基于RS和GIS的贺兰山高山林线初步研究

论文基于RS和GIS方法,运用Landsat 8-OLI影像和DEM数据获取贺兰山高山林线分布信息,并对林线植被NDVI特征和林线分布特征进行研究。结果表明：1）生长季初期山地针叶林和高山灌丛草甸NDVI值差异明显,两种植被NDVI栅格像元的分布及其数量在山地垂直空间的变化指示出贺兰山2 900~3 200 m海拔范围出现高山林线现象。2）贺兰山高山林线主要分布在中部顶峰周边区域,林线上边界平均高度3 106 m,下边界平均高度3 022 m。主山脊两侧区域的东坡和北坡林线的平均高度较高,西坡和南坡低。3）山地针叶林与高山灌丛草甸NDVI栅格数据可以作为影像分类数据的补充,对影像分类方式确定的高山林线分布区域进行修正,能够提高林线提取的准确性。     

异常环流背景下贺兰山地形对8.21特大致洪暴雨的影响分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料对2016年8月21日傍晚到夜间贺兰山沿山特大致洪极值暴雨展开研究,分析了异常大气环流形势及其影响,并利用天气研究和预报模式WRF(Weather Research and Forecasting model)进行数值模拟和地形敏感性试验,研究了贺兰山地形对暴雨过程的影响。结果表明:超强厄尔尼诺结束后的盛夏,大气环流形势发展异常,8月南亚高压和副热带高压异常偏强,西北地区东部处于高温、高湿、高能控制,副高的快速进退和冷平流的入侵,触发暖湿不稳定能量强烈聚集与快速释放,导致特大暴雨的爆发。其发生在200hPa高空急流分流区即强辐散区、中空西南气流的高温高湿区、低空偏南急流轴左侧流场最大弯曲处的强暖平流区、850hPa偏东大风速轴南侧的风速辐合区,天气尺度强迫作用相对较弱的环境中,500hPa短波槽与700hPa、850hPa低涡切变线和偏南偏东急流以及地面气旋式切变辐合线共同作用是其发生的主要影响系统。贺兰山地形对特大暴雨的发生有明显的增幅效应,主要是贺兰山地形阻挡与强迫抬升作用,促使低涡切变强烈发展从而影响了降水范围、强降水落区及其中心位置等。     

贺兰山北段羊氟中毒区氟污染研究

宁夏贺兰山煤炭开采和煤层自燃已有300多年历史,该区近30年来开采强度加大,自燃程度趋重。本工作深入调查和系统测试了该区地表土和牧草等共计137件样品中的氟含量,结果显示:地表土中氟含量总均值为707±126μg/g,显著高于当地氟背景值;牧草氟含量为218±42μg/g,表明羊氟中毒可能与地表土及牧草高氟息息相关。地表土中硫酸盐均值为1771±130μg/g,而p H均值为5. 92±0. 82,与当地背景值相比,该区硫酸盐含量显著偏高,酸性明显较强。研究表明,贺兰山北段地表土存在酸污染及硫酸盐污染,并伴随氟污染,可能源于该区域采煤、用煤及煤层自燃历史悠久,导致氟化物、酸性硫酸盐沉降并存,随之污染牧草,进而引发羊氟中毒。     

贺兰山露天煤矿生态修复前后植物群落差异及地境结构研究

为探究贺兰山露天煤矿生态修复后植被恢复情况,依据生态地质学的相关理论和方法,通过野外植物群落特征和植物根群结构调查,以及植被地下生境土壤肥分养分取样与测试,对背景区与恢复区植物群落结构和物种多样性差异进行了对比分析,确定了不同植物群落的地下生境范围,并进一步探究了影响植被恢复的土壤因子.结果 表明:①贺兰山自然保护区主...     

贺兰山油松年轮中稳定碳同位素含量和环境的关系

植物中稳定碳同位素δ¹³C变化和环境关系密切,通过研究贺兰山油松(Pinus tabulacformis)植物纤维素中稳定碳同位素δ¹³C和环境之间的关系,发现该地区树轮纤维素中稳定碳同位素序列和大气中CO₂的含量关系密切,据此可以推算大气中的CO₂浓度的变化情况.研究还发现植物纤维素中稳定碳同位素δ¹³C的变化和生长年1～7月的总降水量显著负相关(r=-0.515,a=0.05),而和当年6～8月的平均气温显著正相关(r=0.427,α=0.05).通过对比树轮纤维素稳定同位素δ¹³C值和太阳黑子之间的关系,发现太阳黑子活动最强的年份往往对应较高的树轮纤维素δ¹³C值.     

贺兰山中段奥陶系米钵山组砂岩地球化学及构造背景分析

本文利用奥陶系米钵山组砂岩地球化学分析,结合区域地质研究,探讨贺兰山中、晚奥陶世的构造环境。贺兰山中段奥陶系米钵山组砂岩的地球化学研究表明,砂岩的SiO2平均含量为81.3%;Al2O3/SiO2值0.07～0.11,平均值为0.08;K2O/Na2O值变化较大,最大60.7,一般介于4.79～7.81;Fe2O3+MgO含量较低,介于2.1%～2.81%。砂岩微量元素Nb丰度及V/(V+Ni)与Ce/La、Sr/Ba值均较高,说明砂岩沉积于湿热、还原、低盐度环境,具有大陆型沉积特征。砂岩稀土元素富集,含量在116×10-6～195×10-6之间,平均值为158×10-6;δEu为0.52～0.58,具显著的负铕异常。这些数据指示了米钵山组具有重力流快速堆积的特征和大量陆源补给,浊流沉积作用是重力流携带陆源物质的主要途径。通过多种构造环境判别图解分析,显示物源区地质构造具有被动大陆边缘性质。     

贺兰山东坡典型植物群落土壤微生物量碳、氮沿海拔梯度的变化特征

土壤微生物量是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,在生态系统物质循环和能量转化中占有特别重要的地位。开展土壤微生物量与海拔高度的关系的研究,能促使人们对土壤微生物空间分布格局及其形成机制的认识,预测全球变化对生态系统功能的影响。本文对贺兰山不同海拔梯度具有代表性的荒漠化草原（HM）、蒙古扁桃灌丛（BT）、油松林（YS）、青海云杉林（QH）和高山草甸（CD）等5种植物群落土壤微生物生物量及其微生物商进行了研究。结果表明：表层土壤（0～20 cm）微生物生物量碳（MBC）、氮（MBN）大小次序为：CD〉QH〉YS〉BT〉HM,MBC、MBN随海拔梯度的升高显著增加,与土壤有机碳、氮含量有着一致的变化规律,但是微生物商（qMB）表现出沿海拔梯度先增加后减小的变化趋势,最大值出现在蒙古扁桃灌丛土壤,MBC/MBN则没有明显的变化规律。相关分析表明,不同海拔高度的土壤微生物量碳氮不仅与年均降水量、土壤含水量,而且与土壤有机碳、全氮呈显著线性正相关关系（P〈0.01）,但是与年均气温、土壤容重呈显著线性负相关关系（P〈0.01）。贺兰山土壤微生物量碳、氮随海拔高度升高而增加,降水量、气温、土壤湿度、土壤有机碳和全氮可能是影响土壤微生物量沿海拔梯度变化的关键因子。     

宁夏贺兰山自然保护区油松林碳储量及分布格局

森林保护对减缓全球变暖有着重要意义。不同森林生态系统由于其所处地理位置不同,气候、土壤、物种构成差异很大,因此其碳汇功能也各不相同,油松是中国北方重要的森林类型之一,为了摸清贺兰山自然保护区森林碳储量,本文通过实地调查取样和室内实验测定的方法,于2011—2012年期间对宁夏贺兰山自然保护区油松林碳储量进行了取样测定,估算了其碳储量。结果表明：油松单株平均含碳率为51．91％,高于国内其他地区的阔叶树种及灌木的含碳率;经估算贺兰山油松林总有机碳储量为13．39kg.m^-2,其中立木碳储量为2．98kg．m^-2,地被层有机碳碳储量为0．86kg·m^-2,土壤层有机碳储量为9．55kg．m^-2,土壤碳储量占林分碳储量的70％以上,是油松林有机碳的主要储存库。总体来看,针叶林的固碳能力要高于阔叶林,在营造固碳林时应优先考虑针叶树种。从分布格局来看,东经105．80°～106．15°,北纬38．36°～39．00°,海拔2000～2400m的区域是油松林的主要分布区域,也是贺兰山森林有机碳的主要分布区,该区域是保护区碳平衡研究和碳汇管理应该关注的重点区域。