三江源区高寒草甸生物多样性影响因子分析——以称多县珍秦乡高寒草甸为例

文章以三江源区玉树州称多县珍秦乡围栏禁牧高寒草甸和围栏鼠害治理高寒草甸为研究对象,进行高寒草甸生物多样性影响因子的研究,研究结果表明:1.围栏禁牧和围栏(适牧)鼠害治理对提高草地群落生产力有一定效果;2.围栏禁牧对于草地生物多样性丰富度的增加效果不明显,围栏鼠害治理的同时进行适度放牧有利于草地生物多样性增加;3.高寒草甸草地生物多样性的主要限值因子是温度,而不是水份.     

川西北高寒草甸土壤呼吸速率日变化及温度影响因子比较

根据远红外气体分析原理,采用Li-6400-09土壤呼吸室和Li-6400光合速率测定仪对川西北高寒草甸土壤呼吸速率日变化进行测定,并同步记录大气温度、0、5、10、15和20 cm地温,探讨温度对土壤呼吸速率的影响.结果表明,在选取的浅丘山地灌丛(US)、浅丘山地草甸(UM)、丘前阶地草甸(TM)3块样地中,土壤呼吸速率日变化均呈单峰型,日均呼吸速率是UM((5.34±0.339)μmol.m-2.s-1)>US((5.14±0.225)μmol.m-2.s-1)>TM((4.49±0.282)μmol.m-2.s-1),差异极显著(P<0.01).大气温度、0和5 cm地温与3块样地土壤呼吸速率相关性最强,以5 cm地温最突出;10 cm地温与呼吸速率相关性较好;15和20 cm地温与呼吸速率相关性很小.基于Q10值,土壤呼吸速率对5 cm地温的变化最敏感,各样地对温度的响应是UM>US>TM.     

山东省聊城市农田区蒸散发量的遥感反演及影响因素分析

利用地表能量平衡系统模型,并结合中分辨率成像辐射光谱仪遥感数据以及实测气象数据,对山东省聊城市农田区2019年作物生长期3—9月在区域尺度内的蒸散发量进行遥感反演估算,确定农田区蒸散发量及其影响因素,并分析农田区蒸散发量的时空分布规律以及气象因素、归一化植被指数等地表参数对蒸散发量的影响程度。结果表明：遥感反演得到的日蒸散发量与Penman-Monteith公式计算值的误差在合理范围内;按农田区蒸散发量由大到小的季节顺序是春季、夏季、秋季、冬季,空间上呈现自西向东逐渐递减的趋势;日蒸散发量与归一化植被指数具有较强的正相关性,与地表比辐射率相关性较弱,与气温、比湿、风速、日照呈正相关,与气压呈负相关。     

青藏高原参考蒸散发时空变化特征及影响因素

本研究基于青藏高原75个气象站点1970-2009年的地面气象观测数据,根据Penman-Monteith模型估算了高原参考蒸散发(ETref),分析了高原ETref的年、季节及月变化趋势,发现高原年和季节ETref呈明显下降趋势,年下降趋势为-0.6909mm/a;具有最大减少值的季节是4-6月,平均-0.1978mm/年,随后依次为7-9月,1-3月和10-12月.去趋势分析表明,风速的下降和净辐射的减少是ETref减少的主要原因;敏感性分析表明ETref对净辐射的变化最敏感,其次是相对湿度、风速和气温.     

基于蒸散发同化的流域ET过程模拟研究

采用集合卡尔曼滤波同化水文模型与遥感模型反演的蒸散发(ET)结果,获得更接近真实情况的ET,并利用同化后的ET结果进一步优化水文模型,从而获取连续精度较高的区域ET.通过对北京市沙河流域1999—2007年的ET过程研究显示,运用本方案可以改善水文模型对ET的估算精度,模拟出精度较高的流域蒸散发过程.     

三江源区高寒草甸退化与水塔功能的关系

为便于利用空区探测系统(CMS)采集的采空区点云数据,在三维重建之前对点云数据进行精简是一个必要的环节,提出了一种基于切片的采空区点云数据精简方法.根据采空区点云数据采集的原理,将采空区理想化处理,分析扫描角、扫描线间距及扫描点水平距离之间的关系,据此确定切片间距阈值.将最近点投影到切片上拟合成曲线,结合改进后的偏角法对曲线进行采样精简处理,并以实例证明该方法的有效性.     

红原县参照蒸散发的计算和影响因子分析

为研究高寒地区参照蒸散发与气候因子之间的关系,以红原县为研究对象,收集了红原县7年的气象因子监测数据,利用Penman-Monteith(P-M)方法计算了该区域的参照蒸散发量并对其时间变化特征进行了分析.结果表明:该区域参照蒸散发存在明显的季节性变化,在夏季达到最高值.同时,通过单因子敏感性分析方法,研究了该区域气象因子对参照蒸散发的影响.研究发现,对参照蒸散发影响较大的气象因子依次为大气压、气温和日照时数.     

气候变化对长江源区土壤水分影响的预测

采用线性回归法对长江源区2011—2021年土壤水分含量年际变化趋势进行分析,采用t检验法对长江源区2011—2021年平均气温和降水量变化与土壤水分含量变化间的相关性分析,并采用CMIP5全球气候模型的3种情景（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）下耦合SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型,预测长江源区未来（2022—2100年）土壤水分年际、年内变化趋势.结果表明,长江源区2011—2021年土壤水分整体呈减少趋势,年平均气温和降水量与土壤水分变化具有明显的相关性（P<0.05）. 3种RCPs气候情景下,21世纪末期（2081—2090年）土壤水分含量较21世纪中期（2041—2050年）减少,4—9月土壤水分占全年土壤水分占比较21世纪中期降低.土壤水分年际间波动较大,在50%～500%之间变动,土壤水分年内分布不均匀,1—5月土壤水分增加,6—12月土壤水分递减,1—2月土壤水分变化趋势相对平稳,年内各月份土壤水分含量差别较大.在3种RCPs气候情景下,长江源区未来土壤水分存在明显减少趋势,应加强长江源区土壤水系保护.     

高寒草甸地区陆面过程耦合模式与辐射研究

本文论述了陆气相互作用的研究意义与现状.在原有研究工作基础上,针对中国科学院高寒草甸站地区陆气水热传输过程,提出了一个多层陆面过程耦合模式,特别给出了导水率的计算模型和修正后的根系吸水模式,对植物内部湍流交换的物理过程作了深入研究.本文还介绍了当地的气候概况和野外观测情况,利用本模式对中国科学院高寒草甸站地区陆气水热交换过程进行了数值模拟,模拟结果与实测值吻合较好,证明该模式成功地模拟了陆气相互作用过程,可为当地合理利用水热资源提供科学依据.为了解植被在陆气相互作用的影响,本文又进行了敏感性数值试验.     

伏牛山地区潜在蒸散发变化特征及成因分析

基于河南省西部22个县市的22个气象站点及相邻的陕西省丹凤县和商南县的2个气象站点2016—2017年的逐日气象数据,运用Penman-Monteith模型,估算伏牛山地区潜在蒸散发量,分析其时空分布特征,并运用相关分析和地理探测器方法探讨其空间差异的主要驱动因素.结果表明:①伏牛山地区年潜在蒸散发量平均值为792.89 mm,空间上呈自南向北递增;春夏两季潜在蒸散发量对全年潜在蒸散发量贡献最大,占全年的71.53%.②该地区潜在蒸散发量具有明显的年内分配特征,整体表现为先增大后减小,最高值出现在7月,最低值出现在1月.③该地区潜在蒸散发量与降水量相关性最大,呈显著的负相关关系;地理探测器结果发现,降水量对潜在蒸散发量空间差异的贡献率最大,且降水量与其他因素的交互作用贡献率显著增大,表明潜在蒸散发量的空间差异是由降水量与其他因素相互作用、共同影响产生的.     

土地利用变化对高寒草甸植物群落结构及物种多样性的影响

以原生高寒嵩草草甸封育系统为对照,研究了不同土地利用对植物群落结构和物种多样性的影响,检验了不同人工重建措施对植被的相对影响程度.研究结果表明:高寒嵩草草甸草地退化导致植被稀疏、覆盖度下降、群落物种组成减少、群落中各功能群的比例发生变化、物种多样性降低.退化草地封育自然恢复7年后,恢复最快的是一年生杂草,其次是禾草类;重度退化草地改建成人工草地7年后,禾本科植物仍然是群落中的优势类群,但原生植被中的优势功能群--莎草类在任何人工草地中没有出现;经相关分析表明,物种多样性指数与均匀度指数呈极显著正相关(P＜0.01),与物种丰富度呈显著正相关(P＜0.05).不同土地利用条件下,各群落之间种相似性系数的变化表明,退化草地经过多年的封育,或经松耙补播后逐步向原生植被方向演替;人工草地逐步向退化演替方向发展.     

高寒草甸土壤微生物量及酶活性的研究

为揭示高寒草甸土壤微生物量和土壤酶活性特征,以青藏高原金露梅(Potentilla frutisosa)丛间草地和矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为研究对象,分析了其土壤理化性质、土壤微生物量、微生物贡献率、土壤酶活性特征.结果表明:矮嵩草草甸土壤全氮、全磷、微生物碳(氮、磷)、微生物氮(磷)贡献率、土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性均显著大于金露梅丛间草地;而土壤有效磷、磷酸酶活性均显著小于金露梅丛间草甸;2种类型草甸的土壤有机质、微生物碳贡献率没有显著差异;2种类型草甸的土壤微生物量对土壤营养库的贡献率均在较低水平.说明高寒草甸在植被生长旺季土壤微生物量呈现较高的水平;而微生物量对土壤营养库比值略偏低.矮嵩草草甸比金露梅丛间草地更有利于土壤养分的提高以及土壤微生物的生长和繁殖.     

放牧对青藏高原东缘高寒草甸土壤酶活性及土壤养分的影响

对青藏高原四种不同放牧强度(围栏封育、轻牧、中牧和重牧)高寒草甸的土壤酶活性、土壤养分和植被群落特征进行了研究,探讨了不同放牧强度土壤酶活性和土壤养分及植被群落的相关性.结果表明:各样地土壤酶活性、士壤养分和植被群落特征有较大差异.土壤纤维素酶和淀粉酶活性与土壤有机质、速效氮质量分数及地上生物量变化一致,表现为围栏封育>轻牧>中牧>重牧,然而脲酶活性的变化趋势正好与之相反,表现为随着放牧强度的增加而增加.酸性磷酸酶活性和地下生物量变化一致,表现为轻牧>围栏封育>中牧>重牧.经分析,土壤酶活性和土壤养分密切相关,其中土壤淀粉酶和脲酶活性与土壤养分和植被特征的相关性最好,因此这两种酶活性可以作为评价青藏高原高寒草甸土壤质量的指标之一.     

气候变化下乌江流域蒸散发互补关系变化及成因辨识

为了阐明气候变化下乌江流域蒸散发互补关系的变化及其成因,利用乌江思南以上流域1961-2007年的水文、气象资料,验证了该区域蒸散发量存在互补关系;采用蒸散发互补关系模型和两参数月水量平衡模型估算该区域蒸散发量,并分析了气候变化下该区域蒸散发互补关系的变化.结果表明:乌江流域蒸散发互补关系显著,基于互补关系估算的该流域...     

西天山高寒草甸地区土壤有机碳分布及其影响因素

西天山对西北干旱区气候和物质循环有着巨大的调节作用,开展该地区土壤有机碳分布及其储量的研究对于理解西天山高寒草甸地区对全球气候变化的潜在作用及风险具有重要意义.以西天山高寒草甸地区为研究对象,采集四个海拔共12个土壤样品,测定了土壤有机碳、全氮含量及其他理化性质,并对土壤有机碳、全氮、碳氮比在不同海拔和不同深度上的分布特征及影响有机碳的因素进行分析.结果表明:土壤有机碳含量与p H显著负相关(p0.05),碳氮比随土壤深度的增加而显著减少(p0.05),土壤有机碳含量、全氮随海拔高度的增加而增加,碳氮比在海拔2 900 m处最大且比值接近微生物生命活动最适点,暗示全球增温的大环境下海拔2 900 m处可能会成为西天山高寒草甸有机碳释放最快的碳源.本研究旨在明确西天山高寒草甸地区土壤有机碳的分布特征及其潜在影响因素,为评价其碳汇碳源提供基本理论依据.     

长江流域实际蒸散发的遥感估算及时空分布研究

蒸散发是地表水热过程的关键环节.准确估计蒸散发对气候变化研究、水资源管理、作物估产以及环境保护等具有重要意义.本文结合中国区域气候和土地利用特征,改进地表能量平衡系统(surface energy balance system,SEBS)模型,估算了长江流域多年蒸散发量.结合基于模型树集成算法获得的全球蒸散发观测产品以及基于流域多年水量平衡的年蒸散发数据,验证估算精度.结果表明:SEBS模型获得的长江流域蒸散发与基于全球通量观测站的蒸散发集成数据产品的平均相对百分比误差约为10.15%,确定系数为0.98,均方根误差为7.11 mm·月^-1,具有较好的相关性和一致性,且可以达到更高的空间分辨率;SEBS估算的年均蒸散发与区域多年水量平衡结果的误差为6.29%,模型精度较为可靠;长江流域年均蒸散发总量变化不明显,在二级水资源区内蒸散发的变化量有较大的空间变异性,鄱阳湖流域年均蒸散发值最大,金沙江流域最小,汉江流域季节变异最明显;受气候和人类活动影响,高原地区、江汉平原、太湖流域蒸散发有较为明显的下降趋势.     

长江源区重金属分布特征及生态风险评价

于2017年6月在长江源区12个采样点采集表层水样和沉积物样品,测定重金属含量,并结合地累积指数、水质指数和潜在风险指数等,评价长江源重金属污染和生态风险.结果表明,水体中Mn,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb 和 Cr 的浓度范围为 ND～4.21,0.609～3.71,0.033～5.01,ND～34.86,ND～0....     

模型结构与参数化差异对蒸散发估算的影响

基于2012年黑河绿洲HiWATER高密度通量观测数据,对比研究模型结构差异(单源Penman-Monteith/PM公式与双源PM公式、双源PM公式与双源三温模型)以及PM公式中阻抗参数化差异对蒸散发估算的影响.结果表明:1)与模型结构相对复杂的双源PM公式相比,单源PM公式计算的蒸散发平均相对误差(MAPE)为34...