中国黑戈壁地区植物区系及其物种多样性研究

黑戈壁是戈壁中最为干旱的区域,为了系统的研究其植被及物种多样性,该研究采用无人机航拍和实地调查的方法,对中国西北内陆的黑戈壁进行了分析研究。结果表明:(1)中国西北内陆的黑戈壁地区共记录植物154种,分属28科,85属;植物生活型组成简单,主要以灌木、半灌木及多年生草本植物为主,占植物物种比例的70%以上。(2)在植物物种组成方面,与整个荒漠区比较,黑戈壁地区物种数量少,但灌木所占比例远高于荒漠区。(3)黑戈壁地区植物科、属内物种组成贫乏,科内属、种数量比较多的为藜科、菊科、豆科等。(4)黑戈壁地区优势群落的建群种为红砂、盐生草、膜果麻黄等,中国特有植物为新疆沙拐枣、哈密黄蓍、胀果甘草等,主要国家保护植物有胡杨、裸果木、胀果干草等。(5)黑戈壁地区植物区系表征科主要为蒺藜科、蓼科、麻黄科等,而属的分布型以地中海区、西亚至中亚分布及北温带分布为主,占黑戈壁地区总属的47%以上,是群落组成的优势种和建群种。(6)与其他荒漠地区植物区系相比,黑戈壁地区植物旱生种比例增加,适应类型更为贫乏,缺乏特有成分,具有明显残遗性;由于特殊极端干旱环境,形成黑戈壁地区特殊植物类群和区系特征;黑戈壁地区是荒漠地区的区域特色植物物种资源和基因资源的重要区域和保存地,而黑戈壁生态系统非常脆弱,一旦破坏,将很难恢复。

中国黑戈壁地区日照时数时空变化及影响因素

利用1960～2011年中国黑戈壁地区11个气象站日照时数数据，分析了该地区日照多年变化特征。研究表明，该地区近52a来日照时数减少的变化并不明显，其趋势变化率为-2．0h／10a，远小于周边地区。四季之中，春季日照时数呈增加趋势，其他三季呈减少趋势。从空间分布上看，不同区域，年日照时数变化也不相同。黑戈壁地区年日照时数的减少与年降水量的显著增加和年平均风速的减小密切相关。

中国黑戈壁地区水文和水化学调查研究

基于2011—2012年水文调查、水样分析等数据,结合遥感等技术手段,初步研究了黑戈壁地区水文和水化学特性。黑戈壁区水系属于3个流域,即河西走廊—阿拉善内流区、塔里木内流区和准噶尔内流区。区域内常年性河流分布在哈密地区东天山及其支脉的南北坡。河西走廊—阿拉善是无流区。受戈壁干旱气候和区域地质地貌的影响,除天山东部高山区外,区域内水体矿化度普遍较高,以微咸水和咸水为主,水化学类型为氯化物-硫酸盐/钠质-钙质水。

中国黑戈壁地区植物物种丰富度格局的水热解释

我国黑戈壁地区自然环境恶劣,植物多样性格局受到极端干旱气候的影响而形成了特殊的分布格局。为了揭示黑戈壁地区极端气候对物种丰富度格局的影响,通过对5000 km样线内174个样方中的植物进行调查,结合气候数据,研究影响中国黑戈壁地区植物物种丰富度格局的气候因素以及不同生活型植物物种丰富度格局与气候关系的差异。结果表明,水热动态假说对物种丰富度格局的解释率为62.3%,未解释部分为37.7%,说明其能够很好的解释黑戈壁地区的植物群落物种丰富度格局;能量对物种丰富格局的单独解释率仅为3.5%,水分的单独解释率为16.4%,两者共同解释率为42.4%,水分和能量共同决定的水资源可利用性主导着物种丰富度格局;不同生活型植物对气候因子的响应存在显著差异,水热综合作用对草本植物丰富度格局的解释率为65.4%,但对灌木仅有37.9%,表明水热动态假说不适用于解释灌木植物的物种丰富度格局,植物对气候的适应特性及种间相互作用对物种丰富度格局有着重要的影响。

新疆东部黑戈壁地表辐射及能量收支演变特征

新疆东部黑戈壁作为气候恶劣、人迹罕至的生态脆弱区,具有丰富的太阳能资源。利用红柳河陆气相互作用观测站2019年4、7、9月观测资料,分析东疆黑戈壁地表辐射及能量收支演变特征。结果表明:(1)地表辐射及能量收支各分量日变化均为单峰型。就不同季节而言,太阳总辐射和净辐射为夏季>春季>秋季,反射短波辐射为春季>夏季>秋季,地表和大气长波辐射为夏季>秋季>春季。(2)能量收支各分量季节变化明显,感热通量为春季>夏季>秋季,潜热通量为夏季>秋季>春季,地表土壤热通量为秋季>夏季>春季;能量分配在不同季节均以感热为主,地表土壤热通量次之,潜热通量极其微弱。(3)地表反照率日变化均为"U"型,季节变化表现为春季>秋季>夏季,月均值依次为0.29、0.27、0.26。

卫星反演太阳紫外辐射数据产品在东疆黑戈壁区域的适用性验证

论文利用2017年东疆哈密地区红柳河黑戈壁地面高精度紫外辐射实测数据与美国NASA Langely研究中心大气科学数据中心提供的CERESSYN1 degEd4A产品数据,对卫星反演的紫外辐射A、B波段(UVA和UVB)数据在该地区的适用性进行了对比验证。结果表明:①在日尺度上,该地区地面实测紫外辐射UVA和UVB与卫星反演数据之间的相关系数达0.9以上,其中在全天空情况下UVA平均偏差为1.15 W·m-2、UVB平均偏差为0.03W·m-2,晴天条件下UVA和UVB的平均偏差分别为0.93 W·m-2和0.03 W·m-2;②在季节尺度上,实测和卫星反演UVA和UVB的偏差夏季最大,分别为2.04 W·m-2和0.05 W·m-2,春冬两季次之,秋季最小;③红柳河地区在春夏两季受到气溶胶光学厚度(AOD)影响较大,呈现显著负相关;④云量越大,紫外辐射削弱程度越大,在多云条件下地面实测与卫星反演UVA与UVB偏差最大,分别为1.73 W·m-2和0.05 W·m-2。