底质类型,在青海湖支流沙柳河刚北干渠搭建配置有5种底质类型的青海湖裸鲤生境模拟池,采用偏好指数量化法,确定了雌雄个体偏好底质类型及偏好强度,分析了影响青海湖裸鲤底质选择的内外因素。结果表明:(1)单尾青海湖裸鲤雌鱼个体沙砾底质访问时间最长(2540s),雄鱼个体中小卵石底质访问时间最长(1960s);(2)青海湖裸鲤雌鱼只偏好沙砾底质(PI=6595.8),雄鱼偏好3种底质类型,其中中小卵石偏好程度最高(PR=10.3);(3)青海湖裸鲤雄鱼在群体底质选择中会跟随雌鱼的选择偏好,沙砾底质访问时间最长(2051s)。研究旨在为青海湖裸鲤河道底质改造、“自然”栖息地的营造提供理论依据。

环青海湖地区细石叶遗存新发现

2021年7月和2023年10月,青海省文物考古研究院与四川大学考古文博学院联合开展了环青海湖区域的考古调查工作。调查队在海晏县达玉村甘子河流域新发现细石器地点9处,并发现了其埋藏的原生层位。通过小规模试掘,获得了一些文化遗存,包括石制品、动物骨骼碎片及磨制骨器。初步年代学研究结果显示,遗址的年代为距今9500年左右。本文是对此次调查和发掘结果的初步报告与研究,新发现的石器地点为讨论史前狩猎采集者对青藏高原东北部高海拔区域的利用提供了新材料。

环青海湖骑行游客情感动态性的特征与发生机制

运用混合研究方法,以环青海湖骑行为例,揭示骑行游客情感动态性的特征,并基于地方理论和景观感知理论构建“区位-场所-情感”三维分析框架,识别情感动态性的发生机制。研究发现:①强度方面,与消极情感相比,游客积极情感的可变性及不稳定性的数值更高、数值区间更大,表明积极情感强度的波动程度更明显,游客之间的波动程度的差异性也更大。②多样性方面,游客消极情感多样性的变化最为明显,消极情感体验在骑行出发时最复杂,积极情感体验则在旅途结束时最复杂。③骑行所经之地独特的区位特质为游客提供了跨地方的差异化体验,场所特质则提供了具体的地方展演和体验方式。两者共同作用,不断引发骑行游客产生积极、消极情感,发生强度及类型上的变化,并在时空变换下将冰冷的道路空间转换为蕴含着丰富多变的人类情感的特殊地方。

青海湖官方祭祀的历史沿革与神圣性确立

青海湖官方祭祀是特殊的文化事象,它根植于中华土壤,并从四海祭祀中分离出来成为官方重要的祭祀活动。明清期间,经国家的社会治理后青海湖的神圣性得以确立并开始近祭会盟;民国时期,青海湖官方祭祀不断革新,使其成为环湖地区的特色文化事象。梳理该文化事象历史,认为青海湖官方祭祀虽然是统治者维系统治权的工具,但在促进国家统一、边疆稳定、地方文化发展上发挥了重要作用;是国家意志建构地方文化中的典型;对我们当下如何建设共建、共享的精神文化空间有积极意义。

基于网络文本分析的青海湖景区旅游形象感知研究

随着大数据时代的到来,网络点评文本会影响游客对旅游景区的感知形象,搜集了“携程”“美团点评”“去哪儿”“同程旅行”等旅游网站的游客点评文本,运用ROST CM6.0网络文本挖掘工具进行分词和词频统计对青海湖景区旅游形象感知高频词进行了语义网络分析及情感分析。结果表明:在认知形象上,青海湖景区自然景观吸引物成为游客主要认知;游客对青海湖良好的生态环境方面的关注度较高;在整体形象上,游客对青海湖景区正面情绪占比较高,但也存在对服务设施和管理等方面存在一部分中性情绪和负面情绪。根据研究结论提出以下建议:一是提高青海湖景区文旅融合程度,打造文化青海湖;二是提升景区管理服务质量,全方位、多层次的满足游客需求;三是创造多元旅游产品,满足游客的多样化消费需求,提高游客二次消费的能力。

青海湖湖东地区近32 ka BP以来风沙沉积的粒度端元特征及环境意义

青海湖湖东地区出露典型的风成沉积,对气候变化响应敏感,为古气候环境的重建提供了良好研究窗口。本文选取湖东地区厚度10 m的风成砂-砂质古土壤剖面为对象,运用端元分析模型对沉积物粒度数据进行分析,提取对气候变化反映敏感的粒级组分,进一步结合粒度组分、磁化率指标,阐释各端元指示的环境意义以及近32 ka BP以来青海湖湖东地区的环境演化过程。结果表明,大水塘剖面粒度组成以砂粒物质为主,粉砂次之,黏粒最少。剖面的沉积物粒度组分可分解为3个端元:EM1是受冬季风影响的敏感粒径,指示冬季风的强弱变化;EM2指示的是区域环境受风沙作用的强弱,与EM1指示相反,但共同反映冬季风的强弱;EM3指示受区域性低空风系的影响,以尘暴的形式搬运沉积。青海湖湖东地区的环境演化过程可划分为4个阶段:(1)末次冰期间冰阶阶段(32~23.2 ka BP),气候整体较湿润,风沙活动较弱;(2)末次冰期冰盛期阶段(23.2~15.8 ka BP),气候冷偏干,风沙活动增强;(3)末次冰期冰消期阶段(15.8~9.5 ka BP),气候仍以冷偏干为主,冷暖波动,但存在小幅度升温;(4)全新世阶段(9.5 ka BP以来),早期转暖、中期最暖、晚期转凉,气候波动显著。

养殖密度对青海湖裸鲤(♀)×花斑裸鲤(♂)杂交F1仔鱼生长的影响

将同批孵出9 d的青海湖裸鲤(♀)×花斑裸鲤(♂)杂交F1代仔鱼随机分成4个密度组(A组2尾/L、B组3尾/L、C组4尾/L、D组5尾/L),在相同条件下饲养28 d,比较各组仔鱼的存活率、全长、体重和特定生长率。结果表明,养殖密度对青海湖裸鲤(♀)×花斑裸鲤(♂)杂交F1代仔鱼生长和存活有显著影响,仔鱼的成活率、全长、体重和特定生长率均随密度升高而降低。A组仔鱼生长最好,其全长、体重和特定生长率均显著高于其余3组(P<0.05);B组和C组除特定生长率存在显著差异外,全长和体重差异不显著;D组仔鱼生长最差,各项指标均显著低于A组和B组,大部分指标与C组差异不显著(P>0.05)。综合存活率、全长、体重和特定生长率等指标,在本试验条件下,2尾/L的养殖密度效果最好。

气候变化对青海湖水位的影响及机理分析

为系统分析气候变化背景下青海湖水位的变化过程及影响机理,本研究利用1971—2020年青海湖流域的站点观测资料,运用时间序列分析、地统计学插值和相关性分析相结合的方法,定量分析了青海湖流域水文和气象要素的时空变化特征,并基于全球气候模式预估了不同情景下降水和水位的变化趋势。结果表明:过去50年间青海湖水位和水面面积呈先下降后上升的过程,径流量、降水量和气温呈增加趋势,而蒸发量则明显减小;青海湖水位受径流量、降水量、气温和蒸发量的影响非常显著,相关系数分别高达0.92、0.92、0.88和0.81;2021—2040年青海湖水位在不同情景下均呈上升趋势,年平均水位上升速率分别为0.218、0.187、0.125和0.132 m/a。本研究将为气候变化背景下高原湖泊水循环机理揭示及其量化分析提供科学依据。

青海湖流域植被动态变化驱动力及空间粒度效应

基于Landsat遥感影像分析1986~2020年青海湖流域植被覆盖度时空变化特征,结合多元线性回归和地理探测器,考虑气候、地表及人类足迹的影响,阐明时间和空间尺度下植被覆盖度变化的机制,并探讨空间粒度对驱动因素及其相对贡献的影响.结果表明:(1)近35年来青海湖流域植被状况整体改善,表现为中等、中高覆盖度植被面积增加,其中环青海湖东北部及布哈河上游植被覆盖度呈显著增加趋势;(2)时间尺度上,流域平均植被覆盖度变化受气候暖湿化和生态恢复工程驱动;(3)空间尺度上,植被覆盖度变化由气候、地形、植被和土壤控制,解释力较大因素为气温(0.41),高程(0.34)和降水(0.30).气候、地形和人为因素对植被覆盖度的影响存在交互增强效应,气温、高程对交互效用具有控制作用,其中气温与距水系距离、降水和人类足迹的交互较为显著;(4)空间粒度对植被覆盖度空间变化驱动因素的贡献具有显著影响,考虑气候、地表和人为因素交互作用时青海湖流域植被覆盖度空间变化最佳研究粒度为6km.

近十年青海湖水生态系统生产总值变化及其影响因素

受气候变化和人类活动影响,湖泊水生态系统及其服务功能发生改变,研究湖泊水生态系统生产总值动态变化及其影响因素,对于维护湖泊健康生命、实现湖泊功能永续利用具有重要意义。选择位于气候敏感区和生态脆弱区的青海湖作为研究对象,根据青海湖水生态系统特征及当前保护状况,筛选调节服务及文化服务2类8个评估指标,构建湖泊水生态系统生产总值指标体系,核算2010—2020年青海湖水生态系统生产总值,分析其变化趋势及主要影响因素。结果表明,2010—2020年青海湖水生态系统生产总值总体呈波动上升趋势,变化范围为6903.47亿~7848.55亿元;调节服务是青海湖水生态系统主要的服务类型,占比高达91%。近十年,气候调节和水质净化价值有所减少,其他服务功能价值均呈增加趋势。水源涵养价值增加最多,增长760.70亿元;气候调节价值下降最多,减少658.59亿元。偏最小二乘回归分析表明,水温、水位是影响青海湖水生态系统生产总值的主要因素。气候变化影响下,水温升高引起初级生产力增加及鱼类数量增长,同时近年来水体矿化度下降有利于水生生物生长,提高了固碳释氧和物种保育价值。水位与水面面积增加引起水源涵养、洪水调蓄价值增长;蒸发量减少导致气候调节价值下降。人类合理开发利用与保护作用下,物种保育、休闲旅游和科研教育价值均得到了显著提升。本研究量化了青海湖水生态系统对人类的贡献,为变化环境下退化水生态系统修复、生态保护措施效果定量评价提供了科学依据。建议定期核算青海湖水生态系统生产总值,跟踪评估气候变化与人类活动共同影响下青海湖水生态系统变化,对维持青藏高原东北部生态安全具有重要作用。

基于生态系统服务的青海湖流域生态风险评估及其空间异质性影响因素分析

青海湖流域是我国西北部的“气候调节器”和“空气加湿器”,其生态风险管控对青藏高原乃至我国西部的生态保护和可持续发展都有着重要意义。基于InVEST模型对青海湖流域2005年、2010年、2015年、2020年产水量、土壤保持、生境质量和碳储存4项生态系统服务进行定量评估,借助熵权—TOPSIS法,以生态系统服务的相对损失量来构建区域生态风险指数,并运用地理探测器和地理加权回归模型分析自然—社会要素对青海湖流域生态风险空间异质性的影响。结果表明:(1)2005—2020年青海湖流域产水量、土壤保持、生境质量和碳储存均呈现波动增加的趋势,增幅分别为10.17%、18.36%、9.84%、3.47%,各项生态系统服务的高值区分布于河流上游的河源区和植被覆盖率高的林地区域;(2)2005—2020年青海湖流域生态风险较高,但呈现波动降低的趋势。高风险区主要位于湖区、环湖区、布哈河河谷以及流域西北部;(3)青海湖流域生态风险的空间格局受地形及高程因子主导,但人为干扰度的影响力呈逐年上升趋势。驱动因子交互作用的解释力显著高于单因子;(4)主要驱动因子对研究区生态风险的作用方向及强度存在明显的空间分异特征,坡度呈正相关,年平均气温呈负相关,归一化植被指数(NDVI)和人为干扰度呈现出正负两种效应,但以正向效应为主。研究结果对青海湖流域生态风险管控和高原生态环境保护有一定借鉴意义。

环青海湖地区不同饲用燕麦品种生产性能和营养品质综合评价

【目的】探讨10个燕麦品种在环青海湖地区的适应性,筛选适宜该区种植的高产、优质燕麦品种,为该区及类似区域高产、优质饲草生产提供数据支撑。【方法】以青海地区普遍种植的青海444(Avena sativa cv.Qinghai No.444)、白燕7号(A.sativa cv.Baiyan No.7)、青燕4号(A.sativa cv.Qingyan No.4)、青莜3号(A.nuda cv.Qingyou No.3)、青引2号(A.sativa cv.Qingyin No.2)、青燕3号(A.sativa cv.Qingyan No.3)、林纳(A.sativa cv.Lena)、青海甜燕麦(A.sativa cv.Qinghai)、青燕1号(A.sativa cv.Qingyan No.1)和陇燕1号(A.sativa cv.Longyan No.1)10个燕麦品种为材料,采用随机区组试验设计,各品种3个重复,共30个小区,小区面积3 m×5 m,小区间距1 m,区组间距3 m。人工条播种植,行距为25 cm,播深为3—4 cm。根据各品种的千粒重、纯净度和发芽率,按675万株/hm2保苗数计算各品种的播量。以150 kg·hm^(-2)磷酸二铵和75 kg·hm^(-2)尿素作基肥。大田试验分别于2022年5月16日和2023年5月19日播种,分别于2022年9月23日和2023年9月26日进行野外观测及样品采集。分析不同燕麦品种的生产性能和营养品质,采用分段结构方程模型探讨品种、种植年份及其交互作用对燕麦营养品质的影响过程及其路径系数,并采用TOPSIS-多准则决策模型对供试品种的生产性能和营养品质进行综合评价。【结果】青燕3号的株高(89.4—92.5 cm)显著最高,酸性洗涤纤维(34.8%—34.9%)和中性洗涤纤维含量(51.8%—53.4%)均显著最低;青燕4号的分蘖数(2.7—3.6枝/株)显著最高,粗灰分(10.9%—11.3%)含量显著最低;青燕4号和青燕3号干草产量、粗蛋白含量、相对饲用价值显著最高,而茎叶比显著最低;青燕1号粗脂肪含量(3.8%—3.9%)显著最高。皮尔森相关性分析结果显示,燕麦饲草产量与粗蛋白含量和相对饲用价值均呈显著正相关,与酸性洗涤纤维和粗灰分均呈显著负相关;茎叶比与酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量均呈显著正相关,与粗蛋白及相对饲用价值均呈显著负相关。结构方程模型分析表明,品种、种植年份及其交互作用对燕麦的营养品质形成均有直接效应,还通过影响株高、分蘖数、茎叶比和草产量间接影响燕麦的营养品质,其中,茎叶比的总效应值最高,为-0.37。【结论】青燕4号和青燕3号既能维持较高的生产性能,又具有较好的营养品质,是环青海湖地区的理想种植燕麦品种。

青海湖裸鲤自主摄食节律与生长特性研究

为探究盐碱环境中鱼类的摄食和生长特性,为耐盐碱鱼类增殖保护和盐碱水养殖提供基础数据,本研究以青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)为代表,研究其在盐碱水(青海湖湖水)环境中的自主摄食节律,设置自然光照(14L:10D)湖水组和全黑暗(24D)湖水组,以自然光照(14L:10D)淡水组为对照。结果显示,青海湖裸鲤为白昼摄食类型鱼类。在自然光照条件下,淡水环境中,青海湖裸鲤的摄食高峰期为08:00—11:00,摄食低谷期则为05:00—08:00;湖水环境中,青海湖裸鲤在08:00—19:00呈现较高且持续的摄食现象,其平均每小时摄食量显著高于05:00—08:00和19:00—05:00时段。而在全暗环境中,青海湖裸鲤摄食的节律性减弱,各时段的平均每小时摄食量较为接近。经63d的自主摄食养殖,在自然光照下,湖水组的青海湖裸鲤在高盐碱环境中的体长增长率为(1.19±0.17)%、体重增长率为(10.66±0.98)%、特定生长率为(0.16±0.02)%/d,均分别显著低于淡水组青海湖裸鲤的体长增长率[(18.66±0.41)%]、体重增长率[(67.32±3.05)%]和特定生长率[(0.82±0.03)%/d],表明生长受到抑制。湖水组和淡水组青海湖裸鲤的体长–体重关系参数(b)均小于3,表明青海湖裸鲤为负异速生长鱼类,其中,湖水组b值小于淡水组,即湖水组体重增长速率低于淡水组,在一定程度上说明高盐碱环境导致青海湖裸鲤的生长特性发生变化。本研究通过探寻青海湖裸鲤在青海湖水环境以及淡水人工养殖中的摄食节律及生长规律,为青海湖裸鲤人工增殖投喂策略的制定提供理论依据,同时,为盐碱生境中鱼类的摄食习性研究提供基础数据。

青海湖裸鲤仔稚鱼耳石结构特征与早期生长相关性分析

为了解青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)仔稚鱼耳石结构特征与其早期生长的相关性,通过采集典型洄游产卵河道的青海湖裸鲤野生仔稚鱼和同期人工培育的仔稚鱼,观察仔稚鱼耳石微结构特征,确认第一轮纹出现时间和耳石轮纹沉积规律,并拟合耳石轮纹数、轮纹间距与日龄间的关系。结果表明:青海湖裸鲤仔稚鱼耳石生长呈日周期性,日龄以轮纹数(N)+1进行推算;根据日龄和采样日期推算,2020年从青海湖支流沙柳河采集的野生仔稚鱼孵化期为6月5日—8月14日,主要集中于7月中旬和8月初,从泉吉河采集的野生仔稚鱼孵化期为6月27日—8月3日,孵化高峰期在7月中旬,与早期野外资源现场调查发现鱼卵的孵化期时间基本吻合;野生与人工培育仔稚鱼全长(LT)与日龄(t)均呈极显著线性相关(P<0.001),耳石长度与仔稚鱼全长呈显著线性相关(P<0.05),其中,15℃条件下人工培育的仔稚鱼相关系数最高,此条件下的人工培育仔稚鱼全长拟合方程为L_(T)=0.1672t+10.377(R^(2)=0.6890,P<0.001)。研究表明,青海湖裸鲤仔稚鱼耳石生长受环境因子影响较大,且耳石的沉积变化与仔稚鱼生长发育关系密切。

2000—2020年青海湖流域植被降水利用效率时空变化

植被降水利用效率(PUE)是评价植被生产力对降水量时空动态响应特征的重要指标。以年净初级生产力(NPP)数据、年降水量数据为基础,利用地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,计算并研究了2000—2020年青海湖流域植被降水利用效率时空分布格局及其地形效应,结合年均气温、年均地表温湿度、年生长季光合有效辐射吸收系数和年植被覆盖度等数据,探讨了PUE与各因子间的相关关系。结果表明:(1)青海湖流域单位像元(1 km^(2))PUE平均值在0.4—0.7 gC m^(-2)mm^(-1)间变化,平均为0.54 gC m^(-2)mm^(-1),且在年际间无显著变化趋势(R^(2)=0.05,P≥0.05)。在空间上,青海湖流域多年PUE平均值环湖呈现不均匀分布,除青海湖东岸外,PUE值随湖面距离增大呈减小趋势;其高值区主要集中分布在青海湖西岸和南岸的半环区;年PUE变化趋势的斜率值为-0.05—0.04 gC m^(-2)mm^(-1)a-1,其中显著变化的区域占流域面积的29.63%。(2)青海湖流域多年PUE平均值在海拔效应和坡度坡向两种不同微地形效应下表现出明显的差异。海拔每升高50 m,PUE值将减少0.02 gC m^(-2)mm^(-1);随坡度增加,PUE值呈降低趋势,平坡至险坡(>45°)的变化范围为0.3—0.61 gC m^(-2)mm^(-1);不同坡向PUE值表现为由东北坡向西南坡递减,范围为0.52—0.56 gC m^(-2)mm^(-1)。(3)在空间上,青海湖流域PUE值与地表温度、光合有效辐射吸收系数、植被覆盖度和叶面积指数相关性较为明显。沿海拔梯度,空气温度和地表温度与PUE呈极显著正相关(R^(2)=0.94,P<0.01;R^(2)=0.98,P<0.01),光合有效辐射吸收系数、植被覆盖度和叶面积指数与PUE显著正相关(R^(2)=0.89,P<0.05;R^(2)=0.90,P<0.05;R^(2)=0.86,P<0.05),地表土壤湿度与PUE无显著相关性(R^(2)=0.16,P≥0.05)。评估了青海湖流域植被降水利用效率的特征及其与各因子间的相关关系,明确了植被对降水的利用能力及其耗水特性,可为青海湖流域植被保护和国家公园建设提供理论参考。

基于ANUSPLIN插值法的青海湖流域数字流域模型研究

基于青海湖流域2010—2020年的降水资料,利用ANUSPLIN插值法反演了青海湖流域的降水时空分布。结合水文气象及地球遥感解译等资料,构建了青海湖流域数字流域模型,并对模型参数进行了率定和验证。将模型应用于探究下垫面变化对流域水文过程的影响,解析了青海湖流域水循环演变规律和驱动机制,并对关键参数进行了敏感性分析。结果表明:在率定期和验证期,布哈河口站纳什效率系数分别为0.72和0.67,刚察站分别为0.81和0.84,说明数字流域模型适用于青海湖流域降水长时空序列模拟;土壤垂向下渗速率和土壤水平渗透速率主要影响径流的峰值,其中表层土水平渗透速率最敏感;土壤孔隙率及初始含水量主要影响径流的基流,其中中层土初始含水量最敏感。