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The changing characteristics of potential climate productivity in Gansu Province during nearly 40 years

近40a甘肃省气候生产潜力时空变化特征



全 文 :
          生 态 学 报
              (SHENGTAI XUEBAO)
    第 31 卷 第 1 期    2011 年 1 月  (半月刊)
目    次
青藏高原东缘林线杜鹃-岷江冷杉原始林的空间格局 缪  宁,刘世荣,史作民,等 ( 1 )………………………
季风常绿阔叶林不同恢复阶段藤本植物的物种多样性比较 李帅锋,苏建荣,刘万德,等 ( 10 )………………
越冬和复苏时期太湖水体蓝藻群落结构的时空变化 顾婷婷,孔繁翔,谭  啸,等 ( 21 )………………………
海南新村湾海草床主要鱼类及大型无脊椎动物的食源 樊敏玲,黄小平,张大文,等 ( 31 )……………………
广西涠洲岛造礁珊瑚种群结构的空间分布 梁  文,张春华,叶祖超,等 ( 39 )…………………………………
宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨根系分布特征及其与根系吸水的关系 席本野,王  烨,贾黎明,等 ( 47 )…
干旱河谷-山地森林交错带土壤水分与养分特征 刘  彬,罗承德,张  健,等 ( 58 )……………………………
信号分子水杨酸减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的副效应 易小林,杨丙贤,宗学凤,等 ( 67 )……
UV-B辐射对南方红豆杉生活史型和紫杉烷类含量的影响 于景华,李德文,庞海河,等 ( 75 )………………
模拟氮沉降对石栎和苦槠幼苗土壤呼吸的影响 李  凯,江  洪,由美娜,等 ( 82 )……………………………
环渤海湾地区连作苹果园土壤中酚酸类物质变化 孙海兵,毛志泉,朱树华 ( 90 )………………………………
不同施肥方法对马来沉香和土沉香苗期根系生长的影响 王  冉,李吉跃,张方秋,等 ( 98 )…………………
秋华柳和枫杨幼苗对镉的积累和耐受性 贾中民,魏  虹,孙晓灿,等 (107)……………………………………
祁连山北坡退化林地植被群落的自然恢复过程及土壤特征变化 赵成章,石福习,董小刚,等 (115)…………
中国北方农牧交错带 C3 草本植物 δ13C与温度的关系及其对水分利用效率的指示
刘贤赵,王国安,李嘉竹,等 (123)
……………………………
………………………………………………………………………………
不同退耕模式细根(草根)分解过程中 C动态及土壤活性有机碳的变化
荣  丽,李守剑,李贤伟,等 (137)
………………………………………
………………………………………………………………………………
黑龙江省完达山东部林区东北虎猎物生物量 周绍春,张明海,孙海义 (145)……………………………………
生态保护项目对大熊猫栖息地的影响 张玉波,王梦君,李俊清 (154)……………………………………………
石灰和 EM处理条件下土壤动物群落在落叶分解中的变化 高梅香,张雪萍 (164)……………………………
基于 EPG的麦长管蚜、麦二叉蚜和禾谷缢管蚜取食行为比较 苗  进,武予清,郁振兴,等 (175)……………
对映-贝壳杉烷型二萜类化合物对土壤纤毛虫群落的毒性效应 宁应之,杜海峰,王红军 (183)………………
红脂大小蠹种群空间格局地统计学分析及抽样技术 潘  杰,王  涛,宗世祥,等 (195)………………………
山西不同生态型大豆种质资源蛋白亚基的变异 王燕平,李贵全,郭数进,等 (203)……………………………
施肥和覆膜垄沟种植对旱地小麦产量及水氮利用的影响 李廷亮,谢英荷,任苗苗,等 (212)…………………
近 40a甘肃省气候生产潜力时空变化特征 罗永忠,成自勇,郭小芹 (221)………………………………………
基于 GIS的农村住区生态重要性空间评价及其分区管制———以兴国县长冈乡为例 谢花林,李秀彬 (230)…
农户收入差异对生活用能及生态环境的影响———以江汉平原为例 杨  振 (239)………………………………
河北省耕地生态经济系统能值指标空间分布差异及其动因 王  千,金晓斌,周寅康,等 (247)………………
土地利用对石漠化地区土壤团聚体有机碳分布及保护的影响 罗友进,魏朝富,李  渝,等 (257)……………
专论与综述
景观格局-土壤侵蚀研究中景观指数的意义解释及局限性 刘  宇,吕一河,傅伯杰 (267)……………………
美国煤矿废弃地的生态修复 张成梁,B. Larry Li (276)…………………………………………………………
农田土壤食物网管理的原理与方法 陈云峰,胡  诚,李双来,等 (286)…………………………………………
学术信息与动态
旱地、荒漠和荒漠化:探寻恢复之路 ———第三届国际荒漠化会议述评 吕一河,傅伯杰 (293)…………………
期刊基本参数:CN 11-2031 / Q*1981*m*16*296*zh*P* ¥ 70. 00*1510*33*2011-01
书生态学报2011,31(1):0221—0229
Acta Ecologica Sinica
http:/ / www. ecologica. cn
基金项目:国家863计划项目(2002AA2Z4191)
收稿日期:20100428;    修订日期:20101110
通讯作者Corresponding author. Email:chengzy@ gsau. edu. cn
近40a甘肃省气候生产潜力时空变化特征
罗永忠1,成自勇1,,郭小芹2
(1.甘肃农业大学林学院,甘肃兰州  730070;2. 甘肃省武威市气象局,甘肃武威  733000)
摘要:根据甘肃省69个气象站1971—2007年温度和降水资料,采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型计算了全省温度生
产潜力、降水生产潜力和气候生产潜力,分析了影响气候生产潜力的气候驱动力,用经验正交函数(EOF)分析其时空变化特征。
结果表明:温度生产潜力显著增加,降水生产潜力略有减少,平均气候生产潜力为733. 86 kg·hm -2·a -1,呈逐渐减少趋势。区域
差异性明显,呈东南—西北递减,陇南山区>陇东高原>陇中高原>甘南草原>河西走廊,气候生产潜力以1997年为转型年。
增湿和增温均有利于气候生产潜力的增加,但增湿增益更为显著,另气候的暖干化趋势是研究区气候生产潜力减少的重要
原因。
关键词:气候生产潜力;Thornthwaite Memorial模型;经验正交函数;时空特征;甘肃省
The changing characteristics of potential climate productivity in Gansu Province
during nearly 40 years
LUO Yongzhong1,CHENG Ziyong1,,GUO Xiaoqin2
1 College of Forestry in Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China
2 Wuwei Meteorological Bureau. Wuwei 733000,China
Abstract:The potential climate productivity refers to the proper highest biological yield or agricultural yield in per unit area
when climatic resources such as the light,heat,and water are fully used while the other conditions such as soil,nutrient,
carbon dioxide,and so on are under the most suitable status. Gansu Province is the main dry land farming agricultural
region in northwestern China. Because of the low natural productivity,its agricultural production still partly relies on
climatic conditions,mainly depending on the environmental factors such as the light,heat and water resources and their
changes. It has very important theoretical and practical significance in reasonably using of climatic resources,fully
displaying the potential climatic productivity,improving productivity application level,and providing valuable advices for
agricultural production to study the potential climatic dynamics and its main influence factors.
Based on the temperature and precipitation data in 69 meteorological stations during 1971 to 2007 in Gansu province,
the temporal and spatial distribution of the potential temperature productivity,precipitation productivity,and climatic
productivity and their dynamics were analyzed using Miami model and Thornthwaite Memorial model. At the same time,the
spatial and temporal dynamics characteristics of potential climatic productivity in the recent 40 years were analyzed using the
EOF function and the MannKendall statistical method. Also,the driving forces to the dynamics of potential climatic
productivity in Gansu province were analyzed. The results showed that the potential temperature productivity was
significantly increased while the potential precipitation productivity was slightly decreased in the recent 40 years with their
conversion year in 1997and 1994. The mean potential climatic productivity in Hexi Corridor,Gannan Grassland,Middle
Gansu Plateau,Eastern Gansu Plateau,Southern Gansu province were 313. 36,741. 72,763. 85,867. 52,982. 86
kg·hm -2·a -1,respectively. Besides,the potential climatic productivity was obviously increased from 1979 to 1996 with its
conversion year in 1997,and the conversion year was 1997 while significantly and continually decreased from 1997 to 2007.
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 藻糟燥造燥早蚤糟葬援 糟灶
栽澡藻 糟燥则则藻造葬贼蚤燥灶 糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼泽 遭藻贼憎藻藻灶 贼澡藻 责燥贼藻灶贼蚤葬造 糟造蚤皂葬贼蚤糟 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 葬灶凿 贼澡藻 皂藻葬灶 葬灶灶怎葬造 责则藻糟蚤责蚤贼葬贼蚤燥灶袁 葬灶凿 遭藻贼憎藻藻灶 贼澡藻
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葬凿凿蚤贼蚤燥灶袁 贼澡藻 憎葬则皂藻则 葬灶凿 凿则蚤藻则 糟造蚤皂葬贼蚤糟 糟澡葬灶早蚤灶早 贼则藻灶凿 糟葬灶 葬早早则葬增葬贼藻 贼燥 贼澡藻 则藻凿怎糟贼蚤燥灶 燥枣 贼澡藻 责燥贼藻灶贼蚤葬造 糟造蚤皂葬贼藻 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠援
运藻赠 宰燥则凿泽院 糟造蚤皂葬贼蚤糟 责燥贼藻灶贼蚤葬造 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠曰 贼澡燥则灶贼澡憎葬蚤贼藻 皂藻皂燥则蚤葬造 皂燥凿藻造曰 耘韵云曰 泽责葬贼蚤燥贼藻皂责燥则葬造 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟曰
郧葬灶泽怎 孕则燥增蚤灶糟藻
甘肃省地处黄土尧青藏和蒙古三大高原交汇地带袁是我国西北主要旱作农业区域遥 自然生产力水平较低袁
农业生产至今未能全面摆脱野靠天吃饭冶的局面袁农业生产主要取决于区域的光尧热和水资源等环境因子及其
变化咱员暂 遥 在全球气候变暖背景之下袁在现有生产力水平保持不变的前提下袁植物生产潜力将会普遍下降咱圆鄄源暂 遥
作物产量下降尧农业生产水资源短缺尧粮食产量波动等一系列问题变得更为现实和迫切遥 因此袁研究气候生产
潜力变化规律及其主要影响因子袁对于合理利用气候资源袁充分发挥气候生产潜力袁提高生产力应用水平袁指
导农业生产袁具有重要的理论和现实意义遥
气候生产潜力是指当其它条件渊如土壤尧养分尧二氧化碳等冤处于最适状况时袁充分利用光尧热尧水气候资
源时袁单位面积土地上可能获得的最高生物学产量或农业产量咱缘鄄苑暂 遥 基于气候资源的差异性袁气候生产潜力
必然具有差异性遥 近年来袁国内外对气候生产潜力的研究已经取得不少成果咱愿鄄圆猿暂 袁并建立了一些比较成熟的
模型咱圆源鄄圆远暂 袁如根据植物生产量与气温尧降水相关而建立的 酝蚤葬皂蚤 模型尧表征农作物光温生产力的宰葬早藻灶蚤早藻灶 模
型和农业生态区域 粤耘在 模型尧通过蒸散量模拟植物生产量的 栽澡燥则灶贼澡憎葬蚤贼藻 酝藻皂燥则蚤葬造 模型等袁为气候生产潜力
的研究提供了重要的理论基础遥 由于 酝蚤葬皂蚤 模型能够反映在自然状态下袁 水热单因子对潜在生产力的影响袁
栽澡燥则灶贼澡憎葬蚤贼藻 酝藻皂燥则蚤葬造模型以体现多个气象要素综合影响的年平均实际蒸散量来建模袁涵盖了太阳辐射尧温度
降水尧饱和度和风等气象因子袁更接近生产实际袁因此袁本研究利用多年气象资料袁运用 酝蚤葬皂蚤 模型尧
栽澡燥则灶贼澡憎葬蚤贼藻 酝藻皂燥则蚤葬造模型分析全省温度生产潜力尧降水生产潜力和气候生产潜力时空分布及其变化规律袁同
时利用 耘韵云 经验正交函数及 酝葬灶灶鄄运藻灶凿葬造造 非参数统计方法咱员苑鄄员愿袁圆苑暂 袁深入研究了近 源园葬 全省气候生产潜力的
时空演变特征袁并对甘肃省气候生产潜力变化的驱动力做了分析袁为指导全省农业生产袁因地制宜尧充分利用
气候资源尧提高生产力水平及农业可持续发展创造有利环境遥
员摇 区域概况和研究方法
员援 员摇 研究区概况
甘肃省土地面积 源缘援 源源 伊 员园源噪皂圆袁地理位置介于 猿圆毅员员忆要源圆毅缘苑忆晕和 怨圆毅员猿忆要员园愿毅源远忆耘之间袁境内地貌复
杂袁山地尧高原尧平川尧河谷尧沙漠尧戈壁交错分布遥 年平均气温在 园要员远益之间袁年日照时数为 员苑园园要猿愿园园澡袁年
降水量在 猿缘要苑缘园皂皂袁降水多集中在 远要愿 月份袁占全年降水量的 缘园豫要苑园豫 袁气候资源分布极度不均遥 全省
农业用地面积占 缘远豫 袁人均占有耕地 员愿园远援 苑皂圆袁主要作物有小麦尧玉米尧马铃薯尧糜子尧胡麻尧甜菜尧棉花尧大麻尧
圆圆圆 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿员 卷摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 藻糟燥造燥早蚤糟葬援 糟灶
图 员摇 甘肃省气候区划图
云蚤早援 员摇 悦造蚤皂葬贼藻 扎燥灶蚤灶早 皂葬责 燥枣 郧葬灶泽怎 孕则燥增蚤灶糟藻
当归尧党参等遥
甘肃地形狭长袁按照气候尧地形特征及地理位置可
将全省划分为五大区域渊图 员冤袁其中陇南山区为暖温带
湿润区袁是秦岭的西延部分袁包括成县尧康县尧徽县等地
市曰陇中高原为温带半湿润区袁位于甘肃中部袁包括永
靖尧永登尧兰州等地市曰陇东高原为温带半干旱区袁陕尧
甘尧宁三省渊区冤交汇处袁居黄土高原西端袁水土流失严
重袁包括环县尧庆阳尧平凉等地市曰甘南草原为高寒湿润
区袁位于甘肃省西南部袁南临四川袁西界青海袁以高寒草
甸草原为主袁包括夏河尧东乡尧广河等地市曰河西走廊为
暖温带干旱区袁东起乌鞘岭袁 西至甘新交界处星星峡袁
南以祁连山尧阿尔金山为界袁 北与内蒙古自治区相邻袁
绿洲尧戈壁和沙漠广泛分布袁包括马鬃山尧敦煌尧安西尧玉
门镇尧鼎新尧金塔尧肃北尧酒泉尧高台尧临泽尧肃南尧张掖尧民乐尧山丹尧永昌尧武威尧民勤尧古浪尧乌鞘岭等地市遥
本文主要数据源为甘肃省 远怨 个气象台站温度与降水资料渊员怨苑员要圆园园苑 年冤袁该时段内数据完整袁无缺失遥
员援 圆摇 气候生产潜力模型
酝蚤葬皂蚤模型为院
再贼 越猿园园园 辕 渊员 垣 藻员援 猿员缘 原 园援 员员怨贼冤 渊员冤
再则 越猿园园园 辕 渊员 原 藻 原 园援 园园园远远源则冤 渊圆冤
式中袁贼为年平均温度渊益冤袁则为年降水量渊皂皂冤袁藻 越 圆援 苑员愿猿袁再贼尧再则分别为由年平均温度尧年降水量决定的
生产潜力渊噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员冤遥
栽澡燥则灶贼澡憎葬蚤贼藻 酝藻皂燥则蚤葬造模型为院
再藻 越猿园园园渊员 原 藻 原园援 园园园怨远怨缘渊灾 原 圆园冤 冤 渊猿冤
灾 越 员援 园缘砸 辕 咱员 垣 渊员援 园缘砸 辕 蕴冤圆暂员 辕 圆 渊源冤
蕴 越 猿园园 垣 圆缘栽 垣园援 园缘栽猿 渊缘冤
式中袁砸为年平均降水量渊皂皂冤袁蕴 为年平均最大蒸散量渊皂皂冤袁蕴 是年平均温度 栽 的函数袁再藻为由蒸散量
决定的生产潜力渊噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员冤遥
员援 猿摇 酝葬灶灶鄄运藻灶凿葬造造检验
酝葬灶灶鄄运藻灶凿葬造造非参数统计方法的优点在于样本并不需要遵从一定的分布袁也不受少数异常值干扰袁检测
范围宽尧定量化程度高遥
对具有 灶个样本量的时间序列 载袁构造其秩序列院
杂噪 越 移则蚤 渊噪 越 圆袁猿袁噎袁灶曰蚤 越 员袁圆袁噎袁噪冤 渊远冤
其中袁当 曾蚤 跃 曾躁渊 躁 越 员袁圆袁噎袁蚤冤时袁则蚤 越员曰否则 则蚤 越园
定义统计量 哉云噪 越 咱杂噪 原 耘渊 杂噪冤暂 辕 渊灾葬则渊杂噪冤冤员 辕 圆 摇 渊噪 越员袁圆袁噎袁灶冤 渊苑冤
其中袁哉云员 越 园袁耘 渊 杂噪 冤尧灾葬则 渊 杂噪 冤是 杂噪的均值和方差遥 哉云蚤为标准正态分布袁给定显著性水平 琢袁若
∣ 哉云蚤∣ 跃 哉琢袁则序列存在明显的趋势变化遥
员援 源摇 耘韵云经验正交函数
耘韵云经验正交函数又称为主分量分析方法袁在对变量场特征进行分解时能将多个变量的大部分信息最
大限度地集中在有限个独立变量的主分量上袁即将 皂个空间点 灶 次观测值构成变量 载皂 伊 灶分解为 责 个空间特
征向量和对应的时间权重系数的线性组合院载皂 伊 灶 越 灾皂 伊 责栽责 伊 灶
猿圆圆摇 员 期 摇 摇 摇 罗永忠摇 等院近 源园葬甘肃省气候生产潜力时空变化特征 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 藻糟燥造燥早蚤糟葬援 糟灶
撰 越
姿员 园 撰 园
园 姿圆 撰 园
酝 酝 撰 园
园 园 撰 园
记 粤 越 载窑载栽 渊愿冤
灾栽粤灾 越 撰袁其中 灾尧撰分别是 粤阵特征向量组成的正交阵渊即空间函数冤和特征值组成的对角阵遥 时间函
数满足 栽窑栽栽 越 撰袁则 栽 越 灾栽 伊 载
员援 缘摇 气候生产潜力的驱动力分析
以 栽澡燥则灶贼澡憎葬蚤贼藻 酝藻皂燥则蚤葬造气候生产潜力模型为基础袁假定在降水不变的条件下袁温度每增加 员益袁气候生
产潜力的变化定义为 驻再贼员曰在温度不变时袁降水每增加 员园皂皂袁气候生产潜力的变化定义为 驻再则圆袁前者表示增
温效应袁后者表示增湿效应袁模拟气候生产潜力在该条件下的变化情况袁即气候生产潜力的驱动效应遥
圆摇 特征分析
圆援 员摇 温度生产潜力与降水生产潜力特征
根据酝蚤葬皂蚤模型对全省温度生产潜力渊再贼冤与降水生产潜力渊再则冤平均状况进行分析渊图 圆冤袁可以看出院渊员冤
近 源园葬温度生产潜力趋势显著增加渊再贼 越 猿援 缘远圆员载 垣 员员远员援 猿冤袁降水生产潜力略有减少渊再则 越 原 园援 远愿怨圆载 垣
远愿怨郾 苑源冤曰渊圆冤通过累积距平分析发现袁温度生产潜力转折点为 员怨怨苑 年袁其中 员怨苑员要员怨怨远 年倾向系数 员援 员缘源苑袁
员怨怨苑要圆园园苑 倾向系数 员援 源怨怨苑曰而降水生产潜力转折点为 员怨怨源 年袁员怨苑员要员怨怨猿 年倾向系数 原 员援 圆怨猿袁员怨怨源要
圆园园苑 年倾向系数 远援 远远远员袁生产潜力发生了显著变化袁这实质上是对气候变化的积极响应遥
图 圆摇 甘肃省温度生产潜力渊再贼冤与降水生产潜力渊再则冤变化趋势
云蚤早援 圆摇 栽澡藻 糟澡葬灶早蚤灶早 贼则藻灶凿 燥枣 栽藻皂责藻则葬贼怎则藻 责燥贼藻灶贼蚤葬造 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 渊再贼冤 葬灶凿 责则藻糟蚤责蚤贼葬贼蚤燥灶 责燥贼藻灶贼蚤葬造 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 渊再则冤 蚤灶 郧葬灶泽怎
圆援 圆摇 气候生产潜力特征
根据 栽澡燥则灶贼澡憎葬蚤贼藻 酝藻皂燥则蚤葬造模型对研究区各地的气候生产潜力计算得出袁平均气候生产潜力河西走廊为
猿员猿援 猿远 噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员袁甘南草原为 苑源员援 苑圆 噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员袁陇中高原为 苑远猿援 愿缘 噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员袁陇东高原为 愿远苑援 缘圆
噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员袁陇南山地为 怨愿圆援 愿远 噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员遥 用 酝葬灶灶鄄运藻灶凿葬造造非参数检验分析发现袁员怨苑怨要员怨怨远 年气候生
产潜力明显增加曰员怨怨苑 年是转型点袁员怨怨苑要圆园园苑 年气候生产潜力显著减少且趋势具有持续性遥 对气候生产潜
力与年均气温和年均降水量进行 孕藻葬则泽燥灶相关分析可知袁 其与研究时段年均温度相关系数为 园援 园源袁年均降水
量相关系数为 园援 怨源渊砸 越 园援 缘远愿远 跃 砸园援 园员冤袁因此袁降水量是决定甘肃省气候生产潜力的主导因子遥
为了分析气候生产潜力与实际粮食产量的关系袁 验证气候生产潜力估算的精度袁 本研究利用甘肃省 远圆
个县市 员怨怨怨要圆园园圆 年 源 葬平均粮食单产与气候生产力作双轴曲线进行对比渊图 猿冤袁 结果表明院除河西走廊
外袁研究区粮食实际单产多不足气候生产潜力的 猿园豫 袁但二者的变化趋势基本一致袁相关性显著 渊砸 越
园郾 远怨远鄢鄢冤袁这意味着这些地区粮食产量受气候变化的制约影响袁只要充分利用好气候资源袁粮食单产的提高
尚有足够的空间曰河西走廊属于灌溉农业区袁粮食生产不仅依赖于气候资源袁还依赖于水资源的调配和利用袁
源圆圆 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿员 卷摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 藻糟燥造燥早蚤糟葬援 糟灶
气候对粮食产量不是唯一的影响因子袁在灌溉水的协同作用下袁气候利用率更高袁因此河西走廊金塔尧酒泉尧高
台尧临泽等地实际产量甚至高于气候产量袁这也是河西走廊成为重要产粮区的原因之一遥
图 猿摇 甘肃省气候生产潜力与粮食单产对比分析
云蚤早援 猿摇 悦燥灶贼则葬泽贼 遭藻贼憎藻藻灶 早则葬蚤灶 责则燥凿怎糟贼蚤燥灶 葬灶凿 责燥贼藻灶贼蚤葬造 糟造蚤皂葬贼藻 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠
圆援 猿摇 气候生产潜力区域分布特征
研究区气候生产潜力空间分布呈东南要西北递减趋势袁最低值出现在河西走廊的敦煌渊苑源援 缘圆 噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员冤袁
最高值出现在水热条件较好的陇南山地的徽县渊员园怨源援 猿怨 噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员冤袁全省平均为 苑猿猿援 愿远 噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员遥 如
果忽略地形影响袁从气候生产潜力平均分布状况看袁陇南山区 跃陇东高原 跃陇中高原 跃甘南草原 跃河西走廊
渊图 源冤遥
河西走廊在 圆园 世纪 愿园要怨园 年代为减少时段袁圆园园园 年以来为增加明显曰甘南草原持续缓慢增加曰陇中陇
东高原 怨园 年代明显减少袁圆园园园 年以来略有增加曰陇南山区 愿园 年代增加显著袁怨园 年代以后减少明显遥
图 源摇 区域气候生产潜力分布图
云蚤早援 源摇 栽澡藻 则藻早蚤燥灶葬造 责燥贼藻灶贼蚤葬造 糟造蚤皂葬贼藻 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 糟澡葬灶早藻
圆援 源摇 气候生产潜力 耘韵云变化特征
对研究区气候生产潜力进行 耘韵云分析袁在特征向量方差贡献值中第一特征向量累计方差为 怨怨援 猿员豫 袁可
以认为在甘肃省气候生产潜力场中使用第一特征向量就足以揭示对象的整体分布特征遥
气候生产潜力第一特征向量的空间分布图渊图 缘冤表明袁全省气候生产潜力表现出高度一致性渊姿蚤 跃园冤袁总
体形成南高北低尧东多西少的分布特征袁但地理差异依然明显袁在东尧西两端分别有一个极值中心院高值区在陇
南山地的徽县鄄康县附近袁低值区在河西走廊的敦煌一带袁等值线在酒泉鄄民乐之间分布密集袁说明河西走廊中
缘圆圆摇 员 期 摇 摇 摇 罗永忠摇 等院近 源园葬甘肃省气候生产潜力时空变化特征 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 藻糟燥造燥早蚤糟葬援 糟灶
部气候生产潜力受地理环境影响变化很大袁区域特征差异显著袁农业生产状况地域性明显遥
图 缘摇 甘肃省气候生产潜力 耘韵云第一特征向量空间分布
云蚤早援 缘摇 栽澡藻 枣蚤则泽贼 藻蚤早藻灶增藻糟贼燥则 糟澡葬灶早藻泽 燥枣 耘韵云 泽责葬贼蚤葬造 凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶 燥枣 责燥贼藻灶贼蚤葬造 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 蚤灶 郧葬灶泽怎
摇 图 远摇 甘肃省气候生产潜力 耘韵云 第一特征向量时间系数累积距
平变化
云蚤早援 远 摇 栽澡藻 贼蚤皂藻 糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼泽 糟怎皂怎造葬贼蚤增藻 葬灶燥皂葬造赠 燥枣 耘韵云 枣蚤则泽贼
藻蚤早藻灶增藻糟贼燥则 燥枣 贼澡藻 糟造蚤皂葬贼藻 责燥贼藻灶贼蚤葬造 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 蚤灶 郧葬灶泽怎
对第一特征向量对应的时间序列值进行累积距平
分析渊图 远冤袁可以看出袁过去 源园葬 来甘肃省气候生产潜
力呈逐渐减少的变化趋势袁倾向系数为 原 苑援 愿源袁其中
员怨怨园 年尧员怨怨苑 年分别是极大值尧极小值年份遥 具体来
说袁苑园 年代后期到 怨园 年代中期属于气候生产潜力的高
值期袁虽然期间亦有明显波动袁但总体呈上升趋势曰
员怨怨猿要员怨怨苑 年急剧下降袁员怨怨苑 年达到最低袁员怨怨愿要圆园园苑
年有所增加袁但增幅较小遥 气候生产潜力的时间系数特
征与气候密切相关袁尤其与降水量显著相关袁其相关性
达到 怨远援 圆豫 袁且通过 园援 园员 信度检验袁进一步表明降水
是影响气候生产潜力变化的最关键因素遥
圆援 缘摇 气候变化对气候生产潜力的驱动
为了进一步探讨气候生产潜力受单要素影响的变化袁基于气候生产潜力模型袁模拟气候生产潜力在气候
变化条件下的变化情况袁即气候生产潜力的驱动效应袁可以看出院
渊员冤河西走廊尧甘南草原尧陇中高原尧陇东高原尧陇南山地在增温驱动下气候生产潜力增益分别为 缘援 缘员尧
圆远援 愿远尧圆园援 猿缘尧圆猿援 怨猿尧圆缘援 猿源袁在增湿驱动下增益分别为 圆苑援 愿怨尧猿源援 圆圆尧猿员援 圆圆尧猿猿援 员源尧猿源援 源怨袁增湿增温均有利于
全省农业的发展袁但增湿增益更为显著袁尤其对河西走廊农业发展具有促进作用遥
渊圆冤在增温驱动下形成 猿 个显著的增益中心院最大中心在甘南草原的玛曲附近渊猿苑援 员愿冤曰次大中心在陇南
山区的康县鄄徽县袁最后为河西走廊东部的乌鞘岭一带遥 河西走廊西部地区尤其是临近沙漠边缘地带袁增温使
其气候生产潜力增幅几乎为零渊图 苑冤袁这意味着气候变暖将严重抑制这一地区的农业发展进程遥
渊猿冤增湿驱动下最大值是玛曲和康县渊 跃 源园冤袁陇南山区和甘南草原两个高值区的覆盖范围增大并逐步向
陇中尧陇东高原地区延伸袁增湿驱动尤其使河西走廊中西部地区增益显著渊图 愿冤遥 可以认为降水是全省农业
发展的主要驱动力袁降水增加将能有效提高气候生产潜力袁极大的改善农业生产收益遥
远圆圆 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿员 卷摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 藻糟燥造燥早蚤糟葬援 糟灶
图 苑摇 气温升高对甘肃气候生产潜力的驱动效应
云蚤早援 苑摇 栽澡藻 凿则蚤增蚤灶早 藻枣枣藻糟贼 燥枣 责燥贼藻灶贼蚤葬造 糟造蚤皂葬贼藻 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 憎蚤贼澡 憎葬则皂蚤灶早
图 愿摇 降水增加对甘肃气候生产潜力的驱动效应
云蚤早援 愿摇 栽澡藻 凿则蚤增蚤灶早 藻枣枣藻糟贼 燥枣 责燥贼藻灶贼蚤葬造 糟造蚤皂葬贼藻 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 憎蚤贼澡 责则藻糟蚤责蚤贼葬贼蚤燥灶 蚤灶糟则藻葬泽蚤灶早
猿摇 结论与讨论
渊员冤甘肃省平均气候生产潜力为 苑猿猿援 愿远 噪早窑澡皂 原圆窑葬 原员袁空间分布为陇南山区 跃陇东高原 跃陇中高原 跃甘
南草原 跃河西走廊曰气候生产潜力时间特征总体表现为单峰曲线袁员怨苑怨要员怨怨远 为升高时期袁员怨怨苑 年是转折点袁
员怨怨苑要圆园园苑 年气候生产潜力持续降低遥 气候生产潜力与实际产量相关系数为 园援 远怨远遥
渊圆冤 气候变化对气候生产潜力的驱动分析表明袁增湿和增温对全省农业均具有正效应袁增温效应为
缘郾 缘员要圆缘援 猿源袁增湿效应为 圆苑援 愿怨要猿源援 源怨袁增湿效应更为显著袁尤其对河西走廊农业发展具有促进作用遥 增温
驱动有 猿 个增益中心院甘南草原西南部尧陇南山地东南部尧河西走廊东部袁这些地区由于常年温度较低袁温度是
限制作物生长的主要因素袁故增温对气候生产潜力的驱动较大遥 河西走廊西部由于地处沙漠边缘袁高温干旱
使植物生长缓慢袁其增温增益几乎为零袁而一旦遇到降水袁植物即可迅速吸收水分袁达到较大的生长量袁故河西
走廊中西部地区增湿增益显著遥 增湿驱动下陇南山地和甘南草原两个高值区的覆盖范围增大并逐步向陇中尧
陇东高原延伸遥
苑圆圆摇 员 期 摇 摇 摇 罗永忠摇 等院近 源园葬甘肃省气候生产潜力时空变化特征 摇
澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援 藻糟燥造燥早蚤糟葬援 糟灶
渊猿冤年均降水量与气候生产潜力相关系数达 园援 怨猿愿袁而年均气温与气候生产潜力相关系数仅为 园援 园源袁降水
是研究区气候生产潜力变化的主要驱动力遥
由于降水是研究区气候生产潜力变化的主要驱动力袁降水增加将会有效提高气候生产潜力袁极大的改善
农业生产收益袁因此实施旱作农业节水尧改善并充分利用好有限的水资源是保障农业大面积增产的关键所在遥
研究区区域性差异大袁气候生产潜力与农业生产活动的差异性及针对性特征明显袁依据气候生产潜力特征分
析结果袁提出如下措施院
渊员冤河西走廊应加快农业节水技术的推广与转化袁突出农艺节水和生物节水技术的研究与推广袁以土壤
水分调控为中心袁把重点控制灌溉水深层渗漏转移到抑制区域水分的无效蒸发及作物光合水分利用效率的提
高上袁大力研究和推广节水型种植结构调整尧调亏灌溉尧免耕覆盖种植尧设施农业等适应干暖气候条件下的高
效节水农业技术体系袁充分利用该区域气候资源遥
渊圆冤陇中与陇东高原开展以推广玉米双垄沟播尧全覆盖等旱作农业为重点的技术体系袁加快农业抗旱体
系建设袁继续加大水利基础设施建设力度袁提高抗旱节水能力袁通过间作尧套种等加大复种面积袁提高对气候资
源的利用效率袁为气候干化背景下农业可持续发展创造有利环境遥
渊猿冤陇南山地要发展集雨灌溉为主的雨养生态农业袁大力推广经济作物袁促进用水结构的合理调整袁充分
利用该区域较丰富的降水遥
渊源冤甘南草原应提高对气候资源的利用效率袁把生态环境保护与建设作为重点袁加大畜牧业生产遥
气候的暖干化趋势对研究区未来农业发展提出了严峻的挑战遥 为此袁研究区必须科学调整农业生产格
局袁趋利避害袁因地制宜袁为充分利用气候资源尧提高生产力水平及农业可持续发展创造有利环境遥
砸藻枣藻则藻灶糟藻泽院
咱 员 暂 摇 阅藻灶 运 匀袁允蚤怎 匀袁载蚤燥灶早 宰袁 再葬灶早 载援 栽澡藻 陨皂责葬糟贼泽 燥枣 悦造蚤皂葬贼藻 悦澡葬灶早藻 燥灶 粤早则蚤糟怎造贼怎则藻 蚤灶 悦澡蚤灶葬援 悦澡蚤灶藻泽藻 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻 月怎造造藻贼蚤灶袁 圆园园远袁圆圆渊缘冤院
源猿怨鄄源源员援
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糟造蚤皂葬贼藻 糟澡葬灶早藻援 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 砸藻泽藻葬则糟澡 蚤灶 贼澡藻 粤则蚤凿 粤则藻葬泽袁 圆园园缘袁圆猿渊圆冤院圆园圆鄄圆园愿援
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咱员缘暂摇 蕴蚤怎 阅 载袁 阅燥灶早 粤 载袁 载怎藻 宰 载袁 在澡葬灶早 孕 蕴袁 云藻蚤 载 蕴援 陨皂责葬糟贼 燥枣 悦造蚤皂葬贼藻 宰葬则皂蚤灶早 燥灶 粤早则蚤糟怎造贼怎则藻 蚤灶 郧葬灶泽怎 孕则燥增蚤灶糟藻援 孕则燥早则藻泽泽 蚤灶 郧藻燥早则葬责澡赠袁 圆园园缘袁
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咱员愿暂摇 在澡葬灶早 匝袁 阅藻灶早 在 再袁 在澡葬燥 再 阅袁 匝蚤葬燥 允援 栽澡藻 蚤皂责葬糟贼泽 燥枣 早造燥遭葬造 糟造蚤皂葬贼蚤糟 糟澡葬灶早藻 燥灶 贼澡藻 葬早则蚤糟怎造贼怎则藻 蚤灶 灶燥则贼澡憎藻泽贼 悦澡蚤灶葬援 粤糟贼葬 耘糟燥造燥早蚤糟葬 杂蚤灶蚤糟葬袁 圆园园愿袁
渊园猿冤院员圆员园鄄员圆员愿援
咱员怨暂摇 阅藻灶早 在 再袁 在澡葬灶早 匝袁 蕴蚤怎 阅 载袁 孕怎 允 再袁 郧怎燥 匀袁 在澡怎葬灶早 再 云袁 在澡葬灶早 酝 悦袁 在澡葬灶早 匀 蕴援 耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 悦造蚤皂葬贼藻 宰葬则皂蚤灶早 燥灶 悦则燥责责蚤灶早 杂贼则怎糟贼怎则藻 葬灶凿 悦则燥责
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咱圆园暂摇 蕴蚤怎 阅 载袁 在澡葬燥 匀 再袁 阅燥灶早 粤 载袁 再葬灶早 杂 匀援 陨皂责葬糟贼 燥枣 悦造蚤皂葬贼藻 宰葬则皂蚤灶早 燥灶 杂怎皂皂藻则鄄粤怎贼怎皂灶 悦则燥责 孕造葬灶贼蚤灶早 杂贼则怎糟贼怎则藻 蚤灶 郧葬灶泽怎 孕则燥增蚤灶糟藻援 允燥怎则灶葬造
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参考文献院
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咱员缘暂摇 刘德祥袁董安祥袁薛万孝袁张平兰袁费晓玲援 气候变暖对甘肃农业的影响援 地理科学进展袁 圆园园缘袁 渊园圆冤院源怨鄄缘愿援
咱员愿暂摇 张强袁邓振镛袁赵映东袁乔娟援 全球气候变化对我国西北地区农业的影响援 生态学报袁 圆园园愿袁 渊园猿冤院员圆员园鄄员圆员愿援
咱员怨暂摇 邓振镛袁张强袁刘德祥袁蒲金涌袁郭慧袁张宇飞袁张谋草袁张惠玲援 气候变暖对甘肃种植业结构和农作物生长的影响援 中国沙漠袁 圆园园苑袁
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咱圆园暂摇 刘德祥袁赵红岩袁董安祥袁杨苏华援 气候变暖对甘肃夏秋季作物种植结构的影响援 冰川冻土袁 圆园园缘袁 渊园远冤院愿园远鄄愿员圆援
咱圆员暂摇 苏占胜袁陈晓光袁黄峰袁杨淑萍援 宁夏农牧交错区渊盐池冤草地生产力对气候变化的响应中国沙漠袁 圆园园苑袁 渊园猿冤院源猿园鄄源猿缘援
咱圆圆暂摇 侯琼袁郭瑞清袁杨丽桃援 内蒙古气候变化及其对主要农作物的影响援 中国农业气象袁 圆园园怨袁 渊园源冤院缘远园鄄缘远源援
咱圆猿暂摇 陈国南援用迈阿密模型测算我国生物生产力的初步尝试援自然资源学报袁员怨愿苑袁圆渊猿冤院圆苑园鄄圆苑愿
咱圆源暂摇 赵安袁赵小敏援 云粤韵鄄粤耘在法计算气候生产潜力的模型及应用分析援江西农业大学学报袁员怨怨愿袁圆园渊源冤院缘圆愿鄄缘猿猿
咱圆苑暂摇 魏凤英援现代气候统计诊断与预测技术援北京院气象出版社袁圆园园苑院 圆猿员鄄圆远怨
怨圆圆摇 员 期 摇 摇 摇 罗永忠摇 等院近 源园葬甘肃省气候生产潜力时空变化特征 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 1 January,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Spatial pattern analysis of a Rhododendron-Abies virginal forest near timberline on the eastern edge of Qinghai-Tibetan Plateau, China
MIAO Ning, LIU Shirong, SHI Zuomin, et al ( 1 )………………………………………………………………………………
Changes of liana species diversity in different restoration stages of monsoonal broad-leaved evergreen forest
LI Shuaifeng, SU Jianrong, LIU Wande, et al ( 10 )
…………………………
………………………………………………………………………………
Investigation on spatio-temporal pattern of cyanobacterial community structure by T-RFLP during overwinter and recruitment
period in Taihu Lake GU Tingting, KONG Fanxiang, TAN Xiao,et al ( 21 )……………………………………………………
Food sources of fish and macro-invertebrates in a tropical seagrass bed at Xincun Bay, Southern China
FAN Minling, HUANG Xiaoping, ZHANG Dawen, et al ( 31 )
………………………………
……………………………………………………………………
Spatial pattern of Scleractinian coral Population Structure in Weizhou Island, Beihai, Guangxi
LIANG Wen,ZHANG Chunhua,YE Zuchao,et al ( 39 )
………………………………………
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Property of root distribution of triploid Populus tomentosa and its relation to root water uptake under the wide-and-narrow row
spacing scheme XI Benye, WANG Ye, JIA Liming, et al ( 47 )…………………………………………………………………
Soil nutritional properties and moisture gradient of the ecotone between dry valley and montane forest of the Minjiang River
LIU Bin, LUO Chengde, ZHANG Jian, et al ( 58 )
…………
………………………………………………………………………………
Signal chemical salicylic acid mitigates the negative effects of drought on photosynthesis and membrance lipid peroxidation of
purple majesty YI Xiaolin,YANG Bingxian,ZONG Xuefeng,et al ( 67 )…………………………………………………………
Effects of supplementary UV-B radiation on life cycle forms and the accumulation of taxanes of Taxus chinensis var. mairei
YU Jinghua, LI Dewen, PANG Haihe, et al ( 75 )
…………
…………………………………………………………………………………
Effect of simulated nitrogen deposition on the soil respiration of Lithocarpus glabra and Castanopsis sclerophylla
LI Kai, JIANG Hong, YOU Meina, et al ( 82 )
………………………
……………………………………………………………………………………
Changes of phenolic acids in the soil of replanted apple orchards surrounding Bohai Gulf
SUN Haibing,MAO Zhiquan,ZHU Shuhua ( 90 )
………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Growing dynamic root system of Aquilaria malaccensis and Aquilaria sinensis seedlings in response to different fertilizing methods
WANG Ran,LI Jiyue, ZHANG Fangqiu, et al ( 98 )
……
………………………………………………………………………………
Accumulation and tolerance of Salix variegate and Pterocarya stenoptera seedlings to cadmium
JIA Zhongmin, WEI Hong, SUN Xiaocan, et al (107)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
Dynamics of vegetation structure and soil properties in the natural restoration process of degraded woodland on the northern slope
of Qilian Mountains, northwestern China ZHAO Chengzhang, SHI Fuxi, DONG Xiaogang, et al (115)…………………………
Relationship between temperature and δ13C values of C3 herbaceous plants and its implications of WUE in farming-pastoral zone
in North China LIU Xianzhao, WANG Guoan, LI Jiazhu, et al (123)……………………………………………………………
Carbon dynamics of fine root (grass root) decomposition and active soil organic carbon in various models of land use conversion
from agricultural lands into forest lands RONG Li, LI Shoujian, LI Xianwei, et al (137)………………………………………
Prey biomass of the Amur tiger (Panthera tigris altaica) in the eastern Wanda Mountains of Heilongjiang Province, China
ZHOU Shaochun, ZHANG Minghai,SUN Haiyi (145)
…………
………………………………………………………………………………
The impact of conservation projects on iant Panda Habitat ZHANG Yubo, WANG Mengjun, LI Junqing (154)………………………
Fluctuation of soil fauna community during defoliation decomposition under lime and EM treatment
GAO Meixiang, ZHANG Xueping (164)
……………………………………
……………………………………………………………………………………………
Comparative of feeding behaviors of Sitobion avenae, Sitobion graminum and Rhopalosiphum padi (Homoptera: Aphididae) using
electrical penetration graph (EPG) MIAO Jin, WU Yuqing, YU Zhenxing, et al (175)…………………………………………
Toxic effects of ent-kaurane diterpenoids on soil ciliate communities NING Yingzhi, DU Haifeng, WANG Hongjun (183)……………
Geostatistical analysis and sampling technique on spatial distribution pattern of Dendroctonus valens population
PAN Jie, WANG Tao, ZONG Shixiang, et al (195)
………………………
………………………………………………………………………………
Variation analysis of protein subunits of soybean germplasms of different eco-types in Shanxi
WANG Yanping, LI Guiquan, GUO Shujin, et al (203)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of fertilization and plastic film mulched ridge-furrow cultivation on yield and water and nitrogen utilization of winter wheat
on dryland LI Tingliang, XIE Yinghe, REN Miaomiao,et al (212)………………………………………………………………
The changing characteristics of potential climate productivity in Gansu Province during nearly 40 years
LUO Yongzhong,CHENG Ziyong,GUO Xiaoqin (221)
………………………………
………………………………………………………………………………
Spatial assessment and zoning regulations of ecological importance based on GIS for rural habitation in Changgang Town, Xinguo
county XIE Hualin,LI Xiubin (230)………………………………………………………………………………………………
Influences of rural households′ income differences on living energy consumption and eco-environment: a case study of Jianghan
Plain, China YANG Zhen (239)……………………………………………………………………………………………………
Spatial differences and its driving factors of emergy indices on cultivated land eco-economic system in Hebei Provence
WANG Qian,JIN Xiaobin, ZHOU Yinkang, et al (247)
………………
……………………………………………………………………………
Effects of land use on distribution and protection of organic carbon in soil aggregates in karst rocky desertification area
LUO Youjin, WEI Chaofu, LI Yu, et al (257)
………………
……………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Implication and limitation of landscape metrics in delineating relationship between landscape pattern and soil erosion
LIU Yu, LÜ Yihe, FU Bojie (267)
………………
…………………………………………………………………………………………………
Ecological reclamation and restoration of abandoned coal mine in the United States ZHANG Chengliang,B. Larry Li (276)…………
Managing farmland soil food web: principles and methods CHEN Yunfeng, HU Cheng, LI Shuanglai, et al (286)…………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊★
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊 Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊 Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
  ★《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1. 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
    编辑部主任: 孔红梅                    执行编辑: 刘天星  段  靖
生  态  学  报
(SHENGTAI  XUEBAO)
(半月刊  1981 年 3 月创刊)
第 31 卷  第 1 期  (2011 年 1 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
 
(Semimonthly,Started in 1981)
 
Vol. 31  No. 1  2011
编    辑  《生态学报》编辑部
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