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    气候与水文
  • 气候与水文
    基于CMIP6的伊犁河流域极端降水时空特征分析研究
    刘京会, 袁旭山, 李艳敏, 李鑫旭
    2025, 48(8): 1329-1341. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.634
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    在全球变暖的影响下，极端降水事件引发的灾害风险日益加剧，对地区的社会经济发展和公众的生命财产安全造成严重威胁。首先对1981—2024年伊犁河流域的8个极端降水指数进行时空特征分析，并通过第六次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6，CMIP6）多个模式不同情景的数据，使用多模式集合平均法和Sen’s斜率估计法分析2025—2050年不同情景下的极端降水指数时空变化。结果表明：（1）1981—2024年的伊犁河流域极端降水指数多呈上升趋势，尤以东部和西南部山区显著。（2）2025—2050年SSP245和SSP585情景下，极端降水波动性大但整体呈上升趋势，其中SSP585情景下极端降水更频繁强烈，伊犁河流域东部和南部山区的年降水量及强降水事件显著增加，展现出更强的降水趋势和更高的极端降水风险，而北部和中部平原地区强降水事件相对较少，这种空间异质性可能对区域自然灾害频发程度及农业生产、畜牧养殖产生不同影响。研究结果可为地方政府部门制定极端降水事件防控策略提供科学依据。
  • 气候与水文
    基于随机森林模型的青藏高原冰川预测及分析
    张毅明, 汤宇磊, 冯俊波
    2025, 48(8): 1342-1352. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.528
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    冰川是青藏高原自然资源调查监测的重点对象之一，冰川的调查监测与研究对青藏高原气候变化具有重要意义。以青藏高原冰川为研究对象，融合多源数据构建了一个随机森林模型（决定系数=0.72），获得了2000—2020年青藏高原逐年1 km尺度冰川预测数据集，分析了2000—2020年青藏高原冰川的空间分布特征和时空变化特征。研究表明：（1）青藏高原冰川空间分布特征为：主要分布于0°~40°坡度范围内，占比达97.92%；主要分布于4000~7000 m海拔范围内，占比达99.38%；总体呈现北坡多于南坡、西坡多于东坡的特点。（2）青藏高原冰川时空变化特征为：时间上，2000—2020年青藏高原冰川总体呈现显著退缩趋势。空间上，青藏高原边缘地区冰川存在显著变化趋势，从边缘向腹地显著变化趋势减弱，腹地以轻微变化趋势为主。（3）喜马拉雅山和念青唐古拉山冰川主要呈显著退缩趋势，喀喇昆仑山冰川主要呈轻微退缩趋势，昆仑山冰川呈轻微前进趋势与轻微退缩趋势并存的特点。

  • 气候与水文
    水足迹视角下黄河流域可再生能源制氢节水潜力研究
    李慧, 姚西龙
    2025, 48(8): 1353-1362. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2025.066
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    科学量化并分析可再生能源制氢的水足迹及其节水潜力，对于黄河流域各省（区）氢能产业的高质量发展和水资源的可持续利用具有重要意义。基于全生命周期理论构建“自下而上”的制氢技术水足迹评价模型，分析比较可再生能源制氢和煤制氢的水足迹及其构成。聚焦于黄河流域各省（区），研究不同情景下可再生能源制氢的节水强度，同时，结合各省（区）电力结构的差异和水资源稀缺足迹的不同，利用可用水剩余量指标探究各省（区）可再生能源制氢替代煤制氢的节水潜力。结果表明：（1）黄河流域北部地区可再生能源制氢水资源稀缺足迹最大，尤其是西北地区，其中内蒙古光伏制氢和风电制氢的水资源稀缺足迹最大，分别为1167.7×106 m3和637.73×106 m3。（2）可再生能源制氢的节水强度表现出“西南高东北低”的特征，光伏制氢替代煤制氢和风电制氢替代煤制氢的平均节水强度分别为1.04 L·kg-1和31.29 L·kg-1。（3）内蒙古风电制氢节水潜力最大，其次是青海、甘肃和山西。青海光伏制氢节水潜力最大，其次是甘肃和四川。研究结果不仅为提升黄河流域水资源利用效率筑牢了根基，还为黄河流域各省（区）氢能产业的科学规划布局提供了重要指引。
  • 气候与水文
    河西走廊夏秋季2次强沙尘暴天气成因及传输特征分析
    张春燕, 李岩瑛, 吴雯, 陈静, 马幸蔚, 聂鑫
    2025, 48(8): 1363-1373. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.556
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    2023年夏季河西走廊出现了近60 a最强的区域性高温干旱事件，大风沙尘天气频发，9月6—7日民勤县出现近40 a来9月最强沙尘暴。选取2023年河西走廊夏秋季2次强沙尘暴过程，对前期气象要素变化、天气学条件、边界层特征等进行分析，应用HYSPLIT模式向后轨迹、Himawari-8卫星沙尘监测等方法得出该区沙尘的来源及传输路径。结果表明：（1）2023年夏季河西走廊区域性高温干旱事件，为沙尘暴发生提供了丰富的沙尘条件。（2）西西伯利亚65°~85°E、50°~58°N存在低压槽，新疆东部-河西走廊呈阶梯槽形势，河西走廊存在中尺度切变，500 hPa冷中心≤-20 ℃、700 hPa冷中心≤0 ℃，中空急流≥20 m·s-1、低空急流≥14 m·s-1，K指数≥21 ℃，辐合区位于700 hPa以下，散度≤-0.75×10-5 s-1；辐散区位于700~650 hPa，散度≥0.75×10-5 s-1；上升运动层位于800~600 hPa，垂直速度≤-0.6 hPa·s-1；700 hPa以下为正涡度区，强度≥0.75×10-5 s-1。（3）沙源以本地沙尘为主时，近地层空气湿度是沙尘暴强度的主要影响因素。（4）相较春季沙尘暴，夏秋季沙尘暴的形成需要更强的上升运动、更大的近地层风速及地面3 h变压差。
  • 气候与水文
    1978—2023年陇东冰雹气候特征及其影响因素分析
    张可心, 赵玉娟, 李美瑜
    2025, 48(8): 1374-1384. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.582
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    冰雹是强对流引起的极端天气之一，发展速度快，危害性大，尤其是对农业经济为主体的陇东地区具有极大的威胁。在气候变暖背景下，有必要深入研究陇东冰雹气候特征及其影响因素。利用1978—2023年陇东地区15个县区地面观测站记录的冰雹数据和灾情资料，结合ECMWF提供的ERA5再分析资料，利用线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析法等方法分析了陇东地区冰雹时空分布特征及关键影响因素。结果表明：（1）陇东地区冰雹日数空间分布不均匀，呈现西北、东南多，中部、南部少的特征，多雹区主要位于下坡地形、山脉背风坡及子午岭山区，少雹区主要位于平坦的塬区及六盘山南部。（2）近46 a冰雹日数呈减少趋势，且春季减少趋势最显著；5—8月为冰雹高发期，占全年冰雹日数的81.5%。（3）冰雹日变化呈现“单峰型”特征，15:00—18:00为冰雹多发时段；持续时间0~9 min及直径中等的降雹频率最高；局地性冰雹频率远高于区域性冰雹，但区域性冰雹具有显著增加趋势。（4）冰雹日数存在3 a的主震荡周期以及14 a、35 a的次震荡周期。（5）不同季节影响冰雹日数的主导气象因素不同，对流有效位能（CAPE）、0 ℃层高度对陇东冰雹日数最具有主导作用。研究结果可认识陇东冰雹发生规律，为优化预报预警模型和人工防雹工作提供科学参考。
    • 生态与灾害
  • 生态与灾害
    农业社会化服务如何影响粮食生态效率——以黄河流域71个地级市为例
    仲嘉维, 郑军, 张明月
    2025, 48(8): 1385-1395. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.542
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    发展农业社会化服务是农业现代化建设的重要内容，在粮食与生态“双安全”的格局下，探究其对粮食生态效率的贡献，对实现农业可持续发展具有重要意义。研究采用2011—2020年黄河流域71个地级市的面板数据，聚焦农业社会化服务对粮食生态效率的空间溢出及非线性效应。结果表明：（1）研究期内，黄河流域城市群粮食生态效率呈明显的改善趋势；空间上，呈现非均衡交错的分布格局，效率优良及以上等级的地市主要分布在黄河流域的下游和中游地区，相对而言，效率中等和效率低下的区域多分布在黄河上游地区。（2）农业社会化服务对粮食生态效率具有显著的正向空间溢出效应，即农业社会化服务既能显著提高本地区的粮食生态效率，而且能辐射带动邻近地区，这一结果经过一系列稳健性检验依然成立。（3）农业社会化服务对粮食生态效率的影响存在复杂的双重门槛效应和人均种植规模发展的适度区间，具体表现为随着人均种植规模的扩大，农业社会化服务对粮食生态效率的积极影响呈现非线性递减态势。
  • 生态与灾害
    天山中部天山云杉林生态服务价值量化与空间分异研究
    孙玉博, 赵善超, 王雅佩, 马晓丽, 陈玉雯, 黄选胜, 王卫霞
    2025, 48(8): 1396-1405. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.750
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    以天山中部天山云杉林为研究对象，在功能价值法的基础上，利用Getis-Ord Gi*热点分析方法对天山中部天山云杉林生态服务价值空间格局进行定量可视化分析。结果表明：（1）天山中部天山云杉林生态服务功能总价值为96.09×108元·a-1，涵养水源、固碳释氧、保育土壤和生物多样性保护为主导功能。（2）各林龄的生态服务价值具体表现为中龄林最高，其次是近熟林、成熟林和幼龄林，过熟林价值最少，但过熟林的单位面积价值最高。（3）各林场的生态服务价值具体表现为南山林场最高，其次是呼图壁林场、板房沟林场、米泉林场，最后为新疆农业大学实习林场。（4）各林场之间森林生态系统服务功能价值具有明显聚集特征，热点区域集中在西南部的呼图壁林场与南山林场，冷点区域集中在东北部的米泉林场与板房沟林场。研究结果为区域生态资源优化管理和生态保护政策制定提供科学依据，并为天山森林生态系统的可持续发展提供理论支持。
  • 生态与灾害
    生态输水背景下黑河流域生态系统服务的时空演变特征及驱动力研究
    王嘉伟, 董国涛, 蒋晓辉, 聂桐, 李跃红
    2025, 48(8): 1406-1420. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.590
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    黑河流域生态调水等政策实施有效缓解了该流域生态环境恶化趋势，生态环境质量显著改善。在该流域目前已有的研究成果中，针对生态系统服务时空演变特征的研究时段较短、区域局限，且大多未对其受环境治理政策及其他驱动因素影响进行定性定量分析。以黑河流域为研究区域，旨在揭示1990—2022年产水深度、生境质量、碳储存量和土壤保持量的时空演变特征，通过耦合InVEST-PLUS模型评估生态输水对下游生态系统服务的影响，并利用地理探测器解析驱动因素。结果表明：（1）2000年后，流域碳储存量和生境质量整体呈增加趋势，产水深度与土壤保持量则呈先增后减趋势。空间上呈现“南高北低”阶梯状分布，高值集中于祁连山区，低值分布于中下游荒漠带。（2）下游碳储量、生境质量与正义峡年均径流量显著正相关（P<0.05）。相较于自然发展情景，生态输水使两者在实际情景下呈现逐年增加趋势。（3）地理探测器各驱动因子中，数字高程、气温、降水量和潜在蒸散发占主导地位。地理探测器结果显示因子交互解释力对生态系统服务的影响高于单因子解释力。研究结果可为黑河流域生态治理与水资源配置提供科学依据。
  • 生态与灾害
    甘肃省自然灾害社会脆弱性评价与综合区划
    余瀚, 孟志华, 王静爱
    2025, 48(8): 1421-1431. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.628
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    降低社会脆弱性对于自然灾害风险防范具有重要意义。在县区单元尺度上，选取人口、经济与种植业3种承灾体，构建适合本区域的社会脆弱性评估指标体系，评价了甘肃省区域自然灾害社会脆弱性，包括暴露度、敏感度、适应度和综合社会脆弱性。然后基于自然地理区划范式，系统编制了甘肃省县区单元自然灾害社会脆弱性综合区划方案。结果表明：（1）甘肃省综合社会脆弱性指数基本呈现东高西低、南高北低的宏观格局。高脆弱性地区主要集中于陇东、陇中以及陇南区域，在城市及附近县区等承灾体密集区域呈现聚集特征。（2）综合区划方案包含两级：一级区为4个主导自然灾害类型分区，包括河西走廊西段沙尘暴主导灾害区、兰州旱灾主导灾害区、陇南暴雨洪水滑坡/泥石流主导灾害区、河西走廊及陇东-陇中-甘南多灾种灾害区。二级区为14个不同结构的综合脆弱性等级分区。该方案系统表达了区域主导自然灾害类型下，社会脆弱性结构的宏观空间分异规律，可服务于降低自然灾害社会脆弱性的多样化区域差异与需求。
    • 城镇化研究
  • 城镇化研究
    甘肃省新型城镇化与生态安全耦合协同及其驱动因素非平稳性
    许静, 杨斌
    2025, 48(8): 1432-1444. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.686
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    甘肃省在国家生态建设中具有举足轻重的战略地位，探讨甘肃省新型城镇化与生态安全状态间的耦合协同及其驱动因素，对于筑牢西北地区乃至全国的生态安全屏障意义重大。以甘肃省14个市州为研究区，基于“人口-经济-社会-空间”（PESS）模型和“驱动力-压力-状态-影响-响应-管理”（DPSIRM）模型分别构建新型城镇化与生态安全评估指标体系，使用耦合协调模型分析二者耦合协同发展趋势，并采用地理探测器与时空地理加权回归（GTWR）模型揭示主要驱动因子及其时空非平稳性。结果表明：（1）2012—2021年甘肃省新型城镇化指数由0.213上升至0.328，属较低水平，生态安全指数提高0.099，由低度安全提升至中度安全。（2）2012—2021年甘肃省新型城镇化与生态安全耦合协调度由0.527上升至0.628，协同状态由勉强协调转变为初级协调，呈“南北低、中部高”的空间分布特征。（3）固定资产投资、第二产业从业人数、城镇人口密度、人均GDP和第二产业占GDP比重为二者协同的主要驱动力。（4）主要驱动因素在时间和空间尺度上均表现出非平稳性，驱动方向和强度均存在差异。研究结果可为推进甘肃省新型城镇化，维护区域生态安全提供决策参考。
  • 城镇化研究
    中国新质生产力与新型城镇化的协同演化研究
    高帅, 张务伟
    2025, 48(8): 1445-1456. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2025.150
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    为探究新质生产力与新型城镇化间的协同演化机制，缓解二者矛盾，助力实现中国式现代化发展目标。以中国31个省（市、自治区）为研究对象，构建“新质生产力-新型城镇化”协同理论框架，运用CRITIC权重分析法、哈肯协同演化模型，测度中国31个省（区）新质生产力与新型城镇化水平，剖析二者的协同演化机制。结果表明：（1）观察期内新型城镇化与新质生产力水平显著提升，空间分异特征愈发明显，呈现出“东部领跑、中部追赶、西部滞后”的区域发展态势。（2）新质生产力在双新复合系统中发挥主导作用，是引领系统有序演化的核心变量。同时，系统内部及系统间均存在正反馈机制，系统内部要素的累积性与自增强性是形成正反馈机制的关键动力。（3）双新协同演化经历了“快速推进（2014—2020年）、稳定运行（2020—2023年）”2个阶段；空间上仍呈“东强西弱”的分布特征。因地制宜地培育新质生产力、建设新型城镇化，优化双新协同机制，持续为双新系统注入新兴要素，是实现双新系统向上演化的关键路径。研究结果可为实现新质生产力与新型城镇化协同发展，破解经济效率与社会公平间的矛盾，达成中国式现代化目标提供思路与建议。
  • 城镇化研究
    宁夏沿黄城市群新型城镇化与低碳发展的耦合交互研究
    周涛, 王亚娟, 刘小鹏
    2025, 48(8): 1457-1468. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2025.102
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    研究新型城镇化与低碳发展耦合互动关系，为实现新型城镇化转型，推动“碳减排”和促进区域高质量发展提供支撑。基于2012—2022年宁夏沿黄城市群的面板数据，运用修正的耦合协调模型、面板向量自回归模型（PVAR）和Tobit模型探讨了宁夏沿黄城市群新型城镇化与低碳发展的耦合协调时空演化、互动响应关系及影响因素。结果表明：（1）宁夏沿黄城市群各城市新型城镇化与低碳发展耦合协调度持续向好发展，且逐渐形成“一极多核”的空间格局。（2）新型城镇化与低碳发展存在长期均衡关系，但二者互动程度较低，且新型城镇化对低碳发展的促进作用优于低碳发展对新型城镇化的作用。（3）城镇化水平、环境治理等因素有助于新型城镇化与低碳发展耦合协调度的提升，而工业化水平则成为阻碍二者良性协调发展的关键因素。
  • 城镇化研究
    城镇化过程中干旱区绿洲与绿洲城市空间协同演变及其模式分析
    韩宇晨, 孙钦珂, 周亮, 李宇昂
    2025, 48(8): 1469-1479. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.746
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    绿洲城市作为绿洲系统中承载人口集聚、经济活动与公共服务功能的核心空间单元，其扩张过程不仅受绿洲生态格局的制约，也在空间上推动了绿洲的演变。系统识别绿洲与绿洲城市的演变特征，是实现干旱区生态保护与空间开发协调发展的关键基础。首先识别2000—2023年中国西北干旱区绿洲与绿洲城市空间面积分布，分析绿洲与绿洲城市的空间演变趋势，然后构建绿洲城市协同指数（Oasis city synergy index，OCSI），定量评估研究区绿洲与绿洲城市的协同演变特征，并进一步探究绿洲城市的扩张模式。结果表明：（1）2000—2023年研究区绿洲与绿洲城市的面积持续增长，但绿洲斑块数量有所减少，绿洲呈现“大型化、集中化”趋势。（2）绿洲城市协同演变趋势分类和OCSI计算结果发现，8个地区为趋势相似型，23个地区为趋势相反型，且2000—2023年绿洲与绿洲城市的协同度逐渐增强。（3）基于绿洲与绿洲城市协同趋势与OCSI综合评价结果得到，填充扩张与边缘扩张模式的绿洲城市协同度普遍较高，而跳跃扩张与沿河扩张模式的绿洲城市由于扩张方式分散或依水线蔓延，OCSI波动大，协同度较低。研究结果识别并揭示了西北干旱区绿洲与绿洲城市之间的空间演变关系，可为缓解干旱区绿洲人地矛盾、推动可持续发展提供理论依据与决策支持。
    • 土壤资源
  • 土壤资源
    祁连山土壤水分时空变化特征及主要驱动因素分析
    赵建文, 李金麟, 王圣杰
    2025, 48(8): 1480-1491. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.664
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    土壤水分对植被生长和陆地生态系统至关重要，特别是对干旱半干旱区山地森林生态系统服务供给起着决定性作用。采用遥感土壤水分数据，基于趋势分析和相关性分析、地理探测器等方法探究了2017—2021年祁连山地区土壤水分的时间动态及其空间分异特征，围绕年均气温、年均降水量、归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）、坡度、坡向、海拔对土壤水分时空分异的影响进行了分析。结果表明：（1）2017—2021年祁连山地区土壤水分变化相对稳定（趋势斜率为0.000018），但年际波动较大（变异系数为0.183）。（2）生长季（5—10月）土壤水分在空间分布上具有显著差异性（0.068~0.214），受东亚季风的影响，土壤水分整体呈现出东高西低的趋势。（3）相关分析和地理探测器的结果均表明，降水量和NDVI对土壤水分时空变化起主导作用，解释力（q）分别为0.761和0.722，均在70%以上，而地形因素影响较小，q值不足0.1。各环境因子对祁连山土壤水分空间分布的影响具有显著性差异，并具有交互作用，呈现双因子增强和非线性增强关系。研究结果可为祁连山地区生态保护政策和措施的制定提供科学依据，促进该地区的生态环境保护。
  • 土壤资源
    内蒙古清水河县典型人工植被土壤碳氮磷及其化学计量特征
    闵雪, 吴叶礼, 张英, 丁国栋, 杨之恒
    2025, 48(8): 1492-1501. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.700
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    植被土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量关系是理解不同植被生态功能发挥的关键，以清水河县4种典型人工植被（杨树、樟子松、油松、柠条锦鸡儿）为研究对象，以天然草地（禾草草地）为对照，探讨典型人工植被群落0~100 cm土层范围内土壤C、N、P含量及其化学计量比特征。结果显示：（1）5种植被类型表层（0~20 cm）土壤C、N、P含量分别为3.29~6.02 g·kg-1、0.52~0.69 g·kg-1、0.37~0.62 g·kg-1，土壤C和N含量低于我国表层土壤平均水平，土壤肥力较低。（2）在0~20 cm土层下，各人工植被土壤C、N和C/N均低于禾草草地，其中樟子松和柠条锦鸡儿土壤C和C/N显著较低（P<0.05）；在20~50 cm和50~100 cm土层下，油松土壤C、N最高，其余人工植被仍低于草地，樟子松C/N最低；各土层人工植被土壤P含量明显高于草地，土壤C/P和N/P均明显低于草地。（3）相关分析表明，土壤C和N、C/P和N/P间呈极显著正相关关系（P<0.001）；土壤C、N、P受植被类型与土层深度影响显著（P<0.001）；土壤C、N、P含量随土层深度增加而降低，呈现明显表聚效应。考虑到研究区土壤磷高有效性利于草本生长，且草本植被土壤养分涵养效果优于人工乔灌植被，该地生态恢复可考虑以保育恢复原生草本植被为主。研究结果有助于深入理解土壤养分循环规律，评估植被的生态效益，为区域生态修复和资源管理提供科学依据。
  • 土壤资源
    不同区域天山云杉林土壤养分随海拔分布规律及评价
    徐栋, 陈浩, 叶尔江·拜克吐尔汉, 王强
    2025, 48(8): 1502-1510. https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2025.130
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    为了探究天山云杉林林下土壤养分空间分布差异，为天山云杉（Picea schrenkiana var. tianschanica）林的森林健康评价提供基础，实验在天山北坡从东往西4个不同经度范围选取的4个研究区域开展，按海拔梯度设样线、样地，并取样分析土壤养分在区域及海拔差异上的分布规律与差异性，最终进行评价。结果表明：（1）海拔对有机质、全氮、全磷含量分布有一定影响。（2）土壤养分中有机质含量、全氮含量、全磷含量之间存在显著正相关性。（3）在不同海拔上土壤养分含量整体表现从高到低依次为：中高海拔（96.3分）、高海拔（95.5分）、中海拔（95.0分）、中低海拔（88.5分）和低海拔（79.4分）；在不同区域内土壤养分评级表现从高到低依次为：天山西部（93.4分）、天山中东部（91.4分）、天山中西部（91.0分）和天山中部（88.0分）。（4）全钾含量在各个海拔上的分布更为稳定，受海拔因素影响极小。（5）天山北坡天山云杉林土壤养分整体较为丰富，但在不同海拔和区域上仍存在一定的差异性，其中养分含量评级最高的区域和海拔带分别为天山西部和中高海拔带。