甘肃河西走廊临泽小枣冻害成因及防治对策

进入21世纪的短短几年里,甘肃河西走廊临泽小枣就遭受了2次冻害,2008年的冻害比2003年更为严重,位于临泽县北部的四个乡镇的枣粮间作地,全部幼树和绝大部分大树树冠均冻死、绝产.冻害程度调查表明,临泽县南部乡镇轻,北部乡镇重;村庄宅旁轻,枣粮间作地重;靠近林带和小网格林带内轻,远离林带和大网格林带内重;背风面轻,迎风面重.气象资料分析得出,2003年冻害是由于2002年12月下旬的低温所致;2008年冻害是1月下旬到2月上旬的低温所致,冻害期间,最大风力为西北风,吹得最多的是东北风.通过与正常年份气温的比较分析得出,临泽小枣安全越冬的临界气温为-20.0℃,2d日平均温度低于-20℃的低温即可使临泽小枣遭受冻害,但≤1d的-20℃以下的低温对临泽小枣不产生冻害;温度越低,枣树能忍受的时间越短,可忍受的极端最低气温为-27℃.加强绿洲防护体系建设,大力发展村旁、路旁、渠旁、宅旁等四旁枣树种植,及根据天气预报采取应急措施是防止临泽小枣发生冻害的主要对策.     

博尔塔拉河河水、表层底泥及河岸土壤重金属的污染和潜在危害评价

以新疆博尔塔拉河为研究区,对河水、河床表层底泥及沿岸土壤中重金属Cr、Cu、Hg、As、Cd、Pb和Zn的来源、污染状况和潜在生态风险进行了研究.结果表明:1从总体看,博尔塔拉河水体中7种重金属的含量均较低,但Hg、Cd、Pb和Cr的最高值明显高于地表水环境质量Ⅱ类标准和WHO饮用水健康建议标准;表层底泥和沿岸土壤中重金属含量明显高于河水.2相关分析和富集系数计算表明,河水、表层底泥及沿岸土壤中重金属Hg、Cd、Pb和Cr均来自沿岸工业生产、城镇生活、交通运输及农业生产中污染物排放;重金属Cu、Zn和As主要来源于流域自然地质背景及成土母质因素.3污染评价表明3种介质中7种重金属的单因子污染指数值(Pi)和综合污染指数值(Pz)均小1,属于安全等级,清洁水平.4潜在生态风险评估表明博尔塔拉河表层底泥及沿岸土壤中7种重金属的单因子潜在生态风险(Eir)和综合潜在生态风险值(RI)均较低,未对水体及沿岸土壤环境造成危害.     

1980—2014年中亚地区植被净初级生产力对气候和CO2变化的响应

中亚干旱区分布着世界80%以上的温带荒漠,受气候变化影响显著。论文首先收集实验观测数据验证了干旱区生态系统模型（AEM）,然后运用AEM开展数值模拟实验量化研究了1980—2014年中亚净初级生产力（NPP）的时空格局,评估了不同环境因子（降水、温度、CO₂）的相对贡献率及其交互效应。结果表明：过去35 a中亚干旱区年均NPP总量为1 125±129 Tg C（1 T=10¹²）或218±25 g C/m²。哈萨克斯坦北部地区年NPP值较高（349±39 g C/m²）,而南疆地区年NPP值较低（123±45 g C/m²）。1980—2014年间,中亚NPP总体呈减少趋势 [-0.71 g C/(m²·a)],南疆极端干旱区的NPP降低最为显著 [-2.05 g C/(m²·a)]。相较于1980—1984年NPP均值,在1985—2014年中亚区域NPP总体降低了118 Tg（-10%）。其中CO₂施肥效应促进NPP增加了99.7 Tg （+8%）,气温升高的正效应促进NPP增加了35.4 Tg（+2%）,而降水减少导致NPP降低了221 Tg（-18%）。研究区内9%的地区的NPP主要控制因子为温度,主要分布在天山和哈萨克斯坦北部等高纬高寒地区。降水主控区面积占整个研究区的69%,主要分布在荒漠平原特别是南疆等植被受水分限制的区域。CO₂主控区占研究区面积的20%,主要分布在天山中山带森林区和低海拔地区等水热条件好的区域。研究表明新疆南部地区是中亚的关键生态脆弱区,其生态安全面临着气候变化的挑战,但21世纪的升温不大可能因刺激自养呼吸而对中亚区域NPP造成显著影响。     

国内外发展节水农业经验及其对西北干旱区的启示

发展节水农业是西北干旱区农村可持续发展的重大问题,系统总结国内外已有节水农业的经验,对西北干旱区发展节水农业具有借鉴意义。在概括总结国内外节水农业经验的基础上,提出了已有经验对构建西北干旱区节水农业模式的启示。充分利用雨水资源,发展雨养农业;调整农业产业结构,提高农业水资源的利用率;建立综合节水农业技术体系,加速节水农业技术创新;建立节水农业长效机制,促进农业可持续发展;重视水资源的再生利用,开辟新水源。     

新疆干旱区季节性积雪中黑碳气溶胶研究

利用中分辨率成像光谱仪（MODIS）遥感数据与2018年1月野外实测的28个雪样,综合分析新疆干旱区季节性积雪中黑碳气溶胶浓度（BC）分布特征与气溶胶光学厚度（AOD）等.利用HYSPLIT-4后向轨迹模式获取釆样点逐日的后向轨迹,分析BC的可能传输路径.结果表明：①北疆地区积雪覆盖率从11月份到次年1月份逐渐增加,冬季积雪覆盖率可达到97.5%,冬季AOD平均值为0.173,高值出现在天山北坡经济带区域与东部区域（0.2~0.35）,低值区域主要在阿勒泰地区（0.06~0.1）.②表层积雪的BC浓度范围为44.08~1949.9ng/g,平均值为536.71ng/g,BC浓度分布特征为：天山北坡经济带BC浓度（913.24ng/g） > 艾比湖东南部区域（816.56ng/g） > 艾比湖北部区域（421.94ng/g） > 艾比湖西部区域（407.97ng/g） > 克拉玛依区域（162.28ng/g） > 古尔班通古特沙漠区域（124.89ng/g） > 阿勒泰地区（98.51ng/g）.随着海拔升高积雪中BC浓度有微弱上升,相关系数R²为0.03,随着纬度增加积雪中BC浓度均呈下降趋势,R²为0.255.③艾比湖流域后向轨迹中以博乐-精河-艾比湖向东北方向输送路径为主,对采样点的BC浓度影响较大;天山北坡经济带区域主要以精河-石河子-乌鲁木齐的天山北坡城市群向东北输送路径为主,局地污染较为严重;阿勒泰地区的后向轨迹以俄罗斯南部-哈萨克斯坦北部-东哈萨克斯坦输送路径为主,局地污染贡献较少;克拉玛依区域主要来自哈萨克斯坦东部和西部向东方向的输送,局地污染不明显;沙漠区域主要以西南方向输送路径为主.     

新疆艾比湖湿地开发及环境效益分析

以新疆典型湖泊湿地艾比湖为主要研究区,并与东部洪泽湖、中部鄱阳湖和西部青海湖在生态系统服务功能、生态经济价值等方面进行了比较。由于气候、资源特点不同,各个湖泊湿地的开发方式和开发力度不同,使湖泊湿地的环境效益不同,产生了一系列生态环境问题,由此提出了湖泊湿地的开发利用建议。     

中亚水热资源匹配特征及敏感性分析

从水热积指数出发,基于1931—2019年Climatic Research Unit（CRU）再分析资料,运用多时序分析方法,从多时间尺度分析中亚水热资源匹配空间特征和时序变化,并进行敏感归因探究。结果表明：（1）空间上中亚水热匹配条件存在相对优劣,优势区多分布于高纬及高山高原地带,水热资源匹配较差区域分布于南部沙漠。优势区多和同期降水高值区、潜在蒸散低值区和气温低值区重合,年际水热积指数变化不明显或呈弱下降趋势;较差区域多为同期潜在蒸散和气温高值区,降水低值区,水热积指数降低且年际变幅较大。（2）中亚水热资源匹配年内存在季节差异,春秋较好、冬季次之、夏季较差;在年际尺度上,1931—1974年,水热匹配条件呈现上升趋势;1974—2000年左右,水热匹配条件波动上升;2000—2019年,水热匹配条件下降,且在1971—1980年、1981—1990年、1990—2000年发生匹配条件突变。春夏秋季水热匹配变化趋势同年际趋势大致相同,冬季波动幅度较小。（3）在春、夏及年尺度上,主导敏感性因子为平均气温因子,在秋冬两季为降水因子;在高纬、高原高山区,水热积指数变化敏感性气候因子多为降水因子;中亚南部水热积指数变化对降水敏感性减弱,平均气温敏感性增加,且北部平均气温敏感性系数绝对值略低于南部;高山高原区域对极端温度变化较为敏感。     

干旱区云凝结核分布及其影响因子的观测研究

利用DMT CCN仪对宁夏盐池、银川地区地面及高空的云凝结核(CCN)进行实时连续观测.大量资料分析结果表明, CCN日变化明显,受人为因素影响,清晨和傍晚出现高值.夜晚温度与CCN浓度呈正相关,白天相反;强降水对CCN具有一定冲刷作用;沙尘气溶胶没有有效增加盐池地区的CCN浓度.与华北地区比较,银川、盐池地区CCN浓度偏低.此外,研究表明,过饱和度越高,活化CCN浓度越大.根据N=CSK拟合活化谱,银川属于典型大陆性核谱.由于云内清除作用,高空CCN浓度下降明显,但逆温层的存在使得该区CCN浓度累积增加.     

盐池柳杨堡人工封育区植被特征研究

封育措施是一种主要的草场恢复和重建的措施。在宁夏自治区盐池县人工封育区采用样方调查法对不同封育年限和不同封育措施下封育区植被的群落结构和生物量进行调查分析。结果表明：封育可以提高生物多样性,使群落的组成趋于稳定。但是长期封育并不利于植被恢复,边缘区和外围区分别在封育后的第五年和第四年生物多样性指数达到最大,边缘区的丰富度指数（R1）和综合多样性指数D、H分别为22、2.26、6.18,外围区的分别达到13、1.67、3.24,然后逐年减小。在不同封育措施下,生物多样性指数核心区最大,说明封育是有效的植被恢复措施。植被盖度和生物量都是外围区最大,说明对草场进行适当的利用是有利于植被恢复的。带状翻耕对植被的恢复作用并不明显,建议进行适当的放牧或刈割。     

干旱区不同种植年限苜蓿人工草地土壤CO2排放的主要影响因素

采用静态箱-气象色谱法对干旱区不同种植年限苜蓿人工草地土壤系统、土壤-植被系统的CO2排放通量进行了测定,并对土壤 CO2排放通量的主要影响因素,包括土壤碳氮质量分数、土壤温度、气温、土壤水分体积分数、生物量进行了测定分析,从而得到了苜蓿生长季内CO2排放通量规律及影响土壤CO2排放的主要因素。结果表明：观测期内各个年限土壤-植被系统与土壤系统的CO2排放趋势基本一致,总体表现为4a〉5a〉8a〉3a〉1a,表现出“夏季高秋季低”的季节变化规律,具有明显的季节变化动态,各样地CO2通量在7月中旬达到最高排放通量;土壤CO2排放通量与0~20 cm土层内土壤有机碳质量分数、活性有机碳质量分数、土壤C：N及土壤全N质量分数都具有正相关关系,并且都达到了显著水平;土壤CO2排放通量与5 cm土壤温度和大气温度都有正相关关系,并且显著水平很高（P＜0.001）;土壤CO2排放通量与0~10 cm土壤水分体积分数之间没有显著的相关性（P〉0.05）;土壤CO2排放通量与地上部分生物量的大小有直接的正相关关系,并且CO2排放通量与地上生物量具有相同的变化趋势。