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期刊信息/Journal information
干旱区研究
中国科学院新疆生态与地理研究所 中国土壤学会
干旱区研究

中国科学院新疆生态与地理研究所 中国土壤学会

李彦

双月刊

1001-4675

azr@ms.xjb.ac.cn

0991-7885364

830011

新疆乌鲁木齐市北京南路818号

干旱区研究/Journal Arid Zone ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊刊载我国干旱区的水、土、生物、气候四种可再生资源的原始创新的学术论文、研究成果、考察报告、学术动态等文章为主要内容。几十年来，对我国干旱区气候、生态与环境的本底情况、利用、保护作出了贡献。可供与干旱区有关的科技人员、大专院校生物系、地理系、资源环境系等的师生阅读，也可供我国干旱区各级党政决策部门参考。已被中国科学引文数据库收录为统计源；被清华大学主持的全国高校系统对全国科技期刊评比中评为核心期刊；并被中国学术期刊（光盘版）收录；在新疆科技期刊评比中多次获奖。
正式出版
收录年代

    西北地区气候暖湿化空间与季节差异分析

    张红丽韩富强张良王莉霞...
    517-531页
    查看更多>>摘要：对我国西北地区气候暖湿化趋势的进一步探讨,有助于深入理解北半球中高纬干旱半干旱区对全球气候变暖的响应这一重要科学问题.利用西北地区1961-2021年127个台站的气温和降水量资料,结合线性趋势、Kriging插值、非参数Mann-Kendall检验等统计学方法,通过分析表明:(1)近60 a西北地区整体呈显著暖湿化趋势.区域升温趋势较为一致,为0.32℃·(10a)-1,增湿的区域不平衡特征明显,西北西部增湿较东部更早、更稳定和显著,西部主要分布在新疆西北部,而东部增湿主要分布在青海地区;(2)增温与增湿的年代际波动不平衡性突出,西北的气温和降水分别于1993年和2010年发生了突变现象,突变后的增温增湿气候倾向率分别较突变前高0.08℃·(10a)-1和37.60 mm·(10a)-1,突变后暖湿化更为突出,并且以暖湿化东扩为主要特点;(3)暖湿化的季节不平衡性分析还表明,西北全域60 a以来,以冬季增暖最为显著,春季次之,但突变发生后东部和西部均调整为春季变暖最为显著;西北西部的冬季降水增加显著,西北东部春季与夏季降水增加明显.研究结果可为制定西北地区气候变化应对措施提供理论依据.

    西北地区暖湿化气温降水量

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    不同时间尺度海温因子对西北地区东部夏季降水的影响及预测

    张雯马阳王岱杨建玲...
    532-542页
    查看更多>>摘要：利用1961-2020年中国西北地区东部夏季降水量月平均资料、NCEP/NCAR环流再分析以及英国Hadley逐月海表温度(SST)资料,采用功率谱、合成分析、多元线性回归等,分析了西北地区东部夏季年代际、年际降水分量的主导海温模态,并利用时间尺度分离前后得到海温因子分别建立降水预测模型.结果表明:(1)西北地区东部夏季降水不仅具有30 a左右的年代际震荡周期,还具有准3 a的年际周期,其中降水的年代际分量由太平洋十年际涛动(IPO)主导,春、夏季IPO正位相时,有利于西北地区东部夏季降水处于偏多的背景;反之,处于降水偏少背景.(2)降水年际分量的主导信号来自热带印度洋、热带西太平洋和北大西洋,当春季热带印度洋呈类全区一致海温模(IOBW)负(正)位相、类北大西洋三极子(NAT)为正(负)位相及热带西太平洋为冷(暖)海温异常时,有利于夏季中高纬贝加尔湖地区出现高(低)压异常,西太平洋副热带高压偏弱(强)、偏南(北),西北地区东部降水易偏少(多).(3)独立检验时段内,基于时间尺度分离模型的西北地区东部夏季降水年均趋势异常综合评分(Ps)、符号一致率评分(Pc)分别较原始模型提高6％、7％,具有一定的预测能力.

    时间尺度分离海温模态西北地区东部降水预测

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    基于模糊数学的甘肃河东地区短时暴雨的大气环境参数综合评价研究

    赵玉娟路亚奇张洪芬张可心...
    543-551页
    查看更多>>摘要：为了改进短时暴雨预报方程,提高短时暴雨预报准确率,综合评价多种大气环境参数对甘肃河东短时暴雨预报的影响权重是十分必要的.本文利用甘肃河东2013-2018年汛期降水量资料,采用百分位法计算了甘肃河东6-8月短时暴雨阈值,根据阈值挑选出甘肃河东92个短时暴雨个例,使用ECMWF 0.25°×0.25°再分析资料,分析大气环境参数发现,K指数、700 hPa相对湿度、大气可降水量等参数对甘肃河东短时暴雨有较好的指示意义;基于模糊数学的方法,考虑显著性及适度性,构建了 28个大气环境参数的综合评价方案,得出不同时段大气环境参数权重,综合分析表明:甘肃河东汛期发生短时暴雨时,各时段大气环境参数权重排序不同,预报短时暴雨时需考虑其所处气候时段大气环境参数的权重,并对权重排序较前的参数进行重点考虑.

    甘肃河东短时暴雨模糊数学大气环境参数ECMWF细网格模式

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    1991-2021年内蒙古降水酸碱度时空变化特征分析

    胡亚男裴浩姜艳丰苗百岭...
    552-562页
    查看更多>>摘要：为了解内蒙古降水酸碱度的演变特征,使用全区酸雨站历史观测资料和气象要素、大气污染物浓度数据,分析降水pH值和酸雨、碱雨频率等时空分布特征及影响因素,其中碱雨阈值以酸雨为基准,定义为pH＞8.4的降水.结果表明:(1)由于内蒙古土壤酸碱度大多呈碱性且风沙缓冲作用较强,大部分地区碱性降水占比高于酸性降水,仅东北部的满洲里酸性降水占比更高;酸雨和碱雨发生概率较小,分别占总观测次数的1.1％和3.6％.(2)降水pH值的空间分布表现为:中部＞西部＞东部的特征,近15 a(2007-2021年)年均降水pH值均值为6.2(满洲里)～7.2(锡林浩特),属于非酸雨区;近5 a内蒙古大部分地区酸雨、碱雨频率下降,仅乌拉特中旗的酸雨频率和阿拉善左旗的碱雨频率上升较明显.(3)降水pH低值多出现在夏季汛期6-9月,高值在春季4-5月和冬季1-2月,这与地表植被覆盖度、降水量、风速风向、沙尘和寒潮等因素密切相关;另外,由于采暖期燃煤释放SO2和NOx等酸性气体,在呼和浩特、通辽等大气污染物浓度较高的地区,冬春季也存在降水pH值偏低的情况.

    降水pH值酸雨碱雨时空特征内蒙古

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    无定河流域土地覆被空间分异机制及相关水碳变量变化

    吕锦心梁康刘昌明张仪辉...
    563-572页
    查看更多>>摘要：无定河流域是黄土高原生态恢复工程实施的重点区,探究其土地覆被的空间分异机制及相关水碳变量的变化特征,对支撑区域水土资源保护与规划以及服务区域生态文明建设等工作具有重要作用.本文使用线性倾向法、Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验、地理探测器等方法分析无定河流域土地覆被时空变化特征及空间分异驱动因素,并从地-水-碳耦合的角度探析流域总初级生产力(GPP)、实际蒸散发(ET)和水分利用效率(WUE)等关键水碳变量的变化特征.研究表明:(1)1990-2019年期间,流域整体草地、林地、建设用地显著增加,耕地、荒地显著减少,其中林草面积增加区域主要集中在流域下游及无定河沿岸地区;(2)人口密度、降水、气温等对流域土地覆被空间格局具有重要影响,整体而言社会经济因素的影响大于自然因素,但以降水、气温为代表的自然因素的影响在增强;(3)流域水碳变量的变化与土地覆被变化具有较好的对应关系,空间上,以耕地、林地、草地为主要覆被的流域东南部的GPP、ET、WUE相对偏高,以草地、荒地为主要覆被的流域西北部的GPP、ET、WUE相对偏低,时间上,2001-2019年间,流域整体GPP、ET、WUE均呈增加趋势,其中GPP、WUE在流域绝大部分区域均显著增加,而ET主要在流域中下游地区显著增加.在退耕还林还草生态恢复工程的实施与气候变化背景下,无定河流域林草得到恢复,生态环境转好.

    黄土高原覆被变化实际蒸散发总初级生产力水分利用效率地理探测器

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    中亚五国水-能源-粮食-生态耦合关系及时空分异

    吴玥葶郭利丹井沛然黄峰...
    573-582页
    查看更多>>摘要：针对中亚复杂的跨界水问题,从地区和国家层面基于系统耦合视角开展水-能源-粮食-生态(WEFE)系统协调性研究.首先构建了WEFE耦合协调评价指标体系,然后运用耦合协调度模型对中亚地区WEFE协调发展水平及其时空演变特征进行定量评价.结果表明:(1)近20 a中亚地区WEFE系统耦合度保持较高水平,耦合协调度呈现缓慢增长趋势但处于勉强协调;(2)各国耦合协调发展水平差异较大,哈萨克斯坦耦合协调水平最优但处于初级协调,塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦为勉强协调,土库曼斯坦和乌兹别克斯坦为濒临失调;(3)对比多系统的发展水平发现,塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦粮食存在明显滞后,土库曼斯坦属于水资源滞后型,哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦属于能源滞后型,子系统间未能达到良好匹配,一定程度上影响地区协调发展.研究成果可为中亚地区的WEFE协同发展及国家间跨界河流开发合作提供决策依据.

    水-能源-粮食-生态中亚耦合协调时空演变

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    古尔班通古特沙漠SMAP土壤水分产品降尺度分析

    薛智暄张丽王新军李永康...
    583-593页
    查看更多>>摘要：SMAP(Soil Moisture Active Passive,SMAP)产品空间分辨率低的特征限制了在地表高异质性的干旱区沙漠稀疏植被区的适用性.考虑到干旱区沙漠植被区特殊的环境特征,在地表温度(Land Surface Temperature,LST)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等传统降尺度因子的基础上,增加了与荒漠地表土壤水分关联性更强的增强型修改土壤植被指数(Enhanced Modified Soil-Adjusted Vegetation Index,EMSAVI)与比值沙地亮度指数(Ratio Sand Brightness Index,RSBI)分别作为反映研究区植被盖度和裸沙分布状况的降尺度因子,利用随机森林算法(Random Forest,RF),构建了干旱区土壤水分降尺度模型.结果表明:(1)由相关性分析可知,EMSAVI(r干=-0.37,r湿=-0.34)、RSBI(r干=-0.42,r湿=-0.25)对荒漠土壤水分均有较好的指示作用且效果优于NDVI(r干=-0.21,r湿=0.08);(2)EMSAVI和NDVI重要性分别为18.7％、13.2％,EMSAVI在构建降尺度模型时贡献度更高.(3)构建的干、湿季干旱区土壤水分降尺度模型得到的结果与SMAP产品的R2分别达到了0.916,0.910,RMSE分别达到了0.0075 cm3·cm-3、0.0063 cm3·cm-3,较传统模型的RMSE均降低了 0.0013 cm3·cm-3.(4)通过计算LBP(Local Binary Patterns)的差值(LBPC)对空间一致性评价,新构建降尺度模型的结果(0.0585)优于传统降尺度(0.0645).研究结果将短波红外波段引入到植被指数建立的EMSAVI,可较好地应用于干旱区沙漠稀疏植被区土壤水分降尺度研究.

    土壤水分随机森林SMAP降尺度古尔班通古特沙漠

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    六盘山半干旱区华北落叶松林坡面土壤含水量的降雨响应

    石建周刘贤德田青于澎涛...
    594-604页
    查看更多>>摘要：在宁夏六盘山外围半干旱区,土壤含水量是影响林木成活与生长的关键因子,需深入理解森林坡面不同坡位的土壤含水量对降雨量的响应差异.本文在宁夏六盘山叠叠沟小流域,选择一个华北落叶松人工林典型坡面,于2021年5-10月利用自动气象站和土壤水分仪连续监测降雨等气象条件和坡面土壤含水量变化,分析土壤含水量的坡位差异及对降雨量级的响应.观测期间总降水量为443.7 mm,虽然接近多年平均值,但夏季干旱严重.结果表明:(1)土壤含水量存在明显的生长季内变化,整体表现为先降低后升高的趋势,8月最低(0.112 m3·m-3).(2)土壤含水量存在明显的坡位差异,整体表现为:上坡[(0.191±0.044)m3·m-3]＞中坡[(0.158±0.045)m3m-3]＞下坡[(0.146±0.034)m3·m-3],表明土壤含水量的坡位变化因处于干旱年,主要受植被蒸散耗水量大小的影响,而受坡面汇流影响不大.(3)在同一降雨量级时,因受土壤孔隙度和持水能力、林下草本截持、优先流等的影响差异,中坡的土壤含水量对降雨量增加的响应最敏感,其次是上坡,下坡最不敏感.(4)在本研究区,降雨以＜10 mm的小降雨事件为主,7 mm是形成有效降雨的阈值,超过此阈值的降雨才有可能缓解0～20 cm土层土壤干旱和补给该层土壤水分.本研究有助于理解半干旱山区森林坡面的土壤含水量大小变化与分布特征,指导确定基于坡面土壤水分的植被承载力和进行林水综合管理.

    半干旱区六盘山华北落叶松土壤含水量坡位差异降雨补给

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    人类活动对秦岭月河流域径流变化的影响分析

    段雨佳何毅赵杰吴琼...
    605-614页
    查看更多>>摘要：气候变化和人类活动是河川径流变化的主要驱动力.在相似气候的前提下,人类活动是流域径流变化的主导因素,定量识别人类活动对径流变化的作用机制对深入探究径流的变化特征具有重要意义.本研究以秦岭月河流域为研究对象,基于流域内水量平衡的基本原理,在相似气候的前提下,结合土地利用/覆被变化(LUCC)和归一化植被指数(NDVI)的变化,分析月河流域的径流变化来量化人类活动对径流的影响程度.结果表明:(1)1960-2018年流域内径流量的平均值为8.3×108m3,径流整体呈现出减少的趋势,变化趋势不显著.(2)在相似气候的前提下,本研究共得出6组气候相似年组,其中有3组年径流量增加,2组年径流量减少.(3)以第3组相似年组(2000年和2016年)为例来定量区分气候变化和人类活动对流域径流的影响,2016年与2000年相比,径流减少了4.7x108m3.(4)在第3组相似年组的时段内有25751.4 hm2的耕地转化为林地,林地面积增加了 24998.9 hm2.(5)ND-VI的变化主要是由于人类活动所致,同一时段内NDVI增加的面积为242652.0 hm2,NDVI的变化趋势与径流量变化趋势相反.本研究可为分析人类活动对秦岭河川径流变化的影响提供理论依据.

    月河流域人类活动相似气候条件LUCCNDVI

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    祁连山南坡青海云杉林碳密度随海拔分布特征

    邱巡巡曹广超张进虎张卓...
    615-622页
    查看更多>>摘要：森林生物量是研究森林第一性生产力的基础,其碳密度是评价森林生态系统结构功能的重要指标.为探究祁连山南坡阿咪东索小流域内青海云杉典型林分密度随海拔的变化特征,按不同海拔,采用生物量模型计算法,选择海拔2900～3200 m调查分析该区域内青海云杉乔木层和土壤层碳密度沿海拔梯度的变化特征,以期为祁连山青海云杉林碳储量估算提供基础数据.结果表明:研究区总生物量平均值为135.59 t·hm-2,随着海拔升高,总生物量呈递减的趋势.乔木层碳密度平均值为70.51 t·hm-2,0～50 cm土层土壤有机碳密度平均值为154.01 t·hm-2,随海拔升高,乔木层碳密度呈递减的趋势,土壤有机碳密度呈先降低后升高的变化趋势.区内不同海拔青海云杉林生态系统碳密度为224.51 t·hm-2,其中乔木层和土壤层碳密度分别占总碳密度的30.5％和69.5％,随海拔上升呈下降的变化趋势.森林土壤碳库占比较大,加强对森林土壤的保护是维持森林生态平衡的强有力推进方向.

    祁连山南坡青海云杉林生物量碳密度

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