干旱和半干旱荒漠矿区环境问题与治理对策

介绍了我国西部干旱和半干旱荒漠地区的煤炭在长期的开发活动中引发的一系列的环境问题。通过对这些问题的分析，提出了系统性、持续性的环境保护对策，以使荒漠矿区的环境得到持续性改善，实现可持续发展。     

干旱沙区人工固沙植被演变过程中土壤有机碳氮储量及其分布特征

通过测定干旱沙区不同年代人工植被固沙区土壤剖面1 m深度容重和有机碳、全氮含量,估算了人工固沙植被演变过程中土壤有机碳和全氮储量特征及其垂直分布格局.研究表明,干旱沙区人工固沙植被演变过程中,0～100 cm深土壤有机碳和全氮储量均呈增加趋势;有机碳氮储量表现出了固沙初期的显著增加期(<16 a),随后的缓慢增加积累期(16～25 a),及后期的显著增加期(>25 a),该变化趋势主要体现在0～20 cm的表层.土壤有机碳氮储量增加程度随深度增加有降低趋势,并且表层土壤(0～20 cm)有机碳和全氮储量远大于深层土壤(20～100 cm);固沙初期土壤有机碳和全氮储量的增加体现在0～100 cm各个深度,而随后积累期主要体现在0～20 cm深度,固沙后期的增加也主要在0～20 cm深度,20 cm以下增加不明显;0～100 cm深土壤有机碳氮储量表聚性随固沙植被演变越来越明显.明确了降水<200 mm的沙区人工固沙过程中植被和土壤特征的改变对土壤有机碳氮储量及分布特征的影响,为更好地理解干旱人工植被区的碳循环特征和预测该生态系统与气候变化间的反馈关系奠定了基础.     

外源Ni在干旱区绿洲土壤-小麦系统中的迁移及其生物有效性

以西北干旱区绿洲灌淤土为供试土壤,采用盆栽模拟试验和室内分析研究了Ni对小麦的生物效应及其在土壤-小麦系统中的迁移规律.结果表明:Ni在低添加质量分数下能促进小麦生长,但达到临界值240 mg·kg-1后,就会出现明显的毒害作用.随着Ni添加质量分数的增加,各器官中Ni含量也呈增长趋势.小麦根对Ni的富集能力最强,籽粒对Ni的富集能力最弱.随着Ni添加质量分数的增加,土壤中可交换态Ni和碳酸盐结合态Ni所占比例呈增加趋势.对小麦而言,可交换态Ni是生物有效态.     

干旱区生态安全问题及其评价原理——以新疆为例

普遍的生态敏感性和整体的生态退化趋势,使干旱区成为社会适应和经济适度极端脆弱区,其生态安全问题的典型性和突出性,为完善区域生态安全评价理论体系提供了理想靶区。根据生态安全评价的一般原理和目标,通过剖析新疆绿洲区生态安全问题的驱动、压力和响应机理,主要利用地带性共扼和非地带性耦合分析方法,从哲学观和生态系统、景观生态、土地类型及其稳定性格局层面,初步构建了干旱区生态安全评价的基本原理,得出确保有效的生态需水和生态水位,协调水生态及水安全功能,是干旱区生态安全评价的基础;基于生态承载和再生恢复禀赋的合理、适度利用优势资源,是绿洲开发的生态安全保障;维护天然绿洲和荒漠的“生态标本”价值,引导土地利用的生态化转向,是绿洲生态安全评价的客观依据;通过系统的生态规划和景观设计,保持异质景观的竞争性统一和生态圈层结构的动态稳定性,是干旱区生态安全评价的核心内容。     

新疆干旱区的水环境问题分析及对策

在分析新疆特定的自然地理条件及气修水文特征的基础上，讨论了新疆目前面临的水资源短缺、干旱化、沙漠化加剧；水土流失、土壤盐渍化严重；水污染日益严重、水质恶化等主要的水环境问题，对新疆水资源环境的改善提出了相应的对策。     

河西走廊灌溉农业发展的水资源承载能力分析

论文采用模糊综合评判方法,对河西走廊灌溉农业发展的水资源承载能力进行了分析,建立了评价的数学模型。研究表明,该区水资源开发利用已近于其饱和容量,发展节水灌溉,充分提高水的利用效率,是保障和发展干旱区农业的根本出路。     

干旱区生态系统耦合关系的特征分析

干旱区生态系统耦合关系的特征差异表现在水热状况、景观带谱、小气候效应以及人为活动等方面。在特定的区域上，经度、纬度、海拔以及下垫面的特征是决定系统耦合特征最为基本的要素；而自然地理要素的变化，则是区分和判定耦合关系及其类型的重要因素。依据自然地理学与景观生态学等学科的理论与方法，结合相关原则，对具有典型意义的MODS耦合关系——昆仑山一和田绿洲一塔克拉玛干沙漠系统，以及天山一阜康绿洲一古尔班通古特沙漠系统的耦合关系的特征进行了比较，并分析了MODS耦合关系的一般规律。     

河西走廊极端干旱区PM10质量浓度分布特征及其与气象要素关系研究

利用敦煌和酒泉2007—2011年的PM10质量浓度资料和风速、气温、相对湿度、气压、天气现象等相关气象要素资料,分析了河西走廊西部极端干旱区不同下垫面环境PM。0质量浓度的时空分布特征,结果表明,下垫面是沙地环境的敦煌PMl0质量浓度年平均值为128．9lμg·m-1,明显高于绿洲环境酒泉的76．1mg·m-1两站均是春季大于其他季节,尤以4月最为显著,敦煌和酒泉分别达到272．1lμg·m0和151lμg·m-2;PMl0质量浓度的不同分布特征与气象因素有密切的关系,尤其受沙尘天气的影响较大,其最大值可以反映沙尘天气的强度,非沙尘日PMl0质量浓度在不同下垫面条件下虽有一定相差,但空气质量状况均在“良”以上。两站PM10质量浓度日变化差异较大,敦煌四季的日变化特征均不特别显著,变化比较平稳,基本都呈单峰单谷型分布,最大值出现在17：00时左右,最小值出现在6：00左右;酒泉春、秋季日变化基本一致,呈单峰型,最大值出现在正午时段;夏季日变化规律性不明显,变化幅度比较平缓;冬季呈双峰双谷型,最大值和次大值分别出现在16：00和2：00左右,最小值和次小值分别出现在10：00和0：00左右。进一步分析发现,在沙尘日和非沙尘日PM10质量浓度明显不同,其对应的压、温、湿、风及能见度也有一定规律,沙尘日的日均风速和日最大风速大于非沙尘日,相对湿度、气压和能见度小于非沙尘日。两站的气温、气压、相对湿度、风速等气象要素与PM10质量浓度均有一定相关性,但PM10质量浓度的分布最终是受各要素综合影响的结果,敦煌和酒泉,PM值与PM10质量浓度日均值的相关性都很显著,相关系数分别为0．8961和0．9152,远高于其他各单气象要素与PM10质量浓度的相关性。两站沙尘日的昂M均值分别是非沙尘日2-3倍,因此气象影响指数能有效的区别沙尘日和非沙尘日。IPM的分布也能较好的反映PMl0质量浓度的分布,因此可用抽d来量化评价PM10质量浓度。     

中国西北干旱区水资源利用及其生态环境问题

近５０年来,西北干旱区随水土资源开发利用规模的不断扩展,使区域内工农业与经济得以稳定持续发展。但同时,引起一系列生态环境变化。①大多数河流下游水量锐减,甚至断流,河道缩短,终端湖泊萎缩或干涸,水质咸化和污染趋势加剧；②土壤沙漠化和盐碱化,沙漠化土地面积达６７４９３×１０^４ｈｍ^２,盐碱化耕地面积逾１３５５６×１０^４ｈｍ^２；③植被退化,生物多样性减少,与５０年代初相比,天然森林面积减少４９％～５８％,草地面积减少１６％～９２％；④沙尘暴灾害发生频数增加,灾害程度加剧。节约与高效化利用水资源以及生态环境效益与经济效益间统一协调是西北干旱区可持续发展的根本途径     

Linking irreplaceable landforms in a self‐organizing landscape to sensitivity of population vital rates for an ecological specialist

Irreplaceable, self‐organizing landforms and the endemic and ecologically specialized biodiversity they support are threatened globally by anthropogenic disturbances. Although the outcome of disrupting landforms is somewhat understood, little information exists that documents population consequences of landform disturbance on endemic biodiversity. Conservation strategies for species dependent upon landforms have been difficult to devise because they require understanding complex feedbacks that create and maintain landforms and the consequences of landform configuration on demography of species. We characterized and quantified links between landform configuration and demography of an ecological specialist, the dunes sagebrush lizard (Sceloporus arenicolus), which occurs only in blowouts (i.e., wind‐blown sandy depressions) of Shinnery oak (Quercus havardii) sand‐dune landforms. We used matrix models to estimate vital rates from a multisite mark‐recapture study of 6 populations occupying landforms with different spatial configurations. Sensitivity and elasticity analyses demonstrated demographic rates among populations varied in sensitivity to different landform configurations. Specifically, significant relationships between blowout shape complexity and vital rate elasticities suggested direct links between S. arenicolus demography and amount of edge in Shinnery oak sand‐dune landforms. These landforms are irreplaceable, based on permanent transition of disturbed areas to alternative grassland ecosystem states. Additionally, complex feedbacks between wind, sand, and Shinnery oak maintain this landform, indicating restoration through land management practices is unlikely. Our findings that S. arenicolus population dynamics depended on landform configuration suggest that failure to consider processes of landform organization and their effects on species’ population dynamics may lead to incorrect inferences about threats to endemic species and ineffective habitat management for threatened or endangered species. As such, successful conservation of these systems and the biodiversity they support must be informed by research linking process‐oriented studies of self‐organized landforms with studies of movement, behavior, and demography of species that dwell in them.