基于两阶段随机规划方法的绿洲水资源优化配置

选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲作为典型研究区,以当前绿洲种植的核桃、红枣及石榴经济林种为重点研究对象,针对绿洲水资源灌溉系统中的不确定性和复杂性,引入概率密度函数和离散区间方法,构建区间两阶段模糊随机规划模型,对各经济林种在各灌季的配水目标进行优化,模拟分析不同林种在不同灌季的最优配置水量。结果表明:灌溉主要集中在夏季与秋季;在策勒河来水量不确定时,春季依然需要少部分水量进行灌溉,应优先灌溉红枣和石榴;夏秋时,主要对红枣与核桃灌溉,同时对石榴的灌溉面积进行动态调节,获得种植业最大收益,系统收益区间为[0.67×10~8,1.32×10~8]元。通过典型案例运用分析,显示该模型不仅充分考虑到不确定性因素对系统收益的影响,风险进行权衡并以区间形式给出优化结果从而获得较为科学的决策方案。     

新疆绿洲盐碱滴灌区域荒地土壤盐分变化

为研究新疆绿洲区盐碱地应用膜下滴灌技术是否对荒地土壤盐分质量比及组成产生影响,以新疆典型盐碱绿洲区域(玛纳斯河流域下野地灌区)膜下滴灌棉田之间荒地为例,通过2009—2013年的定点监测,分析了年际间0~140 cm土层盐分及盐分离子变化.研究结果表明受滴灌棉田灌溉影响,地下水位提升以及地下水矿化度增加,造成新疆绿洲盐碱滴灌区域荒地土壤盐分在4月中旬至10月中旬的增加量大于10月中旬至翌年4月中旬的降低值,盐分和SO^2-₄,Cl^-,Mg²⁺,Ca²⁺,Na⁺以及Cl^-/SO^2-₄和钠离子吸附比都在逐年递增;荒地土壤碱度逐年提升,阴阳离子组成也在逐年变化,但试验期间内研究区域荒地盐碱土类型一直属于氯化物-硫酸盐盐土.滴灌技术在绿洲区推广后,区域内的荒地成为农田排出盐分重要的聚集场所之一.     

基于国产高分一号卫星数据的区域土壤盐渍化信息提取与建模

土壤盐渍化是干旱半干旱地区土地退化的主要原因之一,给当地生态系统和社会经济的可持续发展带来了严重的威胁,而对盐渍化空间分布信息的提取是治理盐渍化的基础。因此,选取生态脆弱区渭—库绿洲为研究区,利用2014年7月19日GF-1多光谱影像数据,提取光谱指数及波段信息,结合实际采样点的土壤表层电导率数据(0~10 cm),采用偏最小二乘回归模型(partial least squares regression,PLSR)对土壤盐渍化进行模拟,并对研究区盐渍化分布进行模拟和评估。结果表明:实测土壤表层电导率与光谱指数相关性较好;利用PLSR对渭—库绿洲土壤表层盐渍信息建模,对土壤盐渍化信息提取效果较好,精度较高;充分利用了GF-1影像包含的信息,提高了高分辨率遥感影像盐渍化信息提取的精度;非盐渍化和轻度盐渍化面积分别占总面积的42.88%和17.16%,绿洲中部偏东及东南区域,盐渍化现象稍弱,可成为今后绿洲扩张的重点方向;而中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占总面积的29.51%、8.57%和1.88%,绿洲北部/西部及西南方向的重度盐渍化区域紧挨绿洲区域,已严重威胁了绿洲经济的健康发展,亟待治理。     

近25 a来渭-库绿洲土地利用/覆被变化及其影响因素

[目的]对渭干河—库车河三角洲绿洲土地利用/覆被变化特征及其驱动因素进行研究,为维护绿洲生态系统健康、稳定提供依据。[方法]利用研究区1989,2001,2013年Landsat TM/ETM+的影像数据,采用动态度模型及转移矩阵等方法,深入分析该绿州土地利用/覆被变化特征,并结合气候因子、人口与经济要素分析其变化原因。[结果](1)近25a来该绿洲土地利用/覆被类型没有发生变化,但各类型的面积及所占比例都发生了较大变化。(2)研究期内,各地类面积呈二增四减趋势:耕地面积净增114.52%,主要是由草地及其他地类转化而来;盐碱地面积增加66.11%,林地、草地、水体与其他地类的面积均有所减少。[结论]近25a来,该绿洲土地利用/覆被变化明显,其中,林地、草地、水体及盐碱地受自然因素主导,而耕地与其他地类则受人口和经济因素影响。     

乌兰布和沙漠绿洲东缘植被群落结构及物种多样性研究

根据乌兰布和沙漠东北部绿洲东缘7个样区25个样地的样方调查数据,对该区植物群落结构及物种多样性进行分析。结果表明:研究区自然植被共有52种,分属17科45属,以菊科为优势种,禾本科、豆科和藜科为亚优势种,其他13科为伴生种;群落结构类型以灌木群落为主,草本群落次之;根据群落物种多样性变化规律,可以将研究区划分为南北两部分,南部多样性指数变化幅度较小且保持较高水平,北部多样性指数变化幅度较大且相对较低;沙漠地区通过绿洲防护林建设,能有效改善绿洲外围植物生长环境,增加植物群落物种多样性,控制沙漠扩张。     

免耕旧膜再利用对玉米产量及灌溉水生产力的影响

在河西走廊中段边缘绿洲安排田间试验,明确保护性耕作地膜再利用栽培对玉米产量及灌溉水生产力的影响,探讨降低农田残膜污染、节本增效和可持续土地利用的耕作栽培管理方式。试验涉及3种不同质地与肥力水平的土壤,设3个处理:(1)传统耕作与冬灌、覆新膜栽培(NM);(2)免耕少冬灌、旧膜直播(RM);(3)免耕少冬灌、旧膜直播行间秸秆覆盖(RMS)。结果表明,在玉米播种后至拔节期前,日平均土壤温度2个免耕旧膜直播处理较传统覆新膜处理仅低0.6~1.0℃(5 cm土层)和0.5~0.8℃(15 cm土层),表明旧膜直播仍具地膜覆盖提高地温的效应。玉米产量免耕旧膜直播较覆新膜降低4.4%~10.6%,但节省了耕作和地膜投入,收益增加。免耕旧膜直播结合秸秆覆盖栽培方式玉米产量与新覆膜栽培持平,净收入提高12.5%~17.1%。免耕旧膜直播栽培减少了冬灌量,灌溉水生产力提高。土壤质地与肥力水平对作物吸氮量、灌溉水生产力影响显著。在水资源紧缺的干旱区绿洲,适时进行保护性耕作地膜再利用栽培技术是节本增效、土地可持续利用的一种选择。     

民勤绿洲边缘固沙植物土壤养分及土壤生物学性质演变规律

在民勤绿洲边缘,以林龄为30a左右的不同固沙植物和不同林龄的梭梭林为研究对象,测定和分析了表层土壤的养分、微生物数量和酶活性。结果表明:随着裸沙地植被的恢复,不同固沙植物土壤的养分含量、土壤微生物数量和土壤酶活性都表现出不同程度的增加。30a生梭梭林土壤有机质、全氮含量分别是裸沙地的2.93倍和10.0倍,细菌、放线菌和真菌数量分别是裸沙地的3.36,2.84,23.98倍,土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、磷酸酶活性分别是裸沙地的3.26,5.65,1.51倍。各固沙植物土壤养分具有低氮、低磷、高钾的特点,且全钾含量差异不显著;土壤微生物数量和除全钾外的各养分含量都以梭梭林地最大;不同林龄梭梭林土壤微生物数量、土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性都以30a生梭梭林最大,40a生梭梭林地土壤氮素、钾素和有机质含量、微生物数量及土壤酶活性均有所下降。相关性研究表明,不同固沙植物土壤养分与微生物数量和酶活性之间有较好的相关性,它们相互制约、互相促进,对植物生长发育和土壤质量改善具有显著作用。     

民勤绿洲天然胡杨林生长季土壤盐分动态研究

为了探索民勤绿洲天然胡杨林下土壤盐分特征及其随时间的变化规律,为保护干旱地区胡杨林的生态环境提供可靠依据,应用地统计学与经典统计学的方法,研究绿洲天然胡杨林下土壤盐分的垂直变化特征及生长季期间的变化规律。结果表明：研究区天然胡杨林下土壤全盐含量在0.55%~3.42%之间,土壤全盐量变化趋势总体表现为随深度增加而减小,且以0~40 cm的变化趋势最为显著,在80~120 cm较为稳定;表层和亚表层的土壤全盐含量较高,其中JHCD、SWCD、SCKD表层土壤含盐量的平均值分别达到1.54%、2.80%、1.11%。土壤全盐含量在胡杨生长季节上的变化总体表现为：春季＞夏季＞秋季。不同树龄胡杨林下的土壤全盐含量不同,表现为中年阶段＞成熟阶段＞老熟阶段,SWCD不同树龄胡杨林土壤全盐含量的差值略大。采样点土壤全盐量的变异性属于中等变异,土层越深,土壤全盐量变化程度相对较小。     

柴达木盆地察汗乌苏绿洲土地覆盖分形研究

以RS和GIS为技术手段,利用国土资源卫星遥感数据,采用分形几何方法研究了柴达木盆地都兰县察汗乌苏绿洲土地覆盖类型分形情况,并对覆盖类型的分形特征差异等进行了分析.结果表明:研究区景观分离度最大的是林地,最小的是耕地,表明耕地分散程度最小,林地分散程度最大.区域景观破碎度最大的是林地,最小的是荒草地和河床与水利设施用地,说明林地被分割程度最大,荒草地和河床与水利设施用地最小.察汗乌苏绿洲分维数最大的是河床与水利设施用地,最小的是耕地,即河床与水利设施用地形状最不规则,受人为干扰最小,相对耕地形状最为规则,受人为干扰最大.     

绿洲春小麦调亏灌溉对土壤有机质的影响

对河西绿洲灌区春小麦调亏灌溉2年后的农田土壤有机质变化进行了研究,并对土壤有机质和全生育期调亏供水量之间的关系进行了回归分析,以期为该区春小麦调亏灌溉对土壤有机质的影响研究提供参考。