三江平原典型土地利用类型土壤呼吸强度对温度的敏感性

采用实验室恒温培养方法对三江平原3种不同土地利用类型开发后的沼泽土和草甸土进行了温度敏感性研究。研究结果表明,在50c、15℃、250C和35℃4种不同温度条件下,各土壤类型的土壤呼吸速率均随温度的升高而增大。在同一温度条件下．3种土壤呼吸强度由弱到强依次是：草甸土一旱地〈草甸土一水田〈沼泽土一人工林。指数模型和乘幂模型均可以较好地描述沼泽土和草甸土土壤呼吸与温度之间的关系,土壤呼吸强度随温度的升高呈指数或乘幂上升。3种土壤的Q14。值呈现出随温度升高而降低的趋势,表明土壤呼吸在较低温度下的温度敏感性更高。对未添加植物残体的纯土壤组和添加了植物残体的对照组进行对比研究,发现添加植物残体后土壤呼吸强度大大增强,因此野外实际的土壤呼吸强度要比通常室内实验中去除植物残体后所测定的土壤呼吸强度更高。     

三江平原典型土地利用类型土壤呼吸强度对温度的敏感性

采用实验室恒温培养方法对三江平原3种不同土地利用类型开发后的沼泽土和草甸土进行了温度敏感性研究。研究结果表明,在5℃、15℃、25℃和35℃ 4种不同温度条件下,各土壤类型的土壤呼吸速率均随温度的升高而增大。在同一温度条件下,3种土壤呼吸强度由弱到强依次是：草甸土-旱地<草甸土-水田<沼泽土-人工林。指数模型和乘幂模型均可以较好地描述沼泽土和草甸土土壤呼吸与温度之间的关系,土壤呼吸强度随温度的升高呈指数或乘幂上升。3种土壤的Q10值呈现出随温度升高而降低的趋势,表明土壤呼吸在较低温度下的温度敏感性更高。对未添加植物残体的纯土壤组和添加了植物残体的对照组进行对比研究,发现添加植物残体后土壤呼吸强度大大增强,因此野外实际的土壤呼吸强度要比通常室内实验中去除植物残体后所测定的土壤呼吸强度更高。     

三江平原典型土地利用类型土壤呼吸强度 对温度的敏感性

采用实验室恒温培养方法对三江平原3种不同土地利用类型开发后的沼泽土和草甸土进行了温度敏感性研究。研究结果表明,在5℃、15℃、25℃和35℃ 4种不同温度条件下,各土壤类型的土壤呼吸速率均随温度的升高而增大。在同一温度条件下,3种土壤呼吸强度由弱到强依次是：草甸土-旱地<草甸土-水田<沼泽土-人工林。指数模型和乘幂模型均可以较好地描述沼泽土和草甸土土壤呼吸与温度之间的关系,土壤呼吸强度随温度的升高呈指数或乘幂上升。3种土壤的Q10值呈现出随温度升高而降低的趋势,表明土壤呼吸在较低温度下的温度敏感性更高。对未添加植物残体的纯土壤组和添加了植物残体的对照组进行对比研究,发现添加植物残体后土壤呼吸强度大大增强,因此野外实际的土壤呼吸强度要比通常室内实验中去除植物残体后所测定的土壤呼吸强度更高。     

青藏高原冻土土壤呼吸温度敏感性和不同活性有机碳组分研究

对采自青藏高原的4个高海拔冻土样品在5、15、25和35℃4个温度下进行了为期90d的实验室培养。结果发现,随着温度升高,土壤呼吸强度和有机碳累积分解量呈现出不断增大的趋势;在时间变化上,培养初期土壤呼吸强度达到最高值随后不断下降,15d左右以后达到稳定。同样的温度下,土壤呼吸强度呈现如下顺序：沱沱河（草甸沼泽土）〉乌...     

松嫩平原不同土地利用类型的黑土有机碳分解及其温度敏感性研究

对松嫩平原旱地、水田和草地3种不同土地利用类型的黑土进行了为期90天的实验室培养.研究发现,土壤呼吸强度表现为在初期达到一个最大值后不断下降,随后趋于稳定.4个不同温度条件下(5℃、15℃、25℃和35℃),各类型土壤的呼吸强度均随温度的升高而同步增强.在相同温度条件下,土壤呼吸强度强弱顺序为:水田黑土＞草地黑土＞旱地...     

干旱区土壤种子库的研究进展

土壤种子库在连接过去、现在和将来的植物种群和群落的结构和动态中起着重要的生态和进化作用,对保护和恢复干旱区植被起着重要的作用。从土壤种子库的研究方法、数量特征、分布格局、时空动态、与地上植被关系、年龄结构及影响因素等方面论述了干旱区土壤种子库研究的若干进展,展望了干旱区土壤种子库的研究趋势。     

松嫩平原典型黑土分布区土壤呼吸研究

在松嫩平原典型黑土分布区,选择耕地、休耕地、自然荒地3种土地利用方式进行土壤CO₂呼吸研究。采用壕沟隔断法,探讨了植物根系呼吸在不同土地利用方式下的差异,采用温度敏感系数Q10分析了不同土地利用方式下土壤呼吸对温度的敏感性。结果表明: 土壤呼吸受多方面因素影响,包括土壤温度、湿度、植被类型、农业生产活动等。土壤呼吸日变化过程中,温度是影响土壤呼吸速率的决定性因素。在夏季植物根系呼吸所占的比例最大,超过了50％,春秋两季根系呼吸所占的比例相对较少。受植物种类及植物根系呼吸在土壤呼吸中所占比例大小的影响,在3种不同的土地利用方式下根系自养呼吸所占的比例大小顺序依次为荒地>休耕地>耕地。有根系的土壤呼吸对土壤温度升高的反应要敏感些。     

土地利用变化对中国土壤碳储量变化的间接影响

中国土壤有机碳储量及其在全球变暖背景下的变化趋势是影响全球碳循环的一个重要因素。土地利用变化对土壤有机碳储量既有直接影响,也有间接影响。一方面,土地利用变化直接改变了生态系统的类型,从而改变了生态系统的净初级生产力（NPP）及相应的土壤有机碳的输入。另一方面,土地利用变化潜在地改变了土壤的理化属性,从而改变了土壤呼吸对温度变化的敏感性系数（常用Q10表示）。在全球变暖背景下,Q10值的改变显著影响着土壤有机碳释放的强度。利用生态系统碳循环过程模型（CASA模型）反演了不同土地利用类型下的Q10值,并评价了土地利用类型的改变对土壤有机碳储量变化的间接影响。研究结果表明,林地与草地转换成耕地后将增大土壤呼吸的Q10值,此外,人类通过灌溉、氮肥的施用也能增大土壤呼吸的Q10值,从而使得全球变暖背景下土壤呼吸的碳通量有所增强。     

土壤呼吸中根系与微生物呼吸的区分方法与应用

土壤呼吸中根系呼吸和微生物呼吸的区分在研究生态系统碳循环和土壤碳储量时具有重要意义。较系统地介绍了各种区分方法,主要包括成分综合法、生物量外推法、根去除法、同位素标记法等。现国内研究中使用生物量外推法较多,但其相关性较差。根去除法又可分为根移除法、挖沟隔离法和林隙法,由于是就地测定,其数据可信度较高。同位素标记法包括脉冲标记法和连续标记法,该方法避免了大的干扰,数据较准确,缺点在于设备复杂、操作困难、分析费用高。同时对各种方法的原理和应用进行了介绍。     

干旱半干旱区土壤含水量反演与验证

基于MODIS遥感影像和表观热惯量法,以新疆为研究区,建立了适用于干旱半干旱区1 m土体的土壤含水量反演模型。模型根据高表观热惯量,高土壤含水量,低表观热惯量,低土壤含水量这一理论,通过日地表温差和宽波段反照率确定土壤含水量的时空变化。假设通过1 m土体的土壤水通量正比于上下底层土壤含水量的差值,利用水平衡方程建立土壤表面和底层土壤含水量关系方程,并利用中国土壤类型特点确定优化模型。通过验证结果表明,壤土和壤质粘土这两类土壤含水量接近真实值,砂土在区域验证中,模拟与实测差值为2.16%,整个模型模拟精度较好,能够准确地从时空上反演干旱半干旱地区1 m土体的土壤水分情况。     

河西寒旱区盐渍土地层温湿度变化模式

盐渍土病害的发生与发展在很大程度上取决于土体内水、热变化状况。笔者以甘肃酒泉瓜州地区戈壁盐渍土为原型,利用硅半导体温度测量方式和时域反射技术（TDR）实时监测了盐渍土地层温度和湿度变化情况,分析了河西寒旱区盐渍土地层温湿度的变化模式。结果表明：研究区地层温度的日变化和年变化分别表现为一定周期的正弦曲线,地表处温度变化最剧烈;随深度增加温度变化幅度呈指数衰减,对环境气温的滞后效应也明显增加,日温度变化影响深度为40~50 cm,年温度变化影响深度为500~600 cm。因强烈的蒸降比和较深的地下水位,研究区地层基本无外界水分补充或损耗,地层湿度在一定时期内基本不发生明显变化,仅降水时期在浅表部有所波动。分析表明,研究区浅部100~150 cm深度范围内温度变化较大的地层中存在发生盐渍土病害的可能性,这也在很大程度上取决于地层的湿度情况,因此工程建设中应做好浅表层的防排水措施。     

干旱地区河流动态水质模型研究

依据干旱地区河流水文、水力特性,合理简化对流扩散方程,给出瞬时突然排污条件下的动态解析解.建立了有干旱地区特点的、含有碳化BOD₅、氨氮和溶解氧三水质要素的河流水质模型,推导出水质模拟矩阵,并应用于新疆乌鲁木齐地区水磨河动态水质模拟计算.     

北麓河流域多年冻土区退化草甸的土壤水文特征分析

选取长江源北麓河地区受冻融作用影响而严重退化的高寒草甸典型区域进行取样, 通过实验和模拟等方法, 对该区域内不同深度土层的土壤特征曲线、土壤饱和导水率、土壤粒径、容重和总孔隙度进行了研究和分析.结果表明: 土壤的水分特征曲线由Gardner等与van Genuchten提出的幂函数方程拟合效果良好, 0.1 MPa为土壤水分特征曲线的临界值. 0~5 cm表层土壤的持水能力最小, 20~30 cm土壤的持水能力最大. 0~5 cm表层土壤供水能力最小, 15~30 cm土层的供水性能最好, 适合植被根系的生长.土壤的饱和导水率随着深度的增加而减小.     

中国干旱地区内陆河流域水资源利用与保护

水是干旱地区最为宝贵、无法替代和不可或缺的自然资源,是绿洲生命、生存和生产的基本前提条件.为了维护绿洲稳定,实现可持续发展,必须加强对现有水资源的质和量进行严格保护及科学、合理开发利用.根据干旱区内陆河流域自然地理条件和水资源形成、分布、转化的特点,可以把其分为径流形成区和径流散失区两大部分:前者分布在山区,其中高山冰雪和中山森林带对水源稳定和调节具有重要意义,应重点保护;后者分布在山前平原地区,是水资源强烈开发利用区和人类活动区,极易造成水资源污染和地下水资源的破坏,因而控制水量消耗、防止水体污染及合理开发地下水应是本区的重点.国家、地方相关部门和研究单位尽快研究、制定和建立生态补偿机制,明确"水权"、"生存权"和"发展权"之间利益关系,给予生态脆弱地区更多的生存、发展机会和空间,同时制定严格的区域水资源保护法律法规,以利各项保护措施有法可依,从根本上避免生态脆弱区为发展经济而破坏生态环境的悲剧反复上演.     

干旱区膜下滴灌棉田表层土壤盐分日内动态特征

利用便携式土壤盐分计测量膜下滴灌棉田不同位置和不同深度的土壤电导率,来研究膜下滴灌条件下表层土壤电导率的日内变化特征.结果显示:干旱区一膜两管膜下滴灌条件下,窄行处土壤电导率值最低,膜间最大,宽行居中,表层土壤电导率值存在显著的日内变化特征,早晚土壤电导率值低,中午电导率值高,上午的上升速率大于下午的下降速率;窄行处相对变化幅度大,膜间绝对变化幅度大,土壤电导率值日内变化幅度随深度呈减小趋势;膜下滴灌情况下,表层土壤电导率值的变化受土壤温度和气温的影响显著,但二者相关性复杂,不同深度、不同时间段的相关性不同,膜间大多呈显著正相关,窄行大多呈非显著正相关,宽行处上午呈非显著正相关,但下午呈显著负相关.     

干旱区内陆河流域水资源管理配置数学模型

水资源的合理开发利用是一个涉及多因素的多目标问题. 在可持续利用框架下、在全流域可按某些标准划分为若干特定地域的假设前提下,对干旱区内陆河流域的水资源管理配置数学模型. 首先,分析了水资源可持续利用框架下所追求的目标,以及这些目标在可持续利用框架下、在全流域可按某些标准划分为若干特定地域的假设前提下的定量表示;其次,分析了水资源可持续利用的支持条件和约束条件,建立了水资源可持续利用的多目标数学模型;最后,考虑到水资源分配的特殊性,通过建立流域内不同决策者对某种分配方案的模糊满意度函数,给出了所建决策模型的模糊满意解.     

Research Advance of Shrub Dendrochronology in the Cold and Arid Regions of China

Along with the booming of dendrochronology in China, the woody species for the tree-ring study have expanded gradually from tree species to the shrub and dwarf shrub species in the last decades. The zonal woody species in the vast alpine mountains, arid desert areas and arid regions in China are mostly shrubs and semi-shrubs, which is very important to understand the process of regional evolution, environmental protection and ecological recovery. In this paper, the shrub species which have been studied on tree rings in cold and arid areas of China were collected and sorted, and the fundamental research advances were presented, which include the shrub tree ring identification, radial growth characteristics, and chronology construction by different parameters. The applications of shrub dendrochronology to the subjects in eco-response, paleoclimate reconstruction, hydrological process, ecological study of artificial forest and ecological restoration were also presented. The prospect of shrub dendrochronology in the future was also discussed.     

塔里木盆地和田河气田奥陶系裂缝应力敏感性研究

为研究碳酸盐岩储层应力敏感性及其对气藏产能和气井见水的影响,选取塔里木盆地和田河气田奥陶系钻井岩心, 开展了应力敏感性研究,结合实验结果及数学推导建立了裂缝开度和有效应力之间的力学关系模型,最终借助有限元方 法,对持续开发过程中碳酸盐岩储层裂缝开度的空间变化规律进行了模拟分析。结果表明：裂缝开度的变化随围压或有效 应力变化呈非线性关系;随着围压或有效应力的升高,裂缝开度不断减小,0~0.8 MPa之间减小速度快,岩样应力敏感性 强,到2.6 MPa或5.4 MPa后变化趋于稳定,说明高应力环境下,岩样的应力敏感性减弱,塑性变形特征明显;随着围压的 逐渐降低,裂缝开度不断增大,但不能恢复至初始情况;未来若干年内随着快速开采,和田河气田有效应力增大,裂缝闭 合,产能下降;随着生产井关闭或开采速度放缓,气水界面之上有效应力仍然降低,裂缝闭合,界面之下有效应力增大, 裂缝开启,底水上升,破坏气藏生产。建议在裂缝性碳酸盐岩气藏开发政策的制定过程中,一方面要开展裂缝分布精细研 究,分析裂缝应力敏感性主控因素,同时要制定合理的开发方式和开采速度,确保气藏稳产、高产。     

黄河源区地表湿润指数及与气象因素的敏感性分析

应用Penman-Monteith模型计算了黄河源区地表潜在蒸散,分析了区域1961-2009年49 a来地表湿润指数的变化特征和趋势,并进行影响地表湿润指数的气象因素敏感性分析.结果表明:49 a来黄河源区年地表湿润指数呈减小趋势,其中20世纪60年代相对湿冷,70年代半湿冷,80年代为弱暖湿型,90年代暖干化明显.但进入21世纪初,特别是2003年以来,黄河源区降水增多,湿润指数上升,表现为暖湿型的气候特征.不同季节湿润指数变化略有不同,比较而言,49 a来地表湿润指数在冬春季呈增加趋势,夏秋季呈减小.湿润指数对降水量、日照时数和相对湿度的响应最为敏感.     

干旱区绿洲退耕还林工程绩效评价研究——以张掖市为例

退耕还林,重建生态环境,是当前实施西部大开发的根本切人点.退耕还林工程是通过把原本是林地或草地的耕地恢复成原来的土地利用类型,使受损或退化生态系统最终成为健康的生态系统,从而使当地生态环境更适合人类生存发展.从此目标出发,抛开经济利益而从自然生态系统恢复和社会心理影响等方面建立指标体系,利用主成分分析法综合评价了干旱区内张掖市的退耕还林绩效.结果表明:2002-2004年张掖市退耕还林工程执行效果较好,其中生态系统在数量上恢复较好的乡镇有明花乡;生态系统在质量上恢复较好的有明花乡和平川镇;工程执行过程中居民保护环境意识有较大提高的有民联乡和霍城镇;人们满意程度最高的是明花乡.总体上看,张掖市退耕还林工程执行绩效最好的是明花乡,其次是平川镇,最差的是永固镇,其余处于中间水平.最后,在分析张掖市退耕还林绩效差异基础上,针对提高退耕还林工程绩效提出一些建议.