“碳中和”下光伏对西北荒漠生态因子与植被分布的影响

我国的"碳中和"战略将推动西北荒漠区太阳能资源的大规模利用。光伏基地的下垫面结构变化对荒漠土地植物生长的生态要素将产生什么影响,目前尚缺乏系统性认识。本文以腾格里沙漠南沿宁夏中卫市的光伏产业园区为例,通过分析卫星遥感植被指数和已有文献资料发现:2011-2021年间园区内有植被覆盖的像素单元从近乎为0增长至约33%,光伏阵列的建设改变下垫面的能量、温湿度和风场等生态因子是促使植被由无到有发育的决定因素。在满足2060年我国约4.0~4.3万亿kWh光伏发电需求的前提下,最可能情境的光伏建设用地需求为2.4~4.0万km^(2),可促进约1.6~2.6万km^(2)荒漠土地的植被发育。这虽不足以根本改变西北荒漠区的生态格局,但继续深入研究光伏基地中生态因素的变化和效应,对认识西北荒漠区植被发育机制、生态阈值和水资源利用的可持续性有重要意义。

西北荒漠化乡村绿色建筑评价研究

以西北荒漠化乡村绿色建筑评价体系为研究对象,探讨绿色建筑评价体系地区适应性。结合西北荒漠化乡村建筑发展中面临的困境,提出评价目标,通过专家咨询、实地调研、技术信息分析等方法,提出能源、土地资源、水资源、材料资源、居住质量、环境负荷和社会效应等7条评价项目,并在此基础上构建西北荒漠化乡村绿色建筑评价指标体系。

西北荒漠草原针毛收获蚁的筑巢行为

针毛收获蚁Messoraciculatus(F .Smith)是我国北方特别是西北荒漠草原的优势种蚂蚁 ,亦是重要的种子收获性蚁类 ,收获、贮藏和取食 1 0余种荒漠植物种子。自然巢穴深 80cm～ 1 3 7cm ,单一巢口 ,沿主隧道不同深度有水平延伸的各层巢室 ,巢室向四周的延伸范围随巢深减小 ,层间距拉大。自然巢穴的空间结构与社群越冬与种子的深层贮藏有着密切的关系。饲养社群筑巢行为由蚁后主导 ,起始营巢位点数与蚁后头数有关 ,每一蚁后带领 5 0～ 70头工蚁 ,营巢时程 0 5～ 0 67d 60工蚁 蚁后 ,蚁巢有多个巢口。自然与饲养社群的巢穴结构差异很大 ,但两者单一蚁后与工蚁所占的有效巢穴空间是基本一致的 ,自然社群 1 81 3 7cm3 蚁后 ,2 99cm3 工蚁 ,饲养社群 1 5 6 2 6cm3 蚁后 ,2 60cm3

西北荒漠区孑遗植物裸果木居群的土壤养分特征研究

采集孑遗植物裸果木的主要分布区16个居群的土壤,分析土壤主要化学指标的特性、不同居群间化学指标的差异及其与环境影响因子的关系,探讨土壤主成分和不同居群的土壤肥力。结果表明:不同区域间裸果木居群的土壤化学指标变异特征不同,以含水量的变异最大,全磷含量变异最小;不同区域间裸果木居群的化学指标存在显著性差异;裸果木居群土壤化学指标在垂直空间上分布差异不显著;土壤含水量与速效钾和全氮、全钾成极显著正相关,而与p H成极显著负相关;从土壤综合肥力看,新疆裸果木居群土壤综合肥力普遍高于甘肃;不同层次土壤的肥力水平上,表层土壤最高,20~40 cm范围内较低;经纬度、海拔以及降水量相关指标对裸果木居群土壤主要化学指标的影响不大,相比之下温度的相关指标则与土壤中一些化学指标显示出了显著和极显著负相关性。

中国西北荒漠区植物特有属研究

确认了中国西北荒漠区有 4个植物特有属———连蕊芥属、四合木属、百花蒿属、河西菊属 ,阿拉善是其分布中心。

适宜西北荒漠区戈壁非耕地日光温室促成栽培的葡萄品种筛选试验

2012年引进5个葡萄品种在甘肃省酒泉市肃州区西洞镇戈壁滩非耕地半地下式日光温室进行栽培试验。结果表明,‘优无核’‘郑州早红’和‘无核寒香蜜’3个品种适宜该地区日光温室促成栽培,其综合性状表现优良,盛果期每温室(400 m^2)年产值2.7万~3.1万元,经济效益显著。

我国西北荒漠干旱地区啮齿动物群落研究

针对荒漠区干扰对于啮齿动物群落的影响机制问题,从我国西北荒漠干旱区啮齿动物群落存在的问题出发,通过不同干扰下啮齿动物群落的生物量稳定性分析以及种群变动的周期性分析,就荒漠区啮齿动物群落存在的问题给出了相关的可行性方案。

西北荒漠地区混凝土施工技术要点分析

随着科技技术的不断提高、社会经济的不断进步,工程中混凝土技术的使用率越来越高,研究混凝土施工技术对于结构的耐久性、美观性以及使用性都具有非常现实的意义。西北地区长期处于干燥的高温环境下,对混凝土施工技术的要求也更加严格,不仅需要控制好混凝土的裂缝,还要防止混凝土因水分损失引起的收缩裂缝。本文介绍了西北荒漠地区混凝土的施工方法并对西北荒漠地区混凝土的施工技术要点进行了阐述。

西北干旱区荒漠戈壁两次极端沙尘事件的对比研究

为深入理解极端沙尘暴事件的演变过程和驱动因子,结合多源卫星遥感及再分析数据,挑选2007年3月31日(“3·31”事件)和2021年3月14日(“3·14”事件)爆发于西北干旱区荒漠戈壁的两次沙尘暴事件,对比分析了其时空演变、高低空环流配置、近地面气象要素的变化。结果表明:(1)两次极端事件分别爆发于塔克拉玛干沙漠及戈壁荒漠,均受高低层天气系统影响。其中,“3·31”事件受地面冷锋和高空脊控制,脊前西北冷空气与地面冷锋引起的垂直运动配合,将沙尘往下游输送;而“3·14”事件则受蒙古气旋和高空槽影响,气旋后的偏北风和气旋引发的垂直运动将沙尘卷起至高层大气,并通过槽后西北风将其往下游输送;(2)两次极端沙尘事件均有持续时间长的特点,区别在于“3·31”事件主要受高压脊、均压场和周边地形影响,大气层结稳定,沙尘不易沉降和输送,而“3·14”事件则因中国北部持续性高压导致的偏南风和偏东风阻止了沙尘向下游扩散;(3)两次极端沙尘事件爆发前,塔克拉玛干和戈壁荒漠均出现了高温、降水减少及土壤水分枯竭现象,即强风和干燥土壤。为极端沙尘事件的爆发创造了有利的动力条件和物质基础。

西北干旱荒漠地区退耕还林还草工程综合效益评价

为对西北干旱荒漠地区新一轮退耕还林还草工程的实施提供科学指导,以吐鲁番市为研究区域,建立包含表征该区域特点的15个指标的综合效益评价指标体系,基于云模型与变异系数法组合确定指标权重,运用比重法无量纲化指标数据,采用加成综合法进行退耕工程综合效益评价分析,并通过灰色系统预测模型GM(1,1)对2021—2025年生态效益、经济效益、社会效益和政策响应指数进行了预测。结果表明:(1)在2004—2019年,综合效益指数逐年提高,新一轮退耕提升幅度是前一轮的两倍。(2)森林覆盖率提高、水土流失治理面积扩大、农民人均纯收入增加和人均林业产值增加,是生态效益和经济效益提高的主要因素。(3)退耕工程的实施促使产业结构和就业结构呈良性发展趋势。退耕所涉农户再退耕意愿的提升巩固了退耕成果,使其具有长效性。(4) 2021—2025年的生态效益、经济效益、社会效益和政策响应指数预测值均呈上升趋势,且经济效益指数>政策响应指数>生态效益指数>社会效益指数。依据预测结果,西北干旱荒漠地区在新一轮退耕工程的实施中应以生态建设为重点,加强生态补偿和乡村振兴战略的有效衔接,促进农业转移人口市民化,实现生态、经济、社会和政策响应间的协调发展。

西北荒漠带花棒根际丛枝菌根真菌生态地理分布

2015年7月,沿荒漠植物花棒(Hedysarum scoparium)天然分布带,在内蒙古、宁夏、甘肃选取7个典型样地,采集花棒根际0–30 cm土层样品,研究丛枝菌根(AM)真菌群落结构变化和土壤因子的生态功能。试验基于形态特征对分离的AM真菌孢子进行分类鉴定,共分离鉴定AM真菌6属42种。群落结构分析表明不同样地的AM真菌群落结构差异显著,土壤因子对AM真菌群落有重要影响。由东到西随干旱程度加剧,AM真菌种丰度、孢子密度、Shannon-Wiener指数逐渐降低。共有种孢子密度由东向西逐渐降低,但在群落中所占比例逐渐增加。同一样地不同AM真菌种属、不同样地同一种属的AM真菌孢子密度不同。相关性分析结果显示土壤有机碳、pH值、氨态氮和有效磷对AM真菌影响显著,土壤湿度对AM真菌影响极显著。结果表明花棒根际AM真菌群落结构和物种多样性具有明显的空间异质性,并与土壤因子关系密切,其中土壤湿度对AM真菌生态分布的影响最明显。

西北干旱荒漠区种子植物科的区系分析

西北干旱荒漠区分布有种子植物 82科、484属、1 70 4种 ,优势现象明显 ,优势科 1 1个 ,它们是菊科、豆科、禾本科、藜科、十字花科、蓼科、莎草科、毛茛科、蔷薇科、唇形科和百合科 ;表征科 8个 ,它们是香蒲科、麻黄科、柽柳科、蒺藜科、胡颓子科、藜科、眼子菜科和蓼科。地理成分多样 ,其中以世界广布成分为主 ,共 3 7科 ,占总科数的 45 .1 2 % ,其次为温带成分 (包括热带至温带、亚热带至温带、温带、温带至寒带 ) ,共有 3 1科 ,占总科数的 3 7.80 % ,热带成分、热带至亚热带成分较少 ,共 1 4科 ,占总科数的 1 7.0 7%。

西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术

"西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术"项目(2017YFC0504400)是国家重点研发计划项目,贯彻包括《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》(2015)、《全国造林绿化规划纲要(2011—2020年)》以及国家"十三五规划"—煤炭清洁高效工程等关于矿区生态修复的各项国家相关政策,加强项目实施与创新发展战略、"一带一路"战略的密切结合。项目从基础理论研究、关键技术研发、工程示范等多个层面出发,明确西北干旱荒漠区煤炭基地生态退化机制,研发水土资源保护与高效利用、沙尘防控、植被恢复关键技术,并进行煤炭基地生态恢复工程示范,旨在为西北干旱荒漠区煤炭基地生态恢复与生态保障提供技术支撑。

西北干旱荒漠区植物属的区系分析

为了分析西北干旱荒漠区种子植物属的组成及其区系特点 ,探讨其起源与演化 ,作者根据多年的调查结果并查阅大量相关资料 ,研究表明 :西北干旱荒漠区分布有种子植物 4 84属 ,其区系特征为单种属、寡种属多 ,优势现象明显 ;植物区系具有强烈的旱生性和古老性 ;区系地理成分复杂多样 ,包含 1 4个分布区类型和 1 4个变型 ,地中海区 -西亚 -中亚分布、北温带分布、旧世界分布、中亚分布类型占据前四位 ,分别占总属的 2 2 .33%、1 7.98%、1 0 .6 9%、7.36 % ;特有成分比较低 ,中国特有成分仅 6属 ,只占总属数的 1 .5 7% ;起源古老 。

西北干旱荒漠区植物区系的特有现象分析

西北干旱荒漠区内中国特有属贫乏 ,仅有 6属 ,只占中国特有属的 2 .3 3 %,均属于新特有成分 ;中国特有种 1 0 9种 ,隶属于 49属、1 8科 ,既有新特有种 ,也有一些古老孑遗种 ;地理分布区类型 ,以古地中海属和温带属占绝对优势 ,均有 1 8属 ,占总属数的 3 6 .73 %;西北干旱荒漠区各地的中国特有种分别为 :塔里木盆地 3 8种 ,准噶尔盆地 3 2种 ,河西走廊 44种 ,阿拉善高原 42种 ,柴达木盆地 1 7种。

西北干旱荒漠区珍稀濒危药用植物及其保护

描述了西北干旱荒漠区分布的国家级珍稀濒危保护植物种类、分布、濒危等级,分析了该地区在珍稀濒危保护植物的研究与保护方面所做的工作,在此基础上,提出了保护的建议与对策。

西北干旱荒漠区边界范围及变化分析

选取青海省、甘肃省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区和西藏自治区1980—1995年和2010—2019年两段时间的逐日地面气象要素和逐月降水量等要素确定西北干旱荒漠区理论范围,基于该区域逐月降水量估算多年平均降水量,通过Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量,获得湿润指数空间分布;最后将多年平均降水量与湿润指数进行叠加分析,识别西北干旱荒漠区的边界。结果表明:形成了南起昆仑山脉,北至阿尔泰山脉,西至贺兰山的西北干旱荒漠区范围,但天山北麓、乌鲁木齐绿洲、伊犁河谷和塔城部分地区除外;通过对研究区2个时间段数据的对比,明确了西北干旱荒漠区范围变化是由于降水量及潜在蒸散量低的地区明显减少和湿润指数高的地区明显增多导致的,发现干旱区分界线明显北移,半干旱区面积明显增大;区划结果与山系相结合将西北干旱荒漠区范围划分到区县级,为西北干旱荒漠区的资源开采利用、因地制宜的生态修复提供了一定的数据支撑。

西北干旱荒漠区排矸平台不同配置与保育模式重建植被生态能值分析

通过多维度探索排矸平台区植被恢复与重建初期植物群落稳定性、系统自组织能力、环境承载力及可持续发展能力,为构建费省效宏的西北干旱荒漠区排矸平台植被配置与保育模式提供技术支撑。以排矸场平台区4种植被配置与保育模式(乔灌草(M1)、灌草(M2)、观赏型灌草(M3)和灌木林(M4))为研究对象,以人工播种(柠条、沙蒿、苜蓿)后未采取任何保育措施的近自然恢复模式(CK)为对照,利用普通生态学方法分析不同植被配置与保育模式的群落组成、物种重要值、物种多样性的变化,分析恢复初期植被群落结构特征,利用能值法分析各配置与保育模式的系统环境经济效益。结果表明:(1)4种植物配置与保育模式植物种类组成均增加,表现出较高的物种多样性。其中,M3>M1>M2>M4>CK;(2)购买能值在能值投入结构中占主导地位,4种模式的可更新资源利用程度均低于CK(99.86%);M1的不可更新资源利用率最高,为29.52%;(3)不同植被配置与保育模式能值指标相比,M1的净能值产出率(EYR)和能值自给率(ESR)高于其他模式,在生产效率方面具有最大优势,独自发展能力较强。M3的能值投资率(EIR)和系统可持续发展指标(EISD)高于其他模式,环境负载率(ELR)低于其他模式,表明M3的经济发展水平较高,对环境的依赖程度低,产生的压力较小,具有一定的可持续发展潜力;(4)从群落特征结构、系统经济发展水平、对环境产生的依赖程度和可持续发展能力方面考虑,M3为最优模式;从对生产效率、独自发展能力方面考虑,M1为最优模式。

荒漠草原牧草生物量的遥感估算及空间分布

应用2005年5-10月份EOS/MODIS资料，采用光能利用率算法，估算了中国西北荒漠绿洲区域NPP，并结合地上生物量观测资料，建立了基于NPP的地上生物量估算模型，同时分析了生物量和NPP时空分布特征。结果表明，2005年牧草生长期内NPP的变化基本是6、7月份最大，其它月份较小，5-6月份是牧草叶面积变化比较大的时期，也是NPP变化比较显著的时期;生物量模型估算得到的44个样本的生物量误差基本都小于20%，说明模型能够反映牧草的实际生长状况;不同荒漠牧草对光的利用能力和对CO2同化能力有很大差异，骆驼刺、红砂、黑果枸杞是荒漠牧草生物量较大的牧草类型;牧草类型、牧草盖度以及平均高度是造成不同牧草产量相差较大的重要原因。