生物土壤结皮铁代谢微生物组成及其功能基因对演替的响应     

王岩松  刘玉冰  王增如  赵丽娜  漆婧华  张雯莉 《中国沙漠》2020,40(3):193-200

采用微生物宏基因组学微阵列GeoChip 5.0技术,选择腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同年代人工固沙植被区的生物土壤结皮（BSC）为对象,分析BSC演替过程中参与铁代谢的功能微生物组成及其功能基因变化特征,研究微生物铁代谢对BSC演替的响应及调控。结果表明：真菌参与铁吸收和转运过程,古菌参与铁转运和贮存过程,细菌则在铁代谢吸收、转运和贮存过程中均起主要调控作用。门水平上,BSC铁代谢功能微生物组成变化对演替的响应不敏感,BSC铁代谢微生物主要为变形菌门（Proteobacteria）。BSC铁代谢功能基因多样性的显著提高和三类铁代谢过程基因信号强度达到最高水平需要经过61 a的演替。调控BSC铁吸收过程的主要功能基因为亚铁氧化酶编码基因iro;调控原核生物铁转运过程的主要功能基因,为羟基苯甲酰丝氨酸铁外膜转运体编码基因cirA和Fe（Ⅱ）转运蛋白编码基因feoB,真菌铁转运过程主要依靠含铁细胞转运体和铁氧化酶高亲和力的作用;调控铁贮存过程的主要功能基因为固定相类核蛋白编码基因dps。在BSC演替阶段末期,上述铁代谢功能基因强度的显著增加促进了微生物的铁代谢潜能。干旱、半干旱荒漠生态系统植被恢复过程中微生物铁代谢潜能的恢复需要较长时间。  相似文献   

1997—2017年塔克拉玛干沙漠腹地降水特征   总被引：1，自引：1，他引：0  

周雪英  贾健  刘国强  王芳  仇会民  孙怀琴 《中国沙漠》2019,39(1):187-194

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站1997—2017年逐日和逐时降水资料,分析塔克拉玛干沙漠腹地降水日变化特征、极端强降水特征及其天气背景。结果表明：1997—2017年研究区降水量呈增加趋势、降水日数呈减少趋势,大雨雨量和雨日明显增加,降水呈增强演变。降水多见于6月,最大雨强为8.4 mm·h^-1。降水量日变化呈多峰特征,降水量最大值出现在23：00,06：00是降水频次最多时刻。降水强度和降水频次对降水量作用不同,午后至前半夜强度大,频次少;而后半夜至清晨频次多,强度小。降水以短历时降水为主,其中1～3 h的短历时降水对总降水量贡献率高达61.76%。日降水和小时降水的99百分位强度阈值分别为15.3 mm·d^-1和6.0 mm·h^-1,大于90百分位极端降水量占总降水量贡献率近半。极端强降水天气发生在南疆盆地受北纬40°以南低槽、切变槽或弱的气旋式风场控制地区,南疆盆地提前增湿,民丰850 hPa比湿接近或超过10 g·kg^-1的背景下,降水连续性较差,多中小尺度引发局地短时降水。  相似文献   

乌兰布和沙漠东北缘地温变化特征及其影响因子     

罗凤敏  高君亮  辛智鸣  郝玉光  王丽娜  李帅 《中国沙漠》2019,39(1):179-186

基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站监测数据,分析2014年1—12月不同土层的地温数据及同期气象数据,进而阐明乌兰布和沙漠东北缘地温变化特征。结果表明：（1）乌兰布和沙漠地温及气温具有显著的日变化特征,气温最高值与最低值出现时刻相对巴丹吉林沙漠提前2 h,相对东部地区滞后1 h;地温与气温季节变化特征一致,各季节地温最值出现时刻相对气温滞后1 h;（2）地温变化速率随着土壤深度的增加而减小,在土壤深度达到70 cm以后,地温全年在0℃以上;低于0℃的5 cm地温持续时间约为4个月;（3）地温与空气温度、太阳辐射变化趋势一致,地温相对太阳辐射及气温明显滞后。相关分析与逐步回归表明,对地温变化起决定作用的环境因子为空气温度、蒸发量、太阳总辐射、风速、空气相对湿度、降水。  相似文献   

基于无人机和MODIS数据的巴丹吉林沙漠植被分布特征与动态变化研究   总被引：4，自引：2，他引：2  

刘婵  赵文智  刘冰  孟阳阳 《中国沙漠》2019,39(4):92-102

荒漠植被在减缓沙漠扩张、阻挡风沙入侵绿洲、维护绿洲稳定性方面具有重要意义。通过无人机搭载多光谱相机获取地面样地高分辨率NDVI数据以计算植被覆盖度,结合MODIS-NDVI数据,分析了MODIS-NDVI与无人机获取NDVI数据之间的一致性,进而建立MODIS-NDVI数据与样方植被覆盖度的空间反演模型,以研究巴丹吉林沙漠植被分布特征、动态变化及其对气温、降水的响应规律。结果表明:(1)基于无人机多光谱数据大样方植被覆盖度和MODIS-NDVI数据构建的植被覆盖度反演模型具有较高的模拟精度。(2)研究区总体植被覆盖度较低,空间上呈由东南向西北递减的趋势。(3)植被覆盖度总体呈现上升趋势,沙漠边缘的增速较沙漠内部更为明显,其中沙漠边缘增长率达1.53%/10a,而沙漠内部为0.84%/10a。沙漠边缘57.12%植被出现改善,而沙漠内部植被改善的面积约为21.26%。(4)植被生长主要受制于生长季降水量并呈现出明显的季节变化,此外植被对降水和气温的响应存在一定的滞后效应。  相似文献   

巴丹吉林沙漠北缘拐子湖流沙下垫面近地层湍流强度和陆面过程特征     

郑新倩  杨帆  李超凡  潘红林  吉春容  买买提艾力&#  买买提依明  霍文  杨兴华  周成龙 《中国沙漠》2019,39(4):103-112

利用巴丹吉林沙漠北缘拐子湖流沙下垫面2013年7、10月和2014年1、4月的湍流通量资料,计算并分析了研究区近地层湍流强度,同时针对风速分量、温度、水汽和CO₂归一化标准差随稳定度的变化关系和总体输送系数等陆面过程特征进行分析。结果表明：（1）风速各分量的湍流强度均随风速的增加逐渐减小,风速处于2 m·s^-1以下时湍流发展最为旺盛。湍流强度主要由水平方向风速分量决定,垂直方向风速的作用较小,且近中性和不稳定层结利于湍流的发展。与其他地区相比,平坦且没有建筑物的沙漠地区,机械湍流较弱,湍流强度相应较小。（2）风速各分量的归一化标准差与稳定度（z/L）均满足1/3次方函数规律,其中垂直方向风速分量的拟合曲线方程较好。（3）动量输送系数C_d具有明显的夏季高、冬季低的变化状态且各月的日变化形态均呈夜间低、日间高的循环形态。热量输送系数C_h的不同月份日变化间并没有明显的排列次序,且日出日落前后具有明显的波动。不稳定层结时,C_d和C_h均随风速的增加逐渐减小;稳定层结时,C_d和C_h均随着风速的增加逐渐上升。  相似文献   

腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层土壤有机碳矿化对凋落物添加的响应   总被引：2，自引：2，他引：0  

李云飞  谢婷  石万里  李小军 《中国沙漠》2019,39(5):200-209

土壤有机碳矿化是调控土壤碳库时空格局、土壤碳收支平衡和植物养分供应的重要过程,植物残体和凋落物分解释放CO₂直接影响着土壤有机碳矿化。研究了不同类型凋落物对腾格里沙漠东南缘建植于1956年的人工固沙植被区土壤有机碳矿化过程及其对水分和温度的响应特征。结果表明：凋落物添加显著促进了有机碳矿化,添加柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）、小画眉草（Eragrostis minor）凋落物后,CO₂-C最大矿化速率分别增大了6.94、5.17、3.46倍,0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.09、1.55、1.22倍;CO₂-C累积释放量分别增加了3.73、3.38、2.34倍,0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.17、1.30、1.57倍。凋落物对有机碳矿化的促进作用与温度和水分密切相关,25℃时,CO₂-C平均释放速率、最大释放速率、累积碳释放量分别是10℃的2.21、3.60、2.21倍,而含水量10%时,CO₂-C平均释放速率、最大释放速率和累积碳释放量分别是含水量5%时的1.25、1.20、1.25倍。相关性分析表明,凋落物碳氮含量、碳氮比、木质素比氮和土壤有机碳以及全氮是影响有机碳矿化的主要因子。凋落添加土壤后潜在可矿化碳表现为柠条锦鸡儿>油蒿>小画眉草>对照。凋落物添加显著促进了有机碳矿化过程及碳周转,植被恢复过程中草本植物凋落物的输入更有利于土壤碳固存,凋落物对土壤碳库的调控作用受土壤理化性质和水热等环境因子的共同作用影响。  相似文献   

Estimation of the Land Surface Emissivity in the Hinterland of Taklimakan Desert   总被引：1，自引：2，他引：1  

LIU Yong-qiang  Ali MAMTIMIN  HUO Wen  YANG Xing-hua  LIU Xin-chun  MENG Xian-yong  HE Qing 《山地科学学报》2014,(6):1543-1551

An accurate accounting of land surface emissivity(ε) is important both for the retrieval of surface temperatures and the calculation of the longwave surface energy budgets.Since ε is one of the important parameterizations in land surface models(LSMs),accurate accounting also improves the accuracy of surface temperatures and sensible heat fluxes simulated by LSMs.In order to obtain an accurate emissivity,this paper focuses on estimating ε from data collected in the hinterland of Taklimakan Desert by two different methods.In the first method,ε was derived from the surface broadband emissivity in the 8–14 μm thermal infrared atmospheric window,which was determined from spectral radiances observed by field measurements using a portable Fourier transform infrared spectrometer,the mean ε being 0.9051.The second method compared the observed and calculated heat fluxes under nearneutral atmospheric stability and estimated ε indirectly by minimizing the root-mean-square difference between them.The result of the second method found a mean value of 0.9042,which is consistent with the result by the first method.Although the two methods recover ε from different field experiments and data,the difference of meanvalues is 0.0009.The first method is superior to the indirect method,and is also more convenient.  相似文献   

The precipitation infiltration and runoff recharging experiment observation in the Taklimakan Desert     

王学全  高前兆 《中国地理科学(英文版)》1999,9(3):284-288

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｌｏｃａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｓｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔａｖａｉｌａｂｌｅｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｉｎｄｅｓｅｒｔｓ．ＴｈｅＴａｋｌｉｍａｋａｎＤｅｓｅｒｔｂｅｌｏｎｇｓｔｏａｎｅｘｔｒｅｍｅａｒｉｄｂｅｌｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｆｅｗｙｅａｒｓ’ｌｉｍｉｔｅｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｄａｔａ,ｉｔｉｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ３０－５０ｍｍａｎｎｕａｌｌｙ．Ｈｏｗｅｖ…  相似文献   

Fluoride enrichment in aquifers of the Thar Desert: controlling factors and its geochemical modelling     

Chander Kumar Singh  Rina Kumari  Neha Singh  Javed Mallick  Saumitra Mukherjee 《水文研究》2013,27(17):2462-2474

The groundwater is the only source of drinking water in the Jaisalmer district of Rajasthan, India. The study area is a part of the Thar Desert. It has low and scattered population and no industries; hence, the possibility of anthropogenic input of fluoride is almost negligible. Thus, the enrichment of fluoride is only possible due to geochemical processes taking place in the groundwater of the region. A total of 100 groundwater samples, 34 samples from Jaisalmer and 66 samples from the Pokharan administrative blocks, were collected. It was observed that the concentration of fluoride ranged from 0.08 mg/l to 4.56 mg/l in the groundwater of Jaisalmer and from 0.56 mg/l to 6.60 mg/l in the samples of the Pokharan block. The alkaline condition (average pH, 7.7 ± 0.22 and 8.01 ± 0.25 in Jaisalmer and the Pokharan administrative block, respectively) in the region favours fluorite dissolution. Ion exchange, dissolution of calcite, semi‐arid climate, alkaline conditions and weathering are responsible for fluoride enrichment in the groundwater of the study area. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Long‐term effects of revegetation on soil hydrological processes in vegetation‐stabilized desert ecosystems     

Zhongbo Yu  Haishen Lü  Yonghua Zhu  Sam Drake  Chuan Liang 《水文研究》2010,24(1):87-95

Planting of sand‐binding vegetation in the Shapotou region on the southeastern edge of the Tengger Desert began in 1956. The revegetation programme successfully stabilized formerly mobile dunes in northern China, permitting the operation of the Baotou‐Lanzhou railway. Long‐term monitoring has shown that the revegetation programme produced various ecological changes, including the formation of biological soil crusts (BSCs). To gain insight into the role of BSCs in both past ecological change and current ecological evolution at the revegetation sites, we used field measurements and HYDRUS‐1D model simulations to investigate the effects of BSCs on soil hydrological processes at revegetated sites planted in 1956 and 1964 and at an unplanted mobile dune site. The results demonstrate that the formation of BSCs has altered patterns of soil water storage, increasing the moisture content near the surface (0–5 cm) while decreasing the moisture content in deeper layers (5–120 cm). Soil evaporation at BSC sites is elevated relative to unplanted sites during periods when canopy coverage is low. Rainfall infiltration was not affected by BSCs during the very dry period that was studied (30 April to 30 September 2005); during periods with higher rainfall intensity, differences in infiltration may be expected due to runoff at BSC sites. The simulated changes in soil moisture storage and hydrological processes are consistent with ongoing plant community succession at the revegetated sites, from deep‐rooted shrubs to more shallow‐rooted herbaceous species. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献