《干旱区研究》创刊于1984年,是由中国科学院主管,中国科学院新疆生态与地理研究所和中国土壤学会联合主办的全国性学术期刊。该刊主要刊登干旱区水、土、生物、气候和环境等方面具有创新性的学术论文。从1992年开始被北大中文核心期刊评定为核心期刊,随后陆续被中国科技论文统计源期刊(CSSCI)、中国科学引文数据库(CSCD)和中国学术期刊综合评价(CAJCED)等数据库遴选为核心期刊
Keywords: 塔里木河干流; 演变特征; Landsat卫星影像; 平原型河流;
DOI:10.12074/202606.00046
submitted time 2026-06-02
Abstract:为探究塔里木河干流克勒力克至英巴扎段河道冲淤演变特征,本文基于1993—2024年克勒力克至英巴扎段洪水期Landsat卫星影像和水文站的水沙数据,通过对河段的断面宽度、深泓线长度、弯曲度指数、岸线长度等典型河道参数进行分析。结果表明:1993—2024年河道弯曲系数由2.20增至2.56,深泓线长度年均增长0.27 km,河道蜿蜒趋势加剧。河段上游断面最大拓宽幅度超过585%,而中下游相对稳定。深泓线整体向北偏移,年均迁移速率达0.1 km·a-1,且局部裁弯导致主槽最大摆动幅度超3 km。近32 a来共发生5次裁弯取直,造成主槽调整与流向偏移,导致5个引水口出现废弃的现象。左岸岸线长度年均增速0.149 km·a-1,是右岸的3倍,主槽持续向左岸偏移。河道蜿蜒与侵蚀加剧可能威胁沿岸农田与生态林灌溉保证率和防洪安全。研究结果可为克勒力克至英巴扎河段的河道防洪工程和整治工程的规划设计提供依据。
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Keywords: 盐生植物; 植物性状; 主成分分析; 耐盐性;
DOI:10.12074/202606.00045
submitted time 2026-06-02
Abstract:土壤盐渍化是制约我国西北干旱区生态恢复与可持续发展的关键障碍。为评估筛选适用于该地区盐碱地绿化的优良植物资源,本研究以克拉玛依盐生植物园内18种盐生植物为对象,以文冠果(Xanthoceras sorbifolium)作为对照,系统测定了盐胁迫下其叶片含水率、叶片厚度、叶绿素含量、抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数等20项生理生化指标。采用主成分分析(PCA)与隶属函数法,构建了基于叶片特征的耐盐性综合评价体系。结果表明:19种植物的耐盐能力存在显著差异,综合评价值(D值)为0.20~0.67。其中,锦鸡儿(Caragana sinica)与碱蓬(Suaeda glauca)表现出最强的耐盐性(D=0.67),而文冠果对盐胁迫最为敏感(D=0.20)。主成分分析揭示,光合荧光参数和抗氧化酶系统是反映植物耐盐性的核心指标。本研究建立的评价体系客观准确,筛选出的优良盐生植物可为西北干旱区盐碱地植被恢复、生态修复及园林绿化提供重要的种质资源和科学依据。
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Keywords: 冬小麦; 土壤水分下限; 酶活性; 蔗糖淀粉; 综合效益评价;
DOI:10.12074/202606.00044
submitted time 2026-06-02
Abstract:冬小麦是中国西北地区主要粮食作物,受水资源匮乏和灌溉方式不当影响,其增产仍面临诸多挑战。本研究于 2022—2024 年以冬小麦不同生育期的田间持水量(FC)50%、65%、80%为土壤水分下限,设计 6 个处理 (W1~W6),探究土壤水分下限对冬小麦耗水、生长、籽粒酶活性、糖积累、产量及水分利用效率(WUE)的调控效应并进行综合效益评价。结果表明:成熟时,2022—2024年W3处理均有利于小麦生长和产量形成。生长参数比W6处理增加了14.05%~17.42%,籽粒灌浆速率快1.22~1.35倍,产量提高20.22%,WUE提高19.15%。W3处理籽粒三种糖合成关键酶活性受损程度较轻,灌浆中后期仍具备一定的碳同化能力,糖积累量比 W6 处理增加 13.38%~19.86%,说明W3处理有利于籽粒蔗糖淀粉合成。相关性分析和偏最小二乘路径(PLS-PM)建模表明,合理调控土壤水分可改善植株生长,增强籽粒酶活性,促进蔗糖代谢与淀粉积累,从而提高产量和WUE。W3处理在综合效益评价中两年排名均第一,产量分别为10625.54 kg·hm-2和10344.43 kg·hm-2。综上,抽穗至灌浆期按80%FC作为土壤水分下限,其他生育期均按65%FC,FC作为上限灌水是在干旱区种植冬小麦的较优灌溉方案。本研究阐明了较为合理的灌溉制度,并为评估和选择更好的冬小麦种植管理实践提供了依据。
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Keywords: 近地表大气水; 叶片吸水; 水分补偿; 水力再分配;
DOI:10.12074/202606.00043
submitted time 2026-06-02
Abstract:在气候变化导致极端干旱频发背景下,近地表大气水(Near-Surface Atmospheric Water,NSAW)作为干旱区生 态系统的重要隐性水源,其介导的水分补偿对缓解植被水分胁迫具有重要意义。然而,目前对于 NSAW 对植被水分 的补偿过程、补偿机理、补偿权重及相关的量化方法仍需要进一步明确。基于此,本文对 NSAW 水文过程和生态作 用机理、NSAW 对植被与土壤水分补偿机制及 NSAW 相变量化方法进行了研究进展综述。已有的重要研究成果包 括:植被主要通过气孔、角质层或特有结构等直接吸收利用 NSAW,这种方式在植被获取 NSAW 水分过程中占主导 地位;NSAW 水分经由土壤吸湿或液化,通过根系水力再分配(HR)过程间接调节植被水分,形成新的水分平衡; 在 NSAW 相变量化和模拟方面,微气象监测与稳定同位素技术相结合,实现了与 NSAW 的动态观测和水分来源的高 精度解析。由于缺乏材料物理学特性相关参数,尤其是热力学参数,有关 NSAW 水分相变的量化难以形成共识,如 叶片吸收气态水的效率参数缺失、多尺度耦合模型缺乏等。基于已有研究成果,本文认为未来需重点突破 NSAW—碳 同化耦合效应及多源数据协同监测技术开发、多尺度动态模型构建,可为旱区水资源高效利用提供理论依据。
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Keywords: 产水量; 时空演变; 土地利用变化; InVEST; PLUS; 南川河流域;
DOI:10.12074/202606.00042
submitted time 2026-06-02
Abstract:摘 要:研究未来土地利用变化情景和不同频率降水量对区域产水量的影响,可为水资源规划与适应性管理提供决策支持。以西宁市南川河流域为研究对象,耦合PLUS和InVEST模拟自然发展、生态保护、城镇发展和耕地保护四种未来情景下的土地利用格局与产水量变化,分析1986—2020年产水量的时空演变及驱动因素。结果表明:1986—2020年流域年均产水量为126.93 mm,呈不显著下降趋势,突变点为1995年;变化期(1995—2020年)产水量较基准期(1986—1994年)减少了30.93 mm,气候变化与人类活动对产水量减少的贡献率分别为65.5%和34.5%。2050 年自然发展、生态保护、城镇发展和耕地保护情景下产水量分别为 189.95 mm、185.22 mm、189.96 mm 和186.99 mm;丰水年(P=10%)、平水年(P=50%)和枯水年(P=90%)的产水量分别为 223.34 mm、116.50 mm 和50.43 mm。土地利用、NDVI和降水量是驱动产水量空间分异的主要因子,其中“土地利用∩高程”和“土地利用∩降水”具有非线性增强效应。
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Keywords: 伊犁河谷; 施氮量; 群落成员型; 物种多样性;
DOI:10.12074/202606.00041
submitted time 2026-06-02
Abstract:为探究新疆伊犁半干旱山地草原植物群落特征对短期氮添加的响应规律,本研究以伊犁河谷托乎拉苏草原为研究对象,设置对照组(CK)及4个施氮水平(N1:50 kg·hm-²·a-¹、N2:100 kg·hm-²·a-¹、N3:150 kg·hm-²·a-¹和N4:200 kg·hm-²·a-¹),通过一个生长季试验,分析不同水平氮输入对群落地上生物量、成员型和物种多样性的影响,以期阐明短期施氮提升地上生物量的关键路径。结果表明:施氮对地上生物量的影响呈单峰型变化,N3处理最优,较CK处理显著提升52.08%,优势种鸭茅生物量较CK处理提升132.12%,群落高度、盖度同步显著增加,而群落密度无显著差异。氮添加显著改变了物种多样性格局,优势种鸭茅重要值在N3处理下较CK处理提升65.01%,主要伴生种白三叶的重要值在N4处理下较CK处理下降65.54%。群落多样性随施氮水平的提高总体呈先降低后升高趋势,N3处理下的群落多样性最低。Mantel检验显示,物种多样性主要受亚优势种生物量和主要伴生种密度的影响。结构方程模型显示,氮添加仅对优势种及亚优势种产生显著正向直接效应。综上所述,当施氮量为150 kg·hm-²·a-¹时,对伊犁半干旱山地草原植被的恢复效果最好。
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Keywords: 内蒙古阴山地区; 层状云; 微物理特征; 飞机观测;
DOI:10.12074/202606.00040
submitted time 2026-06-02
Abstract:为深入理解内蒙古阴山地区的降水过程,基于2024年4月19日的飞机探测资料,对一次层状降水云系的微物理特征进行了系统探究。结果表明:(1) 内蒙古阴山地区受到山脉对水汽的阻挡集聚和地形强迫抬升的影响,同一海拔高度上山脉南北麓的云微物理特征存在显著差异。山北云系液态含水量较低,云粒子以直径小于15 μm的小云滴为主,总数浓度高但谱宽较窄;而山南液态含水量较高,总数浓度虽小但谱宽显著增宽。(2) 云区边缘的液水分布不均匀,受湍流和蒸发作用影响,粒子尺度明显小于云体内部。0 ℃层附近半融化粒子的碰并过程导致小云滴数浓度降低的同时伴随大云滴数浓度显著增加,且二者测量的粒子谱宽均有所拓宽。(3) 垂直观测表明,高层大的降水粒子在下落时经历融化过程,导致低层观测到大量半融化状态的云粒子,而降水粒子的下落破碎,导致低层降水粒子谱宽变窄而云粒子总数浓度增加。本研究系统阐明了地形、湍流等多种因素对云微物理结构的精细化影响,研究结果可直接应用于改进本区域的数值预报模型与人工增雨作业方案。
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Keywords: 冰雹; 天气分型; 环境参数; 预报阈值; 陇东黄土高原;
DOI:10.12074/202606.00039
submitted time 2026-06-02
Abstract:利用常规气象观测资料、冰雹实况资料和欧洲中期天气预报中心ERA5 再分析资料,采用K-means 聚类分析法对2012—2023 年陇东黄土高原53 次冰雹过程进行天气学分类,并总结不同类型冰雹物理量潜势特征及阈值。结果表明:(1)陇东冰雹天气的大尺度环流可分为低槽型(20 .8%)、低涡型(22 .6%)和西北气流型(56 .6%);700 hPa 切变线及地面辐合线与各类冰雹的落区均有较好的对应。(2)低槽型主要发生在春末夏初(5—6 月),低涡型主要发生在夏季(6—8 月),西北气流型4—10 月均有发生,6 月占比最多(37%)。(3)物理量诊断结果表明,3 类冰雹天气环境场特征差异显著,低槽型表现为“强层结不稳定弱切变”,K 指数大,特殊层高度低;低涡型表现为“高能中切变”,对流有效位能(CAPE)大,低层水汽充沛且特殊层高度高;西北气流型表现为“低能强切变”,中低层层结干,0 ~6km 垂直风切变(SHR)平均值>12 m·s-1,0 ℃和-20 ℃层厚度薄。(4)选取9 个参数构建了陇东冰雹物理量预报阈值,经检验具备应用参考价值,可为陇东冰雹潜势预报提供量化参考指标。
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Keywords: 平罗县; 特征筛选; 贝叶斯优化; 机器学习; 土壤含盐量预测;
DOI:10.12074/202606.00038
submitted time 2026-06-02
Abstract:准确监测土壤含盐量对于优化土地管理以及维护生态平衡具有重要意义。以宁夏平罗县为研究区,基于 Sentinel-2遥感影像与地面实测土壤采样数据,计算16种光谱指数。结合三种特征筛选方法优选关键变量,并利用贝叶斯优化对四种机器学习算法的超参数进行调优,以构建高精度的土壤盐分预测模型。最后使用反距离权重法对比实测点和预测点的空间分布情况。结果表明:序列前向选择交叉验证方法(SFSCV)通过稳定的交叉验证机制提升特征选择可靠性,有效识别出对土壤盐分响应最敏感的光谱指数,可构建更优的预测模型。基于SFSCV筛选特征并结合贝叶斯优化的极限梯度提升模型(XGBoost)预测精度较高(R2=0.625,RMSE=1.120)。应用该模型对平罗县土壤含盐量预测,验证结果具有较高一致性,土壤含盐量真实值和预测值的残差值范为-0.98~0.82 g·kg-1。表明通过特征筛选和贝叶斯优化显著提升模型在复杂环境下的泛化能力与预测精度,能应用于土壤盐渍化监测。
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Keywords: 土壤团聚体; 土地利用; 河西走廊; 干旱区 ;
DOI:10.12074/202606.00037
submitted time 2026-06-02
Abstract:探究河西走廊不同土地利用方式下土壤团聚体的组成与稳定性特征,有助于揭示干旱区土壤结构对人为 干扰的响应机制,为土壤质量评估与可持续管理提供科学依据。在河西走廊选取耕地、园地、林地和草地四种代表性土地利用方式,采集0 ~20 cm 和20 ~40 cm 土层的土壤样品,将土壤团聚体采用湿筛法分离为>2 mm、0.25 ~2 mm、0.053 ~0.25 mm、<0 .053 mm 4 个粒级,测定其质量分数,并计算几何平均直径(Geometric Mean Diameter,GMD)、平均重量直径(Mean Weight DiameterMWD)、组分质量分数(R0.25)及大团聚体/微团聚体比值(AR),解析不同土地利用方式下土壤团聚体组成与稳定性特征及其影响因子。研究区各土地利用方式下土壤团聚体组成均以<0 .053 mm 粒级为主,其次为0 .053 ~0.25 mm 粒级,>2 mm 和0 .25 ~2 mm 粒级占比相对较低。林地两个土层中>2 mm 和0 .25 ~2 mm 粒级的质量分数均显著高于耕地和草地,而耕地、园地和草地各粒级团聚体的质量分数差异不显著。土壤团聚体稳定性总体按照林地>园地>耕地>草地的趋势递减。在0 ~20 cm 土层,林地的团聚体稳定性显著高于其他三种土地利用类型;而在20 ~40 cm 土层,林地的团聚体稳定性仍显著高于耕地和草地,但与园地差异不显著。此外,在同一土地利用类型下,两个土层间的团聚体稳定性不存在显著差异。相关性分析表明,河西走廊土壤团聚体稳定性与土壤pH 值无显著相关性,但与土壤有机质含量和全氮含量呈显著的正相关。河西走廊林地的土壤团聚体稳定性显著高于耕地、园地和草地,土壤有机质与全氮的积累水平是影响该区域土壤团聚体形成与稳定性的关键因素。
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