沙冬青(Ammopiptanthus)的遗传结构与保育

沙冬青（Ammopiptanthus）是蒙新砾质荒漠中唯一常绿阔叶灌木孑遗,且已陷入濒临灭绝的境地。沙冬青属内分类争论已久。利用分子手段对国内沙冬青居群进行了遗传结构分析,以对其保护提供准确的遗传学信息。核序列和叶绿体间隔数据均表明,沙冬青属包含两个明显不同的分支,分别分布于塔里木荒漠与阿拉善荒漠,我们据此建议恢复分布于新疆的沙冬青居群的物种地位,即新疆沙冬青（A.nunas）。沙冬青属属下两个种遗传多样性均比较低,可能由于先天遗传不足及破碎化小居群的遗传漂变与近交作用。新疆沙冬青无明显的遗传结构。蒙古沙冬青（A.mongolicus）在阿拉善荒漠北部与南部出现了明显的遗传分歧,这可能是由于南北部居群由不同的避难所扩张而来。也为沙冬青的保护提出了建议。     

气候变化背景下沙蓬属(Agriophyllum)物种潜在地理分布北大核心CSCD

沙蓬(Agriophyllum squarrosum)被认为是未来的潜势作物,其野生近缘种表型和遗传变异丰富,对沙蓬驯化和遗传改良具有重要意义。利用沙蓬属(Agriophyllum)5个物种的分布点数据和9种环境变量数据,模拟沙蓬属当前及未来两个时期(2050s和2070s)不同气候情景下的潜在分布。采用刀切法筛选关键环境因子,kuenm数据包优化模型参数,最后预测分析了未来沙蓬属物种适生区的空间变化。结果表明:(1)MaxEnt模型预测沙蓬属潜在分布的精度高,AUC值为0.957±0.006,当前总适生区的面积为1 731.50万km^(2),其中高适生区面积为462.35万km^(2),沙蓬属可广泛分布在亚洲中纬度干旱和半干旱地区;(2)在未来气候变化情景下,沙蓬属潜在适生区有向高纬度和高海拔地区扩张的趋势;(3)温度是影响沙蓬属物种分布的主导环境因子。     

沙冬青属植物在亚洲中部荒漠区的潜在地理分布及驱动因子分析

在较大的空间尺度上,物种分布模型是预测物种潜在分布的有效途径之一。利用最大熵模型MAXENT,预测了蒙古沙冬青和新疆沙冬青在亚洲中部荒漠区的潜在分布;借助模型启发式搜索和多元线性回归分析揭示了控制其潜在分布的驱动因子。结果表明:①蒙古沙冬青的潜在适生区和实际分布范围基本一致,局限在阿拉善荒漠区的东部和南部、鄂尔多斯西部;最适生的分布区局限在内蒙古乌兰布和沙漠东缘和贺兰山北部的小部分区域。控制蒙古沙冬青潜在分布的关键因子主要是反映极端的温度和降水条件的因子,如最干月降水量、极端最低温和最冷季平均温度等。②新疆沙冬青最适生的潜在分布区局限在新疆乌恰县和沿昆仑山向南延伸的区域。反映极端气候和气候变化范围的因子,如温度季节性、最冷季平均温度、最湿月降水量和降水季节性等以及海拔,基本控制了新疆沙冬青的潜在分布。     

四合木(Tetraena mongolica)的潜在适生区预测及其与自然保护区GAP分析

明晰物种的潜在分布区及其与当前自然保护区的空缺,对于合理高效地开展濒危物种保护具有重要的意义。为了预测四合木（Tetraena mongolica）在当代（2020s）及未来（2060s、2100s）的分布范围,以及自然保护区对四合木的保护现状,以四合木为对象,利用最大熵模型（The maximum entropy model software,MaxEnt）结合23个环境变量预测其在内蒙古自治区西鄂尔多斯与宁夏回族自治区的潜在适生区,并与当前四合木自然保护区进行了保护空缺分析。结果表明：（1）MaxEnt模型的受试者工作特征曲线下的面积为0.977,表明预测结果准确。（2）影响四合木分布的主要环境因子是最湿月降水量,其次是最干月降水量、距道路距离、等温性、最冷季平均温度、坡度。（3）研究区内四合木当前适生面积为4717 km2;2020s—2100s四合木潜在分布区退缩,并向西北部偏移。（4）基于保护空缺分析,当前仅有14.88%四合木的适宜生境位于保护区内,大面积的四合木适生区未设立自然保护区,这些地区主要集中在内蒙古乌海市和鄂尔多斯市杭锦旗。研究结果旨在为四合木保护及其自然保护区...     

利用树木年轮重建阿勒泰地区1794-2012年降水量

利用阿勒泰地区3个采样点的西伯利亚云杉（Picea obovata）树轮样本,建立了区域树轮宽度标准化年表。单相关普查发现,阿勒泰地区区域树轮宽度标准化年表与该区域5个气象站上年7月至当年6月降水量相关显著（R=0.714,P<0.00001）。用区域树轮宽度标准化年表可较好地重建该区域上年7月至当年6月的降水量,解释方差达51.0%,验证表明降水重建序列是可信的。重建序列经历了4个偏湿期和4个偏干期。存在2.2～2.5 a的显著周期（P<0.05）及146、2.8、2.1、2.0 a的较显著周期。在1889年发生从少到多的突变。空间相关分析表明重建结果对阿勒泰地区降水具有较好的代表性。重建结果与阿尔泰山、天山中部地区、吉尔吉斯斯坦东部天山北坡的降水变化趋势和干湿阶段具有较好的一致性,与PDSI变化趋势也有较好的一致性。     

露天煤矿周围的四种植被重金属富集和转移特征分析

采用野外调查和室内化学分析相结合的方法,对新疆准东露天煤矿周围常见的假木贼（Anabasis aphylla）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、琵琶柴（Reaumuria songoonica）、蛇麻黄（Ephedradistachya）等四种植物对重金属的吸收、富集能力和来源进行了分析。结果表明：植物体内重金属含量大小来看,Zn、Cu、Cr含量较大,Pb、As和Hg含量较少。假木贼根部的Cr含量以及四种植被体内Hg含量均超过了植被生长的正常范围。从植物与相应土壤中的重金属相关性来看,假木贼,琵琶柴体内Zn、Cu元素,琵琶柴体内Zn、Hg、As元素,梭梭体内的Zn、Cu、As元素与相应土壤中的重金属含量相关性较好,植物体内的重金属主要来自于土壤,交通运输,大气降尘等多种来源。植物对重金属的富集和转移能力表明,假木贼（2.89）,琵琶柴（1.14）,梭梭（1.72）对Hg有一定的富集能力,其富集能力大小顺序为假木贼>梭梭>琵琶柴,它们属于潜在的Hg富集植物。蛇麻黄对Cu具有较强富集能力。假木贼,琵琶柴和梭梭对Zn、Cr和Pb具有较好的转移能力。这三种植物对重金属均有一定的耐性,可作为矿区土壤植物修复的优选物种。     

基于Maxent模型的西藏藏波罗花潜在地理分布预测（英文）

藏波罗花Incarvillea younghusbandii是著名的藏药之一,极具开发和研究价值,但准确预测其潜在地理分布一直是目前尚未解决的关键问题。本文结合实地调查与现有研究数据,以气候和地表覆盖为环境变量,利用Maxent模型与GIS工具,对藏波罗花在西藏地区的潜在地理分布进行预测。研究结果表明:(1)Maxent模型对藏波罗花的潜在地理分布具有较高的预测精度,ROC曲线下面积(Area under the curve,AUC),训练AUC值可达0.994,测试AUC值可达0.996;(2)土壤类型、年降水量和生长繁育期降水量是影响藏波罗花生长分布的最重要环境因子;(3)藏波罗花在西藏有广泛的适生性,雅鲁藏布江与多雄藏布河间的山谷地带、喜马拉雅山脉中段地带河谷区和喜马拉雅山东段北侧与雅鲁藏布江中游南岸相间地带是目前主要的适生区,而喜马拉雅山脉东部部分地区可能会成为藏波罗花的扩散分布区。     

新疆大气可降水量的气候特征及其变化

利用1961—2000年NCEP/NCAR再分析逐日资料,分析了新疆地区不同季节大气可降水量（APW）的气候分布特征和变化趋势。结果表明:新疆夏季APW小于季风区界限25 mm,从该角度表明新疆为非季风区。APW空间分布呈塔里木盆地和准格尔盆地为高值区,海拔高的阿勒泰山、天山和昆仑山为低值区。APW夏季最大,但小于同纬度东部季风区,春、秋次之,冬季最少,春、秋和冬季APW与同纬度东部季风接近。APW的地理分布与实际降水量分布相反,其最大（最小）区域却为降水量最小（最大）区,受西风带影响,新疆APW模态主要表现全疆一致变化,分布稳定,与降水模态分布差异性大有显著不同,且近40 a来无显著变化趋势,表明决定新疆降水差异的根本原因不在于水汽的多少,而是由降水产生的动力条件、水汽辐合和其他因素差异决定的。     

毛乌素沙地丘间低地植物群落分类与排序

为研究植物群落分布格局与环境因子间的相互关系,在群落样方调查的基础上,对毛乌素沙地丘间低地植被复合体的主要植物群落进行TWINSPAN分类和PCA排序,对土壤环境因子进行DCCA排序。结果表明：调查区内53个物种分属21科46属,其中菊科（Compositae,11种）、禾本科（Gramineae,7种）、莎草科（Cyperaceae,7种）、豆科（Leguminosae,5种）、藜科（Chenopodiaceae,4种）等科所含物种数较多,分别占20.8%、13.2%、13.2%、9.4%、7.5%,生活型以多年生草本为主,水分生态类型以中生植物为主。应用TWINSPAN将67个样方划分为17个组,依据《中国植被》的分类原则和系统确定为21个群丛。对PCA排序的第一轴起主要作用的是以北沙柳（Salix psammophila）、假苇拂子茅（Calamagrostis pseudophragmites）和碱茅（Puccinelia distans）为建群种的群落,对第二轴起主要作用的是以寸草苔（Carex duriuscula）为建群种的群落。植物群落分布DCCA排序第一轴主要与地下水位、HCO₃^-含量负相关,与土壤粗砂粒正相关;第二轴主要与土壤Ca²⁺、K⁺和Na⁺含量正相关,与土壤容重负相关;其中地下水位和土壤Ca²⁺、K⁺和Na⁺含量是环境因子中影响丘间低地植物群落特征和分布的主要因子。     

塔里木盆地西南缘表土碳同位素组成特征分析

土壤碳同位素可以反映生长植被的同位素组成,从而进一步反映当时的植被类型以及气候环境状况。已有的研究显示,不同地区碳同位素与气候因子的关系存在显著差异,因此在不同区域开展土壤碳同位素与气候因子之间相关性关系分析对古气候的重建至关重要。通过采集塔里木盆地西缘帕米尔地区和盆地南缘和田地区策勒县的表土沉积物,分析测定后获得其有机碳同位素,并将该表土有机碳同位素数据与气候因子进行相关性分析,以探明研究区有机碳同位素组成特征及其潜在的气候意义。结果表明：帕米尔地区和策勒地区的表土碳同位素变化对气候因子的响应存在明显差异。气温方面,帕米尔地区与气温呈正相关,其中与冷季气温相关性最好（r=0.598,P<0.01）;策勒地区与气温呈负相关,其中与暖季气温相关性最好（r=-0.684,P<0.01）。降水方面,帕米尔地区与降水量的相关性不显著;策勒地区与年均降水量呈弱负相关,与暖季降水量呈弱正相关,与冷季降水量呈显著的负相关关系（r=-0.632,P<0.01）。上述分析表明基于沉积物有机碳同位素来重建古气候时应充分考虑区域差异的影响。     

气候变化下蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)适宜生境预测

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)是中国干旱、荒漠地区主要的防风固沙植物,预测该气候变化对其地理分布范围的影响,对中国荒漠化防治工作具有指导意义。采用获得的蒙古沙拐枣108个种群分布数据和22个气候环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型软件预测蒙古沙拐枣在当前、2041-2060年及2061-2080年在中国干旱区的潜在地理分布,探究气候变化对该物种分布的可能影响。结果表明:(1)影响蒙古沙拐枣分布的主要气候环境因子为年降水量、年平均气温、气温年较差、最干季降雨量以及海拔;(2)目前,蒙古沙拐枣的适宜生境面积约为5.4×10^5 km^2,高适宜生境为7×10^4 km^2,主要分布在新疆塔里木盆地、准噶尔盆地边缘地带、甘肃河西走廊及其周边、腾格里沙漠;(3)在未来气候变化的情景下,蒙古沙拐枣的适宜生境范围大幅增加,适宜生境向高纬度地区移动,高适宜生境集中分布于甘肃河西走廊以及腾格里沙漠地区,且呈带状分布。     

新疆夜雨和昼雨的空间分布和长期变化

用新疆98个气象站1960—2001年的昼夜降水量资料,分析了冷季（10月到翌年3月）和暖季（4—9月）昼夜降水频率和强度的差异和空间分布。结果表明：新疆暖季分别有两个频率≥55％的夜雨区和昼雨区。夜雨区分别位于西天山北坡和西昆仑山北坡;昼雨区位于阿尔泰山南坡和天山南坡等地。而到了冷季,暖季夜雨和昼雨的条状带相间的格局消失。除了海拔较高的西天山山区和海拔较低的塔里木盆地西部、吐善托盆地分别有小范围的夜雨区和昼雨区外,新疆其他地区的夜雨和昼雨的比例均在45％~55％之间,基本趋于平衡,夜雨和昼雨之差较暖季已明显减弱。对于暖季的大降水事件（一个夜间或白天降水>15 mm）,伊犁河谷、中东天山及天山北坡,昆仑山北坡60％以上发生在夜间,阿尔泰山和塔尔巴哈台南坡、天山东南部盆地地区60％以上发生在白天。另外,还对暖季夜雨区夏季降水的长期变化进行了分析,结果显示,这两个以夜间降水为主的区域,其夜间降水的增加率略大于白天,并不是很明显大于白天降水的增加率。     

2000—2018年塔里木河流域植被覆盖时空格局

选取2000—2018年MODIS-NDVI数据,采用Sen+Mann-Kendall趋势分析、变异系数法、Hurst指数、偏相关分析及残差分析等方法,分析塔里木河流域植被覆盖时空格局及气候因子和人类活动对植被变化的影响。结果表明：(1) 塔里木河流域植被覆盖总体呈明显增加趋势,以2008年为转折存在明显阶段变化。(2) 植被分布存在明显地域差异,“北高南低,西高东低”,植被覆盖高区分布于山体多的地带、绿洲及绿洲荒漠交错带。(3) 全区植被覆盖趋势以基本不变居多。山体等植被覆盖高区,植被活动响应显著。全区大部分区域将保持现有的稳定趋势。(4) 气温和降水量对[WTBX]NDVI[WTBZ]的综合影响从东北向西南逐渐增强,且降水量对NDVI的影响更为明显。人类活动对植被变化产生积极影响的区域主要分布于绿洲、绿洲荒漠过渡带以及塔里木河下游附近。     

近50年来中国西北地区干湿状况时空分布

根据西北地区77个气象台站气候资料,并利用改进的Penman公式,计算了该地区1958年~2001年的44年平均潜在蒸散量的时空分布,并分析了与降水量变化之间的关系,得到4种类型潜在蒸散量与降水量年际变化的组合分布型。其中年平均潜在蒸散量减小而年降水量增大的组合占研究区站点总数的40%以上。分析潜在蒸散量及观测蒸发量与各气候因子的相关性,发现干旱区的蒸发与太阳辐射和风速有关。定义干燥指数为潜在蒸散量与降水量的比值,用来描述西北干旱区的干湿状况。对干旱区四个季节(春、夏、秋、冬)干燥指数近50年的线性变化趋势分析结果显示,干旱区春季大部分区域干燥指数呈增加趋势,即趋于变干;夏季大部分地区趋于变湿,但仅在新疆东部和甘肃西部较为明显;秋季新疆大部、甘肃西部和青海北部等地区趋于变湿,而干旱区东部区域则趋于变干。冬季干旱区大部分区域趋于变湿,只有新疆西南部和西北部及东部部分地区、甘肃西部和内蒙西部等地有变干趋势。     

新疆地区表土孢粉空间分布规律研究

中国新疆地区表土花粉研究结果展示了干旱区主要孢粉的空间分布规律,大部分表土花粉属种的地理空间分布与含量与相应植物的分布区域基本一致,藜科、蒿属、麻黄属及木本植物云杉属、桦木属等花粉普遍呈超代表性,柽柳属花粉呈低代表性。干旱区主要草灌木表土花粉数据的聚类分析结果可以基本反映本区植物群落的主要生态组合类型。主成分分析进一步表明该区草本和灌木花粉分布主要受水文和湿度等因素控制。     

地形对天山夏季降水影响的模拟

地形对局地云和降水的形成、发展过程起着重要作用。由于天山山脉对偏西、偏北气流的阻挡抬升作用,天山西部（喇叭口地形）和北坡中天山（东西走向）一带成为新疆云和降水最集中的地区。以新疆天山山区2013年8月24-26日一次典型强降水过程为例,利用WRFv3.5.1中尺度模式,通过改变初始场中的天山地形高度进行敏感试验,进而揭示天山地形对夏季山区及邻近区域降水的基本影响机制。控制试验较好地模拟出此次降水的空间分布、中心位置及起止时间、降水极大值高度等特征,与观测结果非常吻合。控制试验与敏感试验对比结果表明,天山地形对降水带分布影响不大,但对强降水中心的范围和量级影响显著。降水量与地形高度和抬升凝结高度的相对大小表现出较好的相关性,地形的阻挡抬升作用导致盛行气流产生较强的垂直上升运动,当达到甚至超过抬升凝结高度时,不稳定能量才得以充分释放,进而引起水凝物含量大大增加。地形对主要冰相水凝物雪晶和冰晶的高度分布影响不大,但对二者的中心值和维持时间影响显著。     

新疆黄土分布规律及粉尘来源

通过新疆不同区域地形、黄土时空分布规律、物质组成等资料的对比,结合区域环流形势和沙尘天气的综合分析提出:不同黄土分布亚区,受不同的大气环流、局地环流和地形的作用,具有不同粉尘来源。南亚区主要来自塔克拉玛干沙漠,北亚区主要来自古尔班通古特沙漠,而形成西亚区黄土的粉尘主要来自中亚荒漠。     

近40a新疆输沙势的分析

利用新疆100个气象站近40a来风的观测资料分析了南北疆合成输沙势的时空分布。分析表明: ①新疆风能高能地区较多, 其东部、北疆西部、西北部合成输沙势(RDP)较高, 南疆西部、西南部RDP较低, 北疆比南疆高。②北疆四季、年RDP从20世纪70年代以来波动减小, 南疆四季、年RDP在60、70年代达到最大, 之后到1998年振荡减小, 1998年后却陡然增大。南北疆RDP在春季最大, 夏季次之, 冬季最小, 在60年代较大, 70年代最大, 90年代最小。③南疆东部、西南、西北部RDP/DP(方向变率指数)较大, 中部、西部较小; 从东部到西部方向逐渐由偏西、西南向偏东、东南转变。北疆东部RDP/DP较大, 中部、天山中部和北麓平原一带在0.6~0.7之间, 西部、西北部有两个低值中心, 东北部在0.7~0.8之间; 方向以偏东南、东居多。     

天山山区近40年秋季气候变化特征与南、北疆比较

利用新疆1959~1998年的秋季温度降水资料,分析天山山区近40年来秋季气候变化的基本特征,所得结果如下: (1) 天山山区秋季温度在冷暖变化阶段上与北疆的相似性强于南疆,但其秋季降水在干湿变化阶段上与南、北疆不同。 (2) 秋季温度空间分布的同步变化性以北疆为最好,南疆最差,天山山区居中。秋季降水空间分布的同步变化性以南疆最好,天山山区最差,北疆居中。 (3) 20世纪60~90年代,天山山区表现为波动升温,而南疆和北疆表现为持续增温,均以90年代温度最高,80年代是三大区域秋季降水最多的年代。60,70及90年代,三大区域的秋季降水均低于30年均值。     

关于宁蒙陕农牧交错带重点地区沙尘暴灾害及防治对策

论述了宁、蒙、陕农牧交错带重点地区沙尘暴的时空分布,揭示了沙尘暴形成的原因,重点论证了人为不合理的经营在该区沙尘暴形成中的作用,并提出调整该区不合理的经营方向、方式,是防治沙尘暴形成的关键所在。