伊犁河谷坡面管理措施对表层土壤储水和草被恢复的影响

研究不同坡面土壤水分变化和草地植被生长状况,可为退化草地恢复管理提供参考。通过监测灰钙土和棕红土两种土壤类型坡面表层土壤水分和植被生长状况,分析了枯草覆盖、水平沟、增渗孔、补灌等不同坡面管理措施对草被恢复的影响,结果表明:降雨量越大,各处理表层土壤含水量的增幅越大,恢复到稳定状态的时间越长,最长可达22天;综合3场不同量级的降雨来看,降雨后水平沟处理拦蓄雨水的效果最好,其土壤含水量在灰钙土坡面上较对照高1.8百分点,在棕红土坡面上较对照高8.3百分点;降雨后表层土壤含水量恢复到稳定状态期间,枯草覆盖处理表层土壤含水量与对照差异最大,在灰钙土上高0.8百分点,在棕红土上高2.9百分点;两种土壤类型上,几种坡面管理措施均对草地植物生长有显著影响,其中效果最好的是枯草覆盖,与对照相比,灰钙土坡面植被覆盖度提高了33.9百分点、地上生物量提高了257.6%,棕红土坡面植被覆盖度提高了41.6百分点、地上生物量提高了67.3%。采取适当的坡面管理措施,可促进草地植物的生长,实现退化草地的生态修复。     

有机酸添加对不同磷肥用量棉田磷素状况和产量的影响

【目的】 研究有机酸添加对不同磷肥用量棉田磷素状况和产量的影响。【方法】 采用大田试验方法,在不同磷肥P₂O₅用量处理（0、50、100和150 kg/hm²）的基础上,设置对照（CK）和有机酸添加（OA）处理,测定棉花不同生育期土壤速效磷、植株生物量和吸磷量、籽棉产量、计算棉田磷肥利用率及磷平衡。【结果】 （1）随磷肥用量增加,土壤速效磷表现出先增加后略有降低趋势;在对照处理,土壤速效磷（花铃期和吐絮期）在MAP₁₀₀处理达到最大值,而在有机酸添加处理,土壤速效磷在MAP₅₀处理最高。（2）植株累积吸磷量表现出随施磷量增加而先增加后略有降低趋势;在对照处理,植株累积吸磷量在MAP₁₀₀处理达到最高,而在有机酸添加处理时,在MAP₅₀处理即达到最高;有机酸添加也提高了磷素向生殖器官的分配比例。（3）在对照处理,籽棉产量表现出随施磷量增加而增加趋势,在MAP₁₅₀处理产量最高（5 220 kg/hm²）;而在有机酸添加处理,籽棉产量表现出随施磷量增加而先增加后降低趋势,在MAP₁₀₀处理最高（5 194 kg/hm²）。（4）在不添加有机酸时,磷肥利用率表现出随施磷量增加而先升高后降低趋势,在MAP₁₀₀处理磷肥利用率最高（32.97%）;而在添加有机酸时,磷肥利用率表现出随施磷量增加而降低趋势,在MAP₅₀处理最高（32.92%）。【结论】 有机酸添加可在较低化学磷肥P₂O₅用量时（推荐用量：45 kg 有机酸+ 100 kg/hm²）,提高土壤磷素有效性、植株吸磷量,促进磷素向生殖器官分配,提高籽棉产量和棉田磷肥利用率。     

基于面向对象的无人机遥感影像荒漠植被分类

荒漠植被分布稀疏且叶面普遍较小,导致影像中植被光谱特征较弱,分类难度较大。为提高荒漠植被分类精度,选取古尔班通古特沙漠为研究区,以无人机遥感影像和数字表面模型为数据源,采用面向对象的随机森林算法,在去相关拉伸光谱信息增强基础上对荒漠植被进行分类,分析去相关拉伸前后分类精度的变化。结果表明：基于去相关拉伸并结合面向对象和随机森林算法的轻、中、重度沙漠化区总体分类精度分别为91.01%、95.34%、93.18%,较原始影像分类精度分别提升19.94%、16.10%、17.61%,实现了对荒漠植被的高精度分类,从而为获取荒漠区植被分布状况以及荒漠化监测提供参考。     

玛纳斯河流域耕地利用潜力评价

科学准确地评价耕地质量是制定农业土地利用总体规划的基础。对玛纳斯河流域典型农田的土壤进行田间采样和室内分析化验,结合地下水埋深和土壤理化性质的调查数据,筛选土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质含量、土壤pH 值、总盐含量、地下水埋深7个指标,采用模糊数学方法,构建了耕地利用潜力评估模型。评估结果表明:研究区耕地处在缺氮、少磷、丰钾状态,以中潜力和中高潜力为主,占总面积的72.68%;高潜力和低潜力区面积较小,占研究区总面积的27.32%。该模型和评价方法可为流域土地利用及开发提供理论依据。     

基于CSLE模型的天山北坡中段山区水力侵蚀时空变化特征及影响因素研究

掌握天山北坡土壤水蚀分异的空间规律及其驱动力,对生态预警和土壤侵蚀防治具有重要意义,为天山北坡区域生态环境的综合治理提供理论依据和数据支持。以天山北坡中段山区为例,基于中国土壤流失方程(Chinese Soil Loss Equation,CSLE),采用野外调研、地理信息系统、数理统计和地理探测器等方法,定量分析2000—2018年研究区土壤水力侵蚀的时空格局特征(面积,强度和地理分布),借助地理探测器探究降雨、地形、土壤、植被对土壤水力侵蚀强度的内在驱动力。结果表明:(1)2000—2018年天山北坡中段山区土壤水力侵蚀强度主要以微度、轻度侵蚀为主,分别占总面积的32.34%～40.87%、33.36%～43.01%。近20 a的微度、轻度侵蚀的面积均呈下降趋势(-26.70 km~2·a~(-1)、-77.47 km~2·a~(-1)),而其他侵蚀强度的面积均呈上升趋势(22.10～30.96 km~2·a~(-1)),总体上土壤水力侵蚀强度处于增加趋势。(2)整体土壤侵蚀模数呈乌鲁木齐市昌吉市阜康市呼图壁县玛纳斯县沙湾县石河子市。天山北坡中段山区侵蚀强度的空间分布与降雨、地形、土壤、植被密切相关,土壤类型为棕钙土、草毡土、栗钙土,植被覆盖度小于15%、坡度大于15°和降雨量在400～450 mm范围内的地区为高风险侵蚀区域。(3)分异性的大小由因子探测器中q值来度量,其q值越大,该影响因素对土壤侵蚀空间分布的解释力越强,呈降雨(0.49)土壤类型(0.17)坡度(0.11)植被覆盖度(0.10)。不同影响因素通过交互作用明显增强土壤侵蚀空间异质性,及植被覆盖度与降雨因子的耦合作用,q值增幅极大,确定土壤侵蚀重点治理区域对全面土壤侵蚀防治具有重要意义。     

近40a玛纳斯河流域典型土地利用变化特征与趋势分析

[目的]分析玛纳斯河流域典型土地利用/覆被变化特征,为该区域土地资源合理规划与开发提供科学参考.[方法]基于多源遥感影像,运用GIS技术和土地利用变化模型,重建玛纳斯河流域典型绿洲区近40a土地利用/覆被变化过程,并定量分析变化的状态与趋势.[结果]1975 ～2015年,研究区内占主导的土地利用/覆被类型始终为耕地、草地和未利用地.研究时段末期,耕地成为研究区面积最大的地类.研究区土地利用综合状态与趋势指数从初期的0.48增至末期的0.62,整体为0.75,面积净变化指数和综合变化指数均为先减小后增加,但仍未达到研究初期水平.各地类在研究时段内均呈现阶段性非平衡态势,耕地、林地、建设用地和未利用地在研究时段中期和末期呈极端不平衡态势.[结论]近40a来,研究区土地利用发生较大变化,耕地的迅速扩张和林地、草地的减少是其最显著的特征.整个时段内,区域土地利用/覆被总体处于不平衡状态,四个子时段呈现由准平衡状态向极端不平衡状态转变的趋势.     

埋藏对10种短命植物种子萌发特性的影响北大核心CSCD

选择分布于准噶尔荒漠的10种短命植物,研究在野外埋藏条件下种子萌发特性及其与种子大小和形状的关系,探讨荒漠短命植物的种群更新对策及生态适应机制。结果表明：当年结实的短命植物种子萌发率和萌发速率较低,说明大部分种子存在休眠现象;埋藏9个月后短命植物的种子萌发情况表现出差异,可根据萌发格局将植物种分为3类：埋藏促进型（如旱麦草、庭荠、甘新念珠芥、小车前、柯尔车前、鳞果海罂粟）、埋藏抑制型（如弯果胡卢巴）和埋藏不变型（如角果毛茛、鸟头荠、播娘蒿）;当年结实种子和沙埋种子的萌发率、萌发速率与种子大小无显著相关关系,而当年结实种子和沙埋种子萌发速率与种子形状呈正相关关系。总之,埋藏后短命植物种子萌发特性及休眠释放差异显著,是该物种长期适应沙漠环境形成异质的种群更新对策及生态适应机制。     

干湿交替和模拟氮沉降对巴音布鲁克高寒湿地土壤CO2排放的影响

为探讨干湿交替和模拟氮沉降对高寒湿地土壤CO_2排放的规律,以新疆巴音布鲁克高寒湿地土壤为研究对象,通过室内模拟控制试验,研究水分变化下[100%、70%、50%、40%和25%WFPS(土壤充水孔隙度Water filling soil porosity)]氮添加N0(0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、N10(10 kg·hm~(-2)·a~(-1))和N100(100 kg·hm~(-2)·a~(-1))处理对巴音布鲁克高寒湿地土壤CO_2排放的影响。研究结果表明:土壤CO_2排放速率及累积排放量随WFPS值及氮添加量的增大而增加。一个循环,土壤由干到湿的过程中,初期土壤CO_2排放速率最高,随后随着水分减少,土壤CO_2排放速率呈降低趋势;首次干湿循环土壤CO_2累积排放量最大。土壤TN、NO_3~--N、NH_4~+-N、SOC含量均随土壤水分和氮添加量的增加而增加,而土壤SON随土壤水分和氮添加量的增加而减少。水分与土壤CO_2排放速率呈极显著正相关,氮添加与CO_2排放亦呈正相关。除了土壤SON、SOC含量与土壤CO_2排放速率呈负相关关系外,土壤TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与CO_2排放都呈现出正相关关系。     

黏土矿物组成对天山北坡土壤变性特征的影响

【目的】调查天山北坡是否分布有变性特征的土壤,通过测定其黏土矿物组成,探讨新疆变性土壤发育的内在矿物学机制。【方法】使用传统野外调查方法,研究天山北坡11个土壤剖面,根据裂隙、滑擦面、楔状结构等诊断特性的发育状况划分其变性化程度。测定了研究剖面28个土壤发生层的线胀系数和黏土矿物中蒙皂石的含量,并探讨其相关性。【结果】研究的11个土壤剖面中有4个剖面可相对划分为强变性化的土壤,28个土层蒙皂石含量的平均值为38%。强变性化程度土壤中蒙皂石的含量显著高于弱变性化程度的土壤。蒙皂石含量与线胀系数之间存在极显著的幂函数关系。【结论】较低的蒙皂石含量是决定本研究调查的土壤变性化程度不高的内在原因。未来在新疆开展变性土调查时,需要重点考虑蒙皂石含量高的成土母质分布区。     

基于地物光谱和Landsat8遥感影像的土壤铅含量反演研究

随着人类活动的影响,重金属污染逐渐成为土壤和环境研究的重点。采用遥感技术可以克服传统重金属监测过程中的缺点,做到快速、高效地反映重金属空间分布。本文以克拉玛依市某区域为研究区,利用SVC HR-768光谱仪和Landsat8影像对41块土壤样品进行地物光谱和波段反射率的获取,采用相关性分析和偏最小二乘回归的原理,建立地物光谱与Landsat8数据的土壤铅含量反演模型。结果表明,基于一阶微分变换的地物光谱能更好地反映光谱与重金属铅含量的相关性,建立的模型为最优预测模型;通过波段比值和波段差值方式建立的基于Landsat8波段反射率的反演模型精度较好,能粗略预测土壤重金属铅的含量,并且基于Landsat8影像反演的土壤铅含量空间分布符合土壤样点实测值的空间分布,为今后土壤环境监测土壤重金属含量提供数据支撑。