泛中亚干旱区植物比叶面积观测数据集

泛中亚干旱区的气候复杂多变,植被具有较高的生态敏感性。比叶面积(Specific leaf area,SLA)是反映植物获取资源和适应环境能力的关键叶功能性状,已被广泛应用于植被响应环境变化研究。本数据集收集了2000–2023年泛中亚干旱区公开发表的植物比叶面积的文献资料,构建了泛中亚干旱区植物比叶面积观测数据集。本数据集包含362个物种共835条比叶面积的观测记录,涵盖落叶阔叶乔木、落叶针叶乔木、常绿阔叶乔木、常绿针叶乔木、落叶阔叶灌木、常绿阔叶灌木和草本植物7种植物功能类型。此外,还包含了采样点经纬度、海拔、地理区域等辅助信息。建立和共享本数据集有助于深入研究干旱区植物对气候变化的响应与适应,理解植物在资源限制性环境中的生存策略,并为生态系统模型优化提供可靠的数据支持。

宁夏中部干旱带黄花菜气象服务指标研究

利用中部干旱带4个试验点2021年-2023年黄花菜发育期资料及同期气象资料,从热量、光照、土壤水分等方面对黄花菜生长的气象条件进行了分析,找出满足中部干旱带黄花菜生长发育的适宜气象服务指标,为当地政府和黄花菜种植户提供针对性的生产建议,实现黄花菜产量、品质的提升,对黄花菜产业的发展起到保驾护航的作用。

基于GIS的宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价

土地利用生态安全评价是区域可持续发展关注的重要内容之一。以宁夏中部干旱带为例,针对研究区实际生态问题,基于RS和GIS技术,构建"隐患—状态—免疫"生态安全评价指标体系,采用熵权法与综合指数模型,实现了30m×30m栅格水平可视化的土地利用生态安全综合评价。结果表明:2004—2014年,研究区土地利用变化和区域政策的实施结果一致。草地、林地面积急剧扩大,旱地和未利用地面积持续下降,建设用地和水域面积变化不大,水浇地面积呈缓慢增加趋势。结合已有研究成果与研究区实际,采用聚类法,将研究区土地利用安全分为5个等级:生态安全区(Ⅰ)、生态较安全区(Ⅱ)、生态临界安全区(Ⅲ)、生态不安全区(Ⅳ)和生态极不安全区(Ⅴ)。研究区土地利用生态安全指数从2004年的-0.12上升为2014年的0.03,整体状态呈变好趋势,但ESI指数仍小于0.1,处于临界安全状态。具体表现为:Ⅰ级乡镇从4个增加为5个、Ⅱ级区从10个增至11个、Ⅲ级乡镇从13个减少为12个、Ⅳ级乡镇从5个减少为4个、Ⅴ级乡镇从8个减少为7个,针对评价结果分析其动态演变机制。通过对宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价,以期为宁夏境内生态移民区选址和生态环境保护提供数据支撑。

哈萨克斯坦Tramplin剖面孢粉记录的MIS3a环境变化

利用AMS 14 C测年,通过对哈萨克斯坦南部Tramplin黄土-古土壤沉积剖面的孢粉分析,揭示了中亚干旱区深海氧同位素(MIS)3a阶段植被和气候演化历史:41.4ka B.P.以前,植被为蒿属植物占优势的荒漠草原,气候干旱;41.4～40ka B.P.,植被为蒿草草原,气候湿润程度增加;40～36ka B.P.,植被为蒿属植物占优势的荒漠草原,气候湿润程度轻微下降;36～33ka B.P.,植被为蒿草草原,气候湿润程度增加;33～30ka B.P.,植被为蒿属植物占优势的荒漠草原,湿润程度轻微下降;30～28ka B.P.,植被为蒿草草原,气候湿润程度轻微上升。

宁夏不同种植年限下硒砂瓜土壤干燥化效应研究

通过对压砂地不同种植年限下土壤干燥化效应进行研究,为宁夏中部旱区压砂地可持续发展提供理论依据。在观测压砂3,8,12,16,25a的土壤含水量的基础上,分析比较不同种植年限下土壤含水量、水分过耗量、干燥化指数、干层厚度等土壤干燥化指标。结果表明:不同年限下0—600cm的土壤含水量、贮水量和有效贮水量的均值分别为11.24%,936.00mm和506.27mm;随种植年限的增加,0—600cm土层平均土壤含水量、贮水量呈递减趋势,水分过耗量逐渐增大;不同种植年限下土壤剖面含水量随土层深度的增加呈先减小后增大最后逐渐平稳的趋势;压砂地土壤干燥化系数为68.29%～162.36%,平均干层厚度为283.33cm,以中度和轻度干燥化强度为主;典型相关性分析发现,经纬度、种植年限、粉粒及砂粒含量等环境因子是影响土壤干燥化指数和土壤干层厚度的重要因素。

不同水肥组合滴灌对黄花菜产量及土壤水分的影响

[目的]研究不同水肥处理对宁夏中部干旱带土壤水分及黄花菜产量的影响,探索适合该地区的黄花菜灌溉制度。[方法]试验选用甘肃大乌嘴为材料,采用正交试验设计方法设置了低水(W 1)2250 m^(3)/hm^(2)、中水(W_(2))3000 m^(3)/hm^(2)、高水(W 3)3750 m^(3)/hm^(2),低肥(F 1)450 kg/hm^(2)、中肥(F_(2))675 kg/hm^(2)、高肥(F 3)900 kg/hm^(2),以当地农户滴灌种植方式为对照(CK),共10个组合处理。[结果]农户滴灌种植方式与不同滴灌水肥一体化灌溉处理间土壤含水率均在各次灌水后发生显著变化,随着灌水量的增大,各层土壤含水率相应增大,20~40 cm土层土壤含水率最大,为5.54%~28.29%;处理组黄花菜产量总体上高于对照组,黄花菜产量随着灌水量与施肥量的增加呈现先增大后减小的变化趋势。[结论]黄花菜在丰水年下滴灌水肥一体化灌溉最优的是W_(2)F_(2)处理,该处理下黄花菜产量为15417 kg/hm^(2)。

宁夏压砂地不同植被类型土壤干燥化特征

该研究在观测压砂地沙枣、柠条、西瓜、枸杞及草地土壤含水量的基础上,分析比较不同植被类型的土壤含水量、水分过耗量、干燥化指数、干层厚度等土壤干燥化特征,以揭示压砂地不同植被类型的土壤干燥化效应,为宁夏中部旱区压砂地可持续发展提供理论依据。结果表明:(1)不同植被类型下0～600cm土壤含水量、贮水量和有效贮水量均值分别为7.163%、591.978mm和187.088mm,土壤水分过耗量均值为274.942mm。(2)不同植被类型的土壤剖面含水量随深度增加呈先减小后增大的趋势;除西瓜地外,其余植被类型的土壤剖面含水量明显低于当地土壤稳定湿度。(3)不同植被类型的土壤平均干燥化系数介于2.152%～85.026%,干燥化系数均值为37.674%,属严重干燥化强度,其中柠条地和沙枣地均达到强烈干燥化强度;土壤平均干层厚度达到或超过500cm,干燥化程度由强到弱依次为柠条地>沙枣地>枸杞地>草地>西瓜地。(4)典型相关分析发现,经纬度、高程、植被类型、粉粒及砂粒含量等环境因子是影响土壤干燥化指数、干层内平均含水量等干燥化指标的重要因素。

全新世西风模态下中亚干旱区孢粉类型多样性变化特征——以阿尔泰山为例

气候变暖对中亚干旱区植物带来了巨大的威胁。因观测时间受限,我们无法更好地理解长时间尺度干旱区植物多样性与气候变化之间的关系。但地质记录中的孢粉给我们提供了机会来理解过去植物存在、分布和多样性特征。以阿尔泰山为例,选择不同海拔的3个孢粉序列(高海拔-哈拉萨孜泥炭、中海拔-娜仁夏泥炭和低海拔-喀纳斯湖)来研究孢粉类型多样性变化特征及其对全新世气候变化的响应模式。结果显示:(1)阿尔泰山全新世孢粉类型多样性变化呈现出独特的格局。详细来说,全新世早期随着气候的变暖,森林上限开始向上迁移,使得高海拔孢粉类型多样性增加。(2)全新世中期气候暖湿,森林上限和下限的向上和向下迁移使得高低海拔孢粉类型多样性较高,但以泰加林主导的森林带孢粉类型多样性偏低,主要归咎于物种均匀度的下降。(3)全新世晚期气候变冷且更湿润,森林带上限向下移动,使得中海拔孢粉类型多样性显著提高。全新世阶段森林带内孢粉类型多样性变化幅度最大,该区域是气候响应最敏感区和最脆弱区。本研究有助于我们掌握山地植被带对全新世气候变化的响应模式,为探索山地植被迁移历史提供关键证据。

中亚干旱区主要生态环境问题及治理

中亚干旱区存在的两个主要生态环境问题是:水资源短缺和土地沙漠化严重,因此需改善和加强生态环境问题的治理。目前中亚干旱区植被退化严重,土地荒漠化加剧,生态环境不断恶化。提出治理中亚干旱区主要生态环境问题的措施是进行"引里济咸"和"北水南调"工程,同时必须控制中亚各国人口增长速度。通过各项治理措施,中亚干旱区生态环境问题得到改善。只有中亚国家应共同努力采取有效措施解决区域性生态问题,社会经济和生态环境才能得到持续发展。

基于“省公顷”生态足迹的宁夏中部干旱带承载力研究

人口承载力是区域可持续发展的重要因素。选取宁夏中部干旱带盐池县、红寺堡区、同心县、海原县为研究区,运用"省公顷"生态足迹模型测算研究区各县(区)的人口承载力,即在生态承载标准下研究区所能容纳的人口数量。研究表明:盐池县处于生态盈余状态,有4.1万生态人口承载空间。红寺堡区、同心县、海原县均处于不同程度的生态超载状态。其中海原县生态超载最严重,超载人口达5.1万人,同心县次之,超载人口3.84万人,红寺堡区的生态超载最小,超载人口仅2.12万。从生态人口承载力来看,在该区域人口数量保持不变的情况下,影响研究区域生态人口承载力的因素主要为人均的消费水平和耕地的生产能力,在当前的科学技术水平下,耕地的生产能力主要受水资源的限制。因此,在水资源有限的条件下,要缓解该区域的生态压力,只能从改进生产技术,减少区域人口数量方面进行。

中亚干旱区五万年以来气候变化综述

位于以夏季降水为主的季风气候系统和以冬季降水为主的西风气候系统的过渡地带的中亚干旱区,包括哈萨克斯坦东部、新疆西部和吉尔吉斯斯坦东北部。综合中亚干旱区过去的地质记录等研究资料发现中亚干旱区过去五万年气候干旱程度的变化:在42～30 kyr BP期间,气候比较湿润;在28～13 kyr BP期间,气候比较干旱;在12～5 kyr BP期间,多数研究显示气候比较湿润;5 kyr BP以来,地质记录复杂,对于气候干旱程度有很大的分岐。中亚干旱区古气候变化在万年尺度上主要与地球轨道要素变化引起北半球太阳辐射变化有关。

宁夏中部干旱带黄花菜不同套种模式试验研究

【目地】为探索宁夏中部干旱带黄花菜最佳套种模式,提高黄花菜产量及经济效益,进行不同套种模式黄花菜农艺性状、产量及套种作物产量和经济效益比较试验。【方法】采用小区对比试验,设计5个黄花菜与其他作物套种模式,以黄花菜单种作为对照,筛选出黄花菜最佳套种模式。【结果】黄花菜套种矮秆作物对黄花菜株高、叶长、叶宽、分蘖数、抽薹数和薹高等影响较小,黄花菜套种高秆作物玉米对黄花菜的农艺性状影响较大。黄花菜套种作物对黄花菜的花蕾数、花蕾长、花蕾重、产量等有影响,尤其以套种玉米影响最显著。黄花菜套种经济效益优于单种,其中黄花菜套种辣椒净收益最高,为27 480.2元·hm,其次是黄花菜套种西瓜的净收益为27 322.0元·hm。【结论】黄花菜套种大豆、套种马铃薯净收益分别为22 398.9元·hm、21 794.8元·hm,这2种套种模式受地域和水肥条件影响小,可在扬黄灌区大面积推广应用。

限制开发生态区土地利用景观格局变化环境效应研究

选取宁夏限制开发生态区中部干旱带为研究区,利用1989、1999、2006和2016年4期Landsat TM影像数据,以土地利用变化数据为基础数据源,采用土地利用/覆被变化幅度、土地利用转移矩阵、景观格局变化、生态环境质量指数,定量分析研究区土地利用变化方向与速度、土地利用转型特征、景观格局时空特征、生态环境综合指数大小及空间分布格局与生态环境效应.结果表明:①水浇地、建设用地面积呈现稳步增长趋势;旱地面积呈现先增长后下降的倒“V”型趋势;林、草地面积呈现先下降后增长的“U”型趋势;水域面积变化呈先增长后下降再增长的“N”型趋势;未利用地面积持续减少.三个阶段中,促使土地利用类型发生变化的驱动力分别是:对粮食的基本需求,对经济发展的需求和对生态环境限制开发的需求.②景观格局空间异质性在减小,景观形状不断复杂化,破碎度加深.③生态环境质量指数在各期有波动,但整体呈增长趋势,表明退耕还林(草)与生态移民政策得到了很好的响应.

宁夏中部干旱带不同自然地貌风蚀沙粒粒径特征研究

以宁夏中部干旱带不同自然地貌作为试验样地,应用诱捕法收集风蚀沙粒,通过激光粒度分析仪分析沙粒粒径后,判断各试验点的土壤组成,分析评价沙粒粒径与地表风蚀相关性。结果表明,半固定沙地、流动沙地以及沙柳林地风蚀沙粒以细沙粒为主,占比95%左右,粗砂粒占比5%左右,无粉粒,风蚀沙源主要以就地起沙为主;花棒林、沙蒿林和农田防护林带内风蚀沙粒有8%~12%粉粒,天然草地粉粒占比29.04%,放牧草地粉粒占比69.38%,细沙粒含量较少,植被固沙效果明显,风蚀强度呈下降趋势,沙源以就地起沙为主,但有部分沙源属于外来沉降,土壤状况逐步改善;柠条退耕地、废弃村庄以及封育草地的固沙效果较好,风蚀沙粒主要以粉粒为主,占比90%,风蚀沙源多外来沉积,风蚀强度降低;耕作农田中黄绵土粉粒比例一般高于风沙土,抗风蚀能力较强。

宁夏中部干旱带农村居民点空间分布研究

文章借助GIS空间分析技术和数据统计方法,分析了宁夏中部干旱带农村居民点空间分布特征及其与环境的关系。研究表明,研究区农村居民点的空间分布形态主要表现为团状、串珠状、环状、树枝状、星点状等形式。研究区农村居民点具有"整体分散,相对集中"的空间结构特征。移民点是研究区农村居民点的重要组成部分,其空间分布差异明显:平原灌区及山区库井灌区移民点规模最大,而山区、丘陵及台地移民点规模较小。研究区农村居民点空间分布与区域环境关系密切,地形地貌、交通条件、水资源、经济发展水平等是影响农村居民点空间分布格局的主要因素。研究结果对宁夏中部干旱带农村土地利用规划及生态移民工程的顺利进展提供一定的依据和参考。

基于Priestley-Taylor方法的中亚干旱区实际蒸散特征及归因

蒸散是水—能—碳循环之间的纽带,了解蒸散的动态过程及其驱动因素对中亚干旱区水资源稳定、生态环境安全及农业水资源管理等方面具有重要意义。本研究基于Priestley-Taylor方法,估算并分析了2000—2019年中亚干旱区蒸散的时空变化,采用Lindeman-Merenda-Gold方法定量评估了不同驱动因素对蒸散各组分的绝对贡献,并以各组分对蒸散变化的贡献加权,评估了各驱动因素对蒸散的贡献。结果表明:中亚干旱区蒸散整体以1.45mm·a^(-1)的速度波动上升,其变化趋势呈“东升西降”的空间分布;植被蒸腾、蒸发、冠层截留蒸发的变化趋势分别是2.46 mm·a^(-1)、-1.03 mm·a^(-1)、0.02 mm·a^(-1),三者对蒸散变化的贡献分别是70.09%、29.34%、0.57%;植被蒸腾和冠层截留蒸发的主导因素是NDVI,蒸发的主导因素是气温;总体上,NDVI是中亚干旱区蒸散变化的主导因素,其绝对贡献为28.16%。

基于标准化降水蒸散指数的宁夏中部干旱带干旱趋势分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960~2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发生强度和频次变化以及干旱发生范围变化。结果表明:①SPEI中起决定性作用的因素是降水;②SPEI值的变化对不同时间尺度的敏感性不同,时间尺度越小,干湿变化趋势越明显,甚至是正负波动振荡;③宁夏中部干旱带干湿变化明显,不同季节均呈湿润化趋势,且以轻度干旱和中度干旱为主,干旱发生范围和干旱发生强度总体呈缩小趋势。

遥感GPP模型在中亚干旱区4个典型生态系统的适用性评价

总初级生产力(GPP)是全球生态系统碳循环的重要组成部分,对全球气候变化有重要影响。目前有多种遥感模型可以模拟总初级生产力,比较不同遥感模型在中亚干旱区上的适用性对推进全球干旱区碳收支估算具有重要意义。基于涡度协相关技术观测的四个地面站数据验证MOD17、VODCA2、VPM、TG、SANIRv五种模型的模拟精度。结果表明:(1)基于光能利用率理论的MOD17、VPM模型模拟咸海荒漠植被和阜康荒漠植被GPP的精度最高(R~2分别为0.52和0.80),但在模拟草地、农田生态系统生产力时存在较明显的低估(RE>20%);基于植被指数的遥感模型TG模型、SANIRv模型模拟巴尔喀什湖草地生态系统和乌兰乌苏农田生态系统GPP的精度最高(R~2分别为0.91和0.81),同时模拟值与实测值的相对误差也较低;基于微波的VODCA2模型模拟各生态系统生产力的效果最差。(2)水分亏缺是限制植被GPP的主要因素,因此是否合理考虑水分胁迫是影响GPP模型在中亚干旱区适用性的重要因素。研究揭示了遥感GPP模型在中亚干旱区的应用潜力,为推进全球植被碳通量的准确估算提供参考。

宁夏中部干旱带红花栽培技术研究

红花是集药用、食用、染料、油料和饲料等用途于一身的新型油料植物,宁夏红花种植历史悠久。近年来,由于红花种植经济效益明显高于传统作物,所以种植面积也在逐年扩大。宁夏红花种植适宜时间在3月底4月初,播种密度为9000穴/667 m^2时红花花丝产量最高,每株花朵数也最高;以采收红花种子为目的的种植,播种密度以10000穴/667 m^2为宜,高产栽培模式为覆膜垄沟种植。

宁夏中部农作物生育期有效降水量时空变化特征研究

以宁夏中部干旱带为研究区,利用区域内的国家标准气象站1954-2016年4-10月的日降水资料,运用Morlet小波分析、Mann-Kendall法及气候趋势系数等方法分析了宁夏中部农作物生育期内有效降水量(P_a)的时空变化特征及其未来趋势。结果表明:Pa自北向南依次增大,区域多年平均216 mm,占总降水量的75.25%,其中8月份最大为55.9 mm,7-9月占总有效降水量的70.8%。20世纪60年代为丰水期,正累积距平为238.7 mm,70年代进入枯水期,负累积距平226.1 mm,2010年以来有所增加;P_a存在3、6 a及10 a主周期;各地未来有效降水量均呈减少趋势,变幅为2.2~5.2 mm/(10 a),全区P_a降幅3.5 mm/(10a)。4-10月份区域内的总降水也呈显著减少趋势(P=0.05)降幅为5.3 mm/(10 a),其中盐池降水减幅最小0.8 mm/(10 a),海原减幅最大8.8 mm/(10 a)。