沙冬青的开花特性和访花者的观察

在内蒙古乌海市郊外定位观测了沙冬青的开花动态、花粉胚珠比（P/O）、花粉活力与寿命、柱头可授期、访花者的物种多样性、访花频率及自然条件下的结实率,结果表明:沙冬青单朵花的花期为5 d,P/O为(1 190±125),花粉寿命约4~5 d,柱头可授期3 d,访花者有30余种,以膜翅目、双翅目和鞘翅目昆虫为主,自然条件下的结实率因植株不同而差异较大,一般在30%~35%左右。     

荒漠生境罗布麻(Apocynum venetum)传粉生物学比较北大核心CSCD

罗布麻(Apocynum venetum)是中国西北干旱地区的重要优势植物种,为了解其在荒漠生境的传粉生物学特性,对开花物候、花粉活力、柱头可授性、访花者种类、座果率及繁育系统进行观测。结果表明:(1)在荒漠-绿洲过渡带和荒漠边缘种群中,罗布麻的开花高峰期和花粉活力有差异,荒漠-绿洲过渡带种群的持续时间更长。(2)在过渡带种群中,姬蜂(Ichneumonsp.)是最有效的访花昆虫;在荒漠边缘种群中,意大利蜂(Apis mellifera)是主要的访花者。(3)过渡带上罗布麻种群的坐果率高于荒漠边缘。(4)在2个生境下,罗布麻杂交指数均为2,表明其繁育系统以兼性自交为主,异交在繁育系统中只起辅助作用。     

沙拐枣属4种植物同地栽培开花物候与生殖特性比较

 选取吐鲁番沙漠植物园同地栽培的沙拐枣属（Calligonum L.）4种植物,在群体、个体、枝条、同化枝和单花5个水平上,2007—2009年连续进行开花物候和生殖特性研究。主要结论如下:①4 a中4种沙拐枣的各项开花物候参数相似,2010年各项物候参数明显推迟,4月中旬的温度是影响开花时间的主要因素。②在个体和群体水平上,泡果沙拐枣(C. calliphysa)和红皮沙拐枣(C. rubicundum)相似,表现为“集中开花模式”,花期重叠指数较高,达79.99％～100%,密刺沙拐枣(C. densum)和艾比湖沙拐枣(C. ebinuricum)相似,表现为“持续开花模式”,花期重叠指数较高,为51.79％～79.82%,4个种的共有重叠期较短。③在枝条水平上,泡果沙拐枣和红皮沙拐枣开花物候特征也表现相似,为开放集中,开花振幅高;密刺沙拐枣和艾比湖沙拐枣表现相似,为开放时间长,开花振幅低。④在同化枝水平上,开花数、持续时间和同化枝长度在种间和年际间均有不同程度的差异,同化枝水平的始花位置种间也具有差异,表现为泡果沙拐枣、红皮沙拐枣、密刺沙拐枣始花位置主要集中在第2、3关节,艾比湖沙拐枣通常在第4关节。⑤在单花水平上,泡果沙拐枣、红皮沙拐枣、密刺沙拐枣、艾比湖沙拐枣的单花开放持续时间分别为(9.14±0.26)h、(12.95±1.07)h、(10.69±1.75)h、(22.40±1.92)h。⑥在同化枝水平上,4种沙拐枣开花高峰期的坐果率较高,开花数目与坐果数显著正相关;坐果数和开花位置有一定的关系,表现为着生花多的关节坐果数也高,其中,泡果沙拐枣的花和果主要集中在第2、3、4关节,红皮沙拐枣集中在第3、4、5关节,密刺沙拐枣集中在第2、3、4、5关节,艾比湖沙拐枣集中在第4、5、6关节。     

灌溉与施氮对黑河中游新垦沙地春小麦生长特性、耗水量及产量的影响

在黑河中游边缘绿洲新垦沙地设计大田试验,研究了不同灌溉量(估算春小麦生育期需水量的0.6、0.8、1.0倍)与施氮量(0、140、221和300 kg/hm2)对春小麦生长特性、耗水量及产量的影响.结果表明,灌溉与施氮对春小麦植株高度产生一定的影响,但其效果不明显.高灌溉量加大作物的耗水量,春小麦全生育期,高灌溉处理的耗水量比中等灌溉处理与低灌溉处理分别增加16.68%与36.88%.当施氮量小于221 kg/hm2时,增加施氮量可以提高地上部干物质量、单位面积粒数、单穗粒重与产量,从而提高水分利用效率(WUE);当施氮量大于221 kg/hm2时,高施氮量使大量干物质滞留于营养器官,导致成熟前物质的转移不充分,同时在土壤水分亏缺的条件下,高施氮处理加重干旱胁迫,从而使221 kg/hm2处理的地上部干物质量(4 159 kg/hm2)、单位面积粒数(3 774)、单穗粒重(259.42 mg)、产量(2 132.83 kg/hm2)与WUE(3.85 kg·mm-1·hm-2)在各施氮处理中最高.地上部干物质量、籽粒产量及产量构成要素随灌溉量的增加而增加.低灌溉处理的WUE显著高于中等灌溉处理与高灌溉处理处理,中等灌溉处理与高灌溉处理之间的WUE差异不显著.结果表明,低灌溉处理(春小麦全生育期灌溉量378 mm)与221 kg/hm2施氮是黑河中游边缘绿洲新垦沙地农田可以获得相对较高的经济产量与高WUE的最佳组合.     

两种鹤虱属短命植物的繁育系统及其对荒漠环境的适应

两形果鹤虱（^{Lappula duplicicarpa}）和异形狭果鹤虱（^{L. semiglabra}）是两种广泛分布于新疆准噶尔荒漠的具异形果实的早春短命植物。两种植物同一花中均能产生两种形态、脱落及扩散方式明显不同的小坚果,且同一花序上不同部位的花中产生的异形果实比例不同。重点对两种植物的繁育系统与异形果实的产生是否存在联系,以及它们与准噶尔荒漠环境相适应的特点进行了观察。结果表明：①二者花均为两性,植株上同一花中以及花序上产生不同比例异形果实的花之间在花各部的数目与形态、单花花粉量(P)、胚珠数(O)和P/O值上表现均很稳定,与异形果实的产生没有直接联系。②单花花期一般在24 h左右,开花时间不受气候因素的影响。③两种植物的花粉育性均很高,花粉可育率分别为(91.0±4.7)％和(93.2±4.3)％。④散粉时二者的花粉活力均不高,散粉后花粉活力的动态变化基本一致,最佳授粉期分别在2 h和3 h以内,柱头的最佳可授期均在3 h以内,花粉的最佳授粉期与柱头的最佳可授期高度吻合。⑤ 两种植物的P/O值分别为1 222±197和3 419±426,属于混合式繁育系统,这与套袋实验及自花授粉的荧光显微观察结果相一致。⑥ 两种植物在繁育系统上所表现出的特点,避免了准噶尔荒漠的多风、温湿度变化大等恶劣环境条件对其开花、传粉过程的不利影响,保障了繁殖成功。这些结果将为探讨短命植物对准噶尔荒漠的生态适应机制提供重要的理论依据。     

黑河流域中游灌区含水层系统异质性对地表热通量和温度的影响模拟

渗透系数是描述地下含水层系统空间异质性的重要参数,直接影响地下水位和浅层土壤水分分布,并最终间接影响地表辐射收支及地气间能量转换.基于三维物理过程的地下水—陆面过程耦合模型ParFlow-CLM,在黑河流域中游灌区开展数值模拟实验,分析4种渗透系数情景下地下水位埋深、地表热通量和温度的差异.结果表明,忽略水平方向异质性会降低地表热通量的模拟精度,同时设置水平和垂直方向异质性并考虑包气带—饱水带三维水力特征可提高地表温度的模拟精度;充分考虑土壤和含水层系统异质性能提高分层(尤其是0.2～0.5 m深度土层)土壤温度的模拟精度;土壤和含水层系统异质性对地表热通量和温度的控制作用受到下垫面、地形等环境因素的显著影响,尤其在裸地区域,地表感热通量和温度的模拟结果差异较大.研究结果可为干旱—半干旱地区高时空分辨率水文集成模型的构建提供科学依据.     

基于多源地理数据融合的黑河中游土地多功能性时空格局与权衡研究

土地多功能利用是提高土地利用效率、缓解人地矛盾、促进区域可持续发展的重要途径。研究构建了“生产-生活-生态”功能的土地多功能性评价指标体系,基于3 km×3 km格网,融合了遥感、统计、POI等多源地理数据,利用投影寻踪模型对黑河中游土地多功能性进行评价,通过变量相关分析和双变量局部空间自相关分析,揭示了土地多功能权衡与协同关系,并采用RGB三通道合成与二阶聚类分析相结合进行土地功能分区。结果表明:(1)黑河中游在不同利用方式下呈现不同功能,在走廊平原区土地功能以生产功能为主导,生活功能和生态功能为辅。生产功能在走廊绿洲农业区优势明显,生活功能高值区集中于城镇等基础设施条件较好的地区,祁连山、龙首山发挥着生态屏障作用。(2)研究时段内,土地多功能性稳中增强。土地多功能性与一级功能的空间格局保持稳定,土地功能间协调性普遍增强,不同功能在空间上日益重叠。(3)按照主导利用方向,土地可划分为以农业生产与城镇空间为主体的重点开发区、优化开发区和适度开发区,以及以生态空间为主的生态屏障区、生态缓冲区和生态修复区。(4)土地多功能利用仍有提升空间,尤其要加强对非主导功能的关注,协调功能间的固有矛盾;统筹推进生态修复,关注自然资本增值,从构建区域绿水青山的格局挖掘土地价值新的增长点。     

黑河中、下游盆地地下水系统与水资源开发的资源环境效应

该文分析了黑河流域降水及河水时空分布规律,划分并阐明了中、下游盆地地下水系统与特征,探讨了盆地区地表水与地下水大数量相互转化的固有规律,深入分析了流域水资源开发利用引起的资源和环境负效应,提出了流域水资源开发的建设性建议。     

三江平原12种湿地植物光合特性与叶功能性状的关系研究

采用野外气体交换测量和实验室分析等方法,对三江平原湿地12种优势草本植物的光合生理指标、植物叶功能性状指标及其关系进行了研究.结果表明,12种草本植物的净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、比叶面积、叶干物质含量等指标,在不同植物科、种间表现出了一定的差异性;12种植物中,有10种植物的植物气孔导度介于0.15～0.40 mol/(m2·s)之间;胞间CO2含量在植物间的变异相对比较平缓(250μmol/mol左右);燕子花(Iris laevigata)的叶绿素含量最大,毛苔草(Carex lasiocapa)的最小,前者的叶绿素含量是后者的24.4倍;12种植物中,有9种植物叶片氮含量介于1.5～2.0 mg/g之间.Pearson相关和线性回归分析表明,12种植物叶片的平均比叶面积值与其相应的平均氮含量有显著正相关关系(R2=0.73,p<0.01),平均含水量与其相应的平均叶绿素含量、平均比叶面积也呈显著正相关关系(前者R2=0.615,p<0.05;后者R2=0.664,p<0.05).同时,12种植物的叶功能性状指标与光合生理指标关系密切,最大光合速率与其相应的单位干质量水平上的平均叶片氮含量、平均比叶面积之间存在着显著的正相关关系(前者R2=0.571,p<0.05;后者R2=0.861,p<0.01).     

耕地利用系统的理论解析与研究框架

耕地利用系统对全球变化和人类福祉具有巨大影响。论文运用系统科学的理论与方法,探究耕地利用系统的概念、构成、运行、功能和特点,并构建耕地利用系统研究框架,对于深化土地系统科学、解决耕地利用中存在的各种问题具有重要的理论和现实意义。主要结论有：(1)耕地利用系统是农业生产经营者在一定数量和质量的耕地上投入适量生产要素种植农作物,进而获得农产品及相应效益的自然—人工复合系统,由耕地子系统、经济子系统及社会子系统构成,具有显性和隐性双重结构。(2)耕地利用系统运行及演化是自然生态过程、经济发展过程、社会演化过程耦合行进的结果,并涌现出经济、社会、生态功能,具有复合性、开放性、韧性和多等级性等特征。(3)耕地利用系统研究应遵循要素—结构—功能—机制—调控的理论框架,从各要素组成、作用关系及变化特征揭示不同要素的演化特征;从显性与隐性结构2个方面探索耕地利用系统结构及其转型规律;从经济、社会和生态功能3个方面探索功能演化及其对于结构转型的响应特征;从系统对外界环境变化的适应与调整机制、系统要素的相互影响与竞争替代机制、系统运行的信息传导机制、不同等级耕地利用主体协同与组织运行机制、耕地利用功能的涌...     

黑河流域中游盆地地下水补给机理分析

分析地下水水循环机理是有效评价地下水资源量和合理开发利用地下水资源的前提。对此,利用皮帕尔（Piper）图解法分析地下水的水化学特征类型,结合区域构造水文地质和环境同位素,分析黑河中游盆地内不同地区的地下水补给机理。结果表明,位于黑河较上游地区两个相邻山前冲洪积扇之间的地下水水力联系微弱,分别来自于不同的补给来源;不同区域的黑河沿岸地区,受地理地形控制,地下水补给来源存在显著差异;以榆木山隆起相隔离的张掖盆地和酒泉盆地,地下水水化学特征和同位素存在显著差异,处于不同的地下水补给单元;利用放射性同位素氚含量,初步估算出不同地区地下水的更新期,其地下水年龄均低于32 a。为合理开发利用黑河中游地下水资源、保护脆弱的生态环境提供科学依据。     

粒度揭示的末次间冰期以来长江中游风沙-风尘体系

对长江中游地区定山-太平断面上砂山砂与下风向5个黄土剖面黄土进行了详细的粒度分析,并与其他地区黄土进行对比。结果表明:(1)粒度象和粒度参数特点显示赣北定山-太平断面砂山下风向的黄土状土为风积成土;(2)定山-太平断面的砂山砂-砂山淤泥-黄土粒度特征的渐变过渡,指示了其沉积上的渐变过渡关系。结合区域各沉积相的年代序列认为,末次间冰期以来,长江河谷、漫滩等松散碎屑物在冬季风分选下,粗颗粒物质以砂山形式在其下风向不远处沉积,而剥离出的细颗粒物质则被颠扬到较远的下风向以黄土的形式堆积,从而在区域上形成一个以砂山砂和黄土为主的风沙-风尘沉积体系。     

黑河流域中游绿洲边缘地表水和地下水水化学特征分析

以黑河流域中游典型绿洲边缘地表水（水库水、河流水）和地下水为研究对象,选取2005—2013年地下水和地表水水化学离子连续监测数据,综合运用描述性统计、Piper图、Gibbs图、离子相关性等方法,对水化学类型及其控制因素进行系统分析。结果表明：① 在2005—2013年地下水总溶解固体（TDS）呈上升趋势,而地表水（河流水和水库水）TDS呈下降趋势,同时,地下水TDS显著高于地表水;② 在年际尺度,地下水离子浓度均随时间增加而显著升高,而河流水和水库水离子整体呈下降趋势;在年内尺度,地下水NO₃^?离子浓度呈现8月显著高于5月的特征,河流水Ca²⁺、SO₄^2?离子浓度8月高于5月,而水库水所有离子含量5月高于8月;③ 在2005—2013年,地表水和地下水水化学类型变化：地表水水化学类型在2005—2009年由HCO₃^?-SO₄^2?-Ca²⁺-Mg²⁺ 转变为HCO₃^?-Ca²⁺-Na⁺,而2009—2013年水库水转变为HCO₃^?-SO₄^2?-Ca²⁺-Mg²⁺,河水转变为HCO₃^?-SO₄^2?-Ca²⁺-Na⁺;地下水水化学类型由HCO₃^?-SO₄^2?-Ca²⁺-Mg²⁺ 型转变为SO₄^2?-HCO₃^?-Ca²⁺-Na⁺-Mg²⁺ 型;地表水和地下水中SO₄^2?、NO₃^?变异系数最大,是随环境因素变化的最主要敏感离子;④ Gibbs图表明,地表水和地下水中离子主要来源于岩石风化作用,方解石、白云岩等碳酸盐岩或硅酸盐岩矿物的风化溶解是该地区离子主要来源。     

黑河中游灌区水价探讨

在实施黑河流域治理中,建设节水型社会农业节水极为关键。水价是促进节水灌溉的最重要经济手段。为此,在对黑河中游各灌区现状水价调查的基础上,分析了各灌区现状水价水平及用水户对水价的承受能力,并提出了有关调整农业灌溉水价试行的建议:试行累进制水价、季节浮动水价达到流域节水目的。调查分析表明:各灌区现状水价偏低,达不到成本水价。农户可承受的水价水平为0.12元·m-3。累进制水价以0.12元·m-3为基价,以净灌溉定额作为用水基数。季节浮动水价在春灌期及冬灌期,水价取0.15元·m-3,其余月份取0.08元·m-3。     

黑河中游湿地生态旅游资源开发模式研究——以张掖市为例

生态旅游已成为当今世界旅游发展的主要趋势,也成为湿地生态系统保护与湿地资源开发的有效方式。黑河中游湿地资源丰富,是西北干旱区重要的湿地分布区之一,开展湿地生态旅游资源条件十分优越。以黑河中游湿地即张掖市为研究对象,对其生态旅游资源条件进行评价;结合生态安全理论,以保护性开发为基础,提出功能分区、生态旅游产品导向和社区共管模式结合的湿地生态旅游开发模式;最后,提出黑河中游湿地生态旅游可持续开发的举措,以期达到保护湿地生态环境,合理开发湿地生态旅游资源,实现黑河中游湿地旅游资源可持续发展的目的。     

黑河流域中游湿地水禽资源与保护

黑河流域中游位于我国候鸟三大迁徙途径西部路线的中段,境内湖泊、沼泽、滩涂星罗棋布,是候鸟在迁徙飞越干旱荒漠、草原的过程中获得丰富食物、水源和得到良好休整的重要驿站,这里水禽资源丰富,共分布有水禽49种,其中国家Ⅰ、Ⅱ级重点保护鸟类8种;列入中澳候鸟保护协定的13种;列入中日候鸟保护协定的32种。必须从保护湿地水禽的生存空间、加强疫源疫病监测、加强基础研究、恢复水禽栖息环境、提高保护能力等方面入手加强水禽资源的保护。     

黑河分水后中游地区LUCC监测

以2000年Landsat ETM和2005年的Landsat TM数据为信息源,通过人机交互方式提取了两期黑河流域中游地区土地利用/覆被数据。在此基础上,结合研究区的社会经济统计资料和气象观测资料,分析了黑河流域中游地区近5 a来土地利用/土地覆被变化（land use and land coverage,LUCC）的时空变化格局和土地利用类型转变的趋势及其驱动力。结果表明,5 a间耕地和居民用地面积分别扩大了6.95％和9.78％,草地和林地都有相应的减少。尤其是水域和未利用土地,分别减少了1.70％和0.88％,黑河流域生态环境有总体变差的趋势。驱动力分析表明,环境变化是人文因素和自然因素共同作用的结果,并且人为因素占主导地位,在此情况下,本区生态环境存在着继续恶化的潜在危机。     

甘肃黑河中游湿地保护利用现状及对策初探

在对甘肃黑河中游湿地保护利用现状进行全面分析评价的基础上,针对湿地保护利用中存在的问题,提出了保护恢复黑河中游湿地及可持续开发利用的对策。