荒漠河岸柽柳(Tamarix chinensis)灌丛的能量平衡特征

用涡度相关法对新疆塔里木河下游荒漠河岸柽柳(Tamarix chinensis)灌丛进行了1个生长季的实验观测,利用同步气象资料探讨了干旱胁迫环境下柽柳灌丛的近地面微气象和能量平衡特征,并运用普通最小二乘法线性回归及能量平衡比率法对比分析了不同天气条件下柽柳的日能量平衡变化和分配的差异。结果表明:观测期内柽柳灌丛的能量平衡闭合率为72.3%,地表能量通量和能量分配特征呈明显的单峰型二次曲线,地表净辐射通量和潜热通量是柽柳灌丛生长季的主要能量收入项和支出项;生长季内柽柳灌丛的能量平衡残差出现系统性、正负交替的日循环规律;在不同天气条件下,能量的分配转化和平衡程度均有明显差异,晴天的能量闭合状况好于阴天、降雨及扬沙天气,白天好于夜间;能量平衡比率在日出前与日落后的变化显著,且出现瞬时能量过闭合现象。受光合作用的影响,能量平衡闭合程度及碳通量的变化与不同天气下的温度及水分密切相关。     

塔里木盆地年平均气温的分形特征研究

根据分形理论、相空间嵌入定理、Grassberger和Procaccia提出的计算分维数的方法,对塔里木盆地22个气象台站50年(1956-2005)的年平均气温时间序列数据进行分析,计算其分维数,进一步应用普通克立格法、采用变异函数的指数模型对分维数进行了空间插值.研究结果表明.(1)该区域年平均气温的分维数为2.22～2.64,它提供了该区域气候吸引子的自相似结构的基本信息,表明模拟该区域气候系统至少需要3个独立变量,(2)分形维数的空间分布与地形地理位置密切相关,在地形地势复杂的地方及有地表径流的地方分维数的值较高,譬如在盆地边缘砾石带、盆地边缘绿洲带、盆地东部的罗布泊湖盆区分形维数均较高,约为2.55～2.57,表明这些地方气候变化较为复杂,沙漠腹地分形维数较低,约为2.51～2.55,气候系统的复杂性相对较低.     

新疆伊犁河谷新垦区生态需水对土地利用变化的响应

利用新疆伊犁河谷新垦区1985年、2000年和2008年3期土地利用数据,分析了1985-2008年间土地利用变化情况,并利用土地利用类型生态面积及生态用水定额资料,剖析了新垦区24 a来生态需水对土地利用变化的响应。研究结果表明:①24 a间,伊犁河谷新垦区土地利用发生了明显的变化,在耕地扩张的同时,维持生态稳定的草地急剧减少,表征生态退化的盐碱地和沙地呈快速增加趋势;②研究时期内,新垦区生态需水量增加了2.811亿m3,各地类对其影响程度存在差异,其中旱地、水田和水域对其影响最为显著。③新垦区农业开发程度较高,耕地已经成为主要土地利用类型,其生态需水量一直占据首位,致使人工生态需水量远高于天然生态需水量。     

极端干旱环境下的胡杨细根分布与土壤特征

以塔里木河下游的中龄胡杨为研究对象,采用开挖剖面分层取样法,对胡杨细根(D≤2 mm)的空间分布以及与土壤特征因子之间的关系进行了分析。结果表明:①在长期干旱胁迫下,胡杨细根(D≤2 mm)根长密度(RLD)、根表面积密度(SAD)从表层到地下100 cm土层内,呈逐渐增加趋势,100~140 cm土层内表现为减少的波动分布趋势;细根RLD、SAD集中分布在60~120 cm土层内,约占0~140 cm土层总细根RLD和SAD的74%以上;在水平方向上,距树干0.75～2.5 m范围内,呈逐渐减少趋势,而在3.5～5.5 m范围内呈波动的增加趋势。②胡杨细根(D≤2 mm)RLD和SAD与土壤总盐、土壤有效养分含量之间呈显著负相关关系,适合乘幂模型,与土壤含水率之间呈一定程度的正相关关系,适合三次曲线模型。     

塔里木河下游绿洲荒漠过渡带群落多样性特征分析

结合塔里木河下游铁干里克绿洲荒漠过渡带29个植被样地的调查资料,对植物的群落结构和数量特征做了分析。结果表明:研究区群落结构较为简单,植物群落物种多样性水平较低,物种组成单一,天然植物20种,隶属12科18属。从多样性指数的数量特征来看,Simpson多样性指数的变化范围为0.517~0.830,Shannon-Wiener指数变化范围0.851~1.974;Menhinick丰富度指数的变化范围为0.977~3.784,Margalef丰富度指数的变化范围为1.517~8.496;JSW均匀度指数的变化范围为0.719~0.908,JSI指数变化范围为0.729~0.949;植被盖度的变化范围在0.035~1.001之间。     

Environmental hazards in Xinjiang Line of New Eurasian Continental Bridge

Xinjiang Line of New Eurasian Continental Bridge is the important lifeline project inwestern China. Various disasters, such as flood, strong wind, sandstorm, and roadbed disasters,have been seriously affecting the railway transportation. The field investigation and analysis on thedata collected since 1959 show that: serious floods often occurred when the rain intensity reached25 mm/h or 30 mm/d; the critical wind speed for turning over a train is between 35 m/s and 67 m/s,and such cases happened in draught places of mountain opening and trunk valley; the angle be-tween wind direction and railway is closely related to the thickness of accumulative sand along thelines; roadbed disasters taking the form of side-slope sliding, roadbed sinking and silt turning uptook place in spring when the temperature rapidly rose to 10-15℃ from zero and precipitationcame forth or when the thickness of snow cover on shade slope reached above 20 cm in winter;the disasters taking place in the 1990s were far stronger than those of the 1980s and the order ofhazard intensity along the Xinjiang Line is Urumqi＞Shihezi＞Kuitun＞Liuyuan＞Shanhan＞Hami.     

伊犁河流域乌孙山北坡植被垂直分布格局的定量判断

 结合野外调查结果,以1 410~2 960 m海拔梯度上的群落物种重要值和个体数为数量指标,采用游动分割窗技术定量判定了伊犁乌孙山北坡植被垂直分布格局。结果表明,平方欧式距离、马氏距离和Bray-Curtis距离系数均能较好指示群落交错带的变化类型、位置和宽度,其中,平方欧式距离和马氏距离更能直观而准确地反映植被沿海拔梯度的变异,且8个取样单位为游动分割窗最适窗体宽度。利用游动分割窗技术的定量分析,可以将伊犁乌孙山植被沿海拔梯度划分为11个植被带,从低到高依次为:荒漠草原、荒漠草原与山地草原交错带、山地草原、山地草原与亚高山草甸交错带、亚高山草甸、亚高山草甸与高山草甸交错带、高山草甸、高山草甸与针叶林交错带、针叶林、针叶林与高寒草甸交错带以及高寒草甸。荒漠草原与山地草原交错带、山地草原与亚高山草甸交错带、亚高山草甸与高山草甸交错带为渐变型过渡带,宽度分别为250、100、100 m,高山草甸与针叶林交错带和针叶林与高寒草甸交错带为急变型过渡带,宽度分别为150 m和100 m。     

接种摩西球囊霉胡杨幼株对渐进式土壤水分亏缺的响应

通过采用室外盆栽试验,对2 a生胡杨实生幼株接种摩西球囊霉菌剂后对土壤渐进式水分亏缺的气体交换、光合作用和生长响应进行了分析,结果表明：在饱和灌溉6 d后,盆栽胡杨幼株试验的土壤0～40 cm范围平均含水量就从田间持水量下降至轻度干旱胁迫水平,第15 d后下降至重度干旱胁迫水平。在不同停灌时期,接种摩西球囊霉菌剂胡杨幼株生理活动对土壤水分亏缺的响应与未接种株的不同。其中：停灌3 d后,叶片气孔导度的日变化趋势在接种与未接种株间相似,且无显著差异;停灌15 d后,接种株叶片气孔导度的日变化趋势与未接种株的不同,接种株的比未接种株的高12～131 mol·m-2·s-1。在不同停灌时期,接种株叶片光系统II（PSⅡ）的实际量子产量日变化趋势与未接种株的相似,但日变幅不同,其中,停灌6 d后,接种与未接种株日变幅分别为0.42、0.48,停灌15 d后则分别为0.45、0.51。接种株叶片光系统II（PSⅡ）的光化学猝灭系数日变化趋势与未接种株的相似,其中,停灌6 d后两者间的差异不显著,停灌15 d后,除了8∶00和18∶00外,其它时间接种株的显著高于未接种株的[（P]<0.05）。在水分渐进式亏缺期内,接种株有新的侧枝长出,未接种株没有,接种胡杨幼株的高度、基径的增幅均比未接种株的大。     

干旱区不同土地利用方式下土壤呼吸日变化差异及影响因素

利用开路式土壤碳通量测量系统-LI-8100对塔里木河下游6种土地利用方式下土壤呼吸速率的日变化进行了野外定位测量,并就水热因子及土壤理化性质对土壤日呼吸速率差异的影响进行了分析。结果表明,梨园、弃耕地、棉田、人工林、草地和天然林土壤呼吸速率日变化均呈单峰曲线,土壤日呼吸速率差异显著。大气温度和土地利用方式是造成土壤日呼吸差异的主要因素,其中土地利用方式通过改变地表温度、土壤水分、电导率、pH、盐分含量及机械组成等影响土壤日呼吸速率。     

基于DEM的清水河分布式水文模型

对于以冰雪融水和雨水混合补给为主的西北山区流域,需要结合山区特点建立分布式水文模型。通过取塔里木河流域中的清水河水系为研究区域,采用300 m×300 m DEM数据进行流域河网水系提取,同时用DEM数据对参数进行分布式异化,建立冰雪融水与降雨相结合的分布式水文模型。分析模拟结果表明:夏季模拟径流主峰值与实测径流值较为接近,而冬春季节两者之间的差别较大,反映了西北山区流域冰雪融水和雨水混合补给为主的特点;进而开拓塔里木河区域应用该类模型的可行性。