高寒山地甘肃臭草斑块特征与土壤水分的关系

选取石羊河上游高寒退化草地甘肃臭草种群,分析斑块特征、土壤水分以及二者之间的相互关系,以期了解植被对土壤水分变化的适应性和反作用特征.结果表明:甘肃臭草斑块在形成、扩散和稳定阶段种群高度、密度、盖度由中心向边缘逐渐减小,衰退阶段由中心向边缘逐渐增大,甘肃臭草斑块内土壤水分由中心向边缘逐渐增大,斑块内土壤水分大于斑块外;斑块内土壤水分与植被主要生物学特征之间由负相关向正相关过渡.甘肃臭草具有明显的可塑性,通过对干旱区环境的长期适应,改变了小范围内土壤水分分布结构,进而形成繁茂生长的单一优势种群斑块.表3参16     

甘肃河东玉米种植区春夏气象干旱时空变化特征及其与环流因子关系

甘肃河东玉米种植区属于旱作雨养农业区,农作物生长主要依靠自然降水来维持,春夏干旱是影响该区玉米生长发育的关键因素。利用河东地区13个气象站点1957-2012年气象资料,基于标准化降水蒸散指数从干旱趋势、周期、空间特征及其与环流因子关系方面探讨近56 a来河东玉米种植区春夏干旱演变特征。结果表明：近56 a河东玉米种植区春夏两季均呈干旱化趋势,并自20世纪90年代中期以后,干旱呈加重趋势。干旱变化共经历了3个气候阶段,20世纪80年代之前,春夏旱情较轻;80年代-90年代,夏旱较春旱严重;2000年以后,春旱较夏旱严重。干旱周期变化,春夏干旱周期分别为20 a和14 a,干旱周期性变化主要是受太阳黑子活动影响。春夏干旱发生频率在突变前后差异显著,低频区在突变后转为高频区,易旱区呈扩大状态。ENSO事件是影响该区春夏干旱发生的主要环流因子,尤其对夏旱影响最为显著。近20 a来ENSO事件增强是该区干旱事件不断加重的原因,ENSO暖事件爆发时,该区春夏趋于干旱,由湿向干转变;ENSO冷事件爆发,干旱则有所缓解,由干向湿转变。     

黄土高原突发性局地暴雨的特征分析

黄土高原突发性局地暴雨集中出现在7~8月,暴雨频次的年际差异很大,R1h≥10 mm局地暴雨频次的旬分布出现多峰,7月下旬、8月上旬为高峰值,R1h≥20 mm旬分布为单峰,高峰值出现在8月上旬。局地暴雨的日变化中,17时是两类暴雨的最高频次时段,13时、11时分别为R1h≥10 mm和R1h≥20 mm频次最低值。陕北的局地暴雨多数单站单时出现,以局地性、短历时为主。7月R1h≥10 mm、R1h≥20 mm的局地暴雨频次的空间分布有相同的高值中心:神木-府谷、子长-延川、铜川,但R1h≥20 mm或者更强的降水较R1h≥10 mm中心位置要略偏北和偏东。     

黄土塬区小流域深层土壤有机碳变化的影响因素

以黄土高原沟壑区王东沟小流域为对象,研究了地形(塬面、塬坡和沟道)、土地利用(自然草地、人工草地、人工林地、农地和果园)对0～200cm土层内土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)垂直分布特征的影响,以揭示黄土高原小流域深层SOC储量及其影响因素.结果表明,SOC含量除表层(0～20cm)沟道(10.0g·kg-1)大于塬面(7.8g·kg-1)和塬坡(8.2g·kg-1)外,塬面底层SOC均显著高于塬坡和沟道;塬坡和沟道SOC含量随深度增加而降低,而塬面上呈现SOC随深度增加降低-升高-降低的变化趋势.塬面上,SOC含量呈现人工草地(5.4g·kg-1)农田(5.2g·kg-1)和果园(5.1g·kg-1)的趋势,影响深度为表层40cm;塬坡上,呈现自然草地(4.3g·kg-1)人工林地(3.8g·kg-1)人工草地(3.3g·kg-1)和果园(3.3g·kg-1)的趋势,影响深度达到100cm;而沟道内,林草地利用方式对整个垂直剖面分布的差异无显著影响.20～100cm土层SOC储量占0～100cm储量的67.6%;100～200cm土层SOC储量占0～200cm储量的37.3%,相当于0～100cm的63.8%.研究结果表明地形、土地利用显著(p0.05)影响SOC垂直分布特征;黄土高原沟壑区深层SOC储量巨大,不容忽视.     

甘肃省农田地膜污染及防控措施调查

根据甘肃省第一、二次污染源普查结果和78个监测点数据,采用问卷调查与实地调研相结合的方法,分析了甘肃省农田残膜污染现状和防控措施.结果表明,2013年全省地膜使用总量152 025 t,年残留总量44 574 t,地膜污染地区差异明显,从大到小依次为中部黄土高原区、陇东黄土高原区、河西走廊、陇南山区、天水地区和甘南牧区.不同覆膜作物的污染量不同,污染最严重的是玉米.残膜碎片面积越大,残存在田间的数量越小.种植年限1～＜10、10～ ＜20、20～ 30 a的0～30 cm田间地膜残留量分别为27.62、30.78和42.26 kg· hm-2.耕地利用类型不同,残膜量大小则不同,从大到小依次为粮食作物、花卉、蔬菜和经济作物.不同年限、不同种植作物及不同覆膜方式的田间地膜残留系数不同,综合残留系数为4.64 kg·hm-2·a-1.影响地膜残留量的因素主要有残膜碎片大小、地膜厚度、种植模式、农田距村庄距离、土壤质地、地膜重复利用和捡拾方式.2013年甘肃省已建立起了完整的废旧地膜回收体系,有回收企业231家,回收网点2 130个,残膜回收率为70.7％.同时采取了增加地膜厚度、调整种植模式、增施有机肥改变土壤质地、减少地膜重复利用、采用人工加机械捡拾、建立废旧地膜回收体系等农艺农机技术,大幅度减少了地膜残留量,有效防治了农田残膜污染.     

1928年甘肃旱灾的时空差异及气候背景

整理了1928年甘肃救灾档案资料《甘肃省民国十七年各县灾情一览表》,通过提取该档案中的被灾地域、灾民人口、灾情状况等数据,建立以县为基本单位的灾情指数的方法,复原了我国近代历史时期一次重大旱灾——1928年甘肃旱灾的受灾地区和受灾情况。复原结果表明,甘肃省此次旱灾灾情最严重地区为该省的中东部,而该省西部和北部地区受灾相对较轻。在成灾时间上,春季该省中东部地区就形成旱灾的中心,并且该中心在夏季和秋季一直存在,形成了罕见的春、夏、秋三季连旱连灾的特点。     

2000~2021年黄土高原生态分区NEP时空变化及其驱动因子

净生态系统生产力（NEP）是陆地生态系统碳源/汇定量评价的重要指标.以黄土高原地区及6个生态分区（黄土高塬沟壑区A1、A2副区,黄土丘陵沟壑区B1、B2副区、沙地和农灌区（C区）和土石山区及河谷平原区（D区））为研究对象,结合遥感、气象、地形和人类活动数据,采用相关性分析、多元回归残差分析和地理探测器等方法,估算区域NEP并分析其时空变化特征及气候、地形、人为因子对NEP时空变化的影响.结果表明,在时间尺度上,2000~2021年,黄土高原NEP多年平均值（以C计）为104.62 g·（m²·a）^-1.黄土高原及各生态分区NEP均呈增长趋势,其中,黄土高塬沟壑区A2副区NEP年均增长率最大,为9.04 g·（m²·a）^-1;沙地和农灌区NEP年均增长率最小,为2.74 g·（m²·a）^-1.除沙地和农灌区为弱碳源外,其余各生态分区均表现为碳汇.在空间尺度上,黄土高原年均NEP呈现东南高西北低的分布格局,碳汇高值主要分布在黄土高塬沟壑区南部,碳源区主要分布在黄土高塬沟壑区北部、沙地和农灌区的大部;NEP的空间变化有显著差异,高增幅主要分布在A2副区中南部以及B2副区的西南部.黄土高原及各生态分区NEP时间变化受人为因素影响最大,人类活动数据与NEP的相关系数均大于0.80,且人为因素对NEP的贡献率均在50%以上;NEP的空间变化受气象因子的影响较大,降水、太阳辐射是影响空间变化的主导因子.总之,黄土高原NEP的时空变化受自然因素和人类社会因素共同影响.研究结果可为黄土高原陆地生态系统减排增汇及实现双碳目标提供参考.     

甘肃省自然资源与可持续发展探讨

通过对甘肃省土地,水,生物,能源,矿产,旅游等资源利用现状,提出了在开发资源和发展经济的同时,必须做到合理利用与保护相协调,逐步走上可持续发展的轨道。     

黄土高原矿区土壤细菌群落对地表塌陷和土地复垦的响应

中国一半的煤炭生产能力集中于生态脆弱的黄土高原,采矿活动进一步加剧了当地生态环境恶化,尤其是土壤退化.微生物是土壤物质转化的动力,对外界干扰十分敏感,厘清其变化对生态恢复和治理尤为重要.为此,本研究以黄土高原大柳塔煤矿及黑岱沟煤矿为对象,利用高通量测序技术和分子生态网络分析方法,揭示土壤细菌群落多样性及不同活动影响下土壤细菌群落之间的联系与差异.结果表明,不同活动对土壤理化性状影响显著,塌陷区有机质、速效磷、速效钾呈显著性下降(P0.05),复垦区土壤有机质、水分、pH和电导率则显著增加(P0.05),塌陷对土壤理化性状产生了抑制作用,复垦呈现促进作用.不同活动对土壤细菌群落产生不同的影响,塌陷区多样性指数降低了约20%,复垦则多样性指数增加了63%,但塌陷区、复垦区优势菌门保持一致.不同活动对土壤细菌分子生态网络的影响迥异:塌陷后分子生态网络趋于复杂,网络连接数及互作关系明显增强;复垦后则生态网络模块增加,模块内部趋于简单.为应对地表塌陷和土地复垦,土壤细菌往往改变菌种间关系作适应性变化.塌陷更多地促进相互合作以适应养分的贫瘠,复垦则促进模块数增加并趋于合作以获取更多的资源.     

西北地膜高投入地区土壤与玉米邻苯二甲酸酯(PAEs)含量水平与健康风险评估

在西北地膜高投入的甘肃、新疆和内蒙古等3省(区)选择地膜覆盖面积较大、地膜使用量较高的5个典型县,同步采集玉米产地的土壤和玉米,采用加速溶剂萃取-高效液相色谱串联质谱技术对土壤与玉米籽粒中6种优先控制的领苯二甲酸酯(PAEs)含量进行分析.结果表明,研究区域土壤中∑_6PAEs含量为(0.532±0.175) mg·kg~(-1),区间为0.103—1.117 mg·kg~(-1).新疆∑_6PAEs含量最高.DEP在所有土壤样品中均未检出,其余5种PAEs组分含量依次为DEHP DnBP DMP BBP、DnOP.土壤PAEs均以DEHP和DnBP为主,其中DEHP占35%—65%,DnBP占24%—33%,其余PAEs组分含量和占比较低.研究区域玉米籽粒中∑_6PAEs含量为(0.508±0.105) mg·kg~(-1),区间为0.206—0.966 mg·kg~(-1),玉米对PAEs的BCF为(1.245±0.716).新疆玉米籽粒中∑_6PAEs含量最高.与土壤类似,玉米籽粒中PAEs均以DEHP和DnBP为主,两者合计占PAEs总量的63%—89%,其余PAEs组分含量和占比较低.相关性分析表明,玉米籽粒中PAEs、DnBP及DEHP含量与土壤中对应组分含量的相关性达到了显著性水平.调查区玉米PAEs含量及各组分含量均低于美国和欧洲的建议摄入标准,总体是安全的.成人和儿童的PAEs致癌风险分别为4.67×10~(-6)和1.58×10~(-6),非致癌指数分别为8.46×10~(-2)和7.60×10~(-2),均在可接受范围内.PAEs各组分中,对人体致癌和非致癌总风险贡献最大的均为DEHP.