沙漠增温效应下绿洲棉花热量生产潜力分析

在新疆干旱区,由于暖季沙漠增温效应的影响,与沙漠相邻绿洲区的热量资源相对优越,为植棉提供了有利条件。但随着时空变化,绿洲棉花热量生产潜力也呈现出相应的分异规律。本文以新疆北疆玛河流域石河子平原绿洲区为例,将绿洲与沙漠联系起来考虑,分析了距沙漠不同距离梯度的绿洲区棉花热量生产潜力。结果表明:石河子平原绿洲区内,距离沙漠最近区与最远区之间棉花热量生产潜力相差389Kg/hm2,绿洲与沙漠的距离平均每增加10Km,热量生产潜力下降43Kg/hm2。暖季沙漠增温效应对绿洲棉花的热量生产潜力影响明显,沙漠对相邻绿洲区的农业生产有着正面影响,起到了除太阳外第二个热量源的作用。     

西北干旱区景观要素镶嵌结构的分形研究——以黑河流域为例

以黑河流域为区域背景，运用分形理论，定量化地研究西北干旱区景观镶嵌结构的复杂性与稳定性。研究结果表明：（1）各景观要素，按照镶嵌结构的复杂性程度（分维值D）排序，依次分别为：高山草原＞河滩地绿洲＞漫灌戈壁绿洲＞高山寒漠＞土质平地盐漠＞土质平地荒漠＞中山森林＞低滩地绿洲＞中山草原＞高山草甸＞草原化荒漠＞河湖滩地盐漠＞冰川和永久性积雪＞平沙地沙漠＞固定沙丘沙漠＞低平滩地盐漠＞人工绿洲＞荒漠草原＞居民点（城市）＞荒漠戈壁＞荒漠剥蚀戈壁＞高山草甸沼泽＞半固定沙丘沙漠＞流动沙丘沙漠＞丘陵山地荒漠＞高山灌丛草甸＞中山灌丛草原＞中山草甸草原。（2）各景观要素，按照镶嵌结构的稳定性程度（SK）排序，依次分别为：高山草原＞河滩地绿洲＞中山草甸草原＞中山灌丛草原＞高山灌丛草甸＞丘陵山地荒漠＞漫灌戈壁绿洲＞高山寒漠＞流动沙丘沙漠＞半固定沙丘沙漠＞土质平地盐漠＞土质平地荒漠＞中山森林＞低滩地绿洲＞高山草甸沼泽＞中山草原＞荒漠剥蚀戈壁＞高山草甸＞荒漠戈壁＞居民点（城市）＞荒漠草原＞草原化荒漠＞人工绿洲＞低平滩地盐漠＞固定沙丘沙漠＞平沙地沙漠＞河湖滩地盐漠＞冰川和永久性积雪。（3）在各景观要素的镶嵌结构中，高山草原是最复杂，同时也是最稳定的；自然绿洲的复杂性和稳定性都大于人工绿洲。镶嵌结构最为简单的是中山草甸草原。最不稳定的景观要素，恰恰就是维系绿洲生存的关键－冰川和永久性积雪。（4）在沙漠和荒漠化景观中，固定沙丘和平沙地沙漠的复杂性虽然高于半固定沙丘、流动沙丘、荒漠戈壁、荒漠剥蚀及壁及荒漠草原，但是其稳定性却低于半固定沙丘、流动沙丘、荒漠戈壁、荒漠剥蚀戈壁、荒漠草原及草原化荒漠。这就是说，固定沙丘并不稳定。（5）在草原景观中，荒漠草原的稳定性最差。     

沙漠绿洲农业区建立果粮间作模式体系探讨

生态环境脆弱是沙漠绿洲农业的重要限制因子，果粮间作体系是一个生态效益强而稳固、经济效益高而持续的立体农业模式。本文根据内蒙古西部沙漠绿洲的综合特点以及河套地区果粮间作实践经验，阐述了沙漠绿洲农业区建立果粮间作模式体系的重要意义，并指出建立实施该模式体系应该注意的几个关键问题。     

荒漠绿洲的形成条件和过程

绿洲分为天然绿洲和人工绿洲两大类型；绿洲的形成条件以水为基本、地形为制约、土壤为载体、植被为体现；天然绿洲的形成过程有沼泽化过程和草甸化过程，人工绿洲的形成过程有建立人工植被过程，培养优质高效农业过程及发展工业和城镇建设过程；绿洲的建设措施有：（１）巩固现有绿洲，保护山区水资源，内陆河流域上、中、下游合理分配用水，防治土壤次生盐渍化，防止土地风蚀沙化，（２）扩大和发展绿洲，根据现有水资源潜力扩大绿洲面积，外调水源发展新绿洲，加强绿洲工业和城镇建设。     

中亚与新疆绿洲农业的比较

基于实地考查和调研,应用“水热做图分析及干燥度法（K、K′值）]综合研究体系”,对中亚与新疆绿洲农区的形成条件、水热配合、分布类型及其对绿洲农业的影响进行比较研究,初步将研究区分为2大类4小类,即山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区和沙漠内河湖沿岸绿洲农区;4小类包括：① 中亚山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区;② 新疆山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区;③ 中亚沙漠内河湖沿岸绿洲农区;④ 新疆沙漠内河湖沿岸绿洲农区。不同类型绿洲农区的气候资源、土地资源以及环境和社会资源等的差异,给绿洲农业带来多方面的影响,突出表现在：① 灌溉模式。在加强水利建设、实施合理灌溉的基础上,中亚山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区应充分利用雨季降水,实施节水灌溉;而新疆山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区、中亚与新疆沙漠内河湖沿岸绿洲农区则更需强调节水灌溉。② 棉花生产。沙漠内河湖沿岸绿洲农区适合植棉;山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区气温较高,也适合植棉,但需要配套的栽培技术,海拔较高、纬度偏北区域则不能植棉。     

绿洲PRED系统及其协调初探─—以甘肃武威地区绿洲为例

本文以系统工程基本方法─—系统化、模型化和最优化为轴线，以可持续发展战略为指导，首先剖析了绿洲ＰＲＥＤ系统的组成及其基本反馈结构；其次探讨了绿洲ＰＲＥＤ模型系统，提出了以绿洲区域人口承载力为系统终端窗口的绿洲ＰＲＥＤ总体协调模型的简化建模过程及相应的数学模型；三是从最优化角度出发，探讨了绿洲ＰＲＥＤ系统协调的理论基础和一般协调模式，给出了以水土资源开发利用为中心的绿洲ＰＲＥＤ总体协调模式；最后以甘肃武威地区绿洲为例简要探讨了绿洲ＰＲＥＤ系统的协调。     

策勒绿洲地下水和地表覆被时空变化的研究

策勒绿洲是新疆典型的荒漠绿洲区，地下水是维持该绿洲及过渡带植被生长的关键因素，以绿洲灌区为主体，以2008—2015年地下水时空变化为主线，采用遥感、GS+地统计学、优化K-means聚类和空间信息叠加等方法分析绿洲地下水和地表覆被的变化特征。结果表明：（1）绿洲地下水埋深变幅最大是11号井，为9.66 m；变幅最小是25号井，为0.1 m；地下水埋深存在明显的空间自相关，相关距离为11.852 km；绿洲东北部地下水埋深明显下降，下降区域面积为184.85 km²，占绿洲面积的72%；（2）对绿洲地下水埋深进行优化K-means聚类分区，结果分为4个子区，其中第一、第二聚类中心的地下水埋深均呈现下降趋势；（3）2000—2015年绿洲土地覆盖类型发生较大转变，林地面积显著性减少了26.02 km²，草地面积增加了11.15 km²，农田向东北部明显扩增；（4）绿洲不同地表覆被类型的地下水埋深从深到浅依次为：农田>林地>草地。     

干旱区农牧结构优化模式探讨 --以黑河流域中上游为例

分析了黑河流域中上游农业的现状和问题，认为积极调整农业产业结构、优化农牧结构是今后发展的必然趋势，它不仅可以促进农区和牧区两大经济生产系统全面健康发展，繁荣区域经济，而且在资源合理配置、改善生态环境方面都有很大作用。结合现有基础提出了农牧耦合的发展模式：一是绿洲子系统内部的耦合，即中游绿洲农区合饲畜牧业与种植业的耦合；二是山地系统与绿洲系统的耦合，即山上繁殖，山下育肥模式与向山区放牧基地提供精细饲料，在牧区直接育肥模式。     

保护艾比湖生态环境的目标与途径的探讨

本文通过对艾比湖生态环境现状的具体分析，从绿洲外环境与绿洲内部环境两个方面对该地环境整治的目标与途径进行了探讨。认为，要保持该地生态环境不再恶化，必须保证该湖５００ｋｍ２左右的水面面积。资料分析表明，近期（公元２０００年）经济开发方案可满足此目标；远景年（公元２０２０年）时，必须考虑跨流域调水方能满足此目标。文章最后还就该地绿洲环境生态建设问题提出了如下意见：１．调整绿洲内部作物结构，扩大苜蓿和枸杞种植面积；２．改造中低产田，提高绿洲生产力，维持其稳定性；３．提高水资源利用率；４．加强农田防护林体系建设，力争早日达到覆盖率为６％的优化目标。     

绿洲PRED系统及其协调初探：以甘肃武威地区绿洲为例

本文以系统工程基本方法－系统化，模型化和最优化为轴线，以可持续发展战略为指导，首先剖析了绿洲ＰＲＥＤ系统的组成及其基本反馈结构，其次探讨了绿洲ＰＲＥＤ模型系统，提出了以绿洲区域人口承载力为系统终端窗口的绿洲ＰＲＥＤ总体协调模型的简化建模过程及相应的数学模型，三是从最优化角度出发，探讨了绿洲ＰＲＥＤ系统协调的理论基础和一般协调模式，给出了以水土资源开发利用为中心的绿洲ＰＲＥＤ总体协调模式；最后以甘肃     

莫索湾绿洲的建立与梭梭荒漠的动态研究

本文就古尔班通古特沙漠南缘的梭梭荒漠、在本世纪５０年代后期开发以来发生的变化，分析绿洲形成过程、依存条件及其与荒漠关系，并对绿洲界外区的生态地位、发生原因和其对策进行剖析。     

新疆绿洲防护林体系

新疆地处欧亚大陆腹地，远离海洋，四周环山，形成我国最大的内陆干旱荒漠区，绿洲面积仅占土地总面积的３．５３％。绿洲防护林体系建设，是改变绿洲面临一系列生态环境问题的重要措施。经３０多年的研究和实践，已探索出一套适合干旱荒漠地区绿洲防护林体系的建设模式。     

Hyper-spectral characteristics of rolled-leaf desert vegetation in the Hexi Corridor,China

Desert plants survive harsh environment using a variety of drought-resistant structural modifications and physio-ecological systems. Rolled-leaf plants roll up their leaves during periods of drought, making it difficult to distinguish between the external structures of various types of plants, it is therefore necessary to carry out spectral characteristics analysis for species identification of these rolled-leaf plants. Based on hyper-spectral data measured in the field, we analyzed the spectral characteristics of seven types of typical temperate zone rolled-leaf desert plants in the Hexi Corridor, China using a variety of mathematical transformation methods. The results show that:(1) during the vigorous growth period in July and August, the locations of the red valleys, green peaks, and three-edge parameters, namely, the red edge, the blue edge, and the yellow edge of well-developed rolled-leaf desert plants are essentially consistent with those of the majority of terrestrial vegetation types;(2) the absorption regions of liquid water, i.e., 1400–1500 and 1600–1700 nm, are the optimal bands for distinguishing various types of rolled-leaf desert plants;(3) in the leaf reflectance regions of 700–1250 nm, which is controlled by cellular structure, it is difficult to select the characteristic bands for differentiation rolled-leaf desert vegetation; and(4) after processing the spectral reflectance curves using a first-order differential, the envelope removal method, and the normalized differential ratio, we identify the other characteristic bands and parameters that can be used for identifying various types of temperate zone rolled-leaf desert plants, i.e., the 510–560, 650–700 and 1330–1380 nm regions, and the red edge amplitude. In general, the mathematical transformation methods in the study are effective tools to capture useful spectral information for species identification of rolled-leaf plants in the Hexi Corridor.     

绿洲农田土地系统能量转换效率与调控研究──以宁夏平原绿洲为例

该文以宁夏平原绿洲为例，并以相邻的荒漠草原区作为对比，讨论灌溉农田生态系统的本质特征──能量转换效率。为维持其系统的平衡和能量的高输出，提出了系统的调控途径。     

河西走廊绿洲灌淤土的初步研究

本文根据甘肃河西走廊绿洲灌淤土的剖面特征及理化性状，对绿洲灌淤土的形成及分类系统进行了探付，并阐述了灌淤土不同亚类的基本特征。     

新疆绿洲防护林体系结构优化模型与应用研究

本文从生态经济效益出发，采用多目标规划的方法，构建了洛浦县绿洲防护林体系结构多目标优化模型。根据模型优化结果扩大造林面积，调整林种比例，进行林网结构优化及树种优化等，结果使资源结构优化，生态效益和经济效益充分发挥。     

荒漠生态学特殊吗?

荒漠的突出特征是干旱,但荒漠生态学不是对付严重缺水的生态学,而是研究有机体对付资源(包括水)的空间斑块性、时间变化性和不可预见性、竞争者和觅食动物的生态学。对荒漠挑战的生态仅应以一年生植物最为突出。一年生植物在短暂的生长季节生长和繁殖迅速,种子休眠期长,具有有条件的可变的发芽策略。因此,一年生植物的种子是食谷动物可靠的食物资源,并使食谷动物群社维持在竞争平衡状态。多年生植物和食草动物的关系是对资源少而稳定的挑战作出的生态反应,并受放牧支配。即荒漠地区存在着稳定性与丰富性的平衡(trade—off);资源贫乏时、资源具有高度可预见性。对多年生植物和食草动物的研究表明:荒漠生态系统一般受干扰因素控制。对于任一荒漠环境,一旦给非生物环境以适当定义,就能相当准确地预见其生态。即生态学所形成的范例、原则和规律适合于一切环境。荒漠生态学除了以斑块性、干扰性、环境的不稳定性、平均资源的贫乏性以及局部而片断的丰富度为特征外,再没有什么特殊之处。荒漠生态学是一门不特殊的有用学科。     

干旱、盐胁迫条件下两种盐生植物生物量分配对策的研究

以2种一年生盐生草本植物钠猪毛菜、盐生草为试验对象,研究干旱和盐分胁迫对2种盐生植物生长和生物量分配的影响。结果表明:不同程度干旱和盐分胁迫显著影响了2种盐生植物的生长、生物量积累和生物量的分割。生长分析表明:2种盐生植物在生长率、根冠比、叶面积比方面皆存在明显可塑性,且根冠比、叶面积比的变化均受到个体发育漂变的影响;在整个营养生长期的不同处理组中,根冠比、叶面积比总体上呈逐渐降低趋势。不同干旱胁迫处理下2种盐生植物的根冠比和叶面积比的变化与最优理论和模型的预测相一致;随干旱胁迫的加重,根冠比增大而叶面积比减小。但在盐分胁迫条件下,2种盐生植物并未出现基于最优分配理论来调节生物量分配模式,且2种盐生植物根冠比和叶面积比的响应表现出明显的种间差异。此外,不同处理组间植物生物量分配特征(根冠比、叶面积比)的差异,往往只存在于生活史的某一时期,在整个营养生长期间,并不自始至终保持一致。     

Partitioning evapotranspiration of desert plants under different water regimes in the inland Heihe River Basin,Northwestern China

Plant transpiration (T), soil evaporation (E), and the proportion of evaporation in evapotranspiration (ET), and their patterns of change were analyzed in a desert habitat along the middle and lower reaches of the Heihe River Basin, Gansu Province, China. Typical desert plants with different life forms were selected and small lysimeter observations were conducted; various species were measured under two soil water regimes using 50% (FC 50%) and 20% (FC 20%) of field capacity in 2 years. Under the FC 50% treatment the observed ratio of T to ET of desert plants was less than one-third, making the ratio of E to ET greater than two-thirds; the proportion of T to ET of desert plants increased to above 40%, and that of E declined to below 60% under the FC 20% treatment. The lowest T of desert plants was 130–140 mm based on the plant crown projection area. The characteristic coefficient of ET of desert plants was twice that of the characteristic coefficient of transpiration. This study found that when ET was measured for the same desert plant species growing in different regions, the ET differed significantly (P < 0.05) under the same water regimes; when comparing different plant species in the same region no obvious differences in the transpiration water requirement and ET were observed. The proportion of T in ET increased significantly and E in ET decreased markedly (P < 0.05), if the soil moisture content declined to where the plants experienced water stress.     

石羊河流域下游民勤荒漠植物光谱特征分析

选取石羊河流域下游民勤10种典型荒漠植物进行地面反射光谱测定,通过分析荒漠植物光谱特征、红边参数及对比荒漠植物与农作物光谱数据,提取荒漠植物识别的波段和所需波段光谱分辨率。结果表明:1)10种荒漠植物具有相似的光谱曲线形状,但是不同荒漠植物种由于叶子的组织结构、色素含量和含水量不同,使得反射率大小又具有各自的特点;5个波段区间光谱曲线差异显著,用于识别荒漠植物。2)荒漠植物红边位置都靠近长波方向;沙蒿的红边幅值最大,锦鸡儿最小;沙拐枣的红边面积最大,泡泡刺最小。3)荒漠植物光谱反射特征在680nm、970nm、1450nm和2190nm附近与农作物有较大差异,光谱分辨率在可见光和近红外波段需要30nm或更窄,在中红外波段需要50nm或更窄。