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准噶尔荒漠土壤多功能性的空间变异特征及其驱动因素被引量：4: 2022年; 荒漠是重要的陆地生态系统之一,其生态系统极其脆弱,极易发生荒漠化。荒漠土壤的稳定和功能对于荒漠生态系统结构和功能的维持至关重要。但在荒漠地区,大多数土壤功能的研究还主要集中在单一的土壤功能性。本研究基于准噶尔荒漠79个样点的土壤有机碳(SOC)、氮(N)、磷(P)、有效氮(AN)和有效磷(AP)等指标,通过平均值法和因子分析法计算土壤多功能(soil multifunctionality,SMF)指数,研究SMF空间变异特征及驱动因素。空间分析所示从整体来看,荒漠SMF在空间分布上具有较大的异质性,自西向东,SMF总体呈现逐渐增加的趋势,而从南向北,SMF呈现先增加后降低的趋势。最优拟合显示,SMF与年均降雨量(MAP)和年均温(MAT)呈显著二次函数关系,随着MAP和MAT的增加表现出先降低后升高的趋势;SMF与pH和植被增强指数(EVI)呈显著线性关系,SMF随着pH的增加表现出显著降低趋势,而随着EVI的增加表现为显著上升的趋势;SMF与Aridity(干旱度)之间既符合二次函数关系也呈现线性关系(二者R2相同),随Aridity增加而减少。结构方程模型结果表明,土壤含水率(SWC)是SMF变化的最重要的驱动因素,其次为EVI。土壤pH、SWC、MAT、Aridity和EVI对荒漠SMF具有显著的直接效应,其中SWC和EVI为显著正效应,其他为负效应。MAP、经度(Lon)、纬度(Lat)和海拔(Alt)可通过影响MAT等指标对SMF产生间接效应。研究结果对深入理解准噶尔荒漠SMF的空间变异特征及驱动因素具有重要意义,将有助于预测环境变化对荒漠生态系统多功能性的影响,为生态系统科学管理服务。; 张世航陶冶陈玉森郭浩陆永兴郭星刘朝红周晓兵周晓兵; 关键词：准噶尔荒漠

中亚跨境流域生态脆弱性评价及其时空特征分析——以阿姆河流域为例被引量：38: 2019年; 生态脆弱性(EVI)的定量评估和长期分析,对于了解区域生态环境动态变化与指导生态环境保护与修复极为重要。但以往研究很少对跨境流域这一特殊单元进行生态脆弱性评价。以阿姆河流域为例,选择反映研究区植被、水文、气候、地形、土壤以及人类活动等方面的11个指标,通过共线性诊断分析,构建了阿姆河流域生态脆弱性评价体系,利用主观权重与客观权重相结合的方法确定指标权重,对1990-2015年研究区EVI进行了定量评价及时空特征分析。结果表明:(1)研究区生态环境呈恶化趋势,大部分区域处于重度脆弱状态,研究时段内重度脆弱性比例的平均值为46.40%;极度脆弱性占比在过去25年内呈增加趋势,从1990年的2.58%增加至2015年的16.97%,增幅为14.39%。(2)生态脆弱性在不同土地覆被类型之间差异巨大,其中草地的EVI值变化最大,裸地的生态环境最为脆弱,林地的生态脆弱性最小;研究区生态脆弱程度整体表现为裸地>灌丛>草地>耕地>城市用地>林地的规律。(3)EVI与地形因子的关系表明生态环境最为脆弱的区域主要位于低海拔地势平坦与高海拔坡度大的地区,而低脆弱性主要分布在海拔2500~3500 m或坡度15~25°的区间上。; 陈桃包安明郭浩郑国雄袁野于涛; 关键词：遥感生态脆弱性评价

古尔班通古特沙漠藓结皮光合生理活性与土壤有机碳组分对长期氮添加的响应: 2024年; 藓结皮是荒漠生物土壤结皮的重要类型,在荒漠生态系统碳固定与碳排放过程中具有重要作用。研究长期氮添加对藓结皮光合生理活性和土壤有机碳(SOC)组分的影响,有助于理解藓结皮光合生理活性特征与荒漠生态系统土壤碳固存之间的关系及其调控因子。为此,研究依托古尔班通古特沙漠野外长期(13a)氮添加实验,以齿肋赤藓形成的藓结皮为研究对象,选取0(N0)、1.0(N1)、3.0 g N m-2a-1(N3)三种氮处理,阐明长期氮添加对藓结皮光合生理活性和SOC组分的影响。结果表明:(1)相比对照,长期氮添加对结皮层颗粒有机碳(POC)与矿物结合态有机碳(MAOC)含量无显著影响,但显著减少了0—5 cm土层POC和MAOC含量的积累;(2)N1处理显著提高了叶绿素和非结构性碳水化合物(NSC)含量,而N3处理叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及NSC的含量分别显著降低了50.94%、42.49%、46.71%和50.85%;(3)可溶性糖的含量在N1处理下显著增加,N3处理则显著抑制了其积累,脯氨酸的含量随氮浓度呈显著下降的趋势,长期氮添加对可溶性蛋白含量无显著影响;(4)相关性分析表明,长期氮添加、光合生理活性与POC和MAOC含量无显著相关性,酸碱度、微生物量碳氮、电导率、硝态氮和铵态氮皆显著影响POC和MAOC的含量积累。研究揭示了长期氮添加对藓结皮的光合生理活性和SOC组分的影响,且光合生理活性的响应无法有效反映SOC组分变化,为理解荒漠生态系统中氮沉降对生物土壤结皮的影响提供数据支持。; 杨军刚周晓兵郭星陆永兴郭浩张元明张元明; 关键词：颗粒有机碳叶绿素氮沉降

不同等级道路对玛纳斯河流域土地利用与景观格局的影响被引量：22: 2019年; 为揭示不同等级道路对干旱半干旱地区土地利用与景观格局变化的作用过程与机制,以玛纳斯河流域为例,选取1976年玛纳斯河流域不同等级道路为研究对象,基于1976年和2015年两期土地利用分类数据,利用缓冲区分析方法结合土地利用动态度、土地利用程度综合指数以及景观指数,分析近40年间各等级道路缓冲区及缓冲区梯度上土地利用与景观格局的变化规律。结果表明:(1)近40年来玛纳斯河流域各等级道路对流域土地利用变化影响显著且存在梯度效应,即距离道路越远,受各等级道路的扰动就越小;(2)各等级道路对周边整体土地利用变化的影响程度依次为:高速公路与国道>省道与专用道路>县道与乡道;(3)高速公路与国道、省道与专用道路、县道与乡道分别对其缓冲区范围内林地、水域和建设用地的土地利用变化影响最大;(4)近40年来各等级道路不同缓冲区范围内景观破碎度和异质性均有所增加,而景观蔓延度却有所降低;(5)高速公路与国道、省道与专用道路、县道与乡道分别对其两侧3600 m、600 m和300 m范围内景观的切割作用最为强烈,且距离道路越远景观形状受道路的干扰越小,景观形状越趋于规整。; 于涛包安明刘铁郭浩郑国雄陈桃; 关键词：土地利用景观格局变化缓冲区分析玛纳斯河流域

西北荒漠区土壤氮素组分沿干旱梯度的空间变化: 2024年; 旱区面积占比大,对全球气候变化响应敏感。氮素通常被认为是荒漠生态系统的第二大限制资源,存在不同的形态,然而目前尚不清楚干旱程度如何影响土壤氮素的空间分布。本研究基于中国西北荒漠区54个样点的无机氮、有机氮和全氮数据,结合气候环境数据,探究不同干旱程度下,西北旱区氮素组分的空间变化及驱动要素。结果表明:土壤氮素沿干旱梯度的空间变化存在明显的干旱阈值(0.87),土壤氮素组分的空间变化对干旱程度的响应呈现突变特征;在阈值附近,土壤全氮、有机氮含量和有机无机氮比例急速上升,而硝态氮含量快速下降;干旱阈值前后的全氮和有机氮含量均随干旱增加而显著下降;0~10 cm土层内,土壤全氮和有机氮含量随土层的加深而逐渐增加。干旱程度会直接或通过土壤含水率、电导率和pH间接影响氮素组分的空间变化。; 杭伟陆永兴郭浩郭星张世航张元明张元明; 关键词：氮素含量土层

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮下土壤有机碳垂直分布特征及影响因素: 2024年; 为了探究沙漠不同生物土壤结皮类型覆盖下土壤有机碳(SOC)垂直分布特征及与土壤理化因素的关系,解析影响因素,以古尔班通古特沙漠腹地藻类、藓类生物土壤结皮和裸沙三种不同地被覆盖类型为研究对象,通过野外采集不同类型结皮样品及其下层0—2 cm、2—5 cm、5—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—50 cm、50—70 cm以及70—100 cm土层土壤(裸沙对照),测定不同土层的SOC含量及土壤理化指标,开展相关研究。结果表明:(1)不同地被类型下0—100 cm SOC含量随着土壤深度增加呈减小的趋势,在10—30 cm土层存在SOC含量升高的现象,藓类、藻类和裸沙三种地被类型0—100 cm土层SOC含量范围分别在:1.61—2.70、1.41—2.56、1.21—1.92 g/kg;(2)不同地被类型下同一土层SOC含量在0—5 cm土层存在显著差异,5—100 cm土层SOC整体无显著差异,同层SOC含量均表现为:藓类>藻类>裸沙对照;(3)Pearson法分析结果表明不同地被覆盖下SOC含量与养分(全氮、全磷)呈现正相关关系,与pH和电导率(EC)呈现负相关关系。通过结构方程模型结果表明,土壤养分和粒径(砂粒占比)是影响垂直分布的主要因子,其中粒径是裸沙和藻类的最主要影响因子,藓类最重要的影响因子是养分(全磷)。生物土壤结皮的发育会逐步提高土壤碳的积累,改变SOC的垂直分布特征,对SOC的影响主要集中在5 cm以上土层,土壤理化特征对垂直分布特征具有调控作用。; 杨军刚张玲卫郭星陆永兴郭浩张元明张元明; 关键词：生物土壤结皮土壤有机碳理化性质古尔班通古特沙漠垂直分布特征

反硝化-分解模型在荒漠土壤CH_(4)和N_(2)O通量估计中的应用: 2023年; 甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)等温室气体通量具有高度时空变化特点,通过野外站点直接测量耗时且费力。为弥补监测方面不足,解析变化环境下反硝化-分解模型(DNDC)模拟值和样地原位观测值之间的对应关系,探讨模型在温室气体预测方面的潜力具有意义。本文选择古尔班通古特沙漠,对氮沉降影响下荒漠土壤CH_(4)和N_(2)O通量进行了模拟估计,并与实测数据进行了对比分析。结果表明:DNDC模型可较好地模拟荒漠土壤N2O通量的变化,模拟值与实测值显著相关(P<0.001);而模型对荒漠土壤CH4吸收量的变化模拟效果不显著,但模拟的年累计吸收量与真实值较为符合。DNDC模型敏感性试验分析表明,随着年平均气温、土壤有机碳(SOC)含量和施氮量的增加,土壤N_(2)O排放量和CH_(4)的吸收量显著增加;年降水量对土壤N_(2)O和CH_(4)通量变化影响不显著;土壤容重与土壤N_(2)O排放量和CH_(4)吸收量显著负相关;土壤质地对两种温室气体排放的影响显著,其中砂壤土影响最大。多元回归分析表明温度是荒漠土壤N_(2)O和CH_(4)的通量变化最重要影响因素。因此,在全球变化背景下,尽管模型目前运用于荒漠区还存在一些问题,但在将来荒漠区温室气体通量的变化估算方面仍具有很强的应用价值。; 张世航岳平陈玉森郭浩陆永兴郭星刘朝红刘学军刘学军周晓兵; 关键词：DNDC模型古尔班通古特沙漠

2008年—2012年山东半岛海域浒苔时空分布特征研究被引量：36: 2014年; 浒苔是我国近海一种新型的海洋生态灾害,自2008年以来,每年5—8月份在黄海海域周期性暴发与消亡,给沿海地区造成不同的环境影响和经济损失。基于2008年—2012年五年的MODIS数据,计算了山东半岛海域长时间序列NDVI,利用阈值分割法提取浒苔信息,并进一步获得爆发的时间、面积、相对聚集密度、影响范围及浒苔漂浮路径。结果表明:2008年以来各年浒苔最早发生在5月中旬至6月上旬,6月中旬至7上旬进入爆发期,浒苔面积、影响范围及浒苔密度达到最大值,其相对聚集密度峰值一般早于或晚于爆发期一个生长阶段,最终于7月下旬或8月上旬进入消亡期,平均持续时间约为71天。浒苔漂浮路径整体为从东南外海逐渐开始向西北近海海域靠近。从浒苔面积、影响范围、相对聚集密度等多项指标综合看,2008年和2009年两年浒苔爆发较为严重。; 吴孟泉郭浩张安定贾丽莉肖鲁湘王静璞; 关键词：浒苔 MODIS NDVI

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郭浩

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