积雪与气溶胶粒子混合的光谱反照率模拟研究

积雪中的黑碳气溶胶粒子会导致积雪光谱反射率显著下降,进而引起的气候辐射变化会推迟或提前积雪融化时间,严重影响了干旱区地表径流特征、区域水循环过程,由此引起的干旱区生态水文问题也越来越受到关注。2018年1月在新疆北疆地区开展积雪中气溶胶粒子观测实验,借助ASD地物光谱仪、Snow Folk积雪特性仪与HR-1024外场分光辐射度计等仪器获取原始积雪光谱数据与其他积雪参数,应用Snow,Ice,and Aerosol Radiation model(SNICAR)模型模拟了不同雪粒径下、不同太阳天顶角、不同Black Carbon(BC)浓度下的积雪光谱反照率变化状况,讨论了BC、雪粒径在不同光谱范围内敏感性,结果表明:太阳天顶角对雪面光谱反照率的影响在近红外波段比其他波段表现得更明显,在积雪光谱曲线中太阳天顶角从0°变化到80°,可见光波段600 nm处光谱反照率升高了0.045,近红外波段1000,1200和1300 nm处光谱反照率分别升高了0.16,0.225和0.249;在天顶角为60°时,雪粒径从100μm增大到800μm,对应的光谱反照率减少量最大可达到0.15,且100~300μm范围内的雪粒径比400~800μm范围内的引起光谱反照率的下降量明显增大,雪粒径的增大能使吸光性颗粒物的光吸收效应增强;随着BC浓度的增加,积雪反照率会显著下降,且不同浓度的BC对积雪的反照率的差值不同,随着BC浓度的增加,反照率的差值量越来越小。不同的BC浓度在近红外波段对光谱反照率影响较小,影响较大的范围主要集中可见光波段,在光谱800和1100 nm处,5μg·g-1的BC浓度使光谱反照率减小了0.13和0.04,5μg·g-1的BC可使350与550 nm处的光谱反照率减小0.25与0.23;比较不同粒径下,BC浓度对积雪光谱宽波段反照率的减少情况可发现,在BC存在的情况下,雪粒径的增加会增大BC的光吸收效应,且浓度越高,吸收增加的越多;从光谱指数角度表明BC在可见光波段350~740 nm比较敏感,相关系数较高;雪粒径在近红外波段1100~1500 nm比较敏感,尤其在1000与1300 nm左右,BC与雪粒径在积雪光谱曲线中的敏感波段相关性都较高,R 2高达0.9以上;最后将模型模拟的积雪反照率与实测数据进行验证对比,R 2为0.738,模拟效果较好,可为干旱区积雪光谱反照率的研究奠定数据基础。     

巴州昆仑山北坡河流水文特性

随着农业开发的快速推进，以地表水为灌溉水源的内陆干旱区农业用水越发紧缺，河流来水与农业用水在时间上不同步，使供需矛盾日益突出。开发利用水资源必须掌握河流水文特性，以充分的水文资料为依据，因此开展河流水文测验已逐渐引起人们的重视。本文依据多年实测水文资料，分析巴州南部昆仑山北坡河流径流量的年内分配、年际变化及洪水特性。巴州南部昆仑山北坡水资源短缺，植被稀疏。水土流失严重，下游生态环境脆弱。     

辽西半干旱区水肥耦合作用对土壤水分动态变化的影响

采用D-312最优饱和设计和旱棚微区试验方法研究表明，在辽西半干旱区，春小麦在3月份播种时，土壤剖面40～60cm处有一水分含量较高的土层，且水分含量随土层深度的增加而增加，在土壤水分垂直分布方面，0～50cm为土壤水分变化频繁活动层，50～100cm为水分潜在供应层，100cm以下为水分相对稳定层，在春小麦生育前期，施用N肥能明显减少土壤表面水分的无效蒸发量，提高土壤含水量，N和P肥配合施用可促进春小麦对深层土壤水分的利用。     

西北干旱半干旱区自然资源开发利用现状及存在问题

资源的优劣势在一定程度上制约着经济的发展速度，规模和水平，所以，摸清资源的现实情况（包括资源的数量、质量、可开发和可利用的程度、资源的开发利用状况等）是进行诸如经济建设、生态环境建设关键所在，也是将资源优势转化为经济发展优势的关键所在。基于本地区的资源状况和资源开发利用中存在的问题，在实施西部大开发的过程中，提出了本地区在利用资源优势推动经济建设和生态环境建设方面的资源对策。     

基于多源空间数据的干旱区内陆河流域生态环境综合评价--以张掖市甘州区为例

利用多种来源的不同专题空间数据，针对干旱区内陆河流域主要生态问题，以甘肃省张掖市甘州区为例，建立了基于栅格数据结构的生态环境质量综合评价模型．用层次分析法确定权重，并将各个因子分级标准化和定量赋值，再用加权求和法得到每个评价单元的环境质量综合评价指数，根据评价结果提出了相应的生态环境治理措施．     

我国西部干旱区的新移植大树的养护管理技术

本人通过多年来在新疆(我国典型的西部干旱区)从事城市园林绿化工作中的大树移栽实践,根据树木生长的特性及施工的实践经验教训,对新植大树养护管理技术规程做了较为详细的介绍。     

西北干旱区遥感ET与潜在ET对气候变化的响应——以甘南草原区域为例

使用MODIS数据及相关气象数据,采用能量平衡方程,对甘南草原区域2000年、2009年7月份日均遥感ET进行了反演,同时采用修正的Penman-Monteith模型模拟了该区域的日均潜在ET,并根据西北干旱区55年的气温变化,分析该区域的遥感ET和潜在ET的发展趋势.研究表明:2000年的遥感ET为0.9816～8.208 1 mm,平均5.514 1 mm.2009年的遥感ET为1.647 2～7.653 7 mm,平均5.565 0 mm;而2009年潜在ET为1.6789～8.2487 mm,平均6.1581 mm,总体上遥感ET比潜在ET低.然而,在合作、洮河及铁坝乡附近,遥感ET比潜在ET高,说明研究区存在"蒸发悖反"现象,这与西北干旱区气温一直呈增长趋势有关.其中,1965年、1982年、1995年的气温比1957-1998年的平均气温分别增加了6.70%,11.69%,7.70%,尤其是2010年比1957-1998年的平均气温增加了57.56%,达到了5.77?C,表明近期气温迅速升高.     

极端干旱区包气带异养微生物16S rDNA的多样性

在黑河流域下游河谷550 cm深的包气带中采集了10个土壤样品,相应地对各个样品中的土壤含水量、总氮、土壤有机质和pH值进行了采样分析,并进行了微生物计数和培养.通过培养,从不同的培养基和不同土壤层,共挑选出120个菌落,然后使用革兰氏染色反应、常规生理生化和内切酶分析,再选出不同的15个菌落进行16S rDNA扩增和序列测定,共发现15种细菌,并建立了可培养微生物的系统进化树.这15个种分别属于蛋白细菌门的α-(2种),γ-(2种)和β-(2种)组,高G C的革兰氏阳性菌(5种),低G C的革兰氏阳性菌(2种)和Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides细菌(2种),这些种群全部属于棒状或段棒状,表现出明显的多样性.结果表明:地下土壤的物理和地球化学特征的不同影响地下微生物的种群数量,该研究为极端干旱区地下微生物生态学和水文地质以及相互作用提供了一个非常有意义的窗口.     

作物生态位适宜度模型及其在春小麦生长系统中的应用

以黄土高原半干旱区主要作物春小麦为研究对象,通过扩展经典生态位理论的内涵,定义作物生态位适宜度为作物的现实资源位与其最适生态位之间的贴近度,建立了数学模型,并依据大田试验结果进行了计算与分析.结果表明:补充灌溉、施氮肥和升高CO_2物质的量分数均具有提高适宜度、促进作物生长和增加产量的显著效果.其中:灌溉比无灌溉处理可导致春小麦适宜度(F(t))值平均提高18.5%,最大叶面积指数(LAI)平均增大27.2%,0～120 cm土层的根生物量平均增加19.3%;灌溉下施氮肥比不施肥处理其适宜度值平均提高14.8%,最大LAI值平均增加25.1%,0～120 cm土层的根生物量平均增加15.5%,籽粒产量增加37.6%;灌溉施肥条件下升高CO_2物质的量分数比不升高,适宜度值平均提高12.4%,最大LAI值平均增加11.6%,0～120 cm土层的根生物量平均增加9.8%,籽粒产量增加18.1%;而在无灌溉不施肥条件下其效果不显著.统计分析表明春小麦籽粒产量与适宜度之间呈现正线性相关关系.适宜度评价结果为:灌溉、施氮肥和升高CO_2物质的量分数的三种处理下属适宜,只灌溉或施肥的三种处理属中等,无灌溉不施肥的两种处理下属不适宜.其中:最大适宜度(F(t)=0.6996)和最高籽粒产量(3648 kg/hm~2)在灌溉、施氮肥和升高CO_2物质的量分数(升高74.5×10~(-6))组合处理下一致达到,表明这是一种半干旱区农田高产高效的综合措施.     

半干旱区集雨型日光温室的C及N,P,K动态研究

探讨了半干旱区集雨型日光温室的C及N，P，K动态，结果表明：整个生长季节试验温室所固定的净生物量(干重)总量为143．86kg，折合能量1816．89MJ，其中用于经济产出(果实)的能量占总固定能量的40.77％；试验温室的净初级生产力为1．05％，与一般农田相当，温室中CO2浓度较低是造成这一结果的主要原因之一；西葫芦对土壤养分的消耗量明显高于黄瓜，尤其是对有效钾。