近50a玛纳斯河流域土地利用/覆被变化对碳储量的影响[J]

土地利用变化对碳收支的影响是当前全球变化研究领域的重点内容之一,中国西北干旱区土地利用变化对陆地生态系统碳收支的影响尚不清楚。论文以西北干旱区流域绿洲水土开发的典范——玛纳斯河流域为研究区,基于Bookkeeping模型,利用多期土地覆被类型图、植被和土壤碳密度历史文献及实地调查资料,开展玛纳斯河流域近50 a荒漠转变为绿洲农田和农田弃耕两种主要土地覆被变化对碳收支的影响研究。玛纳斯河流域的垦殖活动有利于碳储量的增加,在1962—2008年的46 a间,土地利用变化导致流域植被碳储量增加6.34×105t,土壤碳储量增加3.14×106t,总碳储量增加3.77×106t。受土地覆被变化面积和转..

干旱区农田排水系统演变的生态效应研究进展/Research Progresses of Ecological Effects of Farmland Drainage System Evolution in Arid Area[J]

在干旱区流域绿洲形成与发展过程中,普遍存在土壤次生盐渍化和不断改进的盐渍化治理过程,这导致在绿洲下部与临近荒漠区广泛形成农田排水系统景观,但其产生的生态效应还不清楚,限制了全面认识人工绿洲生态系统的环境变化过程.利用航片和遥感影像数据,基于图论网络分析和景观连通性模型,分析农田排水系统形成与演变的过程与格局;采用缓冲区分析、空间地统计模型、GIS相关性分析和群落多样性测度等方法,研究农田排水系统演变对廊道效应、土壤性状、土地利用和物种多样性的影响;利用经过改进的生物地球化学模型,研究农田排水系统演变对区域碳、水循环的影响,探讨农田排水系统与陆地生态系统的相互作用机制.深化对干旱区人类活动的生态效应的认识,并丰富绿洲生态学的研究内容,对绿洲农业可持续发展具有重要科学意义

天山北麓不同土地覆被下土壤有机碳垂直分布特征/Vertical Distribution of Soil Organic Carbon in Different Land Cover Types in Northern Piedmont of the Tianshan Mountains[J]

利用全国第二次土壤普查数据,对天山北麓不同土地覆被类型下的土壤有机碳分布特征开展研究.结果表明:在0 ～100 cm土层天山北麓不同土地覆被类型的土壤碳密度差异显著,其均值处于3.65～35.73 kg·m-2.不同土地覆被类型的土壤碳密度垂直分布差异明显,其中耕地表层(0～20 cm)土壤碳密度占其总量的32.2％,其相邻土层的土壤碳密度占其总量比例的差值较小,最大差值仅为8.1％；高山亚高山草甸、森林和隐域植被表层(0～20 cm)土壤碳密度占其总量的40％以上；荒漠植被、裸地和稀疏植被表层(0～20 cm)土壤碳密度占其总量的比例低于37％,其中裸地与稀疏植被最低,仅为25.4％,其相邻土层土壤碳密度占其总量比例的最大差值低于4.0％

近20a中亚净初级生产力与实际蒸散发特征分析/Net primary productivity and actual evapotranspiration of Central Asia in recent 20 years[J]

中亚碳、水循环在气候变异和人为活动的影响下呈现新的时空特征.但由于观测数据稀缺,生态过程特殊,植被、土壤空间异质性强,中亚植被净初级生产力(NPP)、实际蒸散发(AET)的时空特征相关信息相对不足,且时效性不高.利用全球尺度的NPP、AET、土地覆被数据,气象站点与区域气候数据分析近20 a中亚地区NPP和AET的时空特征.结果表明:与1990年相比,2000年中亚地区农田NPP增幅小于自然植被,植被总固碳量增加了254.65 Tg C;近20 a中亚地区实际总蒸散量先增后降,农田对中亚水资源散失的贡献减小,自然植被的贡献增大,自然植被与农田面积变化决定中亚总蒸散量动态；北部农田区、东部山区及山前绿洲为NPP和AET的高值区,中西部荒漠为低值区

亚洲中部干旱区植被与土壤碳密度分析/Vegetation and soil carbon density in arid region of Central Asia[J]

碳密度作为估算陆地生态系统吸收和排放含碳气体数量的关键要素—碳存储能力的重要指标之一,对判定碳源汇、制定缓解全球变化的合理政策措施具有重要意义.干旱半干旱区相关研究的薄弱性与其广大的陆地面积极不相称.通过搜集与中亚五国和新疆生物量或植被碳密度资料有关的文献,整理中亚五国和新疆的土壤剖面数据,对亚洲中部干旱区植被和土壤碳密度开展研究.结果表明:亚洲中部干旱区植被和土壤碳密度因区域和植被类型的不同而呈现一定差异.总体而言,林地的植被与土壤的碳密度最高;草地土壤碳密度高于耕地土壤碳密度,中亚五国草地植被碳密度高于该区农田植被碳密度,而低于新疆农田植被碳密度;裸地作为植被覆盖度最低的类型,植被与土壤的碳密度最低

天山北坡高山林线分布的生态地理特征/Eco-geographical Characteristics of Alpine Timberlines on Northern Slope of Tianshan Mountains[J]

综合利用多源遥感影像和实地勘察资料识别天山北坡高山林线分布格局,结合区域气象数据和土壤理化性质,分析天山北坡林线分布的生态地理特征。结果表明：①天山北坡林线分布高度大约在2 600～2 850m,从西向东林线分布高度呈上升趋势,奇台至巴里坤段林线高度上升最为显著;伊犁河谷段与玛纳斯段林线垂直宽度较宽。②影响天山北坡林线分布高度的关键气候因子为生长季温度（如年生物学温度3.35℃,最热月均温10.49℃,生长季均温8.26℃）,特别是年生物学温度,能较好的指示天山北坡高山林线分布位置,且各气候指标均在全国均值范围之内,而影响巴音布鲁克地区森林发育的主要原因为冬季低温干旱。③伊犁林线过渡带和玛纳斯林线过渡带有机质、全氮及全磷的含量最高;酸碱性大致以阜康林线为界,向西呈酸性,向东呈碱性;土壤营养物质主要分布于表层（0～10cm）,深层（30～80cm）含量低且变化不显著,具有明显的＂表聚现象＂;下层土壤pH值从西向东逐渐由弱酸性向弱碱性过渡;电导率空间变异性较强,各层变化特征不显著

基于多期数据集的中亚五国土地利用/覆盖变化分析/Characteristics of land use and cover change in Central Asia in recent 30 years[J]

针对目前中亚地区土地利用变化和分布格局方面的信息相对匮乏,现有资料较为陈旧且零散,无法满足中亚生态与环境变化研究需求的现状,利用全球的UMD,DISCover,GLC2000,Glob-Cover2005和GlobCover2009的5期土地覆被遥感数据集,提取中亚地区长时间序列土地覆被信息.并针对上述4个土地覆被分类系统无法进行直接对比和变化分析的问题,分别将其综合为4类土地覆被类型:耕地、自然植被、水体和其他,以分析近30 a中亚土地利用/土地覆被变化趋势.中亚土地利用类型多样,草地、裸地、农田、灌丛占绝对优势.自前苏联解体以后,20世纪90年代初至2000年期间,耕地面积大幅度减少,至2010年尽管有所恢复,但仍无法达到20世纪90年代初水平.而自然植被表现出了相反的趋势,这说明在此时间段内,由于社会政治制度的变化和市场经济的建立,耕地发生了较大规模的弃耕,弃耕地通常转换为草地、灌丛等自然植被.近10 a由于社会经济条件的变化,前苏联解体后所弃耕的土地又被收复和重新开发为耕地.90年代初至2000年期间,水体呈现先减少后增加的趋势.利用全球基于多期不同信息源获得的中亚土地覆被数据,尽管分类体系不统一,但均可较好地表征当时地表覆被状况.这在一定程度上弥补了中亚地区土地覆被数据不足的现状.通过对耕地、自然植被、水体及其他土地覆被类型进行大类合并,可基本体现中亚土地覆被的宏观特征和变化趋势

中亚土地资源开发与利用分析/Land resource development and utilization in Central Asia[J]

中亚地区土地资源开发与利用研究信息资料有限,研究深度无法满足亚欧内陆干旱区社会经济可持续发展的科学要求.采用欧空局(ESA) GlobCover 22005年的全球陆地覆盖数据集资料和世界粮农组织(FAO)统计资料,较为系统分析了1992-2009年中亚土地资源开发与利用及其变化趋势.研究表明:(1)中亚耕地面积及作物产量呈先迅速下降后缓慢上升的趋势,耕地面积由1992年的43.1×104 km2(比例10.9％)下降到2000年的29.8×10a km2(比例7.58％),然后上升至2009年的31.6×104 km2(比例8.04％),但仍未恢复到1990年代初的水平；(2)林地与草地面积变化不明显,但草地载畜量变化显著.其中哈萨克斯坦2009年草地载畜量(6.25×107标准羊单位)仅为1992年草地载畜量(9.91×107标准羊单位)的63.1％；土库曼斯坦2009年草地载畜量为2.96×107标准羊单位,是1992年草地载畜量(1.04×107标准羊单位)的3倍左右；乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦草地载畜量均有不同程度的增加；(3)中亚地区土地资源生产潜力巨大,但在土地利用过程中出现了农田土壤侵蚀、土壤盐渍化和过渡放牧等生态问题,如何有效治理与防治上述问题,对中亚地区土地资源可持续利用和生态保护具有重要意义

基于Biome-BGC模型的天山北坡森林生态系统碳动态模拟/Simulation of Carbon Trend in Forest Ecosystem in Northern Slope of the Tianshan Mountains Based on Biome-BGC Model[J]

以天山北坡森林生态系统为对象,对Biome-BGC模型的生理生态参数进行了校正,模拟了1959-2009年气候变化及不同气候变化情景下,研究区森林生态系统净初级生产力(NPP)、碳收支(NEP)和土壤呼吸的变化趋势.结果表明:1959-2009年该区森林生态系统年均NPP为547.97g·m-2·a-1,年均NEP为61.24 g·m-2·a-1,表现出适度的碳汇效应,但碳汇效应整体呈递减趋势;在设定的温度、降水情境下,NPP和NEP对降雨变化的敏感性,较其对气温升高的敏感性强;在平均气温升高、降雨量不变的情景下,森林生态系统NPP呈微弱增加态势,但NEP呈减少趋势,主要原因为气温升高,导致土壤呼吸增强.通过分析气温在干旱区的正负效应,表明气温升高促进了天山北坡森林生态系统的NPP;干旱胁迫在该区域不显著

近30年土地利用变化对新疆森林生态系统碳库的影响/Sources and sinks of carbon from forest land use change in Xinjiang, China during 1975-2005[J]

土地利用及其变化是导致森林生态系统碳库变化最重要的因素.以植树造林面积、森林产品收获产量及林地转移面积为基础数据,采用《LULUCF指南》中数据分层的碳源汇计量方法,分析了1975-2005年期间三种土地利用方式对新疆森林碳库的影响.1975年新疆森林总碳库估算值为720.02 Tg,其中土壤碳库为528.82 Tg.近30年土地利用变化对其碳库的影响总体表现为碳汇,固碳量为48.15 Tg,与1975年碳库相比,森林碳储量增长了6.69％.植树造林表现出强烈的碳汇功能,总固碳量为54.24 Tg.森林采伐是最主要的碳释放来源,共释放碳5.42 Tg.林地转移呈现微弱的碳释放特征,共排放为0.66 Tg.研究结果表明,土地利用变化对该区域森林碳库具有明显的增汇效应.本研究将有利于进一步深化人类活动对区域碳平衡影响的认识