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1. chinaXiv:202007.00027 [pdf]

2013—2018年塔里木河下游植被动态变化及其对生态输水的响应?

李均力; 肖昊; 沈占锋; 白洁
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

荒漠河岸带植被在维护极端干旱区生态稳定起着极其重要的作用,研究干旱区荒漠河岸带植被对生态输水的响应及其变化过程,对生态保育恢复及输水政策制定具有重要意义。本文以塔里木河下游流域内的荒漠河岸带植被为研究对象,利用Landsat8 OLI、Sentinel-2A等数据构建植被覆被数据与典型监测断面植被指数时序数据,分析2013—2018年荒漠河岸带植被时空变化特征,并结合地下水位数据分析荒漠河岸带植被对生态输水的响应。结果表明:2013—2018年间,塔里木河下游植被面积呈持续的增加趋势,其中灌木面积恢复最大。胡杨和草本距离河岸较近,沿河岸带植被恢复的区域分布位于距离河道1.0km和2.5km的范围,而灌木林恢复区域在双通道输水措施和地下水上升的影响下,沿河岸11km范围内的灌木均呈现不同程度增加。通过对不同生态断面的3种主要植被的长势分析表明,当地下水埋深大于-5.75m时,塔里木河下游植被出现明显改善。

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2. chinaXiv:202007.00028 [pdf]

1992—2017年托木尔峰国家级自然保护区冰川变化

赵景啟; 满苏尔·沙比提; 麦丽开·艾麦提; 尼加提·伊米尔
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

基于1992、1997、2007、2017年4个时期的Landsat TM/ETM+遥感影像,通过监督分类和非监督分类提取冰川边界,分析了冰川面积、体积变化情况以及变化速率。考虑到冰川变化滞后于气候变化,以12 a滞后期为标准,选取1980—2005年托木尔峰自然保护区的气象数据来分别对应1992—2017年的冰川变化情况。研究发现:(1) 1992年,冰川面积为1 600.56 km2,冰川储量为846.89 km3;1997年冰川面积为1 404.21 km2,冰川储量为709.73 km3;2007年冰川面积为1 465.55 km2,冰川储量为751.90 km3;2017年冰川面积为1 534.46 km2,冰川储量为800.02 km3。(2) 近26 a来,冰川面积总体呈下降趋势,面积共减少66.10 km2,占1992年冰川面积的4.13%,年均退缩率为2.64 km2·a-1。(3) 1992—2017年冰川储量总体呈减少趋势,共减少137.16 km3,减少了16.20%,年均减少速率为27.43 km3·a-1。(4) 托木尔峰自然保护区呈暖湿化趋势,年平均气温值为5.83 ℃,其线性变化率为0.31 ℃·(10a)-1;年降水量平均值为222.53 mm,其线性变化率为24.84 mm·(10a)-1,二者均通过显著性水平0.05检验。总的来说,降水对保护区冰川的影响不足以弥补气温对冰川的消融,这与1980—1985年降水量的大幅减少导致冰川面积缩小有很大的关系。

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3. chinaXiv:202007.00026 [pdf]

新疆奎屯河流域平原区地下水资源量演变情势

沈蕊芯; 吕树萍; 杜明亮; 吴彬; 杨鹏年
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

本文以奎屯河流域平原区为研究对象,梳理了奎屯河流域降水量、河道径流量和渠道引水量等资料,采用极值比K、M—K显著性Z和基于R/S方法计算的Hurst指数H,分析了地下水资源量各组成项演变趋势及持续性,判断地下水资源量演变情势,并分析其原因。结果表明:① 地下水天然补给量呈略微增加趋势,转化补给量中河道渗漏补给量总体上呈上升趋势,田间入渗补给量与渠系渗漏补给量先增加后减小,库塘渗漏补给量保持稳定;②奎屯河流域平原区地下水资源量在2008年以前增速缓慢,2008年后增速加快,显著性检验值Z和Hurst指数H说明地下水资源量呈显著增加趋势,且短期内有较强的持续性;③河道渗漏补给量的增加是地下水资源量增加的主要原因。

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4. chinaXiv:202007.00025 [pdf]

人工固沙区植被演替过程中土壤水分时空分异特征

王 博; 段玉玺; 王伟峰; 李晓晶; 刘 源; 刘宗奇
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

以库布齐沙漠东缘人工固沙区不同植被演替阶段(演替初期、中期、后期、成熟期)的沙地为研究对象,对2017、2018年生长季沙地迎风坡顶部、中部和底部0~180 cm土壤分层测定体积含水量,阐明荒漠土壤水分时空分异特征及其对环境因子的响应。结果表明:因降水量的差异导致研究区土壤含水量存在年际变化,2018年(8.8%)>2017年(4.8%);受降水事件和植物生长的影响,4种样地土壤含水量均具有生长季初期缓慢下降、生长旺盛期降水补给后快速增大、生长季末期稳定积累的阶段特征;不同植被演替阶段土壤含水量整体表现为演替初期(7.3%)>成熟期(7.2%)>后期(6.7%)>中期(5.9%);4种样地均为迎风坡中部土壤含水量最低,坡顶和坡底含水量在不同演替阶段各有高低;4种样地土壤含水量均呈现随土层加深含水量先降低后增大的动态趋势,表层0~20 cm土层含水量显著高于其他各层,深层土壤存在水分变化拐点,是含水量最低的干沙层,在不同演替阶段或降水量下干沙层出现的深度会发生变化。在生长季末期,通过一季的消耗与补给,研究区内土壤水分储量呈正向平衡,可以满足人工固沙植被正常生长和演替所需水量。

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5. chinaXiv:202007.00015 [pdf]

基于随机森林插值的中亚夏季极端高温变化特征

孟欣宁; 焦瑞莉; 刘念; 夏江江; 严中伟; 于爽; 娄晓; 李昊辰; 王立志; 陈亮; 郑子彦; 赵娜
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

利用中亚地区65个气象站的逐日最高气温数据,结合ERA-Interim再分析资料以及经纬度、海拔数据,构建了随机森林插值模型,并验证了其可靠性。基于该模型补全了气象站缺失值,获得完整的站点逐日最高气温数据集TStation_f,并插值得到中亚1979—2016年空间分辨率为0.75°×0.75°的逐日最高气温格点数据集TRFIM_G。基于TRFIM_G进一步分析了中亚1979—2016年夏季极端高温指数时空变化特征。结果表明:中亚区域平均极端高温指数增速在0.22—0.30℃·(10a)-1,显著增温的区域主要分布在哈萨克斯坦的西部、土库曼斯坦大部、乌兹别克斯坦东南部等地区。基于TRFIM_G得到的夏季极端高温指数增速显著大于基于TStation_f得到的结果,这表明用站点观测数据对该地区夏季极端高温趋势的估计明显偏低。本研究得到的数据集可在一定程度上弥补使用站点观测数据片面刻画中亚地区极端高温变化的缺陷,有助于更确切地引导人们在应对极端天气气候事件时采取相应的减缓和适应措施。

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6. chinaXiv:202007.00004 [pdf]

两种戈壁地表风沙流特征的野外观测

刘旭阳; 宁文晓; 王振亭
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

分析植被覆盖和人工扰动下戈壁地表的风沙流结构和摩阻风速与输沙率之间的关系,对保护戈壁区的生态环境具有重要意义。本文分别对植被覆盖下的戈壁地表和人工清除植被后的戈壁地表进行研究。结果显示:在不同的地表条件下,风沙流结构的变化趋势基本相同,大致可以分为3类:波动减少、先增加后减少和单调减少。受扰地表的输沙率密度大于原始地表。将摩阻风速以0.50 m·s^(-1)为界分为高、低风速。在植被覆盖的地表中,高、低风速区的输沙率与摩阻风速之间没有明显的线性相关性;而在人工清除植被后的地表,高风速区内,输沙率与摩阻风速之间满足传统的低阶多项式的关系,低风速区内两者之间则没有线性关系。

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7. chinaXiv:202007.00005 [pdf]

哈密市生态环境效益时空分析

高鹏文; 阿里木江·卡斯木; 图尔荪阿依·如孜; 赵孟辰
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

本文通过2000、2008年及2018年3期Landsat系列数据,利用主成分分析绿度、湿度、干度、热度构建遥感生态指数(RSEI),同时采用标准差椭圆及不同生态等级的重心,对干旱区城镇哈密市伊州区的生态质量进行遥感动态监测,并分析生态质量的空间扩展。结果表明:哈密市伊州区遥感生态指数均值从0.22、0.31上升到0.40,呈现出上升趋势,生态质量总体转好,但生态质量水平较低;生态环境变好的区域集中在伊州区城区的周围,呈环形分布,生态变差的区域主要在北部的东天山南坡地带以及城区的西南部未开发的戈壁;根据标准差椭圆及不同生态等级重心的变化得到,伊州区生态质量较好的区域在空间上呈现出由北向南扩展,总体生态较好区域从2000—2018年均呈东南―西北走向。

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8. chinaXiv:202007.00009 [pdf]

黑河流域绿洲变化的模式与稳定性分析

董敬儒; 颉耀文; 段含明; 王晓云; 李汝嫣
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

本文旨在探索黑河流域绿洲近55 a的时空变化模式与稳定性。基于1963—2017年的16期多源遥感影像,提取了55 a黑河流域绿洲空间分布信息,使用叠置分析、格网化等方法,分析黑河流域绿洲变化模式与稳定性的时空特征。结果表明:黑河流域绿洲以波动变化模式为主,波动绿洲主要分布在灌溉保证程度差和土壤盐渍化的地区;扩张绿洲呈现早期向内填充、中后期向外扩张的模式;退缩绿洲主要分布在生态脆弱的绿洲边缘。黑河流域绿洲总体上逐渐趋向稳定,下游绿洲稳定性低于中游;中游及下游的金塔、鼎新绿洲波动主要发生在早期,而下游额济纳绿洲的波动主要发生在中期。

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9. chinaXiv:202007.00007 [pdf]

不同灌水梯度下沙棘液流特征与环境因子的关系

王卓; 郭月峰; 祁伟; 姚云峰; 仲宸; 刘璐; 王佳坤
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

以砒砂岩为母质发育的栗钙土作为供试土壤,沙棘作为供试树种,基于茎热平衡法(SHB)在温室内研究不同灌水梯度下T1(田间持水量θFC25%)、T2(θFC40%)、T3(θFC55%)沙棘液流速率变化特征。采用HOBO小型气象站监测环境因子,研究沙棘液流速率对环境因子的响应关系。结果表明:① 沙棘液流速率除明显的昼夜变化外,还伴有“光合午休”现象,液流变化曲线呈双峰形;② 沙棘液流速率与土壤含水率呈正比,液流速率和日累积量为T1<T2<T3,其中,T2和T3差距较小;③ 沙棘液流速率与光合有效辐射、空气温度呈正相关,与空气湿度呈负相关;不同灌水梯度下液流速率与各环境因子的相关性绝对值表现为T1<T3<T2。回归方程R2表现为T1<T3<T2。T2梯度下沙棘液流速率处于较高水平,对环境因子响应程度最高,温度是影响沙棘液流速率变化的主导因子。

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10. chinaXiv:202007.00010 [pdf]

新疆喀什噶尔河流域平原区地下水TDS分布及其成因

王红太; 周金龙; 曾妍妍; 张杰; 魏兴; 陈劲松
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

基于新疆喀什噶尔河流域平原区2014年74组地下水水质检测结果,运用克里格插值法、Gibbs图、离子比值法、矿物饱和指数法,揭示地下水中TDS分布特征及其成因。结果表明:研究区潜水中TDS介于354.80~6505.00 mg·L-1,平均值为1 994.36 mg·L-1,无盐水分布,总体表现为西高东低,水化学类型主要为SO4·Cl-Na·Ca·Mg、HCO3·SO4-Na·Ca·Mg和HCO3·SO4-Ca·Mg;承压水中的TDS普遍较高,介于214.00~14 548.00 mg·L-1,平均值为2 480.30 mg·L-1,其分布特征总体表现为南高北低,水化学类型以SO4·Cl-Na·Ca·Mg、HCO3·SO4-Na·Ca·Mg及SO4-Na·Ca·Mg为主。控制本区地下水TDS的主要机制为自然地理因素、岩石风化作用、蒸发浓缩作用、矿物溶解作用及人类活动。

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