Institute of Soil and Water Conservation,Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources
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氮磷添加对北方草原生态系统群落和碳氮磷化学计量特征的影响
No full text 由于人们在工业生产和农业种植过程中过渡的依赖化石燃料和化肥，导致全球范围内大气氮沉降的含量连年上升，草地生态系统可能由氮限制慢慢转化为受其他营养元素限制。氮磷在植物代谢中存在协同作用，磷对植物营养浓度的影响与氮添加相关。本研究以内蒙古自治区3种草原类型区（草甸草原、典型草原、荒漠草原）为研究对象，研究氮磷添加对不同草原类型区草原生物量及根冠比，物种多样性和生产力，土壤、叶片和根系C、N、P及化学计量比的影响，主要结论如下：
（1）通过对3种草原类型区站点草地群落科的种数分布组成分析，均以禾本科、菊科和豆科三大科为主；而且物种丰富度指数随着氮素或磷素添加浓度呈现降低的趋势，依次为荒漠草原>草甸草原>典型草原。对于物种多样性指数而言，无论氮素或磷素添加对3种草原类型区的Shannon-Wiener指数远远大于Simpson指数和Pielou指数，而且Simpson指数和Pielou指数的大小基本接近，且呈现出相似的变化趋势。物种丰富度指数与年均温和生长季月均温均呈显著负相关（P < 0.05），与年降水量（P < 0.05）和生长季月降水量（P < 0.01）呈显著或极显著的正相关关系。
（2）氮磷添加试验显著提高了草甸草原和荒漠草原草地群落地上生物量，并且随着施氮浓度越高，地上生物量呈现上升变化趋势，而对典型草原草地群落地上生物量影响不显著（P > 0.05）；N、P添加显著提高了典型草原和荒漠草原草地群落地下生物量，而对草甸草原草地群落地下生物量略微下降趋势（P > 0.05）。
（3）不同N添加水平对三种不同草原类型区草地群落生物量存在正相关关系，同时植物生物量还明显受到年降雨量和干旱指数的影响。不同P添加水平对三种不同草原类型区草地群落地上生物量、地下生物量和总生物量均没有明显的相关关系。N、P添加对草原类型区各个生物量也存在一定的差异性（P < 0.05），地下、地下/地上和总生物量的空间分布存差异性最显著。
（4）氮添加处理下，对3种不同草原类型区0-10 cm和10-30 cm的土壤有机碳和全氮没有显著影响。典型草原类型区0-10 cm和10-30 cm土壤C:N均表现为先上升后下降的趋势，其他类型不同土层土壤C:N的基本不变，总体上对土壤C:N影响不显著；草甸草原类型区0-10 cm土壤C:P和N:P均下降的趋势，而其它类型区的0-10 cm和10-30 cm土壤C:P和N:P呈现上升趋势。
（5）在氮添加条件下，叶片、根系的C、N、P各元素之间的相关性相对较弱，相比而言叶片与根系之间的相关性较显著。在氮添加处理下，3种草原类型区叶片-根系的C、N之间的相关性比较强，各元素化学计量比相关性相对较弱。在磷添加处理下，典型草原整体相关性比较弱，而草甸草原和荒漠草原相关性比较显著。
由于人们在工业生产和农业种植过程中过渡的依赖化石燃料和化肥，导致全球范围内大气氮沉降的含量连年上升，草地生态系统可能由氮限制慢慢转化为受其他营养元素限制。氮磷在植物代谢中存在协同作用，磷对植物营养浓度的影响与氮添加相关。本研究以内蒙古自治区3种草原类型区（草甸草原、典型草原、荒漠草原）为研究对象，研究氮磷添加对不同草原类型区草原生物量及根冠比，物种多样性和生产力，土壤、叶片和根系C、N、P及化学计量比的影响，主要结论如下：
（1）通过对3种草原类型区站点草地群落科的种数分布组成分析，均以禾本科、菊科和豆科三大科为主；而且物种丰富度指数随着氮素或磷素添加浓度呈现降低的趋势，依次为荒漠草原>草甸草原>典型草原。对于物种多样性指数而言，无论氮素或磷素添加对3种草原类型区的Shannon-Wiener指数远远大于Simpson指数和Pielou指数，而且Simpson指数和Pielou指数的大小基本接近，且呈现出相似的变化趋势。物种丰富度指数与年均温和生长季月均温均呈显著负相关（P < 0.05），与年降水量（P < 0.05）和生长季月降水量（P < 0.01）呈显著或极显著的正相关关系。
（2）氮磷添加试验显著提高了草甸草原和荒漠草原草地群落地上生物量，并且随着施氮浓度越高，地上生物量呈现上升变化趋势，而对典型草原草地群落地上生物量影响不显著（P > 0.05）；N、P添加显著提高了典型草原和荒漠草原草地群落地下生物量，而对草甸草原草地群落地下生物量略微下降趋势（P > 0.05）。
（3）不同N添加水平对三种不同草原类型区草地群落生物量存在正相关关系，同时植物生物量还明显受到年降雨量和干旱指数的影响。不同P添加水平对三种不同草原类型区草地群落地上生物量、地下生物量和总生物量均没有明显的相关关系。N、P添加对草原类型区各个生物量也存在一定的差异性（P < 0.05），地下、地下/地上和总生物量的空间分布存差异性最显著。
（4）氮添加处理下，对3种不同草原类型区0-10 cm和10-30 cm的土壤有机碳和全氮没有显著影响。典型草原类型区0-10 cm和10-30 cm土壤C:N均表现为先上升后下降的趋势，其他类型不同土层土壤C:N的基本不变，总体上对土壤C:N影响不显著；草甸草原类型区0-10 cm土壤C:P和N:P均下降的趋势，而其它类型区的0-10 cm和10-30 cm土壤C:P和N:P呈现上升趋势。
（5）在氮添加条件下，叶片、根系的C、N、P各元素之间的相关性相对较弱，相比而言叶片与根系之间的相关性较显著。在氮添加处理下，3种草原类型区叶片-根系的C、N之间的相关性比较强，各元素化学计量比相关性相对较弱。在磷添加处理下，典型草原整体相关性比较弱，而草甸草原和荒漠草原相关性比较显著。
由于人们在工业生产和农业种植过程中过渡的依赖化石燃料和化肥，导致全球范围内大气氮沉降的含量连年上升，草地生态系统可能由氮限制慢慢转化为受其他营养元素限制。氮磷在植物代谢中存在协同作用，磷对植物营养浓度的影响与氮添加相关。本研究以内蒙古自治区3种草原类型区（草甸草原、典型草原、荒漠草原）为研究对象，研究氮磷添加对不同草原类型区草原生物量及根冠比，物种多样性和生产力，土壤、叶片和根系C、N、P及化学计量比的影响，主要结论如下：
（1）通过对3种草原类型区站点草地群落科的种数分布组成分析，均以禾本科、菊科和豆科三大科为主；而且物种丰富度指数随着氮素或磷素添加浓度呈现降低的趋势，依次为荒漠草原>草甸草原>典型草原。对于物种多样性指数而言，无论氮素或磷素添加对3种草原类型区的Shannon-Wiener指数远远大于Simpson指数和Pielou指数，而且Simpson指数和Pielou指数的大小基本接近，且呈现出相似的变化趋势。物种丰富度指数与年均温和生长季月均温均呈显著负相关（P < 0.05），与年降水量（P < 0.05）和生长季月降水量（P < 0.01）呈显著或极显著的正相关关系。
（2）氮磷添加试验显著提高了草甸草原和荒漠草原草地群落地上生物量，并且随着施氮浓度越高，地上生物量呈现上升变化趋势，而对典型草原草地群落地上生物量影响不显著（P > 0.05）；N、P<
关中平原田间土壤含水量的空间变异性
No full text为了明确田块尺度土壤含水量的空间变异特征,制定合理准确的土壤采样方法,支持田间精准灌溉,分7个日期对陕西省杨凌区曹新庄试验区土壤样品进行采集,利用经典统计学和地统计学方法,分析了0～60 cm不同土层土壤含水量的空间变异特点。结果表明:田块尺度土壤含水量空间分布呈弱变异或中等偏弱变异;土壤含水量在11.7%～20.1%时,其值越低,空间变异性越强。采样间距显著影响土壤含水量空间变异性的计算精度,采样间距设置为东西方向间距27 m和南北方向间距9 m时的土壤含水量变异系数比采样间距设置为东西方向间距9 m和南北方向间距18 m大3.3%。随着采样密度的增大,土壤含水量分布的等值线变化增大;表征田块尺度土壤含水量空间变异性最少的网格数量为21个点。采样间距为东西方向间距18 m和南北方向间距9 m时,田块尺度土壤含水量具有较高的空间相关性,田块中间位置的土壤含水量比四周高3%～5%。本研究可为关中平原田间测定土壤含水量确定合理的采样方法,并为实现农业精准灌溉提供参考。 </p
How effective are soil and water conservation measures (SWCMs) in reducing soil and water losses in the red soil hilly region of China? A meta-analysis of field plot data
No full text
渭河流域径流演变规律及其对气候和土地利用变化的响应机理
No full text渭河作为黄的第一大支流 ，在 较强烈 气候和土地利用变化背景下， 近年来 水文情势发生了深刻的变化 。科学 揭示渭河流域气象水文演变规律及其对候和 土地利用变化响应机理，可为该流域水资源持续和 土地利用变化响应机理，可为该流域水资源持续和 生态健康维护提供理论依 据与技术支撑。 本文 在基于 1961 -2015 年水文气象要素的变化特征分析基础上， 年水文气象要素的变化特征分析基础上， 利用 Budyko 水热耦合模型 与 SWAT 分布式水文模型， 定量 识别 气候和土地利用 变化对 渭河流域 径流减少 的影响效应及作用机理 。主要研究结论如下：
（1）解析了渭河流域气象水文要素变化特征。在 1961 -2015 年间， 渭河 干 流、泾河 北洛、泾河 北洛、泾河 北洛三条河流所在域范围内， 降水量 均呈下降趋势， 线性倾向率 分别 为 9.6 mm/10a、9.3 mm/10a、10.4 mm/10a；平均 温度 均呈 显著 上升趋势， 线 性倾向率 分别 为 0.2 ℃/10a、0.3 ℃/10a、0.3 ℃/10a，平均温度突变时间 均为 1993年；潜在蒸散发 在渭河干流 显著下降， 而在 泾河和北洛流域 呈上升趋势 ，线性 倾向率为 分别下降 13.3 mm/10a、上升 、上升 5.2 mm/10a，上升 ，上升 7.3 mm/10a。利用 Pettitt检测 表明，渭河干流潜在蒸散发 表明，渭河干流潜在蒸散发 突变点出现在 1979年，北洛河流域出现在 ，北洛河流域出现在 1993年，泾河流域未检测出突变份 年，泾河流域未检测出突变份 ；通过 ；通过 对渭河干流林家村、咸阳华县三个水文 渭河干流林家村、咸阳华县三个水文 渭河干流林家村、咸阳华县三个水文 站，泾河 站，泾河 张家山水文站 ，北洛河状头张家山水文站 ，北洛河状头的水文数据分析，表明 水文数据分析，表明 5个水文站在 1961-2015年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 年间平均径流量显著减少， 线性倾向率分别为 4.73×108 m3/10a、 7.71×108 m3/10a、9.88×108 m3/10a、2.34×108 m3/10a、0.95×108 m3/10a， 最小平均 流量张家山水文站发生在 2009年，其余各水文站均发生在 20世纪 90年代。
（2）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， ）通过对渭河干流、泾北洛域径量进行逐步回归拟合， 改进 了 Budyko理论框架下的 Choudhury-yang公式， 公式， 其中 气象变化主要体现为 降水 和 平均 温度的影响，控制性参数 温度的影响，控制性参数 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 对径流的拟合也有较大影响，而 归一化植被指数 归一化植被指数 归一化植被指数 归一化植被指数 归一化植被指数 归一化植被指数 归一化植被指数 （NDVI）在径流的定量拟合中没有显现出来。 在径流的定量拟合中没有显现出来。
（3）基于 Budyko水热耦合模型 ， 并以径流突变年份为分界点定量研究 了气候和土地利用变化对径流减少的贡献率， 了气候和土地利用变化对径流减少的贡献率， 了气候和土地利用变化对径流减少的贡献率， 了气候和土地利用变化对径流减少的贡献率， 了气候和土地利用变化对径流减少的贡献率， 了气候和土地利用变化对径流减少的贡献率， 了气候和土地利用变化对径流减少的贡献率， 了气候和土地利用变化对径流减少的贡献率， 结果表明， 结果表明， 华县、 咸阳林家村华县、 咸阳林家村华县、 咸阳林家村华县、 咸阳林家村华县、 咸阳林家村张家山、状头水文站气候变化 对径流 量减少的 贡献率分别为 39.89%、26.70%、 25.00%、30.59%、69.44%，土地利用 ，土地利用 对径流量 减少的 贡献率分别为 60.11%、73.30%、 75.00%、69.41、30.56%。同时， 基于气候弹性系数的径流敏感分析结果表明同时， 基于气候弹性系数的径流敏感分析结果表明同</p
基于称重法对影响蒸发蒸腾量的 主要气象因子研究分析
No full text:通过模拟实验采用称重法测定了不同时间尺度下的蒸发皿水面蒸发量与充分灌水条件下植物蒸腾耗
水量ꎬ同时监测对应时段影响蒸发蒸腾量变化的的气象因子ꎮ 通过Ｐｅａｒｓｏｎ 相关分析法与偏相关检验对蒸发蒸腾量
与气象因子间的相关性进行了分析ꎬ同时在此基础上ꎬ对相关性较高(在α ＝０.０１ 水平上极显著相关且通过偏相关筛
选)的几个主要气象因子与水面蒸发量、植物潜在蒸发蒸腾量变化过程间的相关关系进行了多元非线性拟合ꎬ构建
了简单的潜在蒸发蒸腾量计算方程ꎬ并进行了检验ꎮ 结果显示:(１)影响水面蒸发与植物蒸腾的主要气象因子一致:
温度、太阳净辐射与相对湿度ꎻ(２)太阳净辐射与温度、湿度的变化有较高的相关性(ｒ ＝ ０.７１８ꎬｒ ＝ －０.６３９)ꎻ(３) 利用
温度和湿度两项指标可以较好地模拟蒸发量与蒸腾量的变化过程(Ｒ２ ＝ ０.７４３)ꎬ对于缺乏太阳净辐射资料的小灌区
(点)ꎬ可以利用温、湿度和作物参数构建近似的作物蒸发耗水模型ꎬ基于实时的气象资料计算对应时段作物的蒸腾
蒸发耗水量ꎬ以便快速获得作物的耗水量与需水量ꎬ实时掌握农田水分亏缺状况ꎬ进行及时补灌</p
Predicting the Potential Distribution of Apple Canker Pathogen (Valsa mali) in China under Climate Change
No full textApple valsa canker (AVC), caused by Valsa mali, is a serious wood disease of apple trees.
The pathogen decays the barks and branches of trees and ruins entire orchards under severe
conditions. However, studies have rarely focused on the suitable habitat of the pathogen, especially
on a relatively large scale. In this study, we applied the maximum entropy model (MaxEnt 3.4.1,
Princeton, NJ, USA) to predict the distribution of V. mali using climate factors, topographic factors,
and soil factors under current and future climate scenarios. We measured the area of suitable
habitat, change ratio of the suitable habitat area, increase and decrease maps under climate change,
direction and distance of range shifts from the present to the end of the 21st century, and the
contribution of environmental variables. The results showed that the area of suitable habitat is
currently 183.46 × 104 km2 in China, among which 27.54% is moderately suitable habitat (MSH) and
13.13% is highly suitable habitat (HSH). Compared with current distribution, the area of MSH and
HSH increases in future and the change ratio are positive. The Shared Socioeconomic Pathways
(SSPs) 3–70 is considered the optimum climate scenario for V. mali. The suitability of V. mali
increased mainly in Northwest, North, and Northeast China. V. mali will shift to the northwest with
climate change. The shift distance optimistically increased from the SSP1–26 to the SSP5–85, with
the biggest shift distance of 758.44 km in the 2090s under the SSP5–85 scenario. Minimum
temperature of the coldest month (bio6) was the most critical climate factor affecting the distribution
of the pathogen, and topographic factors played a more important role than soil factors. This study
demonstrates that the potential distribution of V. mali is vitally affected by climate change and
provides a method for large–scale research on the distribution of pathogens
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１９０１－２０１７ 年黄土高原地区气候干旱的时空变化
No full text［目的］分析 １９０１ — ２０１７ 年和 １９８１ — ２０１０ 年两个时间尺度黄土高原地区气候干旱的趋势变化和
发生频率，为该区气候干旱应对策略的制定提供科学依据。［方法］基于高空间分辨率长时间序列的气候
数据，计算了黄土高原地区１９０１ — ２０１７年的标准化降水蒸散指数（ ＳＰＥＩ ），依次分析了该区气候干旱的趋
势变化和发生频率。［结果］ １９０１ — ２０１７年，整个黄土高原的气候经历了“湿润—干旱—湿润—干旱”的交
替过程，年 ＳＰＥＩ 变化趋势未达到显著性水平，且无显著突变年份。 １９８１ — ２０１０ 年干旱呈显著加剧趋势的
区域分布在黄土高原腹地以及中西部，面积比例为３．４３％ 。 １９０１ — ２０１７年干旱呈显著减轻趋势的区域主
要分布在东、西部边缘区域，面积比例为 １．０５％ ；呈显 著 加 剧 趋 势 的 区 域 分 布 在西北部，面积比例为
４．１６％ 。近 ３０ａ ，黄土高原中部轻旱、重旱发生频率较高。在历史时期的两个时间段内，黄土高原西北部大
部分地区重旱发生频率较低，未有极端干旱发生。［结论］在黄土高原地区，随着干旱程度的不断加重，干
旱频率的空间变异程度逐渐降低；不同等级干旱发生频率具有明显的空间变化特征。</p
不同沟垄规格对土壤湿润峰运移规律的影响
No full text针对内陆干旱区滴灌条件下沟垄栽培措施设计不完善等问题，通过研究不同沟垄规格对土壤湿润峰运
移变化规律的影响，旨在为大田沟垄滴灌系统的合理设计提供理论参考价值。采用室内土箱模拟试验，以沟底宽度
和沟底坡度为变量，以计划湿润层为约束条件，分析湿润峰的运移变化规律。在沟底坡度一定的条件下，沟底宽度越
大灌水到达计划湿润层所用时间越长，形成的湿润体体积越大;在沟底宽度一定的条件下，沟底坡度越大灌水到达计
划湿润层所用时间越短，形成的湿润体体积越小;水平、垂直湿润峰运移距离与灌水历时存在幂函数关系。幂函数指
数 b 随沟底宽度及沟底坡度变化差异性较小。水平湿润峰幂函数系数 a 随沟底宽度增加而增加，随沟底坡度增加而
减小。垂直湿润峰幂函数系数 a 随沟底宽度增加而减小，随沟底坡度增加而增加。</p
近５４９年来黄河天然径流量时间变化特征研究
No full text天然径流量是流域气候及下垫面综合作用的结果，同时是流域水资源分配的重要依据。深入探究长
时间序列年径流量时间变化特征对流域水资源调控以及水资源可持续利用意义重大。基于黄河１４７０—
２０１８年长时间序列天然径流量数据，综合采用ＥＭＤ经验模态分解法、滑动平均法以及距平累积法揭示黄
河５４９年间天然径流量的年际变化与周期变化特征。结果表明，黄河年天然径流量变化过程具有显著的
随机特征，随年份不同呈现波动性变化，５％及９５％频率的年天然径流量分别为３３７．０亿ｍ３和６８１．０亿
ｍ３。采用距平累积法可将黄河近５４９年天然径流序列以１８２５年为界分为２个时期；黄河年天然径流量以
２．８年变化周期最为显著，其次为２３．８年、４７．３年、５．６年、１１．３年周期规律，出现该周期性规律主要是由于
太阳黑子活动、厄尔尼诺现象以及地极移动振幅变化因子的影响。</p