基于WebGIS的新疆绿洲农田土壤信息集成与共享系统设计

土壤信息系统的构建与应用有助于加强土壤数据的信息化管理,提高土壤信息的共享性。目前土壤信息系统主要为单一专题系统,在多专题分析或与其他系统进行数据交互的实际应用中存在较多阻碍。针对这一问题,本文收集整理新疆农田土壤信息数据并建库,设计开发出基于WebGIS技术的新疆绿洲农田土壤信息集成与共享系统,系统集成了耕地地力评价、土壤改良利用分区、作物适宜性评价及测土配方施肥等四个专题功能并使之相互衔接,实现了土壤信息的在线查询与高效共享。运行结果表明,该系统降低了数据冗余,提高了数据利用效率,具有较高的稳定性和实用性,对促进新疆农业的信息化、规模化及可持续发展具有重要意义。     

察布查尔草原土壤酶活性垂直分布及土壤理化性质相关性研究

土壤酶(soil enzyme)作为土壤生态系统的组分之一,是生态系统的生物催化剂,在土壤物质循环和能量转化过程中起着重要作用。以新疆伊犁察布查尔县1191~2656 m海拔草原黑钙土为研究对象,选择土壤酶进行研究,以期解释土壤酶垂直分布特征及土壤肥力对土壤酶活性的影响。研究不同海拔及土层土壤酶活性变异特征,结果表明,过氧化氢酶活性0.237~0.722 mg·(g·20 min)^-1,碱性磷酸酶活性0.767~2.673 mg·(g·24 h)^-1,脲酶活性0.029~0.106 mg·(g·24 h)^-1,蔗糖酶活性3.384~23.801 mg·(g·24 h)^-1。土壤表层酶活性均大于中、底层,且酶活性随海拔的增加而上升,各土层、海拔间差异显著(P<0.05);通过相关性分析得知0~20 cm土层,海拔与脲酶活性呈极显著正相关(P<0.05,r=0.854^**),与蔗糖酶活性呈显著正相关(P<0.05,r=0.724^*);20~40 cm土层,海拔与碱性磷酸酶呈显著正相关(P<0.05,r=0.766^*);在40~60 cm土层,海拔与脲酶活性呈显著正相关(P<0.05,r=0.796^*)。在研究中还发现随土层的增加土壤酶活性与土壤肥力相关性降低。     

野榆钱菠菜三种异型种子幼苗的生长特性

野榆钱菠菜是新疆重要的荒漠野生牧草资源,具有褐色(非休眠类型)、黑色大、黑色小(休眠类型)3种异型种子。以种子异型性植物野榆钱菠菜为材料,对3种异型种子在自然条件下进行培育,对比观察研究3种异型种子的萌发物候及幼苗的生长特性。结果表明:1) 异型种子萌发物候不同步,萌发策略不同,褐色种子集中萌发,出苗率为74.30%,萌发期为3 d;两种黑色种子萌发期长,分散萌发,出苗率分别为6.58%(黑色大种子)和1.55%(黑色小种子),萌发期分别为21和17 d。2) 异型种子子叶存留时间长,但存留时间有差异,种子越小子叶存留时间越短。3) 褐色种子幼苗在初期其子叶长宽、根长、地上地下生物量均显著大于黑色种子幼苗,但随着幼苗的生长,3种异型种子幼苗在这些指标方面的差异逐渐缩小。4) 异型种子幼苗具有不同的生物量分配策略,褐色种子幼苗主要将养分输送到地上部分,两种黑色种子幼苗主要将养分输送到地下部分,这种不同的生物量分配策略能够使种子异型性植物在面对荒漠异质环境时具有不同的应对方式,是种子异型性植物能够长期适应荒漠异质环境的重要生态适应机制。研究结果为揭示种子异型性植物长期适应荒漠异质环境提供新的科学依据,也为“两头下注”对策理论提供新的理论基础。     

增水对伊犁绢蒿荒漠草地土壤种子库种子萌发特征的影响

为探明土壤种子库种子萌发对未来降水变化的适应机制,研究不同降水量[对照(CK)、增加5%(W_5)、增加10%(W_(10))、增加15%(W_(15))、增加20%(W_(20))、增加25%(W_(25))]对伊犁绢蒿荒漠0~5cm、5~10cm土层土壤种子库种子萌发物种组成、萌发动态及密度的影响,并对土壤种子萌发库与地上植被的相似性进行分析。结果表明:随降水量的增加,伊犁绢蒿荒漠0~5cm土层土壤种子库萌发的物种数及其萌发总密度呈增加趋势,与对照(3种,146.5粒·m~(-2))相比,增水20%及25%处理土壤种子库萌发的物种数依次显著增加3.7、4.3倍,萌发的总密度显著增加65.2%、195.6%,且土壤种子库平均萌发总量仅占种子储存量(7.2×10~3粒·m~(-2))的2.8%,而5~10cm土层也呈现相同的变化趋势,萌发数仅占土壤种子库种子储存量(1.2×10~3粒·m~(-2))的6.2%。从萌发物种看,增水显著促进串珠老鹳草、木地肤、荒漠蒲公英的萌发。随降水量的增加,伊犁绢蒿土壤种子库萌发物种与地上植被相似性呈逐渐增加趋势,相似性系数最高达0.81,且各增水处理间相似性系数也逐渐升高。总之,增水促进了伊犁绢蒿荒漠土壤种子库种子的萌发数量,提高了萌发物种数,增加其与地上植被的相似性,利于退化草地的演替与恢复。     

短期禁牧对天山北坡蒿类荒漠群落特征及其稳定性的影响

本研究以天山北坡蒿类荒漠为研究对象,采用野外调查取样的方法,探讨不同区域荒漠围栏内外群落特征和物种多样性对禁牧的响应规律,分析禁牧对生态系统稳定性的影响。结果表明,1)禁牧能改变荒漠植被功能群结构,禁牧后不同生态经济类群群落盖度和生物量分别上升40.2%~57.0%和44.4%~81.0%;2)荒漠群落物种多样性指数对短期禁牧的响应较小,但从区域上看,玛纳斯荒漠放牧区Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数比博乐和奇台显著高16.7%~20.0%,而禁牧区Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数高了8.6%~17.7%;3)短期禁牧有利于荒漠群落稳定性的维持,且稳定性可能与禁牧年限和生态环境的变化均有一定的关系。因此,短期禁牧能显著提高荒漠草地生产力,有利于群落物种多样性和群落稳定性的维持。     

水分条件对巴音布鲁克高寒湿地CO_2排放的影响

在新疆天山中部巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地,以苔草(Carex tristachya)为主要建群种的样地为研究对象,利用英国PP-systems公司生产的便携式土壤呼吸测定系统(CIRAS-2-SRC)研究了不同地表水分条件对天鹅湖高寒湿地夏季土壤CO2排放的影响。结果表明,1)湿润区的生物量大于干燥区;干燥区土壤CO2排放高于湿润区,干燥区土壤CO2排放日变化曲线为单峰曲线,CO2排放最高点出现在当地14:00-16:00,最高值为1.185 0g CO2·m-2·h-1;湿润区土壤CO2排放日变化曲线为双峰曲线,两个峰值分别出现在12:00和16:00,最高值为1.024 0g CO2·m-2·h-1。2)不同水分条件下生物量中凋落物含量影响土壤CO2排放。土壤温度是CO2排放的主要限制因子,且地表干燥区CO2排放与土壤温度的相关性更显著(P0.01)。土壤湿度与CO2排放相关性不显著(P湿润区=0.997,P干燥区=0.409)。     

放牧条件下乳用伊犁马采食量的初步研究

2013年8-10月,采用模拟采食法、群牧差额法、内外指示剂结合法在昭苏马场草甸草地上进行了放牧条件下乳用伊犁马采食量的测定。结果表明,1)同种测定方法不同月份之间测定的乳用伊犁马干物质采食量差异不显著(P0.05)。2)模拟采食法测得的干物质采食量为12.79 kg·15 h-1·匹-1,群牧差额法测得为16.39kg·d-1·匹-1,内外指示剂结合法测得为13.28 kg·d-1·匹-1。3)群牧差额法与内外指示剂结合法测定的乳用伊犁马干物质采食量之间差异不显著(P0.05),初步确定乳用伊犁马平均干物质采食量为14.83 kg·d-1·匹-1。     

不同保水处理下苏丹草光合特性研究

为了研究矿区生态修复过程中植物对不同保水措施的生理响应,以常用修复植物苏丹草为研究对象,利用CIRAS-2型(PP-Systems)光合仪测定苏丹草的光合指标,探讨高温下苏丹草对不同保水措施的生理响应,以期为矿区生态修复中的保水措施提供理论依据。结果表明：不同保水处理下苏丹草的光合速率Pn和瞬间水分利用效率WUE日变化均呈“W”型曲线,蒸腾速率Tr日变化呈“M”型曲线。苏丹草的Pn有“午休”现象存在,主要受非气孔因素的影响。影响苏丹草Pn、Tr的主要环境因子为大气CO₂浓度Ca、大气温度Tc、大气相对湿度RH。在土壤上覆盖火烧石和添加粉煤灰均显著增大了苏丹草的Pn和WUE,增强了苏丹草适应高温环境的能力。从Pn的指标来看,土壤表面覆盖火烧石处理比土壤中添加粉煤灰处理的效果好,但两者同时作用效果略低于单独用火烧石处理,原因有待进一步研究。     

添加剂对不同比例豆禾混贮饲料品质的影响

本试验以豆禾混播牧草为原料,研究蔗糖、复合菌和蔗糖+复合菌3种添加剂对混贮饲料品质的影响。结果表明:添加剂可明显降低混贮饲料的pH值,同时增加乳酸含量,降低氨态氮与总氮之间的比例,起到改善豆禾混贮饲料品质的作用。青贮发酵后,W12组合pH值为3.78,氨态氮与总氮的比为6.14%,乳酸含量高,达8.45%,发酵品质较好。     

防护条件下梭梭幼苗生长及养分吸收特性

以新疆古尔班通古特沙漠南缘管件防护与传统移栽2种方式移栽的梭梭幼苗为实验材料,通过野外监测与室内分析,探讨了管件防护条件下梭梭幼苗的生长及养分吸收特性。结果表明:整个生育期内,管件防护梭梭幼苗的各生长指标与传统移栽苗相比,增幅最大的为茎粗,其次为株高。年周期内管件防护梭梭幼苗的生物量呈递增趋势,单株生物量累积可达45.25 g·株~(-1);净增加27.10 g·株~(-1),是传统移栽苗的1.38倍(P0.05)。管件防护梭梭幼苗体内的氮素、磷素、钾素含量呈先升高后降低趋势,在同化枝生长期达到峰值,分别为11.376 g·kg~(-1)、1.066 g·kg~(-1)和23.340 g·kg~(-1),较传统移栽苗高24%、15%和8%,差异显著;而其梭梭幼苗氮素、磷素、钾素的总积累量却呈递增趋势,年净增积累量分别为0.297 g·株~(-1)、0.027 g·株~(-1)和0.560 g·株~(-1),是传统移栽苗的2.23倍、1.72倍和1.65倍;各时期梭梭幼苗体内的氮素、磷素、钾素含量及总积累量均高于传统移栽苗。