台兰河绿洲灌区土地利用变化与水资源动态研究

基于2000年和2005年的遥感影像,利用RS,GIS及景观生态学方法,对台兰河绿洲灌区2000-2005年的土地利用进行监测,并分析了不同时期台兰河绿洲灌区水资源开发利用程度.对研究区土地利用与水资源动态变化关系进行了分析.结果表明,2000-2005年耕地面积和水域面积年均增加分别为3 603.8 hm2和151.4 hm2;绿洲林地和草地大面积减少,减少量分别为2 247.07 hm2和14 325.9 hm2,相应地绿地面积减少了165 72.97 hm2;草地和林地等生态用地的减少是灌区耕地增加的主要来源,转移比例分别为13.97%和5.93%.地表来水量不断减少的情况下,灌区地下水开采量从1989年的5.91×106m3增加到2003年的1.39×107m3,灌溉面积和机井数量不断增大,地下水开采强度日益增加,地下水水位呈日益下降的趋势.农业用水所占比例过大,生态用水逐渐缩减.     

干旱区农田灌溉前后土壤水盐时空变异性研究

通过田间土壤剖面取样,测定了新疆奇台县干旱区农田灌溉前、灌溉后1 周和3 周土壤水盐的时空变异特征。结果表明: 灌溉前, 剖面各层土壤含水量较低(15.25%~16.70%), 且呈中等(偏弱)变异性; 剖面上部(40 cm 以上)土壤盐分呈强变异性, 而下部为中等(偏强)变异性。灌溉后1 周, 除0~20 cm(弱变异性)外, 其他土层水分及剖面下部盐分变异性未变, 但变异系数均减小, 上部土壤盐分转为中等(偏强)变异性; 剖面平均土壤含水量升高10.51%, 脱盐率达8.94%, 其中, 表层(0~20 cm)土壤水分增加率(118.48%)及脱盐率(20.86%)最大, 底层(100~120 cm)水分增加率(40.54%)及脱盐率(-6.93%)最小。灌溉后3 周与1 周相比, 各层(除80~100 cm 土层)水分及盐分的变异性保持不变, 但水分的变异系数增大, 而盐分的变异系数减小; 剖面平均含水量减少5.20%, 表层(0~20 cm)失水率(36.47%)最大, 80~100 cm 失水率(7.31%)最小; 表层土壤积盐率(4.55%)约为20~40 cm 土层的12 倍; 而40 cm 土层以下仍处于脱盐阶段, 40~80 cm 土壤脱盐率减小, 80~120 cm 土层脱盐率(9.03%)增大。     

基于分维模型的台兰河流域土地利用变化研究

以新疆台兰河流域1990年、2000年和2005年土地利用数据为例,将分形理论应用于土地利用空间分布及其变化的研究中,定量分析干旱内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及各土地利用类型随时间的变化趋势,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:各种土地利用类型都具有空间分形特征,分维数是面积、斑块数量和平均斑块面积等单项指标有机结合的综合表现,是综合表征土地利用变化空间格局的定量指标。1990年、2000年和2005年不同土地利用分维数的排序分别为:水域工矿居民用地耕地草地未利用地林地;水域工矿居民用地草地耕地林地未利用地;水域工矿居民用地草地林地耕地未利用地。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体土地利用分形维值分别为1.5993,1.5986,1.6079,流域土地利用的分维数呈现先减后增的趋势,土地利用空间结构趋于复杂化,土地利用类型有扩张的趋势。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体空间结构稳定性指数分别为0.1720,0.1563,0.1435,说明整个流域土地利用类型的空间结构稳定性逐渐下降。     

土壤渗透系数测定与计算方法的探讨

为准确地测定土壤渗透系数,采用能态学的观点,分析了双环入渗法和环刀法测定土壤饱和渗透系数时饱和土体中压力势的分布规律,根据达西定律定量研究了双环入渗法和环刀法测定土壤渗透系数的计算方法。结果表明,土壤饱和渗透系数大于双环入渗法测定的稳定入渗速率;当采用双环入渗法和环刀法测定土壤的饱和渗透系数时,土壤剖面土壤水压力势分布规律不同。因此,这2种测定方法对应的计算饱和渗透系数的公式也不同。     

艾比湖流域近40年来土地利用与覆被动态变化研究

土地利用与覆被变化(LUCC)是全球环境变化的研究焦点,定量评估土地利用变化对区域土地资源可持续利用具有重要意义。选择干旱区典型代表区域———新疆自治区艾比湖流域为研究区,基于1970年和2009年2期的LUCC数据,利用数学模型和ArcGIS分析了艾比湖流域1970—2009年近40 a来土地利用与覆被的变化过程。结果表明,在整个研究时段内耕地和城乡建设用地面积在不断增加,其中耕地面积的年平均变化率为5.21%,城乡建设用地为5.62%,其它土地利用类型的面积均减少;耕地和草地、未利用地与草地之间的转化比较明显;城乡建设用地的动态变化最大,水域的动态变化最小;转入贡献率中占优势的主要是未利用地、草地和耕地,转出贡献率占优势的主要是未利用地和草地。     

干旱区绿洲-荒漠化演变中的水足迹表征研究——以新疆天山北坡为例

以新疆天山北坡为研究区,首先利用改进后的方法计算了研究区的水足迹,然后在水足迹时空变化和荒漠化格局演变分析的基础上,建立天山北坡荒漠化与水足迹之间的关系,并从水足迹的角度对天山北坡绿洲荒漠化的过程机制进行了分析。结果表明:(1)1960—2007年,天山北坡水足迹呈现较为明显的上升趋势,同时,水足迹结构发生了明显的变化。(2)天山北坡各市县当地生产水足迹的空间差异明显。(3)研究区荒漠面积与水足迹之间存在显著的负相关性。(4)调整地区生产结构(特别是农业)和改善区域居民的消费模式都有利于减轻干旱区水资源压力,对干旱区荒漠化的预警和防治具有重要的战略启示。     

干旱区棉田土壤剖面有机碳和全氮含量垂直分布特征及碳储量变化

 以休闲地为对照,对准葛尔盆地南缘典型干旱区棉田土壤有机C、全N垂直分布状况进行了研究。结果表明：（1）从垂直分布上看,土壤有机碳、全N、C/N随着土壤深度的增加而降低,且0~30 cm土层明显高于30 cm以下。棉花生长初期,棉田与休闲地有机碳含量差异不明显;到生长后期,棉田与休闲地有机碳含量差异明显,并且休闲地土壤有机碳逐月下降。（2）棉田土壤全N与土壤有机碳含量之间存在显著的线性正相关;（3）棉田土壤有机碳储量变化情况, 棉花开始生长时,0~30 cm和0~90 cm土层有机碳储量降低,到花期（7月）时最低;而随着棉花生长逐渐放缓（8月末）,由于凋落物分解输送到土壤表层,有机碳储量呈现增加趋势。而休闲地有机碳储量由于没有凋落物的输入而逐月降低。总之,与休闲地相比,棉田土壤有机碳含量更高,土壤碳储量增加。     

新疆南部农田裸地土壤呼吸变化特征

于2012-06-28-2013-01-08在新疆焉耆盆地设置农田裸土桶装培养试验,采用动态密闭气室法(Li-8100,USA),监测地表温度和土壤呼吸地表通量的日变化和季节变化.试验包括3个处理:原土、含1.25％和2.5％玉米秸秆的混合土.结果表明:①土壤呼吸速率日变化特征均呈单峰型曲线,最高值出现在12:00-16:00,最低值在5:00-7:00.②土壤呼吸速率季节变化特征为:夏季最大,冬季最小.其中,在夏季有2个峰值:出现在7月中下旬和8月中下旬.通过相关性分析发现:3个处理土壤呼吸速率与地表温度的相关性在夏季均不显著(P＞0.05),在秋季均呈极显著相关(R2＞0.90,P＜0.01),在冬季均呈显著相关(R2 ＞0.40,P＜0.05).夏季和冬季的土壤呼吸温度敏感性(用Q10值表示)分别为1.21 ～1.52和1.65 ～2.25.     

膜下滴灌棉花早衰发生的可能机制研究—从生长与养分的角度

与漫灌相比,膜下滴灌棉花更易出现早衰问题,而植物养分状况的变化可能是其原因之一。本文在田间试验基础上,以漫灌为对照,分7次采样,对膜下滴灌棉花的生长发育及养分状况进行了研究。结果表明,膜下滴灌棉花在生育后期出现了明显的早衰现象。与漫灌相比,在结铃后期（播种后125 d）,膜下滴灌棉花地上部生长量明显高于漫灌,根系正好相反,致使其冠根比较漫灌更高。而从结铃后期至吐絮期（播种后160 d）,由于地上部生长量的急剧下降（叶片及蕾铃大量脱落所致）及根系生长的停滞,膜下滴灌棉花冠根比也随之降低。对棉花叶片养分状况进行分析发现,在生长发育后期,无论漫灌还是膜下滴灌,棉株下部叶片氮、磷含量均比中、上部叶片低,但钾含量与此相反,而且膜下滴灌棉花上部叶片钾含量明显低于漫灌,其地上部平均钾含量也较漫灌处理低。以上试验结果说明,膜下滴灌棉花早衰的发生可能是由于过大的地上部生长量及更少的根系造成对钾的供需矛盾引起的。     

新疆城乡居民虚拟水消费结构及其用水效率评价

水足迹模型是评估人类消费结构对水资源影响的有效方法。结合1995~2007 年的统计资料, 运用水足迹模型, 对新疆城乡居民虚拟水消费结构进行综合评价, 并引入水文和社会水资源稀缺度、集约利用度等指标, 考察城乡居民用水效率。结果表明: 1995~2007 年间新疆全社会总水资源足迹呈现上升趋势, 从1995 年的108.95×10⁸ m³ 上升到2007 年的158.40×10⁸ m³, 增幅达45.4%; 城镇居民虚拟水消费结构多样性指数平均值比农村居民高0.69, 说明城镇居民的虚拟水消费结构更加合理; 不同社会群体的消费多样性指数呈上升趋势,表明居民消费品分布逐步分散化, 饮食结构单一化在逐步改善; 水资源集约利用度从1995 年的7.58 上升到2007 年的22.22, 水资源利用效率有较明显提高。