Effects and mechanism of freeze-thawing cycles on the soil N2O fluxes in the temperate semi-arid steppe

High nitrous oxide(N2O) emissions during freeze-thawing period(FTP) have been observed in many different ecosystems. However, the knowledge about the dynamic of soil N_2O emissions and its main driving mechanism during the freeze-thawing processes in grassland ecosystem is still limited. An in-situ experiment was conducted during the FTP on the sites with 0 and 15% surplus of the average rainfall and two levels of N addition(0,10 g N/(m~2·year)) during growing season(marked as W0N0, W15N0, W0N10, W15N10, respectively) to explore the effects of water and N background on soil N_2O emissions during FTPs and the relationship between soil N_2O emissions and environmental factors. The results indicated that water and N treatments conducted during growing season did not show significant effect on the N_2O effluxes of FTP, but the soil mineral N contents of W0N10 treatment were significantly higher than those of W0N0, W15N0, W15N10treatments(p 0.05). The soil PLFA concentrations of microbial groups monitored during 2015 spring freeze-thawing period(2015S-FTP) were lower than those during winter freeze-thawing period of 2014(2014W-FTP), while cumulative soil N_2O emissions of 2015S-FTP were higher than those of 2014W-FTP. The correlations between soil N_2O effluxes and most of the measured environmental factors were insignificant, multiple stepwise regression analysis indicated that the soil temperature, soil NH_4~+-N content and air temperature were the major environmental factors which significantly influenced the N_2O effluxes during 2014W-FTP, and air temperature and soil water content were the significant influencing factors during 2015S-FTP.     

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。     

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。     

半干旱地区典型POPs硫丹环境多介质迁移归趋模拟研究——以兰州河谷盆地为例

以硫丹为研究对象,利用三级多介质逸度模型,对硫丹在半干旱的兰州河谷盆地大气、水体、土壤、沉积物和植物相中的浓度分布进行模拟研究;对硫丹在研究区环境多介质问的迁移通量进行分析,确定其在环境中的主要迁移过程;并结合实际监测数据,对模型的可靠性进行验证;此外,还对除常数之外的20个模型参数进行灵敏度分析,并对较高的模型灵敏度影响因素进行不确定性分析.研究结果表明:土壤、植物和沉积物相是硫丹在兰州河谷盆地环境污染的主要储库;大气平流输入和农药施用是研究区硫丹的主要输入源,沉积物降解和大气平流输出为研究区的主要消耗和输出途径;亨利常数、辛醇-水分配系数等化合物理化性质参数,以及沉积物、土壤有机碳含量等环境参数对模型的灵敏度影响比较显著;模拟浓度与实测浓度相差在一个数量级之内,吻合较好,表明建立的三级多介质逸度模型适用于半干旱的兰州河谷盆地α-硫丹和β-硫丹的环境多介质迁移及归趋行为模拟.     

大规模开采条件下我国北方区域地下水水化学变化特征

本文在总结近些年来我国北方地下水水文地质调查成果的基础上,对大规模开采条件下我国北方主要盆地和平原地下水化学变化规律及其影响因素进行探讨。结果表明:在大规模开采地下水后,我国北方地下水水化学变化特征主要表现为:浅层地下水水化学类型向重碳酸型水转变,地下水硬度增高,且在地下水大规模开发利用时间比较早的山西盆地、华北平原和东北平原变化比较明显,在西北干旱地区并不明显;深层地下水水化学类型由重碳酸型水转变为其它类型,地下水矿化度增大,水质变差,且在新疆准噶尔盆地、山西盆地和华北平原及东北平原变化比较明显。同时在地下水强烈开采区的潜水和承压含水层及主要城市区的地下水水化学特征均表现为常量组分升高,矿化度增大,污染组分和污染程度增加。导致这些变化产生的原因主要是70年代以后地下水的大规模开发利用引起地下水流场发生变化和局部地区人类活动影响造成的污染物增加和不合理排放。     

干旱半干旱地区的干旱指数分析

利用降水距平百分率建立了干旱指数方程，可用于于旱半干旱地区的干旱监测，并对１９８９年北疆的干旱和乌鲁木齐历年的干湿期进行了计算和分析，取得了较好的结果。     

半干旱区农业开发土地资源生态安全评价——以宁夏孙家滩国家农业科技园区为例

在生态环境脆弱的半干旱区,实施农业开发的核心目的是发展区域经济并维持生态安全,而土地资源生态安全是实现半干旱区可持续发展的重要前提.针对综合指数法、模糊综合法无法同时兼顾生态安全评价指标的模糊性与随机性,以及特尔菲法、层次分析法确定指标权重时主观性过强的问题,本研究将正态云模型与熵权法引入半干旱区农业开发土地资源生态安全评价,并以位于半干旱区的孙家滩国家农业科技园为例,对农业开发前后的土地资源生态安全做定性测度.结果表明:从规划基期年2013年至规划目标年2020年,孙家滩土地资源生态安全综合指数将从1.9762上升至2.1376,生态安全等级将维持在中等.研究表明,正态云模型与熵权法有效地降低了偶然误差,提高了土地资源生态安全评价的准确性.该研究可为半干旱区农业开发土地资源生态安全评价及农业开发规划的编制修改提供一定的借鉴与参考.     

封育措施对半干旱沙地草场植被群落特征及地上生物量的影响

随着干早区草场非平衡态理论的提出和发展，退化草场封育的时间、方式与草场恢复间的关系已成为目前研究的主要课题之一：作者选择完全封育、季节封育和未封育3种措施进行对半干早沙地草场的植被特征及其生物量进行比较研究，结果表明，在封育处理的年份中，不同封育措施（放牧压力）是决定植被差异的主要因子。完全封育区和季节封育区植物以一年生草本为主，在植物种数量、生物多样性上差异并不显著，未封育区植被则以多年生草本为主，且Simpson和Shannon多样性指数与前两者差异均显著；完全封育并未导致一些牲畜喜食植物种的完全消失，但一些饲用价值差的植物如平卧碱蓬等大量出现在完全封育的群落中，同时旱生和强旱生植物的比例明显增加。尽管3种措施地上部分总生物量差异并不显著，但各群落中主要植物种的地上部分生物量则存在这一定的差异，从3种措施植被的饲用价值来看，季节封育区植被的饲用价值较高，表明季节封育可以促进并提高草场的放牧利用价值。     

POTENTIAL OF EPISODIC FLOWS IN SOME FOUR REPRESENTATIVE NON-PERENNIAL RIVER FLOW CATCHMENTS IN SEMI ARID LAIKIPIA DISTRICT, KENYA

The purpose of this study was to establish the water resources of thenon-perennial streams in providing supplementary water needs inLaikipia district. This district has undergone remarkable land usechanges resulting in water use stress of perennial river abstractions andgroundwater exploitation in the semi arid environment.Over a three year period extending from January 1989 to December1991, hydrological variables were monitored in four non-perennial flowcatchments within the district. These catchments have been shown tohave potential of about 8000 m³/km²/year except forlong dry spells during the observation period and high sediment lossesand evaporation rates calling for proper conservation measures in orderto exploit productively the water resources potential of such catchments.     

半干旱地区黑碳气溶胶和含碳气体特征及来源

利用2009年9月~2010年6月兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)多角度吸收分光光度计(MAAP-5012)观测数据、CO和CO2气体成分混合比数据,分析了西北半干旱地区黑碳气溶胶和含碳气体特征、影响源地,以及影响黑碳浓度的排放物类型.结果表明BC、CO、CO2平均浓度分别为1.75μg/m3、601.71×10-9、387.78×10-6.利用后向轨迹模式将从观测站西部和东部输送过来的气流区分开,气流从东部来时,BC、CO、CO2浓度分别为1.38μg/m3、462.79×10-9、383.03×10-6;气流从西部来时,BC、CO、CO2浓度分别为2.2μg/m3、768.38×10-9、393.47×10-6.对500m、1500m、3000m高度气流来向的发源地进行聚类分析,发现3个高度上气流从中东、中亚及欧洲区域传输过来时,BC、CO、CO2浓度较高,△BC/△CO、△CO/△CO2值较大,说明燃料燃烧效率较低;气流从我国华北华中地区传输过来时,BC、CO、CO2浓度较低,△BC/△CO、△CO/△CO2值较小,表明燃料燃烧效率较高.