1991-2017年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变

冰川景观变化是全球环境和气候变化的共同"指示器"。随着全球气候变化加剧,干旱和半干旱地区的冰川景观将进一步变化。科学评估冰川景观格局时空演变特征,为应对冰川景观变化及其影响提供科学参考。基于1991-2017年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,采用监督分类方法获取叶尔羌河流域冰川景观时空格局及变化数据,利用景观格局指数、质心迁移模型、分形维数等方法分析近26年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变特征。结果表明：（1）1991-2017年叶尔羌河流域冰川斑块面积呈消减趋势,但有所减缓,共减少799.50 km²（-13.09%）。冰川斑块面积消减主要集中在海拔5400-5800 m之间,相较之下,海拔4400 m以下的区域冰川斑块面积消减率最高,达63.68%;不同坡度冰川景观消减率存在差异,陡坡冰川斑块面积消减率最高（15.98%）,急陡坡消减率最低（2.87%）;阴阳两坡冰川景观均呈消减趋势,阳坡冰川斑块面积消减速率显著高于阴坡。（2）近26年来,叶尔羌河流域冰川斑块数量、最大斑块指数均减小,而平均形状指数、平均周长面积比、分裂指数均增加,表明冰川景观不断消减,破碎化程度增加。（3）研究期间,叶尔羌河流域冰川景观质心发生迁移,整体呈现东北偏移趋势。（4）通过分形理论对叶尔羌河流域冰川景观空间结构特征进行分析表明,该流域冰川景观消减率略微降低,但仍然处于持续消融状态。     

叶尔羌河流域胡杨春尺蠖发生期遥感预测

为了深入了解胡杨春尺蠖(Populus euphratica Apochemia cineraius Erschoft)虫害的发生期规律, 以新疆叶尔羌河流域胡杨林分布区为研究区, 结合2001-2015年的胡杨春尺蠖活动期遥感数据温度和实地调查虫情信息, 基于有效积温法则, 预测春尺蠖发生期, 从而确定最佳防治时间。结果表明: (1)春尺蠖羽化之后各虫态发生时, 环境温度远远超过发育起点温度, 因此各虫态的发生时间大大缩短, 符合新疆春尺蠖发生时间周期短的现象; (2)借助有效积温模型, 可知二龄虫发生时春尺蠖虫卵孵化进入始末期, 且春尺蠖四龄食叶虫基本没有发生, 因此春尺蠖最佳防治时间是幼虫的二龄虫。     

叶尔羌河流域胡杨春尺蠖虫态发育节律对地表温度的响应

以叶尔羌河流域胡杨林分布区为研究区域, 以胡杨春尺蠖(Populus euphratica Apocheima Cinerius Erschoff)为研究对象, 借助遥感技术和MODIS等遥感产品, 分析2001—2015年的胡杨春尺蠖活动期温度变化特征, 结合实地调查的胡杨春尺蠖虫情信息, 分析近15年来胡杨春尺蠖虫态发育节律与温度的关系, 为进一步探究叶尔羌河流域胡杨春尺蠖危害发生时间、发生规律、危害程度及时间分布规律提供科学依据。结果表明: (1)2001—2015年胡杨春尺蠖活动期平均温度整体变化趋势基本稳定, 2、3、4月份平均温度总体变化趋势持续降低, 温度回升速度变慢, 胡杨春尺蠖的危害期逐渐延长; (2)虫蛹总数、虫卵数量、虫口密度均呈现增长的态势, 表明胡杨春尺蠖虫害发生程度日趋严重; (3)治理胡杨春尺蠖幼虫的最佳时期是三龄幼虫之前, 胡杨春尺蠖各虫态与温度之间的关系是符合生物学发生规律的, 具体关系如下: V=0.0920/1+exp(2.4860-0.0887T)(春尺蛾活动期), V=0.9828/1+exp(4.4052-101268T)(卵活动期), V= 0.1410/1+exp(3.7863-0.1595T)(幼虫活动期)。     

叶尔羌河流种子植物区系特点及其资源多样性研究

对叶尔羌河流植物区系、植物资源的多样性及濒危等级的评估,对维持地区生态平衡、保护和发掘利用生物资源具有重要意义.本研究采用查阅标本、阅读文献书籍以及野外调查等方法,对叶尔羌河流种子植物资源的多样性、植物区系特点以及濒危等级进行了研究.主要结果如下:叶尔羌河流的种子植物共有56科266属759种,其中裸子植物有3科3属8...     

饥饿对叶尔羌高原鳅消化道指数及消化酶活性的影响

在探讨饥饿对叶尔羌高原鳅消化道指数和主要消化酶的影响规律。在（20±0.5）℃水温下,将叶尔羌高原鳅饥饿30 d,并测定饥饿第0、1、3、5、10、15、20和30天时其胃、前肠、中肠、后肠、肝脏和幽门的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,并计算消化道指数。结果表明：叶尔羌高原鳅在饥饿状态下消化道组织有所萎缩,肝指数、肠指数、胃指数和幽门指数均极显著下降（P<0.01）,其中肝指数下降幅度最大;饥饿对叶尔羌高原鳅消化器官和消化道中消化酶活性均有影响,蛋白酶和脂肪酶活力均呈现先升后降的趋势,淀粉酶活力前期变化不明显,随着饥饿时间的延长,消化酶均呈下降趋势,在饥饿的第15～第20天下降幅度最大,此后饥饿虽继续加深,但活性下降不明显。说明,饥饿可显著叶尔羌高原鳅消化道指数和消化酶活性。     

气候变化对无定河流域生态水文过程的影响

建立分布式生态水文过程模式,模拟分析了黄土高原无定河流域近40a来及未来气候变化情景下水循环和植被生产力的演变特征。结果显示,无定河流域近40a来温度上升,而降水量没有明显的下降趋势,但年际波动幅度变小。与之相应,地表蒸散量也没有明显的变化趋势。然而,因大气CO2浓度的上升,植被净生产力明显增加,速率约为0．6gCm^-2a^-1,水分利用效率随之提高。该流域生态系统对HadCM3气候变化情景的响应显著,蒸散、地表径流和植被净第一性生产力（NPP）均增加,植被水分利用效率明显提高。     

疏勒河流域气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响评价

气候变化和人类活动是对陆地生态系统碳循环产生重要影响的两个因素,定量评估气候变化与人类活动对植被净初级生产力(NPP)的相对影响,对深入理解其驱动机制和控制荒漠化发展具有重要意义。以疏勒河流域为研究区,利用遥感和气象数据计算潜在NPP(PNPP)及其与实际NPP(ANPP)之间的差值,分别衡量了气候变化和人类活动对流域NPP的相对影响。研究结果表明:(1)2001—2015年疏勒河流域年ANPP整体呈缓慢增加趋势,与全国和西北地区相比,普遍较低,流域植被整体生产力水平不高。流域年ANPP空间分布呈现上游祁连山区和中下游绿洲区ANPP较高,而中下游荒漠戈壁区ANPP较低的分布格局。(2)2001—2015年流域年PNPP的变化趋势表明,降水量的变化是导致疏勒河流域植被退化加剧或缓解的主要气候驱动因素,但气温的变化对植被的影响较为复杂。(3)2001—2015年流域大部分地区植被退化系人类活动造成的,但人类活动的负向影响力在减弱。(4)气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响均表现出明显的空间异质性,其中人类活动是疏勒河流域植被变化的主要驱动因素。     

气候变化对叶尔羌河流域极端水文事件的影响生Ecolo丹,等.气候变化对叶尔羌河流域极hengyi,WANG Dandan,et al.Influen18,37(6):1-8.

通过选取叶尔羌河流域4个典型气象、水文观测站点的月值数据,对比分析了气候变化背景下叶尔羌河流域气温、降水及径流的演变特征,并探究了其对极端水文事件响应。结果表明:(1)气候变化中,近55 a叶尔羌河流域气候变化整体呈增暖增湿趋势,以1998年变化最为显著,且4个典型观测站中库鲁克栏杆站气温及降水变化率最大(0.24℃·10a~(-1),7.41mm·10 a~(-1));(2)径流变化整体呈线性增加趋势且年内变化显著,其中叶尔羌河及提孜那普河年内径流量最大值分布集中于7月和8月;(3)近55 a叶尔羌河流域极端水文事件呈显著增加趋势,且以6月径流变化最为显著,降水增加及冰川加速消融是流域极端水文事件频发的主导因子。因此,加强水文事件对气候变化的应对措施和洪水灾害的影响评估,对提高叶尔羌河流域水资源的利用效率,减少其气候变化的危害具有重要意义。     

DEM栅格分辨率和子流域划分对杏子河流域水文模拟的影响

以黄土丘陵沟壑区杏子河流域为研究区,采用数字滤波法分割了杏子河招安水文站1958—1974年的基流量,评价了SWAT模型在该流域水文模拟的适用性,并分析了DEM栅格分辨率和子流域划分对SWAT水文模拟的影响。结果表明,SWAT模型适用于该流域年河川径流、地表径流、基流及产沙量的模拟。当DEM栅格分辨率在20—150 m之间时,SWAT能有效地模拟年河川径流、地表径流、基流及产沙量,各水文要素模拟结果的R2和NSE分别在0.93和0.51以上,RSR在0.43以下;而当栅格分辨率大于150 m时,各水文要素的模拟效果存在差异。子流域划分对流域产流模拟影响较小,而对产沙模拟影响较大。当子流域提取阈值在12—100 km2之间时,不同的子流域划分对产沙量几乎没有影响,若超出该阈值范围,模型会低估产沙量。因此,可针对不同的水文要素选择合适的DEM和子流域提取阈值,以提高模拟精度和运行效率。     

极端降水和极端干旱事件对草原生态系统的影响

当前人类活动的加剧显著地影响着全球大气循环的格局。大气循环的多个模型均预测未来全球气候变化的显著特征是极端降水事件和极端干旱事件发生的频率会显著增加。水分是干旱、半干旱区草原植物生长发育的限制性资源, 而草原生态系统是陆地生态系统中对降水格局变化非常敏感的系统。但是, 关于极端降水事件和极端干旱事件对草原生态系统结构和功能的影响还是以分散的个案研究为主, 甚至关于极端气候事件的定义迄今也不尽相同。为此, 该文在分析极端气候事件定义及其研究方法的基础上, 总结了极端降水事件和极端干旱事件对草原生态系统土壤水分和养分状况、植物生长发育和生理特性、群落结构、生产力和碳循环过程的影响, 并提出了未来极端气候事件研究中应重点关注的5个重要方向, 以及控制试验研究的2个关键科学问题, 对开展全球变化背景下草原生态系统对极端气候事件响应机制的研究具有指导意义。     

景观格局视角下晋西三川河流域径流变化归因分析

黄土高原大规模人类活动造成下垫面剧烈变化,流域景观格局改变,影响产汇流过程。学科融合视角下,基于Budyko水热耦合方程、景观指数计算以及回归分析等多学科方法,以晋西黄土丘陵沟壑区三川河流域为例,分析不同尺度景观格局变化造成流域径流量变化的原因,判别地理景观空间对产汇流过程的影响。结果表明：(1)1980年至今是研究区径流锐减阶段,其中下垫面变化对径流贡献率为60.81%;(2)1980年至今的下垫面变化造成流域景观斑块破碎、形状趋于规整,景观格局分割度、蔓延度提高;(3)利用逐步线性回归模型可将径流减少的景观格局变化定位到具体地理空间,流域东部、北部主要支流上游与两条支流汇流处的林地核心斑块面积减少以及城市建设区域对于水体连通性的破坏。通过跨学科方法探究景观格局与径流变化之间的潜在空间关联,揭示径流对景观格局变化的响应,可为黄土高原水资源管理与生态规划提供决策依据。     

叶尔羌高原鳅的年龄、生长与繁殖特征

分析了2008年5月采自新疆克孜河264尾叶尔羌高原鳅(Triplophysa yarkandensis)的年龄结构、生长特征和繁殖力。结果显示,种群年龄由2～11龄组成,其中2～4龄组个体占94.49%。平均体长和体重雌性为(9.39±2.10)cm和(16.55±15.85)g,雄性为(9.17±2.27)cm和(15.38±15.20)g,两者在雌雄群体间差异均不显著(P0.05)。体长和体重关系式为W♀+♂=0.014 0L2.988 9(r=0.975 4),W♀=0.016 7L2.889 5(r=0.980 9),W♂=0.011 7L3.083 1(r=0.975 7)。生长指标和年增重均以4龄组最大,分别为1.86和18.79 g/年。雌雄性比为0.7∶1.0。2龄性即成熟。最小成熟体长和体重雌性为6.2 cm和4.46 g,雄性为4.6 cm和1.67 g。绝对怀卵量为6 136～405 555(平均28 716±42 698)粒,相对怀卵量为672～6 134(平均2 310±1 427)粒/g。卵径呈单峰型分布,推测为不分批产卵类型。依据同年8月采集的19尾幼体日龄推算,其繁殖期为5月下旬至6月下旬。     

气候变化对淮河流域中上游汛期极端流量影响的SWAT模拟

致洪暴雨主要是3天以上连续强降水,是淮河流域洪涝的直接原因。构建淮河流域中上游SWAT模型,用RegCM3在SRES A2排放情景下的模拟结果(2071-2100年)驱动SWAT模型,研究气候变化对淮河流域中上游汛期极端流量的影响。结果表明:(1)在SRES A2排放情景下,淮河流域中上游未来(2071-2100年)气温升高,降水量增加,降水的空间差异增大;颖河流域中游年降水量有较大幅度的减少,呈现暖干化的趋势;汛期极端过程降水增加,汛期最大9 d降水量平均增幅都在10%以上。(2)在SRES A2排放情景下的气候变化将导致淮河流域中上游汛期极端流量大幅度增加,干流5个水文站汛期最大9 d平均流量的增幅都在20%以上。(3)淮河流域中上游极端流量的概率分布更加集中,更大的极端流量出现的频率更高,研究流域下游更容易出现较大的极端流量。(4)研究流域下游极端流量概率对极端流量变化更敏感,下游也面临着更大的洪涝风险。     

1960—2014年松嫩草地极端气候事件的时空变化

基于1960—2014年松嫩草地13个气象站点的日值记录数据,计算与区域水旱寒热灾害、植被生长发育密切相关的14个极端气候指数;利用线性趋势法、间断趋势分析法、Mann-Kendall检验、Sen斜率估计和滑动t检验等方法,分析松嫩草地极端气候事件的发生趋势与时空格局.结果表明: 表征极端高温指数的夏日日数、暖昼日数、暖夜日数、暖持续指数均呈显著上升趋势,表征低温指数的霜日日数、冷昼日数、冷夜日数、冷持续指数均呈明显下降趋势,区域变暖趋势显著;区域极端低温的增幅大于极端高温的增幅,夜间增温幅度大于白昼;1970—2009年区域气候变暖趋势较为明显,各指数突变也集中发生在这一时期;表征极端降水的各指数变化趋势不显著,普通日降水强度和持续干燥指数呈下降趋势,5日最大降水量、强降水量、年湿期降水总量和持续湿润指数呈微弱上升趋势,表明区域气候呈微弱的暖湿化特征;松嫩草地南部和北部地区是对气候变暖响应最显著的区域;对极端降水指数而言,各指数南北分异特征明显,区域北部以变湿为主要特征,而南部则以变干为主要特征,尤其是区域西南部的干旱风险较高.     

新疆玛纳斯河流域冰川生态系统服务功能价值评估

冰川在干旱区内陆河流域中具有极其重要的生态作用,为流域发展提供着巨大的服务功能.然而,在全球气候变暖的影响下,冰川退缩将导致冰川生态系统服务功能降低.应用GIS空间分析技术分析了玛纳斯河流域从1964年至2006年冰川面积变化,并评估其生态系统服务功能价值变化.结果表明,在全球变暖的影响下,流域冰川生态系统服务功能总价值急剧下降.流域冰川面积从1964年557.1km2退缩到2006年的464.1km2,面积减少了16.7%.冰川生态系统服务功能价值从1964年的1228.5×108元下降到2006年的960.1×108元.冰川退缩改变了流域的水资源分布特征,导致冰川生态系统服务功能价值下降.在未来的流域发展规划中,应高度重视冰川变化产生的生态效应.     

东北地区近50年来极端降水和干燥事件时空演变特征

利用东北地区93个国家常规气象观测站1951~2002年逐日降水资料,分析了东北地区的暴雨、严重干燥事件等极端降水事件的时空演变特征,从极端降水事件发生频率和强度变化的角度解释旱涝灾害加剧的原因。结果表明,近52年来,小雨事件发生频次显著减少;暴雨发生频次变化不大,但强度增强;严重干燥事件显著增加;严重湿润事件显著下降。因此,在东北地区降水总量具有减少趋势的背景下,降水事件还有向极端化发展的倾向,降水分布变得更不均匀,从而可能引起更多、更强的旱涝灾害,尤其是旱灾,从而对东北地区的生态环境,尤其是农业生产带来不利的影响,这应引起重视。     

三工河流域荒漠绿洲植被动态及其成因分析

以三工河流域为例,讨论了植被动态及其地貌、水资源利用、河流廊道和排碱渠等景观要素的变化对植被产生的影响.结果表明,随着景观格局的变化,流域内的植丛高度、盖度及生物量均表现出较大变异性.以河流廊道为核心,通常荒漠绿洲景观格局呈带状分布,且由内向外随水热条件的改变,植被类型由乔灌木林依次向灌丛草甸、盐化草甸、荒漠化草甸和荒漠层次结构过渡.人类活动影响强烈的景观要素,其斑块多样性、破碎度、分离度和斑块密度等指数值较高,而人类活动影响较小的,其优势度和均匀度较高.各景观要素的稳定性不同,其大小顺序为:荒漠>沙砾石地>城镇用地>水体>农田>牧草地>菜地>林地>居民点>盐碱地>荒草地>水浇地>果园.梭梭群落的净生长量高峰值出现在8月,而博乐蒿、琵琶柴群落的净生长量高峰值出现时间各年度不同.博乐蒿群落与海拔相关系数最大,而琵琶柴群落则与土壤水含量、地下水位关系密切,梭梭群落与4～9月降雨量相关系数最大.     

基于SWAT模型的白马河流域土地利用变化的径流响应

以3S技术为依托,在对白马河流域土地利用变化进行分析和预测的基础上,建立了流域SWAT模型,分析了不同土地利用情景下流域径流的响应,并计算了流域主要土地利用类型对径流深的贡献系数.结果表明:1987-2017年,耕地、居民点及建设用地、有林地、灌木林地和疏林地为流域主要的土地利用类型,共占流域总面积的96％以上,草地、水域和未利用地所占比例则较小;在4种主要土地利用类型中,有林地、灌木林地和疏林地、居民点及建设用地对径流深的贡献系数分别为2.61、0.38和0.34 mm·km-2,说明三者有促进产流的作用,而耕地的贡献系数为-0.11 mm·km-2,说明耕地对径流的产生起到一定抑制作用.     

土地覆被变化的水文响应模拟研究

采用近年来快速发展的水文模型模拟的手段,应用SWAT模型模拟了长江上游梭磨河流域不同土地覆被情景下的多年降水径流关系,定量地评估了梭磨河流域的土地覆被变化对径流、蒸发和洪峰流量的影响.结果表明,随着土地覆被状况由无植被到全是有林地覆被,径流深减小,蒸发量增加,枯季径流深减小幅度明显小于雨季的减小幅度,而且雨季初期径流深减小的幅度大于雨季后期.相同的洪水重现期,流域全为有林地覆被的情景比无植被的情景洪峰流量减小31.2%.现状覆被与未来最佳覆被之间在较大洪水上的差别不大,在较小洪水上的差别稍大.     

2000—2020年黄河流域植被生态质量变化及其对极端气候的响应

黄河流域处于我国生态保护和建设的重要战略地位,但流域生态环境脆弱,特别是在人类活动和气候变化等因素影响下,流域生态特征逐步发生变化,生态安全面临重大挑战。为了掌握极端气候变化对黄河流域植被生态特征影响,以植被生态质量指数(EQI)为评价指标,利用2000—2020年黄河流域气象数据和遥感数据,采用线性趋势分析、Hurst指数和相关分析等统计方法,分析了黄河流域植被生态质量的时空变化特征,探讨了气候变化背景下极端气温指标和极端降水指标与植被EQI变化关系。结果表明：(1)2000—2020年,黄河流域季尺度和年尺度植被生态质量指数均呈波动增加趋势(P<0.05),其中夏季增加趋势最大,平均每10年生态质量指数增加6.7;(2)2000年以来黄河流域有97.7%的地区植被生态质量指数呈上升趋势,其中趋势率>5/10a的面积占比为37.4%,且流域Hurst指数达到0.8,表明流域植被生态质量指数具有强持续性,未来大部分流域植被将持续改善。(3)流域植被生态质量指数与极端气温类指数以负相关为主,相关系数多介于-0.3—0.3之间,其中霜冻日数(FD0)和夏日日数(SU25)与植被...