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CMIP5模式对西北干旱区典型流域气温模拟能力评估——以开都-孔雀河为例被引量：13: 2019年; 西北干旱区水资源问题突出,全球变暖将进一步加剧其水资源短缺,研究未来气候变化对流域水资源合理分配和使用具有重要意义。本文利用CRU(Climate Research Unit)数据和DCHP(Downscaled CMIP3 and CMIP5 Climate and Hydrology Projections)提供的32个经BCSD降尺度的CMIP5(全球耦合模式比较计划第五阶段)模式气温数据,采用线性倾向估计、滑动平均、M-K(Mann-Kendall)检验及滑动T(MMT)等检验法,以西北干旱区典型流域开都-孔雀河流域为例,通过对1950—2005年的年平均气温、年平均最高气温与年平均最低气温3个指标的变化趋势及突变年份进行检测,评估各模式及模式集合平均对气温变化的模拟能力。研究结果表明:①12个模式能够准确模拟出1950—2005年流域内各气温指标的显著增加趋势,8个模式能够模拟出部分气温指标的增温趋势,但均低估了增温速率,集合平均也存在同样问题;②除FIO-ESM与MPI-ESM-MR能够准确模拟出气温突变时间外,绝大多数模式不能够准确模拟出。基于优选模式的集合平均PM-PLS和PM-EE对突变的模拟能力总体上优于单个模式,其中PM-PLS模拟能力更优;③对PM-PLS模式集合平均进一步评价,发现其能较好地再现流域气温线性趋势的时空变化总体特征,但仍存在增温速率低估的问题。采用气候模式进行未来气候预估仍需加强模式优选及多模式集合平均方法的深入研究。; 李晓菲徐长春李路罗映雪杨秋萍杨媛媛; 关键词：气温 MANN-KENDALL 突变检验

天山雪岭云杉个体生物量分配及其变化规律的研究被引量：3: 2019年; 为了探讨天山雪岭云杉林生物量在个体组织中的分配情况及其变化规律,在研究区进行了大量的野外测量,利用已有的雪岭云杉林估算方程,分析了天山雪岭云杉林生物量在各器官(干、枝、叶、皮、根)中的分配及其变化规律。结果表明:(1)研究区雪岭云杉林的平均生物量为388.74 t·hm^-2,树木各器官中,干、枝、根、叶和皮分别占生物量的43.65%、28.60%、13.49%、11.08%和3.18%。(2)各径级生物量所占百分比为:33.53%(40~50 cm)、20.13%(20~30 cm)、19.59%(30~40 cm)、18.19%(50~60 cm)和2.05%(10~20 cm);树木生物量在不同树高中的分配表现为:48.78%(20~30 m)>35.27%(10~20 m)>14.70%(30~40 m)>1.25%(0~10 m);地上和地下生物量的分配比例为:87.54%和12.46%,分别为340.30 t·hm^-2和48.44 t·hm^-2。(3)随海拔升高,天山雪岭云杉林生物量呈"单峰"变化,在海拔2100~2400 m处达到最大值611.58 t·hm^-2;干、皮生物量所占比例随海拔升高而减小,枝生物量逐渐增加,叶、根生物量呈先减小后增加的趋势;径级20~30 cm、30~40 cm和50~60 cm的生物量随海拔升高均呈"单峰型"变化趋势,都在海拔2100~2400 m处达到最大;雪岭云杉林不同树高生物量随海拔的升高呈现的趋势不同。天山雪岭云杉林生物量和年均降水量随经纬度的升高均呈降低变化,研究区林分生物量自西向东总体呈现逐渐降低的趋势;林分密度、海拔和降水共同决定了森林生物量的大小及其变化规律,海拔2100~2400 m是本研究区雪岭云杉林生长的最适宜场所。结果可为雪岭云杉林生态系统的恢复和重建提供基础资料,对研究区进行综合管理与生态健康分析具有重要意义。; 罗庆辉许仲林徐泽源李路常亚鹏徐昕亿宋昕妮; 关键词：器官环境因子

雪岭云杉林叶片碳氮化学计量特征及其与土壤理化因子的关系被引量：8: 2019年; 碳(C)、氮(N)对于植物生长和生理调节机能意义重大。研究雪岭云杉林叶片C、N化学计量特征随土壤理化因子的变化特征,对于认识森林生态系统的分布格局和未来变化趋势具有重要意义,为进一步探讨全球变化对植物的影响提供科学依据。以雪岭云杉林叶片为研究对象,利用统计分析探究叶片C、N化学计量的变化特征,并利用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)技术对叶片C、N化学计量特征与土壤理化因子的关系进行研究。研究结果表明,叶片C含量的平均值为465.28 g·kg^-1,变异系数为14%;叶片N含量的平均值为6.54 g·kg^-1,变异系数为42%;土壤C/N的平均值为90.63,变异系数为82%。冗余分析的结果表明,在0~30 cm层中,叶片C、N化学计量特征主要受到土壤含水量和pH的驱动,土壤含水量与叶片C/N之间呈正相关关系,与叶片C、N含量之间呈负相关关系;pH与叶片C、N含量成正比,与C/N成反比;在30~80 cm层中,土壤含水量和土壤粘粒含量是影响叶片C、N化学计量特征的主要因素,土壤含水量和叶片C/N之间呈正比,土壤粘粒含量与C、N含量之间呈正比,与叶片C/N之间呈反比;pH、土壤C、N含量对叶片C、N化学计量特征的影响不显著。; 李晓菲李路常亚鹏许仲林

天山北坡雪岭云杉林地开垦的土壤有机碳损失估算被引量：6: 2017年; 在全球变暖的背景下,由土地利用变化导致的土壤碳库的变化已经受到越来越多的关注。首先采用物种分布模型预测了天山北坡雪岭云杉林的潜在分布,其次估计了与被开垦为农田的雪岭云杉林面积(PSC)以及由林地开垦为农田造成的有机碳损失。PSC分别由雪岭云杉林的现实分布、潜在分布和农田的现实分布确定。云杉林地和农田的土壤有机碳含量由野外采样和实验室分析获得。研究发现,PSC面积为2.68×10~6hm^2,被开垦为农田的雪岭云杉林土壤有机碳的损失为171.7 t/hm^2;研究区总有机碳的损失为459.70Tg。结果表明,研究区的林地恢复和重建项目将会使土壤有机碳储量有所增加,且土壤表层的增加量多于深层。; 常亚鹏李路许仲林; 关键词：土地利用变化

21世纪开都-孔雀河流域未来气候变化情景预估被引量：7: 2019年; 利用Downscaled CMIP3 and CMIP5 Climate and Hydrology Projections(DCHP)提供的31个CMIP5降尺度数据和CRU逐月气温、降水格点数据集,通过评估PLS(偏最小二乘回归)、RR(岭回归)和EE(等权平均) 3种多模式集合平均预估模型对历史气候变化的模拟能力,确定最优集合方法,进而预估开都-孔雀河流域21世纪气候变化情景。结果表明:(1)所建立的PLS模型对流域的气温和降水具有较好的模拟能力,尤其对气温的模拟,r值均达到了0. 64以上,明显优于降水(0. 19～0. 36),但存在空间异质性;(2) 21世纪开都-孔雀河流域各子区气温呈显著增加趋势,且RCP8. 5情景下的增温速率[0. 58～0. 67℃·(10a)^(-1)]是RCP4. 5情景下[0. 25～0. 31℃·(10a)^(-1)]的2倍以上,21世纪中叶是2种情景产生明显差异的开始。整个流域增温速率由西北山区向东南荒漠区逐渐增大;(3)未来降水在不同排放情景下变化速率的分布状况略有不同,但均呈显著增加趋势,且RCP8. 5情景下的增加速率[1. 22%～1. 54%·(10a)^(-1)]总体上高于RCP4. 5[0. 80%～1. 32%·(10a)^(-1)]。; 李晓菲徐长春李路宋佳张喜成; 关键词：降尺度气温多模式集合

乌鲁木齐南山森林生物量和碳储量空间分布特征被引量：10: 2018年; 乌鲁木齐南山分布有大面积的雪岭云杉林,探究其生物量和碳储量的空间分布特征,能够为该地区碳储量的研究和森林生态系统管理提供依据。以2015年4—5月的Landsat TM遥感影像为主要数据源,结合样地实测数据,基于遥感统计模型法,利用逐步回归法建立模型估算了乌鲁木齐南山雪岭云杉林的生物量。以此为基础,分析了生物量的空间分布规律和碳储量的空间分布格局。结果表明:生物量模型估算值与实测值的平均相对误差为12.72%,精度较高。雪岭云杉林的平均生物量为91.21t/hm,生物量总量为8.2×10~6 t,山区生物量密度的分布总体呈现西南高、东北低的趋势。森林生态系统碳储量为4.1×106 t,平均碳密度为45.61t/hm,山区及其周边的森林碳密度分布不均衡。研究表明,乌鲁木齐南山生物量密度分布不均可能和人类活动有关,且碳储量主要集中在中高密度等级。; 李路常亚鹏许仲林; 关键词：生物量碳储量空间分布特征

天山北坡雪岭云杉林叶片-土壤氮磷化学计量特征被引量：1: 2020年; 【目的】探讨不同环境因子对雪岭云杉林土壤和叶片氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,为干旱区和半干旱地区植被与土壤化学计量特征关系研究提供参考。【方法】以位于干旱区的天山北坡的雪岭云杉林为研究对象,于2016-2017年7-8月,在7个采样区采集不同土层(0~30,30~50,50~80 cm)土壤和叶片样品,测定其N、P含量及N∶P,同时测定各样地的海拔、年均气温(MAT)和年均降水量(MAP),计算R N(N叶片/N土壤)和R P(P叶片/P土壤),研究叶片N和P含量对土壤N和P含量的响应,利用线性回归,分析环境变量(海拔、MAT和MAP)对土壤、叶片N、P含量和N∶P以及R N、R P的影响。【结果】(1)随土层深度的增加,土壤N、P含量及N∶P均降低。土壤P含量与海拔、MAT以及MAP的关系不明显;土壤N含量随海拔和MAP的增加而增大,随MAT的升高而降低,土壤N∶P随海拔的增加而增大,随MAT的升高而降低,与MAP之间无明显相关性。(2)叶片N含量随海拔的上升而降低,随MAT的升高而增大,与MAP相关性不明显;叶片N∶P随MAP的增加而增大,与海拔、MAT相关性不明显;叶片P含量与海拔、MAT以及MAP的关系不明显。(3)在0~80 cm土层,土壤N含量与叶片N含量、土壤P含量与叶片P含量、土壤N∶P与叶片N∶P均呈正相关关系,但相关性均未达显著水平。(4)R N与海拔呈负相关,与MAT呈正相关,与MAP相关性不明显;R P与海拔、MAT、MAP均无明显相关性。【结论】雪岭云杉林土壤N∶P相对较低,N是主要限制元素;海拔、MAT、MAP对雪岭云杉林叶片和土壤N含量及N∶P有影响,对土壤和叶片P含量无影响。; 宋昕妮李路常亚鹏罗庆辉许仲林; 关键词：叶片养分土壤养分

雪岭云杉林土壤-叶片碳、氮化学计量特征对NDVI及环境因子的响应被引量：5: 2020年; 为了阐明不同生长环境下,土壤对植物营养元素的供应以及植物的生长状况,我们以天山雪岭云杉林为研究对象,运用多元回归分析探究了不同海拔高度上土壤和叶片碳(C),氮(N)化学计量特征对环境因子的响应,以及土壤C,N含量对叶片C,N含量的影响。结果表明:土壤C含量的变化范围是15.86~84.14 g/kg,平均值为43.18 g/kg;土壤N含量的变化范围是0.13~0.54 g/kg,平均值为0.28 g/kg;土壤C∶N的变化范围是70.86~343.90,平均值为164.27;叶片C,N含量的变化范围是321.90~598.96,0.69~17.07 g/kg,平均值分别为471.98,6.71 g/kg;叶片C∶N的变化范围是28.49~217.10,平均值为83.22。叶片C含量、土壤N含量对海拔的响应显著,除此以外,其他均与海拔之间无显著的响应。多元回归分析表明年均温度(MAT)和年降水量(MAP)对土壤C,N影响显著,但主要贡献来自于MAT,坡向和NDVI对土壤C,N的影响均显著,土壤C∶N对MAT、MAP、坡向、NDVI的响应均不明显;叶片C,N与MAT,MAP之间的相关性不显著,NDVI对叶片C有显著的影响,土壤C,N对叶片C,N的影响显著,叶片C,N与环境因子及土壤C,N化学计量特征均无显著相关性。; 宋昕妮许仲林李路常亚鹏罗庆辉; 关键词：NDVI

天山雪岭云杉林土壤CNP化学计量特征随水热梯度的变化被引量：23: 2018年; 生态化学计量学是研究有机体所需碳(C)、氮(N)、磷(P)等营养元素之间多重平衡关系的科学。本研究以天山雪岭云杉林为研究对象,分析土壤C、N、P化学计量的特征及其与温度和降水的关系,并利用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)技术分析了土壤C、N、P化学计量特征与理化因子的关系。结果表明,0—10 cm层C、N、P含量的变化范围分别是44.6—143.4、0.190—0.940、0.086—0.286 g/kg,10—30 m层C、N、P含量分别介于23.0—131.0、0.122—0.589、0.032—0.178 g/kg之间,30—80cm层三者的变化范围分别为14.5—67.0、0.149—0.397、0.062—0.169 g/kg。0—10 cm层C、N、P含量与年均温度存在显著的相关关系,0—10 cm和10—30 cm层P含量与年降水量之间的相关性显著; 0—10 cm层C∶P比与年均温度之间存在显著线性关系,0—10 cm与10—30 cm层N∶P比均随年均温度和年降水量的增大而增大。冗余分析结果表明,在0—30 cm层中,土壤含水量和容重是土壤C、N、P化学计量特征的主要驱动因子,土壤含水量与C∶P和N∶P值成正相关关系,容重与N∶P值成负相关关系;在30—80 cm层中,土壤含水量和土壤粘粒含量是土壤C、N、P化学计量特征的主要驱动因子,土壤含水量与N和P值成正比,容重与C、C∶N、C∶P和N∶P成正比,与N和P成反比;电导率和pH对土壤C、N、P化学计量特征的影响并未达到显著程度,可能是研究区土壤的电导率和pH的差异较小。; 李路常亚鹏许仲林; 关键词：年均温度年降水量

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李路

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