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  • 农业生态
    林琦, 张彦龙, 曹亮明, 王小艺, 肉孜·吐热普, 高桂珍
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1348-1356. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.17 cstr: 32277.14.AZR.20250717

    近年在新疆伊犁发现危险性害虫虹彩窄吉丁Agrilus viduus Kerremans,目前该虫已传入野果林腹地,对野苹果和野杏造成了危害。通过野外普查、定点观察和室内饲养,初步明确了该虫在野果林地区的分布范围、生活史、危害特征和寄主植物种类。该虫在伊犁新源县、巩留县、霍城县、特克斯县域内均有分布,已进入了这些县区分布的野果林。该虫1年发生1代,5月上中旬开始活动,7月上旬开始羽化,7月下旬为羽化高峰期,7月中旬成虫开始产卵,8月上旬羽化陆续结束,11月上旬以2~3龄幼虫开始越冬。危害形式主要以幼虫蛀食寄主植物的韧皮部、形成层和木质部,幼虫种群数量高时可致死寄主。该虫在野果林中可危害野杏Armeniaca vulgaris、野苹果Malus sieversii以及其他种类的野生果树资源。该虫产卵特性较特殊,卵成堆产于树皮表面,然后用分泌物覆盖卵形成卵鞘。虹彩窄吉丁卵鞘分布与树木的高度相关,主要分布在树高120~240 cm范围;卵鞘分布还与枝条粗细相关,多分布于直径2~3 cm枝条上。通过查阅文献和实际调查,可判断该虫是新疆野果林的新入侵害虫,危险性大,应引起相关主管部门的重视,需要根据其生物学特性,利用物理防治、生物防治和化学防治相结合的方法进行应急根除。

  • 水土资源
    王艺璇, 邓晓红, 范慧文青, 韩江哲, 李宗省
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1004-1020. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.05 cstr: 32277.14.AZR.20250605
    PDF全文 (1730) HTML (290)   可视化   收藏

    随着全球水资源短缺问题的日益加剧,准确评估水资源承载力已成为实现区域可持续水资源管理和应对气候变化挑战的关键。鉴于水资源-生态-社会系统的复杂性,单一评价方法难以全面揭示其多维交互与动态变化过程。本文综述了水资源承载力评价中耦合模型方法的应用现状与研究进展,通过系统分析法、综合评价法以及机器学习等主要评价方法,揭示其在水资源承载力评价中的优势与局限性,并特别探讨了这些方法在干旱区应用时面临的挑战。本文从动态反馈机制、非线性建模能力、数据驱动性以及适用性等方面对不同方法进行了横向对比,分析了各方法在干旱区应用的适用性与局限性,并探讨了耦合模型的可行性,为解决干旱区水资源承载力问题提供了新的思路。未来研究应聚焦于多模型集成与数据驱动优化,以提升模型的泛化能力和适用性,推动水资源管理从静态评价向动态模拟和精准预测转变,为干旱区乃至全球的水资源可持续利用提供科学支持。

  • 生态与环境
    刘小明, 郑世妍, 乔占明
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1080-1092. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.11 cstr: 32277.14.AZR.20250611
    PDF全文 (1368) HTML (281)   可视化   收藏

    当前生物多样性减少,对生态系统服务产生不利影响,探究三江源土地利用和生境质量时空演变特征对区域内生态保护修复具有重要意义。本研究基于PLUS模型和InVEST模型生境质量模块,多情景模拟预测土地利用变化和估算生境质量。 结果表明:(1) 历史时期内,草地向未利用地转移面积为9663.53 km2,转移面积占比最大,未利用地向草地转移面积仅为3659.27 km2,三江源地区草地向未利用地退化现象比较严重。(2) 2030年土地利用与生境质量多情景预测结果显示,均是生物多样性保护优于草地保护优于水资源保护优于自然发展情景。(3) 未利用地向草地转移对提高生境质量的贡献率最高为0.7167,其次是未利用地向水域转移贡献率为0.2603。推进生物多样性保护策略,解决草畜矛盾并加大对未利用地的治理,减少草地向未利用地的转移,有利于减缓生境质量降低。

  • 水土资源
    鲁力, 郭建华, 王友年
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1196-1210. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.04 cstr: 32277.14.AZR.20250704
    PDF全文 (1036) HTML (295)   可视化   收藏
    干旱区流域下游灌区盐渍化的问题加剧了土壤退化、作物减产及河水咸化,制约着农业生产与生态环境的稳定。其形成受地下水埋深及灌排管理不当的影响,科学制定土壤水盐调控措施是解决上述问题的关键。本文在阿克苏河下游河岸带典型田块开展试验,基于动态观测和野外调查数据,采用HYDRUS-1D软件建立非饱和模型,模拟棉花生育期内土壤水盐运移规律,确定合理调控方案并探讨地下水稳定蒸发深度与河岸带土壤结构的关系。结果表明:土壤含水率、TDS识别与验证精度分别为0.862、0.752,均方根误差分别为0.033、0.008,表明模型可靠性较高;灌溉入渗补给占土壤水总补给量的85%,带入盐分127.164 mg·cm-2,土壤水向潜水排泄占总排泄量的59.67%,排出盐分267.78 mg·cm-2,水量均衡差为9.2%,脱盐率为33.89%;考虑作物需水规律和土壤盐分动态变化情况,将70 cm作为最佳的灌溉水量的同时控制地下水埋深在220 cm左右,可有效降低根系层土壤盐分;砂夹壤结构中壤土层位置对地下水的临界蒸发深度(150 cm)影响小,主要影响土壤稳定蒸发深度与实际蒸发量,壤土层越靠近地表,稳定蒸发深度越浅,实际蒸发量越小。研究结果可为干旱区盐渍化防治以及水资源的合理配置提供参考。
  • 水土资源
    邸彦峰, 段伟利, 周仪琪, 何超
    干旱区研究. 2025, 42(6): 993-1003. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.04 cstr: 32277.14.AZR.20250604

    将农作物灌溉用水纳入全球贸易链并分析其可持续性,对于确保水资源和粮食安全至关重要。受制于经济利益与水资源开发利用之间的矛盾,农作物贸易中虚拟水可持续性的问题尚未得到足够重视。本研究基于粮农组织提供的农作物生产与贸易链矩阵数据,采用实物贸易流分析、空间相关分析及多尺度地理加权回归等方法,系统解析了2000—2019年全球农作物虚拟水贸易的可持续性时空分布、空间关联特征以及净出口水量的驱动因素。 结果显示,近20 a来全球农作物的可持续和不可持续净出口虚拟水量(尤其是棉花)均呈现出逐年波动上升趋势(约0.20 Gm3·a-1),但随着农业技术水平提升,不可持续虚拟水量在虚拟水贸易总量中的占比有所下降,从42.31%下降至41.40%。空间分析结果表明,通过全局和局部莫兰指数分析,2000—2009年全球农作物不可持续净出口虚拟水量表现出显著的空间聚集特征,但近10 a该聚集趋势逐步减弱并趋于分散。净出口虚拟水量的增长主要受耕地面积变化的驱动,而农业增加值对贸易中的虚拟水量具有显著的负向影响。本研究结果强调了持续推行严格粮食安全政策的重要性,以促进全球农作物虚拟水贸易的可持续发展,并进一步减少不可持续用水比例。

  • 天气与气候
    杜军, 高佳佳, 陈涛, 次旺, 巴果卓玛
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1159-1172. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.01 cstr: 32277.14.AZR.20250701
    降水集中指数(Precipitation Concentration Index, PCI)能很好地表征降水年内的集中度,在相关研究中被广泛应用。本文基于1981—2024年雅鲁藏布江(以下简称雅江)流域15个气象站逐月降水和平均气温观测资料,采用线性方程、Pearson系数及Mann-Kendall、Cramer等5种突变检验方法,分析近44 a雅江流域PCI、季节降水量、降水频率和降水强度的时空变化特征以及PCI变化原因。结果表明:(1) 雅江流域PCI自东向西递增,年降水量、降水频率和降水强度由东向西递减。(2) 近44 a雅江流域PCI平均每10 a减小0.26,降水在年内的分配趋于均匀;1—7月和10月降水量呈增加趋势(7月增速最快),其他月份降水量为减少趋势(9月减少的最多);2月、4—7月降水量占年降水量的比例(MPAP)表现为增加趋势(5月最大),其余月份MPAP趋于减小(9月减幅最大)。(3) 雅江流域因春、夏、冬三季和全年降水强度增大,致使其降水量增多;秋季降水频率减少导致降水量减少。年降水强度的增加是由于西藏高原-1指数和西太平洋暖池强度指数显著增加造成的。PCI下降与增暖背景下季节性差异减小有关。(4) PCI仅在2000s偏低,其他3个年代均偏高,并在20世纪90年代初期发生了突变;年降水量、频率和强度的突变时间分别出现在21世纪前10 a初期和20世纪90年代中后期。
  • 天气与气候
    李漠雨, 董少睿, 郭英香
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1173-1183. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.02 cstr: 32277.14.AZR.20250702
    选取2022年青藏高原东部地面气象站逐日降水数据,对中国区域融合降水分析系统CMPAS(China Meteorological Administration Multi-source Precipitation Analysis System)、中国气象局陆面数据同化系统CLDAS(China Meteorological Administration Land Data Assimilation System)、中国第一代全球陆面再分析产品CRA(China Meteorological Administration’s Global Atmospheric Reanalysis)的降水资料进行评估,采用误差指标和分级评估法,分区域检验三种降水产品在青藏高原东部的适用性。结果表明:(1) 对青藏高原东部而言,在分析年尺度降水时,CMPAS降水与观测误差最小、相关性最强、明显优于另外两种资料。应优先选用CMPAS降水产品。(2) 从年内变化来看,CMPAS各月降水量与观测最为接近、误差小、相关性高,CRA各月降水量较观测均偏多,CLDAS多数月份较观测明显偏少。在分析青藏高原东部月尺度降水时,CMPAS效果最好。(3) 青藏高原东部两次大范围降水过程中,CLDAS对过程累积雨量的反应最为准确,CMPAS能准确反应最大降水中心、最大降水中心雨量、小到大雨等级降水、降水集中出现时间及落区。在分析青藏高原东部降水过程时,CMPAS效果最佳。研究结果为青藏高原东部站点稀疏区的精细化监测提供数据支撑,为网格降水产品在天气气候业务、气象防灾减灾中的应用打下坚实基础。
  • 生态与环境
    张秀霞, 韩丽莎, 党星海, 汪孝贤, 林庆润, 邓灵芝, 杨明航, 张喜来
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1067-1079. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.10 cstr: 32277.14.AZR.20250610

    西北干旱区是我国典型的植被脆弱区,植被覆盖在维持该地区独特的陆地生态系统中发挥着关键作用。本研究利用Landsat数据和像元二分模型分析1990—2022年西北干旱区植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)的时空变化规律,综合应用土地利用数据,Sen斜率估计、Mann-Kendall检验以及相关性分析等方法分析不同植被类型FVC时空变化特征以及对气候变化因子的响应。 结果表明:(1) 研究区FVC呈现波动上升趋势,上升速率每年为0.98×10-4,空间分异性特征显著,以极低植被覆盖为主,流域区域FVC较高。(2) 土地利用转型驱动FVC格局演变,林地和耕地面积增加,对FVC极高覆盖区的贡献随之增加(分别增加了3.0%、18.8%),草地仍是各覆盖等级的优势载体(平均占比>47.7%)。(3) 植被生长季平均降水量排序为灌木>林地>草地>耕地,气温变化趋势与之相反。蒸散发量依次为林地>耕地>草地>灌木。灌木覆盖区年均湿润面积占比达61.03%,耕地区不足5%。植被覆盖度与降水(52.0%)、气温(60.2%)、蒸散发及干燥度(63%)均呈负相关关系,植被对气候变化表现出显著敏感性。研究结果为西北干旱区的生态管理与恢复提供了重要依据。

  • 天气与气候
    牛锦, 刘亚红, 包刚, 元志辉, 佟斯琴, 朝布嘎
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1184-1195. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.03 cstr: 32277.14.AZR.20250703
    PDF全文 (1245) HTML (273)   可视化   收藏
    利用MODIS积雪产品数据,研究了蒙古高原2003—2022年间积雪融化期的时空变化特征,并以15 d为时间间隔跟踪分析了融雪线向高纬度方向的移动及其对气温的响应过程。结果表明:(1) 2003—2022年积雪占蒙古高原总面积的55.59%~87.61%。其中2018年积雪覆盖面积最少,2009年最多。此外,在时间上20 a来蒙古高原积雪融化时间以0.18 d·(10a)-1的速率呈显著提前趋势(P<0.05),而稳定积雪区呈推迟趋势。(2) 空间上,蒙古高原北部地区的积雪融化时间明显晚于南部地区。而稳定积雪区主要分布于融雪时间普遍较晚的蒙古国西部和内蒙古东北部地区,其中64.9%的区域呈提前趋势。(3) 通过对蒙古高原冬季(自1月起)每半月尺度的观测研究发现,融雪线与-5 ℃、0 ℃等温线的移动趋势先后出现同步性。且融雪线位置与温度的相关性除2018年外其整体都处于0.72~0.98的较高区间,这表明温度是影响融雪线位置的关键因素。
  • 农业生态
    李昊辰, 胡广录, 王涛, 陈宁, 李嘉楠, 樊亚仑
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1333-1347. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.16 cstr: 32277.14.AZR.20250716
    干旱区砂壤地农田土壤肥力低、持水性差、渗漏量大、农作物产量低,探明砂壤地农田土壤水分运移规律,对节约水资源、提高农作物产量意义重大。以黑河中游新垦的砂壤地玉米农田为研究对象,设置了平地覆膜灌溉、起垄覆膜灌溉和膜下滴灌灌溉三种模式的小区试验,采用HYDRUS-2D模型对不同灌溉模式下玉米农田土壤水分运移过程进行模拟。结果表明:(1) 本研究中HYDRUS-2D模型的模拟值与实测数据呈现出较高的吻合度,R2达到0.864以上,同时RMSE均保持在0.006 cm3·cm-3以下,验证了该模型在砂壤地农田土壤水分动态模拟方面的可行性和可靠性。(2) 起垄覆膜灌溉模式较平地覆膜灌溉模式在灌溉水量减少2099 m3·hm-2的条件下,可提升约20%的作物根区土壤体积含水量,并降低13.3%的渗漏损失;而膜下滴灌灌溉模式较平地覆膜灌溉模式能够减少50%的灌溉用水量,渗漏量减少50.7%。(3) 膜下滴灌灌溉模式以“勤灌、少量”的特点,使得水分能够更为直接高效地补给作物根区,更大程度上提升了玉米根区土壤体积含水量,并使渗漏量进一步削减。因此,黑河中游砂壤地农田宜采用膜下滴灌模式进行灌溉,以实现节水增产的目的。(4) 本文构建的HYDRUS-2D模型参数体系也可为我国北方同类型砂壤地农田的灌溉水动态模拟提供参考依据。
  • 植物生态
    林芷叶, 王建成, 朱成林, 苏志豪
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1291-1300. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.12 cstr: 32277.14.AZR.20250712
    新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)是中亚荒漠区特有的濒危常绿灌木,具有极强的抗寒抗旱能力,是探究植物适应极端环境机制的模式物种,也是荒漠生物多样性保育研究的重点对象。本文以黑色和绿色两种颜色新疆沙冬青种子为研究对象,研究新采收种子与3种贮藏方式后的种子萌发与活力。结果表明:新采收种子萌发率随着培养温度增加而提高,且新采收种子活力达100%。两种颜色的种子在干冷、干热贮藏方式下萌发差异显著,绿色种子萌发率显著高于黑色种子(P<0.05),而在湿冷贮藏下萌发差异不显著。湿冷贮藏促进种子萌发,而干冷、干热贮藏抑制其萌发。3种贮藏方式对两种颜色的种子活力影响较小,贮藏后活力均达95%以上。温度与湿度是影响新疆沙冬青种子萌发与活力的重要生态因素,种子萌发差异是其适应恶劣生境的进化策略,有利于提高其生存与繁衍能力。湿冷贮藏有效提高种子萌发率与维持活力,为种质资源保护与苗圃育种提供技术指导。
  • 水土资源
    刘佳月, 寇威, 原建强, 薛少琪, 王旭东
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1246-1256. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.08 cstr: 32277.14.AZR.20250708
    为探明有机肥配合中微量元素后在风沙土中的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响,采用室内培养试验和田间试验,研究了有机肥和添加中微量元素后的有机肥在风沙土的分解率及残留率及其不同施用水平对土壤有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、矿质结合态有机碳、微生物碳以及氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸含量的影响。结果表明:与施用有机肥相比,室内培养试验下添加中微量元素的有机肥降低了土壤有机碳的矿化量;田间试验下添加中微量元素的有机肥进一步提高了土壤中活性有机碳(1.79%~1.99%)、低活性有机碳(2.20%~4.91%)、矿质结合态有机碳(3.89%~7.95%)、微生物量碳含量(1.71%~8.10%),同时提高了土壤氨基葡萄糖(3.46%~6.32%)、氨基半乳糖(1.21%~13.32%)、胞壁酸(2.41%~6.14%)和微生物残体碳含量(2.70%~4.99%);降低了土壤高活性有机碳(0.71%~1.48%)和颗粒有机碳含量(4.91%~5.86%),但差异不显著;说明添加中微量元素后的有机肥在一定程度上可以减缓有机肥在风沙土中的矿化,提高土壤中活性有机碳、低活性有机碳、矿质结合态有机碳、微生物量碳含量,促进有机碳的周转和固存。
  • 农业生态
    范严伟, 吕自杰, 张尧, 王磊, 石雯
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1138-1150. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.16 cstr: 32277.14.AZR.20250616

    在沙漠环境中实施植物固沙工程,土壤水热状况是影响固沙植物健康生长的关键因素。竖管地表滴灌是为缓解土壤干旱和地表高温对固沙植物幼苗的复合胁迫而提出的一种节水控温保育新技术,其土壤水热分布及迁移状况尚不清晰,推广应用到植物固沙区缺乏理论基础。为探明竖管地表滴灌模式下灌溉参数(滴头流量和灌溉水温)和竖管参数(竖管直径和竖管埋深)对土壤水热分布及迁移状况的影响,基于HYDRUS-2D软件,构建了竖管地表滴灌土壤水热迁移数学模型,通过室内试验,验证了所建模型及其求解方法的可靠性。在此基础上,采用单因素分析法,考虑滴头流量(1、2、3 L·h-1)、灌溉水温(10、20、30 ℃)、竖管直径(9.6、11.6、13.2 cm)及竖管埋深(15、20、25 cm)4个影响因素,设计9组模拟方案,获得竖管地表滴灌不同影响参数组合下的土壤水热分布特征及迁移规律。 结果表明:(1) 整个灌水过程湿润体内取9个有代表性的点位,其土壤水热变化均是通过以水调温实现的水热耦合,灌水初期竖管内土壤水热动态变化最为明显,尤其是管内地表层;随着灌水时间的延长,管内土壤水热状况逐渐稳定,水分通过管底孔向四周渗透,管外各点位土壤水分快速增加并趋于稳定,而温度则受灌溉水温的影响而略有增减。(2) 滴灌期间竖管直径对土壤水热状况的影响不显著,竖管埋深主要是影响土壤的水分状况,对土壤热环境的影响也不明显。不同竖管埋深情况下管外土壤湿润体水分分布以管底为分界线,其上部同一点位处的土壤含水率随埋深的增大而减小,其下部同一点位处的土壤含水率则随埋深的增大而增大。(3) 滴头流量对土壤温度分布的影响相对有限,但其是影响土壤水分状况的关键参数,滴头流量越大,管外同一点位处的土壤含水率越高。(4) 灌溉水温对土壤水分分布的影响相对微弱,但其是影响土壤温度状况的直接因素,灌溉水温越高,管内外同一点位处的土壤温度越高。(5) 在竖管直径和埋深固定难以调整的情况下,通过调整滴头流量和灌溉水温,可有效实现根区土壤水热调控。该研究可为固沙植物竖管地表滴灌工程设计、运行和管理提供科学依据。

  • 水土资源
    张雅静, 郝蕊芳
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1021-1031. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.06 cstr: 32277.14.AZR.20250606

    水资源是维持生态系统平衡,保障人类生活和经济发展的基础,模拟干旱半干旱区生态系统水文过程能够促进当地水资源的有效利用。本文分析分布式水文-植被-土壤模型(DHSVM)和土壤与水评估工具(SWAT)两种模型在半干旱区不同类型流域的适用性。对两种模型参数进行敏感性分析与参数率定。采用两种模型分别模拟了2011—2012年和2017—2019年生长季北方农牧交错带东段西拉木伦河上游和老哈河上游流域的月径流量,其中,西拉木伦河上游流域以草地为主,老哈河上游流域以林地和农田为主。 结果表明:DHSVM模型在西拉木伦河上游水文过程模拟中有7个主要敏感参数,在老哈河上游流域中有6个主要敏感参数。SWAT模型分别选取11个和12个敏感参数。通过敏感参数率定,在西拉木伦河上游流域,DHSVM模型在率定期Nash系数为0.70,验证期Nash系数为0.11;SWAT模型Nash系数分别为0.43和0.04。在老哈河上游流域,DHSVM模型在率定期和验证期Nash系数分别为0.56和0.70;SWAT模型分别为0.86和0.54。两种模型在北方农牧交错带西拉木伦河和老哈河上游流域的水文过程模拟中都具有较好的适用性。DHSVM模型对总体径流量的模拟更准确,SWAT模型对月径流量峰值的模拟更准确。

  • 植物生态
    严应存, 孙树娇, 余迪, 高贵生
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1257-1268. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.09 cstr: 32277.14.AZR.20250709
    探究柴达木盆地植被绿度变化气候影响定量预评估,有助于统筹推进山水林田湖草沙气一体化保护和系统治理。本文基于MODIS NDVI数据、气象数据、气候变化预估数据集,监测了2000—2023年柴达木盆地NDVI≤0.3的植被绿度变化,分析了不同绿度植被气候驱动因素,预估了未来不同绿度植被变化趋势。结果表明:近24 a来,柴达木盆地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ植被分别占低绿度植被的49.33%、19.81%、30.86%,其中植被面积SsumSS极显著减少(P<0.001),S极显著增加,植被明显趋好;水热条件对低绿度植被的降水影响2~3 a、气温5 a的累积效应显著(P<0.01)大于当年,暖湿化气候促进草地良性发展;未来RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种排放情景下,柴达木盆地低绿度植被总体呈减少趋势,未来气候条件有利于植被恢复和扩展。该研究结果可为柴达木盆地生态环境保护和荒漠化治理措施的制定提供科学依据。
  • 天气与气候
    郭建茂, 吴登国, 韩金龙, 张茹水, 王勇
    干旱区研究. 2025, 42(6): 957-969. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.01 cstr: 32277.14.AZR.20250601

    为获取偏远地区较为准确的降水分布情况,本文结合雷达高分辨率和卫星大范围探测优势,通过融合雷达和卫星反演的降水,获取高精度的定量降水估计分析产品(QPE)。以新疆地区2023年8月12日、13日两天强对流过程为例,采用云分类、Z-R关系的方法,利用雷达反射率进行雷达降水反演;将Himawari 9卫星亮温和IMERG降水输入BP神经网络模型来建立平均亮温和平均雨强关系,随后将Himawari 9卫星瞬时亮温输入BP神经网络模型来反演时刻降水;同时提出方案一利用统一修正值来融合雷达和卫星反演降水,在此基础上进一步考虑雨强等级融合的方案二进行对比,最后得到新疆地区高精度降水反演产品。 结果表明:(1) 通过亮温划分云类型可以对雷达范围内降水进行细致估算,利用亮温差异在一定程度上则可以降低非降水云的影响。(2) 卫星反演降水的均方根误差为1.793 mm·h-1,决定系数为0.572,模型精度较为合理,二分类评分结果说明模型可以较为准确地反演超过70%的降水区域。(3) 两种方案融合降水对短时小雨精度提升有限,短时中雨上方案二优于方案一,短时大雨上方案二比方案一略有下降。说明高空卫星观测和近地面降水不同步有一定影响。(4) 在95%置信区间下,两种方案较卫星反演的均方根误差和决定系数差异显著性检验P值均小于0.005,方案二较方案一的P值大于0.05。两种融合降水的方案均显著改善了卫星降水精度,但考虑雨强等级融合的方案二对统一修正值融合的方案一精度提升较小。

  • 植物生态
    陶欣然, 李海宁, 公延明, 柳妍妍, 刘学军, 李凯辉
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1279-1290. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.11 cstr: 32277.14.AZR.20250711
    在全球大气氮沉降逐渐降低的背景下,长期氮添加对高寒草原生态系统的遗留效应尚不明确。因此,本文通过在天山中部的巴音布鲁克高寒草原开展长达16 a的控制实验,探讨了长期氮添加对草原植物群落的遗留效应。结果表明:(1) 优势物种功能性状方面,停止施肥4 a后,高氮处理(N15,15 g N·m-2·a-1)对天山赖草(Leymus tianschanicus)的植株高度(+20%)、叶面积(+16%)和比叶面积(+5%)仍存在正向遗留效应,对寒生羊茅(Festuca kryloviana)的植株高度(-23%)和比叶面积(-1.5%)仍存在负向遗留效应,且寒生羊茅的遗留效应随恢复时间逐渐减弱。(2) 群落水平上,长期氮添加对根茎型禾草存在正向遗留效应,对丛生型禾草存在负向遗留效应,进而对群落的盖度和地上净初级生产力存在显著的正向遗留效应,且遗留效应表现出逐年减小的趋势。N15水平下,群落盖度的增加幅度由32%降低至18%,群落地上净初级生产力的增加幅度由64%降低至44%。(3) 土壤化学性质方面,氮添加对土壤全氮含量存在显著的正向遗留效应,对土壤全磷和有机碳含量的遗留效应不显著,而土壤pH的负向遗留效应逐年减弱。N15水平下,2024年土壤pH的抑制效应(-1.4%)较2023年(-3.4%)明显缓解。土壤全磷和有机碳含量与植被特征的相关性较低,4种土壤因子对植被变异的综合解释程度较低。本研究表明,在大气氮沉降降低或停止的背景下,历史氮沉降仍对草原生态系统产生持续的遗留效应,且部分指标的遗留效应随恢复时间逐渐减弱。
  • 生态与环境
    金爽, 任佳慧, 冯芳, 黄巧华, 何平
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1093-1102. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.12 cstr: 32277.14.AZR.20250612
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    陕甘宁地区气候舒适度评价对区域红色旅游资源开发、促进生态文明建设具有重要意义。利用陕甘宁地区1953—2020年逐日平均气温、风速、相对湿度等气象要素数据,基于气候舒适度综合评价模型,通过GIS空间插值、综合区划法对其气候舒适度时空分布特征进行了系统评价。 结果表明:时间分布上,5—9月陕甘宁地区气候总体较舒适,12月—翌年2月气候总体不舒适。空间分布上,陕北地区气候较为舒适,而西南部西海固地区较不舒适。在全球变暖背景下,年均舒适日数呈增多趋势,2000年后年均不舒适日数明显下降。综合区划上,西南部及中部高海拔区域气候较不舒适,其他地区气候较舒适。气候舒适度指数每变化1个单位,红色旅游客流量指数变化0.593%。延安因红色旅游资源丰富、气候适宜,其吸引力指数远超其他地区。未来需动态优化红色旅游规划,以适应气候变化和游客需求。研究为区域旅游开发和红色旅游活动提供了参考。

  • 水土资源
    杜俊, 李广, 杜梦寅, 姚瑶, 马维伟, 袁建钰
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1043-1054. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.08 cstr: 32277.14.AZR.20250608

    氧化亚氮(N2O)是大气中重要的温室气体之一,对全球气候变暖具有显著影响。土地利用方式的改变是影响N2O排放的关键因素,尤其是在生态系统脆弱的半干旱地区,其影响机制更为复杂。然而,针对我国半干旱区复杂多样的土地利用方式如何影响土壤N2O排放,其中影响N2O排放的关键驱动因子,目前尚缺乏系统研究。为此,本文以陇中黄土高原四种典型土地利用方式:云杉林地(Picea asperata)、苜蓿草地(Medicago sativa)、撂荒地(Abandoned land)、小麦地(Wheat field)为研究对象,采用静态箱-气相色谱法监测土壤N2O通量,结合土壤理化性质数据,揭示不同土地利用方式下调控土壤N2O排放的关键驱动因子。 结果表明:(1) 与撂荒地相比,云杉林地和苜蓿草地显著提高了土壤含水量,而小麦地则增加了铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的含量。(2) 与撂荒地相比,苜蓿草地和小麦地显著提升了硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NIR)活性,且各处理的NR和NIR活性均随土层加深而降低。(3) 在不同土地利用方式下,土壤N2O通量随植被生长阶段呈先增后降的趋势。相较于撂荒地,云杉林地和苜蓿草地的土壤N2O总排放量分别减少了34.2%、23.3%,而小麦地则显著增加了32.47%。(4) 随机森林结果表明,土壤温度对土壤N2O排放通量的影响最大。相较于撂荒地和小麦地,人工林地和草地表现出更好的减排效应。在未来的植被恢复和生态修复过程中,应注重“农林草”土地利用方式的分配比例,适当提高人工林地和草地的占比,以实现生态效益与减排效应的双重目标。

  • 水土资源
    杨孜悦, 尹本丰, 张署军, 黄韵杰, 杨傲, 张元明, 高英志, 井长青
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1236-1245. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.07 cstr: 32277.14.AZR.20250707
    沙垄作为沙漠的基本地形单元,不同坡位的地表水热环境深刻影响了生物土壤结皮的发育和空间分布格局。地衣结皮广泛分布于沙漠表面,然而不同坡位地衣结皮将如何影响土壤磷循环,其关键影响因素是什么等科学问题仍不清楚。基于此,本文以古尔班通古特沙漠为研究区,系统分析了不同坡位地衣结皮层和下层0~5 cm土壤磷组分及相关酶活性变化特征。结果显示:土壤中的稳定性磷(HCl-Pi、HHCl-Po、HHCl-Pi和Residual-P)占到全磷(TP)含量的75%以上,其次为中度不稳定性磷(NaOH-Pi和NaOH-Po)和不稳定性磷(Resin-P、NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po)。坡位对稳定性磷具有显著影响,土层对中度不稳定性磷具有显著影响(P<0.05)。稳定性磷、TP、有机磷(Po)和无机磷(Pi)的含量均表现出在结皮层中坡底显著高于东坡和西坡,在下层0~5 cm土壤中西坡显著低于坡底和东坡(P<0.05)。而NaOH-Pi的含量均呈现出在结皮层中东坡和西坡显著高于坡底,在下层0~5 cm土壤中西坡显著高于东坡与坡底。在土壤酶方面,东坡具有结皮层最低和下层0~5 cm土壤最高的碱性磷酸酶活性(ALP)和β-葡萄糖苷酶活性(GC)。随机森林模型分析表明,坡位带来的水分和温度变化分别是影响地衣结皮土壤不稳定性磷和稳定性磷含量的最关键因子。这为丰富荒漠生态系统土壤磷循环相关理论提供了科学支撑。
  • 生态与环境
    李治明, 张国飞, 邢捷, 杨磊, 王卫东, 曹娟
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1103-1113. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.13 cstr: 32277.14.AZR.20250613

    构建生态安全格局,精准识别生态修复关键区域,是推进国土空间生态修复的前提和保障。陇南市作为国家重点水源涵养区和长江上游生态安全屏障,其生态安全至关重要。本研究采用InVEST模型评估生态系统服务功能,结合形态学空间格局分析(MSPA)方法和电路理论构建陇南市生态安全格局并分析其演变规律。 结果表明:(1) 2000—2022年生态源地面积增加,其中康县、徽县和成县增加显著,呈现出南多北少的空间分布格局。(2) 平均阻力值呈先下降后上升的变化趋势,生态廊道长度呈先增加后减小,研究期内生态廊道净减少长度约508.94 km,空间上由中部向东南部移动的趋势。(3) 生态夹点主要位于阻力低值区域,以林地、耕地和草地为主,面积逐年减少,同期净减少面积约144.84 km2;生态障碍点数量和面积均有所减少,集中在武都区、礼县和宕昌县。研究结果可以为制定陇南市生态修复规划和区域经济高质量发展提供科学依据。

  • 生态与环境
    李帅飞, 刘昌义, 胡夏嵩, 唐彬元, 吴志杰, 邓太国, 邢光延, 赵吉美, 雷浩川
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1126-1137. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.15 cstr: 32277.14.AZR.20250615

    为研究黄河上游龙羊峡至积石峡流域两岸巨型滑坡地表形变特征及形变量预测,本研究以位于黄河上游贵德地区境内的席芨滩巨型滑坡作为研究区,利用小基线干涉测量(Small Baseline Subset Interferometric Synthetic Aperture Rader,SBAS-InSAR)技术对席芨滩巨型滑坡开展地表形变监测,探讨了2019—2022年滑坡地表形变速率及其变化特征。 结果表明:(1) 区内滑坡体最大地表形变速率为-96 mm·a-1,最大累计形变量为464.71 mm,滑坡体前缘与后缘存在明显形变区域,其地表形变速率为-96~16 mm·a-1。(2) 基于SBAS-InSAR技术得到区内滑坡体地表布设的特征点的累计形变量,其最大累计形变量为-140.50 mm。(3) 采用长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络模型进行特征点累计形变量预测,并与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、BP(Back Propagation)神经网络模型进行对比,LSTM神经网络模型计算得到预测结果反映出相对较高的预测精度,其绝对误差为5 mm以内,拟合优度(R2)高于0.8,反映出采用LSTM神经网络模型应用于滑坡体地表累计形变量预测有效性。研究结果可为进一步开展黄河上游巨型滑坡地表形变监测、潜在滑坡早期识别提供数据支撑和实际指导。

  • 水土资源
    林洲艳, 王霞迎, 夏元平
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1032-1042. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.07 cstr: 32277.14.AZR.20250607

    鉴于像素级分类在光谱特征相近情况下难以准确识别冰川变化,特别是表碛覆盖区的光谱特征与周围山地、岩石相似度高,导致其提取精度较低。为此,本文以音苏盖提冰川和雅弄冰川为研究区,基于Google Earth Engine平台,结合光谱指数、微波纹理和地形特征,采用面向对象(OB)的机器学习算法进行冰川自动提取,并与基于像素(PB)分类方法进行对比。 结果表明:(1) 基于多特征融合的OB分类方法有助于提高冰川提取精度。其中,OB_RF分类的总体精度、Kappa系数和F1分数分别为98.1%、0.97和98.67%,优于OB_CART和OB_GTB方法。与PB_RF分类相比,总体精度、Kappa系数和F1分数分别提升了1.7%、0.024和5.57%。(2) 2001—2022年音苏盖提冰川和雅弄冰川年平均退缩率分别为0.08%、0.13%。(3) 音苏盖提冰川表碛区主要分布在海拔5000 m以下,而雅弄冰川表碛区主要分布在海拔4800 m以下,2001—2022年两条冰川表碛覆盖区均呈现向上扩张趋势。

  • 生态与环境
    黄龙, 古斯乐图, 周彩婷, 杨夏瑶, 司月君, 黄日辉, 杭晓菊, 牛东风
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1323-1332. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.15 cstr: 32277.14.AZR.20250715
    中国东北季风边缘区沙地对气候变化响应敏感,是研究风沙演化历史的理想场所。本文对科尔沁沙地(KE)和浑善达克沙地(HS)的两个典型风成沉积物剖面进行光释光定年分析,结合剖面沉积相所指示的环境信息,重建区域风沙演化历史,并探讨影响风沙堆积的因素。结果表明:(1) KE剖面在9.8~3.0 ka期间发育深黑色砂质古土壤,指示了风沙活动较弱;近0.2 ka以来剖面发育了较厚的浅灰色砂质古土壤,暗示了区域风沙活动较强,导致表层较厚的沉积物不断地被“翻新”而难以形成沉积年代较老的沉积物。(2) HS剖面在13.4 ka、1.2~0.5 ka及0.5 ka以来沉积灰黄色风沙层,指示了风沙活动较强;在11.6~1.9 ka前后发育深黑色砂质古土壤,指示了风沙活动较弱。(3) 13.4 ka以来研究区域古气候与风沙演化大致经历了三个阶段:13.4 ka至早全新世整体转暖,风沙活动较强;早-中全新世温暖湿润,风沙活动弱;晚全新世气候波动转冷,风沙活动较强。(4) KE与HS剖面深黑色砂质古土壤发育时间差异可能反映了沙地边缘区局地地形、气候等因素对风沙堆积和古土壤发育具有重要影响。
  • 生态与环境
    胡继然, 姚娟, 熊长江
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1313-1322. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.14 cstr: 32277.14.AZR.20250714
    水供给服务维系着人类社会的生存与发展,是推进中国生态文明建设和流域高质量发展的关键。以新疆伊犁河谷为研究区,基于统计年鉴数据和遥感数据,利用水供给服务供需模型、水资源安全指数(FSI)、供需匹配等方法,分析研究区2005—2020年水供给服务供需的平衡特征及其匹配状况。结果表明:(1) 伊犁河谷水资源安全指数呈“升-降”波动,供需平衡呈现“一般赤字-一般盈余-赤字持续”三阶段演变。空间分异显著:伊宁市、伊宁县、霍城县、察布查尔锡伯自治县、新源县五县市持续赤字;尼勒克县、特克斯县、昭苏县三县及霍尔果斯市(2020年)维持盈余,其中2010年出现阶段性盈余拐点。(2) 水供给服务的供需匹配呈现三种主导类型:“低供给-高需求”“低供给-低需求”和“高供给-低需求”。供需匹配类型空间分布具有东、中、西梯度分异,同模式县市呈现空间集聚与产业趋同特征,且受区域经济结构驱动显著,具体表现为:生态本底优越的畜牧区维持高供给能力,而耕地密集型农业区持续面临高需求压力。基于上述研究结果,划定出生态涵养区、生态调控区、生态改良区等生态管理分区以促进流域生态系统可持续管理及水资源高效利用。
  • 水土资源
    刘亮, 董江伟, 周金龙, 李江
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1222-1235. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.06 cstr: 32277.14.AZR.20250706
    新疆且末县绿洲区存在高硼地表水和地下水,严重影响居民身体健康。为初步探明且末县绿洲区水化学特征及硼的主要来源,2023年共采集了24组水样(4组地表水、20组地下水),运用Piper三线图、Gibbs图,相关性分析、氢氧同位素、APCS-MLR(绝对主成分-多元线性回归)模型等方法对且末县绿洲区地表水与地下水的水化学特征及其硼的来源进行初步分析,定量评估了不同因子对水中硼和其他水化学组分的贡献。结果表明:(1) 且末县绿洲区地表水与地下水整体呈弱碱性,pH均值为8.22,地下水主要为微咸水,阴阳离子主要为SO42-、Na+。(2) 水化学类型较多,地表水和地下水均以SO4·Cl-Na·Mg型为主。(3) 研究区内地表水中硼的均值为2.34 mg·L-1,超标率为100%;地下水中硼的均值为1.73 mg·L-1,超标率为70%。(4) APCS-MLR受体模型分析揭示了水化学组分及硼的来源主要有溶滤-富集因子(F1:58.21%)、原生地质因子(F2:15.42%)、人类活动因子(F3:11.18%)和未知源。区内水中硼超标现象明显,地质环境对水中硼的富集具有较大影响。
  • 天气与气候
    安彬, 陈文靖, 肖薇薇
    干旱区研究. 2025, 42(6): 981-992. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.03 cstr: 32277.14.AZR.20250603

    黄土高原是中国气候变化敏感区,研究其积温时空变化特征有利于全面了解气候变暖背景下黄土高原温度资源状况。基于1960—2019年黄土高原55个气象站点逐日平均气温数据,利用线性拟合、突变检验及优势分析等研究方法,分析了黄土高原≥0 ℃、≥10 ℃积温初日、终日、持续日数和活动积温的时空变化特征。 结果显示:(1) 1960—2019年黄土高原≥0 ℃和≥10 ℃积温各指标变化具有同步性,均表现出初日提前、终日推迟、持续日数延长,活动积温增加趋势(P<0.01),多数指标在1990s后期至2000s前期发生转变;两类积温各指标平均值的空间分布具有一致性,均表现出初日(终日/持续日数/活动积温)自西北向东南逐渐提前(推迟/延长/增加),各指标的变化趋势空间差异明显。(2) 黄土高原≥0 ℃积温初日、终日和持续日数变化主要受纬度和海拔的共同影响,其他积温各指标变化主要受海拔的影响;≥0 ℃和≥10 ℃积温初日变化对持续日数变化的贡献率分别为65.1%、68.4%。(3) 1990—2019年与1960—1989年相比,≥0 ℃和≥10 ℃积温多数指标的趋势变化保持不变,初日变化对持续日数变化的贡献率分别下降2.3%、增加15.2%,分别表现为自南向西呈“偏高-偏低-偏高”相间分布和东南偏高、西北偏低。黄土高原≥0 ℃和≥10 ℃积温初日、终日、持续日数及活动积温对气候变暖响应显著,其变化特征具有明显的区域性和阶段性。

  • 植物生态
    张佳荣, 赵金, 李海宁, 公延明, 柳妍妍, 林峻, 李凯辉
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1301-1312. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.13 cstr: 32277.14.AZR.20250713
    入侵植物已严重影响着全球生态系统功能和生物多样性。而现有研究主要集中于植物单一时相的监测与分类,对关键物候期的多时相持续性监测,特别是针对早期物候期监测的研究相对较少。因此,本文以新疆巴音布鲁克草原入侵植物甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)为研究对象,采用无人机多光谱遥感数据和机器学习算法,对甘肃马先蒿的关键物候期(苗期、初花期、盛花期和结实期)空间分布进行了提取。结果表明:(1) 生长初期(苗期和初花期)的空间分布结果与盛花期具有较高的空间重合率,采用随机森林算法能够有效实现早期甘肃马先蒿的分布制图;(2) 甘肃马先蒿的空间分布规律具有显著的年际变化特征,年际间的空间分布重合率不足15%;(3) 在生长季(结实期除外)基于555 nm波段和720 nm波段计算的归一化植被指数重要性最高,其次为可见绿波段。研究结果表明无人机多光谱遥感技术在甘肃马先蒿早期物候期监测的可行性,为早期预警和防控提供了技术支持。
  • 水土资源
    杨琛, 马斌, 何学敏, 郝哲, 马玉
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1211-1221. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.05 cstr: 32277.14.AZR.20250705
    蒸散作为水循环的关键环节,对水资源调控和生态保护至关重要,尤其在干旱区水资源消耗和再分配中起着重要作用。本文以阿克苏河流域为研究区域,利用2001—2022年MOD16蒸散量产品数据,系统分析了实际蒸散量(AET)与潜在蒸散量(PET)的时空变化规律,并探讨了其影响因素,为区域水资源管理和生态环境保护提供了科学依据。结果表明:(1) MOD16产品数据与ET0数据较为一致(R2=0.8133),产品精度满足阿克苏河流域蒸散量时空分布研究要求。(2) 多年平均AETPET分别为168.36 mm和1569.03 mm,AET总体呈现上升趋势,PET呈下降趋势。AETPET在空间分布上差异明显且变化趋势相反。(3) 近22 a来,阿克苏河流域AET显著增长且主要集中在耕地、林地及绿洲,而PET整体减少但在绿洲边缘及河道附近增加,AET稳定性差而PET相对稳定,两者Hurst指数均显示未来趋势可能发生变化,其中AET有56%区域具有反持续性,PET有89%区域具有反持续性。(4) AETPET变化与气候因子变化具有内在联系,其中风速和相对湿度是影响区域AETPET变化的主要驱动因素。该研究可为干旱区水资源管理与科学利用提供重要参考。
  • 水土资源
    成艳琳, 王家源, 高广磊, 丁国栋, 张英, 赵珮杉, 朱宾宾
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1055-1066. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.09 cstr: 32277.14.AZR.20250609

    探究樟子松林土壤和根内真菌泛化种和特化种群落结构、功能差异及其与土壤理化性质的关系,旨在揭示影响樟子松林生态系统功能的关键微生物学机制。以呼伦贝尔沙地樟子松天然林和人工林(24 a、35 a、44 a)为研究对象,采用高通量测序技术解析土壤和根内真菌泛化种和特化种群落结构和功能类群差异。 结果表明:(1) 土壤和根内真菌泛化种共同保留169个OTU,土壤真菌特化种保留了603个OTU,根内真菌特化种保留了216个OTU;土壤真菌泛化种优势属为口蘑属Tricholoma和乳牛杆菌属Suillus,根内真菌泛化种优势属为口蘑属、乳牛肝菌属和Cadophora,土壤真菌特化种优势属为青霉属Penicillium,根内真菌特化种优势属为Acephala。(2) 土壤真菌泛化种共生营养型真菌占比28.49%~47.21%,优势生态功能群是外生菌根真菌,随林龄呈先增加后减少的趋势;土壤真菌特化种腐生营养型真菌占比17.01%~40.01%,与天然林相比,人工林腐生营养型真菌相对丰度低于天然林,并且随林龄增加,腐生营养型真菌呈先下降后回升的趋势;根内真菌特化种共生营养型占比43.25%~54.45%,优势生态功能群是外生菌根真菌,随林龄增加呈增加趋势,天然林相对丰度高于人工林。(3) 樟子松天然林土壤有机质、有效磷含量显著高于人工林(P<0.05),随林龄升高,人工林土壤有机质、全磷、有效氮和有效磷显著增加(P<0.05),土壤pH降低但不显著(P>0.05);泛化种与土壤有机质、铵态氮和全钾显著相关(P<0.05);根内特化种除了与上述因子显著相关(P<0.05)还与土壤全氮显著相关(P<0.05);土壤特化种则与全钾、速效氮及硝态氮显著相关(P<0.05)。樟子松林真菌群落结构的驱动因子呈现显著的生态位分化特征,研究结果有助于深入理解呼伦贝尔沙地樟子松林土壤和根内真菌生态功能,为樟子松林的可持续管理与保护提供科学依据。

  • 生态与环境
    魏倩, 马全林, 赵锐锋
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1114-1125. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.14 cstr: 32277.14.AZR.20250614

    八步沙区域地处青藏高原生态屏障与北方防沙带的交汇地带,是抵御腾格里沙漠南侵的前沿阵地,评估其生态环境质量的变化对评价区域防沙治沙成效、推进“三北”工程攻坚战具有一定指导意义。本研究基于Google Earth Engine(GEE)平台数据,探讨1986—2021年八步沙区域土地利用格局变化趋势,利用归一化植被指数(NDVI)、沙漠化指数(DI)和遥感生态指数(RSEI)对区域生态环境质量的时空变化进行综合评估。 结果表明:(1) 在时间尺度上,八步沙区域荒漠面积持续减少、草地面积持续增加、植被覆盖度增加。1986—2021年NDVI和RSEI呈波动上升趋势,其中NDVI由0.14上升至0.31,增长幅度达1倍以上;RSEI由0.22上升至0.24,增幅为9.39%;DI呈波动下降趋势,由0.79递减至0.57,累计降幅达27.85%。(2) 在空间尺度上,NDVI和RSEI高值区集中在研究区南部及西北部且以林地和耕地为主,低值区分布在研究区北部且以极低覆盖度植被和荒漠为主。(3) 研究区NDVI和RSEI趋势变化以不显著/显著增加为主,DI以不显著减少为主。其中,NDVI不显著、显著增加区域占比达12.12%、61.10%;RSEI不显著、显著增加区域占比达5.06%、38.63%,生态环境质量改善区域集中在人类活动较多的西北部和东南部。1986—2021年八步沙区域植被覆盖度明显提高,生态环境质量持续改善,防沙治沙成效显著,形成了可复制的八步沙模式。

  • 天气与气候
    孔祥伟, 李晨蕊, 邸文婧, 杨毅, 付正旭, 杨秀梅
    干旱区研究. 2025, 42(6): 970-980. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.02 cstr: 32277.14.AZR.20250602

    利用2010—2021年甘肃河东地区夏季逐小时降水观测资料,筛选出50次区域性短时强降水天气过程,从天气过程的角度分析短时强降水的强度、时空分布等特征。 结果表明:(1) 每次天气过程中,短时强降水的强度主要为20~30 mm·h-1,其占比均在60%以上,超过40 mm·h-1的占比不足10%。74%的区域性短时强降水天气过程中会出现强度超过50 mm·h-1的短时强降水。(2) 区域性短时强降水主要发生在6月中旬至8月下旬,高发期为7月下旬至8月中旬,每年都会发生,但发生频次的年际间差异较大,这与西太平洋副热带高压位置、来自南海或东海的异常暖湿水汽输送及中低纬度天气系统相互作用形成显著的斜压性特征密切相关。(3) 区域性短时强降水过程的平均落区面积仅占河东地区总面积的3.17%,且短时强降水的空间分布有地域特征,高发区主要集中在太子山、秦岭西延伸段、六盘山及子午岭附近,发生频次大值中心一般伴随着超过40 mm·h-1的短时强降水。(4) 不同环流形势下短时强降水站次分布差异明显,高原槽东移型站次分布较离散,整体而言出现短时强降水站次最多;副高边缘西南气流型中位数为四种类型最低;两高切变型短时强降水出现站次比较集中,西北气流型出现站次最少。短时强降水强度的分布差异不明显,30~50 mm·h-1的降水更多出现在两高切变型中。

  • 植物生态
    郭强, 王玉琴, 宋梅玲
    干旱区研究. 2025, 42(7): 1269-1278. doi: 10.13866/j.azr.2025.07.10 cstr: 32277.14.AZR.20250710
    凋落物分解在陆地生态系统碳循环和养分循环中起着重要作用,而气候条件是决定凋落物分解的主要因素。目前,对于高寒草原生态系统凋落物分解的研究不足,为探究气候变化背景下气象因子对紫花针茅(Stipa purpurea)凋落物分解及养分释放过程的影响,本文以高寒草地紫花针茅内生真菌共生体植株为研究对象,采用凋落物分解袋法,分析带内生真菌(E+)与不带内生真菌(E-)紫花针茅凋落物分解特征以及凋落物组分的变化情况,并探讨气象因子对紫花针茅内生真菌共生体凋落物分解的影响。结果表明:E+紫花针茅凋落物分解速率高于E-,具有更短的分解周期;随着时间的延长,紫花针茅凋落物E+和E-凋落物全氮含量呈上升趋势,木质素含量由E+显著高于E-逐渐变为二者之间差异不显著,纤维素含量则逐渐变为E+显著低于E-(P<0.05)。无论E+和E-,紫花针茅凋落物重量以及质量损失速率与月平均气温和月平均地面温度呈显著相关关系(P<0.05),紫花针茅凋落物分解速率与降水量呈正相关,紫花针茅凋落物全氮含量与月平均气温、月平均地面温度和降水量呈显著正相关(P<0.05),木质素和纤维素含量与月平均气温、月平均地面温度和降水量呈负相关。日照时数对紫花针茅凋落物分解的影响较大,在分解过程中与日照时数相关性较强的是木质素、纤维素以及凋落物重量。总体来看,内生真菌能加速紫花针茅凋落物的分解进程,无论是E+还是E-,气象因子对紫花针茅凋落物分解的影响基本一致。
  • 农业生态
    王一琪, 买文选, 张文太, 王艳艳, 田长彦
    干旱区研究. 2025, 42(6): 1151-1158. doi: 10.13866/j.azr.2025.06.17 cstr: 32277.14.AZR.20250617

    研究磷肥滴施条件下棉花生长对土壤温度的响应,旨在探索土壤温度调控棉花根系生长对提高棉花磷肥利用率方面的作用及机理。采用盆栽试验,设置三个土壤温度梯度:低温(LT:11~18 ℃)、中温(MT:22~26 ℃)和高温(HT:30~34 ℃),单因素试验,水浴锅控温。分析不同土壤温度对棉花生长性状、生物量、根系分布、土壤有效磷分布和棉花磷素利用效率的影响。 结果表明:随着土壤温度的提高,棉花株高、茎粗、叶片数和生物量均表现出抛物线变化趋势,在中温(22~26 ℃)时最大;0~5 cm土层棉花根系长度随土壤温度的增加而增加,高温处理下较低温和中温处理分别高5.2%~126.9%、4.9%~62.3%,5 cm土层以下,棉花根长随温度增加而减少,其中,中温处理根长最长,比低温和高温处理分别高81.68%~98.43%、170.17%~218.35%;各处理土壤有效磷含量表现为温度越高土壤有效磷含量越低,中温和高温处理较低温处理分别降低了13.7%和20.5%;中温处理棉花磷素吸收量和磷素利用率均最高,低温次之,高温最低,其中,中温棉花磷素吸收量比低温和高温处理分别高49.69%、89.36%,磷素利用率分别比高温和低温处理高了一倍和50%。综合考虑土壤温度对棉花生长、根长和土壤有效磷分布、棉花磷素吸收量和磷素利用率的影响,适宜棉花生长并提高磷素利用效率的土壤温度范围为22~26 ℃。

  • 封面与目录
    干旱区研究. 2025, 42(7): 0.
  • 水土资源
    汪彩琴, 邵佳时, 扶黛叶, 张道勇, 潘响亮
    干旱区研究. 2025, 42(9): 1599-1611. doi: 10.13866/j.azr.2025.09.05 cstr: 32277.14.AZR.20250905

    干旱区作为全球微塑料(Microplastics,MPs)的重要源汇区域,其独特的气候条件和人类活动模式塑造了微塑料污染的特殊性。本文系统梳理了近年来干旱区微塑料的来源与污染特征、迁移规律及生态风险。污染特征方面,干旱区土壤微塑料丰度呈现显著空间异质性,纤维状微塑料占比达64%~92%,聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)和尼龙为主要成分,其中农膜残留是主要来源。迁移机制上,风蚀和沙尘暴事件主导局地至区域尺度传输,纤维状微塑料因高长径比和低密度更易通过大气环流实现跨境迁移;电场与风场耦合作用延长了微塑料的大气驻留时间。生态风险方面,微塑料通过改变土壤理化性质(如孔隙结构、持水性)、干扰微生物代谢及诱导植物氧化应激,对生态系统产生多维度影响。未来需重点关注多尺度模型耦合、微塑料-污染物复合效应及标准化监测体系的建立。

  • 生态与环境
    李季, 王静
    干旱区研究. 2025, 42(10): 1887-1898. doi: 10.13866/j.azr.2025.10.12 cstr: 32277.14.AZR.20251012

    在西北干旱区绿洲退化与人类活动加剧背景下,如何量化河西走廊绿洲社会-生态系统韧性水平并揭示其时空分异规律,已成为干旱区生态安全保障领域的关键科学问题。研究通过构建系统韧性评估指标体系,综合运用熵值法等相关方法,全面分析2015—2023年河西走廊绿洲系统韧性演变特征。结果表明:(1) 社会经济、资源管理子系统韧性总体呈上升趋势,分别从0.36升至0.46、0.38升至0.69,而生态状态子系统韧性则呈先升后降趋势,即从2015年的0.40升至2021年的0.70,后降至2023年的0.60;(2) 系统韧性总体处于稳定状态,但仍处于较低韧性水平且韧性平均得分0.35;(3) 该地区5个城市Theil指数呈上升趋势,总体Theil指数从0.18增至0.64,但在2016—2017年和2018—2019年下降,分别从0.24降至0.13、0.27降至0.13;(4) 系统核密度曲线呈拖尾特征并逐步由“单峰”向“多峰”演变。最后,研究从构建基于空间分异的水资源智能管控平台,实现精准预警与差异化调控等三方面提出对策建议。

  • 天气与气候
    白松竹, 姚俊强, 马依拉古丽, 李岩瑛, 马幸蔚, 杜江
    干旱区研究. 2025, 42(10): 1791-1801. doi: 10.13866/j.azr.2025.10.04 cstr: 32277.14.AZR.20251004

    利用1974—2024年吐哈地区11个国家气象站地面气象观测资料和192个区域站的风向、风速观测资料,分析了该区沙尘天气的时空变化特征及其与气象要素的相关关系。结果表明:(1) 该区年沙尘天气中浮尘天气发生频率最高,沙尘暴最少,扬沙天气居中;春季是沙尘天气高发期,扬沙和沙尘暴夏季次多,冬季最少;而浮尘天气秋季次多,夏季最少。(2) 沙尘天气日数呈西多东少、盆地多山区少的分布特征;吐鲁番市托克逊和高昌区是浮尘天气高发区域,扬沙和沙尘暴主要集中在托克逊、东坎儿站和淖毛湖站,哈密市巴里坤、伊吾等山区沙尘天气很少;不同区域沙尘天气风向和风速分布也存在显著差异。(3) 近50 a沙尘天气日数整体呈减少趋势,其中浮尘天气减少速率最快,为7.1 d·(10a)-1;20世纪70年代沙尘天气最多,2013年最少,近10 a总沙尘、浮尘、扬沙日数均呈显著增多趋势;年沙尘、浮尘、扬沙日数突变年分别为1991年、1995年和1991年,沙尘暴日数突变特征不明显。(4) 沙尘日数与大风日数、平均风速呈显著正相关,与平均气温呈显著负相关,而与降水量、日照时数等无明显相关性。

  • 水土资源
    季亚新, 李璐, 杨学东, 厚富来, 张萌, 董少刚
    干旱区研究. 2025, 42(5): 800-809. doi: 10.13866/j.azr.2025.05.03 cstr: 32277.14.AZR.20250503
    沙漠地下水赋存量大且溶解无机碳(Dissolved Inorganic Carbon,DIC)含量高,揭示沙漠区地下水中碳的迁移转化机制对深入理解全球碳循环具有重要意义。本文基于地下水流动系统理论,在乌兰布和沙漠东部区采集地下水样50个,利用统计分析、Piper三线图、Gibbs图和水文地球化学模拟等方法,对研究区地下水化学特征及其径流过程中碳的迁移转化机制进行研究。结果表明:研究区整体水环境呈弱碱性,潜水为微咸水,承压水为淡水和微咸水;水化学类型以Cl-Ca∙Mg型水和Cl-Na型水为主,地下水水化学组分主要受蒸发浓缩作用和水-岩相互作用影响。乌兰布和沙漠东部区潜水总固碳量为4.26~5.39 g·m-2·a-1,其中水-岩相互作用过程中吸收的碳量为1.14 g·m-2·a-1,由降水经包气带补给地下水的碳量为3.12~4.25 g·m-2·a-1。上述结果表明乌兰布和沙漠东部区地下水具有显著的“碳汇”效应,为全球碳循环中沙漠地下水的作用提供了实证。
  • 生态与环境
    周文慧, 许彩艳
    干旱区研究. 2025, 42(11): 2093-2103. doi: 10.13866/j.azr.2025.11.12 cstr: 32277.14.AZR.20251112
    科学量化评估黄河流域新质生产力与生态韧性的耦合协调度及其交互响应关系,对于推动流域生态保护具有重要的科学意义和实践价值。在构建黄河流域新质生产力与生态韧性评价指标体系的基础上,综合运用Kernel密度估计、Dagum基尼系数分解法、耦合协调模型和面板VAR模型探讨了2013—2022年黄河流域新质生产力与生态韧性耦合协调度的时空分布特征及交互响应关系。结果表明:(1) 黄河流域新质生产力与生态韧性耦合协调度水平有了明显提升,但距离优质协调还存在较大空间。(2) 流域间差异贡献率达60%~70%,是区域失衡的主要原因,尤其以上游与中下游间的“断层式差距”较为突出。(3) 黄河流域新质生产力和生态韧性具有明显的“自我增强效应”,二者之间存在“短期抑制、长期促进”的动态交互响应关系,尚未形成良性循环。本研究为因地制宜促进黄河流域新质生产力发展,推动黄河流域新质生产力和生态韧性协同发展提供了参考价值和科学依据。