黄土丘陵区土地利用变化对深层土壤有机碳储量的影响

通过研究黄土丘陵子午岭林区5种典型土地利用类型土壤剖面有机碳分布特征,分析了天然乔木林转变为人工乔木林、天然乔木林转变为农田、天然灌木林转变为农田及撂荒后土壤有机碳变化特征.同时,以浅层(0~100 cm)土壤为对照,探讨了土地利用变化对深层(100~200cm)土壤有机碳储量的影响.结果表明,在0~200 cm剖面上,天然乔木林、天然灌木林、人工乔木林、撂荒地、农田土壤有机碳含量分别为5.85、3.96、4.98、3.09、3.20 g·kg-1,天然乔木林、人工乔木林土壤有机碳含量显著高于天然灌木林、撂荒地和农田(p0.05).各土地利用类型下浅层和深层土壤有机碳含量分别占0~200 cm土壤有机碳含量的58%~73%和27%~42%,不同土地利用类型间浅层土壤有机碳含量差异显著,但深层土壤有机碳含量差异不大.土地利用变化对土壤有机碳储量影响显著.天然乔木林转变为人工乔木林、天然乔木林转变为农田、天然灌木林转变为撂荒地、天然灌木林转变为农田4种土地利用转变方式0~200 cm土壤有机碳储量分别减少了9.68、52.90、20.20、12.49 t·hm-2,减幅为7%、39%、21%、13%,其中,浅层土壤减少了2%~48%,深层土壤减少了12%~22%.相对于林地开垦为农田而言,农田退耕还林后土壤有机碳的恢复要慢得多.研究结果揭示了浅层和深层土壤有机碳对土地利用变化的敏感性,反映了深层土壤有机碳具有较大的稳定性.     

基于氢氧稳定同位素的黄土高原云下二次蒸发效应

根据GNIP提供的1985年1月至2004年12月黄土高原8个站点的409个降水同位素数据及同期的气象资料,结合HYSPLIT 4.9模型,分析了该区δ18O和d的时空分布特征,计算了二次蒸发的比率,并对不同气象因子影响二次蒸发的程度作了探讨,得到以下结论:1冬季风和夏季风期间,在黄土高原内由南向北δ18O呈上升趋势,d呈下降趋势;自东向西δ18O仅在夏季风期间有上升趋势,而在冬季风期间呈现下降趋势,d总呈现下降的趋势,δ18O和d的变化幅度可以指示季风的路径.2该区全年存在二次蒸发效应,夏季风期间最为明显,蒸发比率介于1.51%~5.88%之间,平均值为3.87%.冬季风期间蒸发比率总体较低,介于1.06%~5.46%之间,平均值也降为3.03%.黄土高原边缘站点蒸发比率受季风变化影响较大,而中部站点受季风变化影响较小.3温度对二次蒸发的影响较大,降水量和水汽压其次,相对湿度较小.此外,风速和海拔对二次蒸发的影响较弱.     

青藏高原纳木错流域水体总汞的时空分布特征

为研究青藏高原纳木错流域水体中总汞的时空分布特征,于2007～2010年对纳木错湖表层水及入湖河水进行了采样,检测了其总汞浓度,并分析了总汞浓度与降水量、河水径流量等的关系.结果表明,纳木错表层湖水和河水中的总汞质量浓度均值分别为(1.09±0.73)ng.L-1和(2.87±2.59)ng.L-1,显著低于受到汞污染的水体.近岸带湖水的总汞浓度在季风期远大于非季风期,而其浓度水平和空间变化明显大于湖心区.河水的总汞浓度季节变化明显,表现为季风盛期最高且波动最大,而季风期后最低,这与降水量变化趋势基本一致.对你亚曲的定点观测表明,河水总汞浓度的时间变化与径流量一致.入湖河流总汞浓度的空间分布特征在不同的时间表现不同,这可能是由河流的流域面积、流域内土壤汞本底值及补给方式的差异引起的.     

甘肃黄土高原各级降水和极端降水时空分布特征

利用甘肃黄土高原地区1960－2011年12个及周边4个站点的逐日降水观测资料,用阈值检测方法计算出甘肃黄土高原地区极端降水的阈值并运用气候线性趋势、多项式拟合、反距离加权法、Mann-Kendall检验、Morlet小波、R／S方法分析了近52a甘肃黄土高原各级雨量和R95极端降水的时空变化特征及对未来进行预测。结果表明：①近52a来甘肃黄土高原春季以小雨为主,夏、秋季以暴雨为主,冬季以大雪为主,R95极端降水主要集中在夏季;②春、秋季主要以大雨降水强度最强,夏季暴雨降水强度最强,冬季则为大雪;R95极端降水强度夏季降水强度最强。③小雪呈显著增加,微雨、中雨、大雨、微雪、R95极端降水量均呈显著减少;④微雨量、小雨量、中雨量、大雨量、R95极端降水量与年降水总量有很好的相关性,对年降水总量有很好的响应;⑤在空间分布上,各量级降水和R95极端降水大部分存在减小趋势,减小区主要集中在西南部和东北部;⑥各量级降水和R95极端降水突变年份不尽相同;⑦各量级降水和R95极端降水在不同的时间序列存在长短不同的周期震荡;⑧R／S分析表明不同量级降水和R95极端降水的未来变化趋势和过去一致。     

黄土高原高浑浊水体CDOM光学特性及影响因素

为确定黄土高原地区高浑浊水体有色溶解有机物(CDOM)组成来源及研究环境因素对其的影响,本文基于2018年5月陕蒙黄土高原地区河流与湖泊(咸水湖和淡水湖)的实测数据对CDOM光学吸收特性,各组分对水体吸收的贡献,光谱斜率S_275～295及水质参数与CDOM光学特征参数的相关性进行分析.结果表明,陕蒙黄土高原区河湖CDOM吸收光学特性差异显著(P<0.01),湖泊CDOM吸收系数a_CDOM(440)(8.45 m^-1)高于河流(2.70 m^-1),咸水湖CDOM浓度(13.52 m^-1)高于淡水湖(3.38 m^-1),淡水湖对光的有效利用率高于咸水湖和浑浊河流.河流与湖泊、咸淡水湖之间酸碱度(pH)和溶解有机碳(DOC)差异均呈显著水平(P<0.01);河湖水体电导率(EC)、浊度(Tur)和总悬浮物浓度(TSM)差异显著;排除极大值点,咸水湖与淡水湖叶绿素a(Chla)相接近.基于S_275～295分析发现,湖泊CDOM分子...     

青藏高原典型高寒森林地带CH4浓度特征分析

基于波长扫描光腔衰荡光谱线监测系统在海螺沟国家大气背景站(以下简称海螺沟站)开展甲烷(CH_4)连续自动监测,通过局部近似回归法进行背景值筛分分析。结果表明:2016、2017年海螺沟站CH_4年均体积分数和筛分的背景体积分数接近,两者浓度水平与北半球中纬度地区全球本底站CH_4浓度水平相当;海螺沟站CH_4能够代表背景区域浓度水平。海螺沟站CH_4体积分数呈春、夏季低,秋、冬季高特征,季节变化主要受到特定的地理环境和大气环流的影响,大气环流占主导影响。夏季CH_4体积分数最低但日振幅最大,与高原高海拔背景下森林地带的辐射对流引起局地扩散作用有关。采用逐步逼近回归筛分CH_4监测数据,海螺沟站CH_4背景季浓度变化和北半球中高纬度地区其他背景站大气CH_4的季节变化特征以及CH_4季体积分数振幅基本一致。背景站四季的CH_4载荷贡献在16个风向分布结果表明,在春、夏季存在西风带下南亚方向污染物气团的远距离输送;青藏高原东部近地面在冬季处于反气旋冷高压控制下,而SSW方向风向能够短暂打破这种稳定的气象条件,污染物得到迅速扩散,SSW为负贡献。     

青藏高原重要交通国道路侧土壤重金属分布特征及生态风险评价

为了阐明交通对青藏高原敏感脆弱生态系统和主要生态安全屏障功能的影响,在G214、 G213、 G345、 G109、 G316和G317等国道部分路段,采集路边0~25 m范围内土壤样品,分析6种土壤重金属含量及分布特征,运用单因子污染指数法（P_i）、内梅罗综合指数法（P_N）及潜在生态风险指数法（RI）对路侧土壤重金属的污染程度及潜在生态风险进行综合评价.结果表明,青藏高原重要交通国道路侧土壤重金属ω（As）、 ω（Cd）、 ω（Hg）、 ω（Ni）、 ω（Pb）和ω（Zn）分别介于5.65~176.00、 0.04~0.27、 0.01~0.14、 9.52~113.00、 9.16~54.50和24.70~109.00 mg·kg^-1,呈高度变异,部分采样路段存在As、 Cd和Hg元素高于当地土壤背景值.路侧土壤重金属单因子污染指数大小为：P_i （As） > P_i （Hg） > P_i（Cd） > P_i （Pb） > P_i （Ni） > P_i （Zn）,内梅罗综合污染指数在0.41~9.20,平均值为1.53,属于清洁或轻度污染,局部处于中度或重度污染.研究路段综合潜在生态风险指数平均值为106.2,土壤总体处于无污染和轻度污染,仅有两个路段的土壤重金属富集达到中等及强度生态危害,其G213a土壤综合潜在风险指数显示为中度至重度生态危害,主要受到Hg、 As和Cd的影响,G317土壤综合潜在风险指数显示为轻度至中度生态危害,主要受到Hg和Cd的影响.青藏高原路侧土壤重金属含量与路侧距离及土壤深度没有显著相关性,与年均气温呈显著正相关（P < 0.05）.青藏高原道路建设人为活动剧烈、交通流量较大的区域有土壤重金属富集趋势.     

1961—2017年青藏高原极端降水特征分析

基于青藏高原78个气象站点的逐日降水数据,采用百分位阈值法确定极端降水阈值,计算极端降水指数并分析其时空分布特征,以期为区域气候变化预测及防灾减灾对策的制定提供参考。结果表明:(1)1961—2017年青藏高原年降水量表现出上升趋势,上升速率为8.06 mm/10 a,多年平均降水量达472.36 mm。78个站点的年降水量倾向率最小值为-25.46 mm/10 a,最大值为43.02 mm/10 a,有15.38%的站点降水在下降,较为集中地分布在高原的东部和南部,其余84.62%的站点降水量在上升。(2)青藏高原各站点极端降水阈值的平均值为23.11 mm,取值范围为7.84～51.90 mm。高值中心出现在横断山区的贡山和木里,低值中心出现在柴达木盆地及昆仑山北翼区。(3)青藏高原各站点的极端降水量、极端降水日数和极端降水贡献率均表现出了明显的上升趋势,极端降水强度虽然也在上升但趋势并不明显,表明青藏高原极端降水量的上升并非是极端降水的强度引起的,而是由极端降水频次的上升引起的。柴达木盆地的极端降水量和极端降水日数虽然并没有表现出高值水平,但该地区的极端降水贡献率却表现出较高水平...     

黄土高原退耕还林(草)紧迫性地域分级论证

退耕还林还草是治理黄土高原水土流失的有效措施。科学分析现有土地及其利用结构是退耕还林还草战略实施的重要保证。论文应用科学抽样数据资料,分析了黄土高原地区土地、耕地的坡度构成及其土地垦殖率等的区域差异特征,提出了黄土高原地区退耕还林(草)紧迫性地域分级。其结果可以为根据有限的资金,分区分批进行退耕,最大限度地保证粮食安全,并实现区域生态重建,为合理实施退耕提供科学依据。     

西藏高原土壤-植物系统元素分布特征研究

讨论了西藏高原３６种元素的植物含量水平及其在土壤－植物系统的分而特征、影响因素、利用吸收系数和统计分析的方法，定量描述了植物对土壤不同元素的吸收、富集能力，研究结果表明，在西藏高原的土壤－植物系统中，亲硫元素和碱金属、碱土金属元素的生物地球化学行为较亲铁元素活跃，植物元素的类型划分和元素的地球化学行为密切相关。