李超凡
- 作品数：15 被引量：158H指数：9
- 供职机构：中国科学院南京土壤研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国际科技合作与交流专项项目更多>>
- 相关领域：农业科学经济管理生物学天文地球更多>>
- 基于多期数据集的中亚五国土地利用/覆盖变化分析被引量：18
- 2012年
- 针对目前中亚地区土地利用变化和分布格局方面的信息相对匮乏,现有资料较为陈旧且零散,无法满足中亚生态与环境变化研究需求的现状,利用全球的UMD,DISCover,GLC2000,GlobCover2005和GlobCover2009的5期土地覆被遥感数据集,提取中亚地区长时间序列土地覆被信息。并针对上述4个土地覆被分类系统无法进行直接对比和变化分析的问题,分别将其综合为4类土地覆被类型:耕地、自然植被、水体和其他,以分析近30 a中亚土地利用/土地覆被变化趋势。中亚土地利用类型多样,草地、裸地、农田、灌丛占绝对优势。自前苏联解体以后,20世纪90年代初至2000年期间,耕地面积大幅度减少,至2010年尽管有所恢复,但仍无法达到20世纪90年代初水平。而自然植被表现出了相反的趋势,这说明在此时间段内,由于社会政治制度的变化和市场经济的建立,耕地发生了较大规模的弃耕,弃耕地通常转换为草地、灌丛等自然植被。近10 a由于社会经济条件的变化,前苏联解体后所弃耕的土地又被收复和重新开发为耕地。90年代初至2000年期间,水体呈现先减少后增加的趋势。利用全球基于多期不同信息源获得的中亚土地覆被数据,尽管分类体系不统一,但均可较好地表征当时地表覆被状况。这在一定程度上弥补了中亚地区土地覆被数据不足的现状。通过对耕地、自然植被、水体及其他土地覆被类型进行大类合并,可基本体现中亚土地覆被的宏观特征和变化趋势。
- 韩其飞罗格平白洁李均力李超凡范彬彬王渊刚
- 关键词：土地利用土地覆被变化遥感
- 天山北坡土壤有机碳δ^13C组成随海拔梯度的变化被引量：2
- 2016年
- 本文选择天山北坡三工河流域作为研究区,基于碳稳定同位素技术,分析土壤有机碳(SOC)δ^(13)C值随降雨量的变化,研究不同海拔梯度土壤剖面δ^(13)C值随采样深度的变化。结果显示,三工河流域降雨量在300mm以下的采样点,SOCδ^(13)C值随降雨量的增加呈递减趋势(R2=0.97),而降雨量在300mm^500mm的采样点,δ^(13)C值随降雨量变化不明显(R2=0.04);三工河流域纯C3植物采样点土壤剖面δ^(13)C值随采样深度呈现明显的富集效应,即土壤剖面下层δ^(13)C值大于上层,其平均差值为1.01‰,与其他相关区域研究结果一致;而沙质荒漠和土质荒漠采样点剖面下层与上层SOCδ^(13)C平均差值为4.33‰,其变化趋势与纯C3植物采样点相反,且其表层δ^(13)C值接近C4植物来源,底层接近C3植物来源,推断其地上历史植被可能经历了由C3到C4的演替过程。
- 许文强罗格平陈曦冯异星李超凡
- 关键词：碳同位素三工河流域
- 近20a中亚净初级生产力与实际蒸散发特征分析被引量：14
- 2012年
- 中亚碳、水循环在气候变异和人为活动的影响下呈现新的时空特征。但由于观测数据稀缺,生态过程特殊,植被、土壤空间异质性强,中亚植被净初级生产力(NPP)、实际蒸散发(AET)的时空特征相关信息相对不足,且时效性不高。利用全球尺度的NPP、AET、土地覆被数据,气象站点与区域气候数据分析近20 a中亚地区NPP和AET的时空特征。结果表明:与1990年相比,2000年中亚地区农田NPP增幅小于自然植被,植被总固碳量增加了254.65 Tg C;近20 a中亚地区实际总蒸散量先增后降,农田对中亚水资源散失的贡献减小,自然植被的贡献增大,自然植被与农田面积变化决定中亚总蒸散量动态;北部农田区、东部山区及山前绿洲为NPP和AET的高值区,中西部荒漠为低值区。
- 李超凡罗格平李均力范彬彬韩其飞白洁
- 关键词：净初级生产力蒸散发
- 中亚土地资源开发与利用分析被引量：15
- 2012年
- 中亚地区土地资源开发与利用研究信息资料有限,研究深度无法满足亚欧内陆干旱区社会经济可持续发展的科学要求。采用欧空局(ESA)GlobCover 2 2005年的全球陆地覆盖数据集资料和世界粮农组织(FAO)统计资料,较为系统分析了1992-2009年中亚土地资源开发与利用及其变化趋势。研究表明:(1)中亚耕地面积及作物产量呈先迅速下降后缓慢上升的趋势,耕地面积由1992年的43.1×10~4km^2(比例10.9%)下降到2000年的29.8×10~4km^2(比例7.58%),然后上升至2009年的31.6×10~4km^2(比例8.04%),但仍未恢复到1990年代初的水平;(2)林地与草地面积变化不明显,但草地载畜量变化显著。其中哈萨克斯坦2009年草地载畜量(6.25×10~7标准羊单位)仅为1992年草地载畜量(9.91×10~7标准羊单位)的63.1%;土库曼斯坦2009年草地载畜量为2.96×10~7标准羊单位,是1992年草地载畜量(1.04×10~7标准羊单位)的3倍左右;乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦草地载畜量均有不同程度的增加;(3)中亚地区土地资源生产潜力巨大,但在土地利用过程中出现了农田土壤侵蚀、土壤盐渍化和过渡放牧等生态问题,如何有效治理与防治上述问题,对中亚地区土地资源可持续利用和生态保护具有重要意义。
- 范彬彬罗格平胡增运李超凡韩其飞王渊刚李小玉艳燕
- 关键词：土地资源土地利用
- 放牧对新疆草地生态系统碳源/汇的影响模拟研究被引量：13
- 2017年
- 正确评估新疆草地生态系统碳源/汇效应,对区域尺度碳循环研究具有重要意义。放牧是新疆草地生态系统中主要的人类活动,但放牧对草地碳平衡与碳动态的影响还具有很大的不确定性。利用生态系统放牧模型Biome-BGC grazing,通过情景模拟综合评价新疆草地生态系统碳源/汇的动态。结果表明:1)1979—2007年新疆草地生态系统的碳源总量为0.38Pg C,其中由放牧导致的碳释放为0.37Pg C;2)当平均放牧率小于0.24头标准羊/hm^2时,放牧能够促进草地碳固定。研究实现了BiomeBGC grazing模型在区域尺度的应用,研究结果将有助于理解气候变化及放牧对干旱区草地生态系统碳动态变化的驱动机理,对探明干旱区草原生态系统的源/汇特征具有重要意义。
- 韩其飞罗格平李超凡黄晓东
- 关键词：草地生态系统放牧
- 准噶尔盆地南缘荒漠区土壤碳分布及其稳定同位素变化被引量：6
- 2017年
- 以亚洲中部干旱区准噶尔盆地南缘荒漠区为研究区,根据荒漠距离绿洲的距离,分别在荒漠边缘、中部和腹地设置3条样带,并采集2 m深的土壤剖面样品,研究土壤有机碳(SOC)、无机碳(SIC)含量及其稳定碳同位素的分布,探讨土壤碳变化与距绿洲距离的关系.结果表明:SOC含量随剖面土层深度增加而减少.受距绿洲距离的影响,SOC含量表现为荒漠边缘>荒漠中部>荒漠腹地.荒漠边缘SOC的δ^(13)C值范围为-21.92‰^-17.41‰,且随深度增加而递减;荒漠中部和荒漠腹地的δ^(13)C值范围为-25.20‰^-19.30‰,且随深度增加先增后减,由此推断准噶尔盆地南缘荒漠中部和腹地地表植被以C3植物为主,而绿洲边缘经历了从C3植物为主到C4植物为主的演替过程.荒漠边缘SIC平均含量为38.98 g·kg^(-1),是荒漠腹地的6.01倍,表明0~2 m深度内大量SIC在荒漠边缘呈聚集趋势.SIC的δ^(13)C值随深度增加先减后增,底层富集,主要受原生碳酸盐含量和剖面土壤CO_2的影响.
- 王娜许文强徐华君冯异星李超凡
- 关键词：土壤有机碳土壤无机碳碳稳定同位素准噶尔盆地
- 新疆夏季降水时空分布的适用性评估被引量：21
- 2013年
- 新疆气象站点稀疏且分布不均,高精度时空气象数据缺乏。基于数据同化的再分析资料,可成为解决这一问题的有效途径。利用美国国家环境预报中心再分析数据(CFSR)、欧洲中期数值预报中心再分析数据(ERA-Interim)和美国国家航空航天局再分析数据(MERRA)中的降水数据,分别与1979-2007年新疆气象观测数据和日本气象厅高分辨率亚洲陆地降水数据(APHRO)进行数理统计分析,评估了这3套再分析数据在新疆的适用性。3套再分析数据可有效表征新疆大部分地区年内降水的时空分布特征,夏季降水偏差小于100%;但未能捕捉到夏季降水的长期趋势。夏季降水的偏差与高程具有显著的相关性,这可为订正3套再分析数据、提高降水数据的精度提供技术支撑。
- 范彬彬罗格平张弛胡增运李超凡王渊刚白磊
- 关键词：ERA夏季降水
- 基于Biome-BGC模型的天山北坡森林生态系统碳动态模拟被引量：23
- 2014年
- 以天山北坡森林生态系统为对象,对Biome-BGC模型的生理生态参数进行了校正,模拟了1959—2009年气候变化及不同气候变化情景下,研究区森林生态系统净初级生产力(NPP)、碳收支(NEP)和土壤呼吸的变化趋势。结果表明:1959—2009年该区森林生态系统年均NPP为547.97 g·m-2·a-1,年均NEP为61.24 g·m-2·a-1,表现出适度的碳汇效应,但碳汇效应整体呈递减趋势;在设定的温度、降水情境下,NPP和NEP对降雨变化的敏感性,较其对气温升高的敏感性强;在平均气温升高、降雨量不变的情景下,森林生态系统NPP呈微弱增加态势,但NEP呈减少趋势,主要原因为气温升高,导致土壤呼吸增强。通过分析气温在干旱区的正负效应,表明气温升高促进了天山北坡森林生态系统的NPP;干旱胁迫在该区域不显著。
- 韩其飞罗格平李超凡叶辉冯异星
- 关键词：森林生态系统天山北坡
- 1980—2014年中亚地区植被净初级生产力对气候和CO_2变化的响应被引量：21
- 2017年
- 中亚干旱区分布着世界80%以上的温带荒漠,受气候变化影响显著。论文首先收集实验观测数据验证了干旱区生态系统模型(AEM),然后运用AEM开展数值模拟实验量化研究了1980—2014年中亚净初级生产力(NPP)的时空格局,评估了不同环境因子(降水、温度、CO_2)的相对贡献率及其交互效应。结果表明:过去35 a中亚干旱区年均NPP总量为1 125±129 TgC(1 T=10^(12))或218±25 gC/m^2。哈萨克斯坦北部地区年NPP值较高(349±39 gC/m^2),而南疆地区年NPP值较低(123±45 gC/m^2)。1980—2014年间,中亚NPP总体呈减少趋势[-0.71 gC/(m^2·a)],南疆极端干旱区的NPP降低最为显著[-2.05 gC/(m^2·a)]。相较于1980—1984年NPP均值,在1985—2014年中亚区域NPP总体降低了118 Tg(-10%)。其中CO_2施肥效应促进NPP增加了99.7 Tg(+8%),气温升高的正效应促进NPP增加了35.4 Tg(+2%),而降水减少导致NPP降低了221 Tg(-18%)。研究区内9%的地区的NPP主要控制因子为温度,主要分布在天山和哈萨克斯坦北部等高纬高寒地区。降水主控区面积占整个研究区的69%,主要分布在荒漠平原特别是南疆等植被受水分限制的区域。CO_2主控区占研究区面积的20%,主要分布在天山中山带森林区和低海拔地区等水热条件好的区域。研究表明新疆南部地区是中亚的关键生态脆弱区,其生态安全面临着气候变化的挑战,但21世纪的升温不大可能因刺激自养呼吸而对中亚区域NPP造成显著影响。
- 朱士华朱士华艳燕李超凡
- 关键词：NPP
- 天山北坡三工河流域高山林线植被与土壤的关系被引量：3
- 2016年
- 开展干旱区高山林线植被与土壤关系的研究,对干旱区乃至全球的林线成因和动态研究具有重要的理论意义。以新疆天山北坡三工河流域高山林线为研究区,结合林线植被特征,使用仪器监测数据、野外调查和实验室分析结果,对比研究不同海拔梯度和3种典型林线植被（云杉Picea schrenkiana Fisch.et Mey.、欧亚圆柏Sabina vulgaris Ant.和草地）覆被下土壤的湿度、温度、养分和其他特征。结果表明：随着海拔的升高,云杉下土壤深层（20-35 cm）湿度增加,表层（0-5 cm）湿度先降后升;夏季和春季,林线处表层土壤湿度由云杉向欧亚圆柏再向草地逐渐降低;在林线位置,生长季欧亚圆柏的深层土壤湿度明显大于云杉,冬季欧亚圆柏土壤表层温度大于云杉（温差10℃左右）。林线处土壤有效养分呈表聚现象,且云杉覆被的土壤有机质高于欧亚圆柏。林线处的植被分布可由水热条件、AK、p H和SOM进行高精度模拟;林线处的土壤属性是气候、植被和人类活动共同作用的结果。
- 戴丽罗格平许文强冯异星李艳忠李超凡
- 关键词：天山北坡林线土壤温度土壤湿度三工河流域
