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。     

种植年限对干旱区枣园土壤酶活性的影响——以新疆麦盖提县为例

以新疆南疆麦盖提县枣园种植区不同树龄的枣树为研究对象,分析了不同树龄、不同土壤深度的多种土壤酶的活性。结果表明,种植年限对红枣果园土壤酶活性有显著影响,枣树种植年限超过一定年限后,土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均随着种植年限的增加而增大,过氧化氢酶活性表现为先升高后降低再升高。随着土壤深度增加,3年生枣树过氧化氢酶活性总体呈现先下降后增加趋势,10年、15年生枣树呈现不断降低趋势,5年生果树过氧化氢酶活性变化趋势不大,特征不明显。土壤脲酶、磷酸酶活性表现出随种植年限的增加而递增的趋势,蔗糖酶活性均表现为表层最高,底层最低,降低幅度明显。同一树龄不同层次脲酶、蔗糖酶活性随土壤深度增加而递减,磷酸酶活性表现为先降低后升高。     

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。     

巴音布鲁克高寒湿地土壤真菌群落对不同程度退化的响应

为了解巴音布鲁克高寒湿地土壤真菌群落对退化的响应,探索湿地退化机制,本研究以巴音布鲁克高寒湿地未退化（ND）、轻度退化（SD）及重度退化（HD）区域的土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析不同程度退化高寒湿地土壤真菌群落的多样性及结构差异,并结合理化指标进一步分析影响真菌群落的环境因子。结果表明：真菌群落Simpson和Shannon多样性指数在ND和HD区土壤中无显著差异（P>0.05）;SD区土壤中的真菌群落Simpson指数显著高于ND和HD区,而Shannon指数显著低于ND和HD区（P<0.05）。在不同程度退化区土壤中,真菌群落ACE和Chao1丰富度指数均随退化的加剧呈降低趋势。在3个区域土壤中,门水平上,子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度最高;纲水平上,粪壳菌纲（Sordariomycetes）为主导类群;肉座菌目（Hypocreales）、Pleosporales菌目、被孢霉目（Mortierellales）的相对丰度均随退化程度的增加而增加;属水平上,珊瑚菌属（Clavaria）、稻瘟病菌属（Magnaporthe）为优势菌属。LEfSe分析发现了11种可作为判断退化的潜在生物标志物。RDA分析及蒙特卡罗检验结果显示,在门水平上真菌群落结构变化不受环境因子的显著影响;在属水平上,真菌群落结构变化仅与土壤总有机碳存在显著相关性（P<0.05）。研究表明,高寒湿地退化显著改变了土壤pH、土壤含水量、总有机碳、容重等理化指标,进而影响真菌群落多样性和结构。     

有机肥添加对不同磷肥用量新疆棉田磷素状况及棉花产量的影响

为探究有机肥添加对不同磷肥用量新疆棉田土壤磷素有效性、植株磷吸收和分配、产量构成和棉田磷平衡的影响,采用大田试验的方法,在不同磷肥用量(0、50、100、150 kg·hm-2,以P2O5计)基础上,设置未施有机肥对照处理和添加有机肥处理(有机肥4500 kg·hm-2),测定棉花不同生育时期土壤有效磷含量、植株吸磷量和磷分配比例、籽棉产量,计算了棉田磷肥利用率和磷素平衡状况.结果 表明:棉田土壤有效磷表现出随施磷量增加而增加的趋势,添加有机肥的处理土壤有效磷含量整体高于未添加有机肥处理.植株累积吸磷量呈现出随施磷量增加而增加的趋势,在施磷水平为150 kg·hm-2时,植株累积吸磷量整体较高.籽棉产量随施磷量增加表现出先增加后略有降低的趋势,添加有机肥处理的产量总体高于未添加有机肥处理,且在施磷量100 kg·hm-2时最高,为5642 kg·hm-2.磷肥利用率在施磷量100 kg·hm-2并配施有机肥时达到最优,为37.24％;随施磷量的增加,棉田土壤磷素盈余量呈增加的趋势,在施磷量100 kg·hm-2并配施有机肥时,棉田磷素收支开始出现盈余,盈余量为16.82 kg·hm-2.综上,在磷肥减施条件下有机肥添加可通过提高土壤磷素有效性、调节棉花磷素吸收和分配来影响棉籽产量;在综合考虑土壤磷素有效性、棉花磷素吸收和产量、磷肥利用率和棉田磷素收支平衡的基础上,建议新疆棉田磷肥施用量为100 kg·hm-2,并配施有机肥.     

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。     

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.     

模拟地下水咸化对高寒湿地土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响

为探究高寒湿地地下水咸化对土壤团聚体稳定性和有机碳库的影响,以巴音布鲁克高寒湿地季节性地表积水区和常年干燥区土壤为研究对象,设对照、微咸水、咸水和盐水4个矿化度,地下水NaCl含量分别为0,2,6,23 g/L,使用湿筛的方法将土壤团聚体分成不同的粒径。结果表明:地下水矿化度升高对0—10 cm土壤团聚体分布影响不大,对10—30 cm土壤团聚体有显著影响。在10—30 cm土层中,>2 mm土壤团聚体质量百分比随着矿化度升高先降低再升高,在2 g/L处理下降至最低1%~14%,而在23 g/L处理下>2 mm团聚体质量百分比显著升高达到5%~56%。季节性地表积水区>2 mm土壤团聚体质量百分比均高于常年干燥区。季节性地表积水区土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)随着土层深度的增加呈现出先增大后减小的趋势,而常年干燥区MWD和GMD随着土层深度的增加而减小。0—10 cm土层土壤团聚体的MWD和GMD显著高于其他土层,10—30 cm土层内23 g/L处理下的MWD(0.71~3.59 mm)和GMD(0.25~1.64 mm)显著高于其余处理。0—10 cm土壤团聚体有机碳含量随着粒径的减小先升高后降低;20—30 cm土壤团聚体有机碳含量与0—10 cm有机碳含量有着相似的趋势,6,23 g/L在2~0.25 mm粒径中分配的有机碳显著高于其他处理。由此可见,地下水矿化度升高对季节性地表积水区和常年干燥区10~30 cm土层的土壤团聚体稳定性和有机碳含量产生显著影响,地下水矿化度为2 g/L对土壤团聚体产生破坏作用,降低了土壤团聚体的稳定性;而当矿化度升高为23 g/L时,对>2 mm的土壤团聚体形成轻微的保护作用。随着土壤团聚体粒径的减小土壤有机碳含量降低,大团聚体(>0.25 mm)中封存的土壤有机碳更多。     

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。     

库尔勒香梨园土壤锰的空间分布特征及其有效性与土壤pH的关系

[目的]研究库尔勒香梨园土壤锰的空间分布特征及其有效性与土壤pH之间的关系,为建立库尔勒香梨优质高产的土壤养分管理系统提供科学依据.[方法]在25 a树龄库尔勒香梨园树体冠幅内(离树干1.00 m)、冠幅边缘(离树干2.00 m)、冠幅外(离树干3.25 m)对土壤进行采样,测定分析不同取样点0～60 cm 土层微量元素锰的全量、有效量及土壤pH,利用一元线性回归方法和Pearson相关分析法,研究分析香梨园土壤锰的分布特征及其有效性与土壤pH的关系.[结果]25 a树龄库尔勒香梨园,土壤全锰含量随土壤深度的增加呈现先升高后降低的趋势,但在不同取样点且不同土层间没有显著差异.整个香梨园土壤有效锰含量处于中等水平,并且随着土壤剖面深度的增加逐渐减少.虽然在不同取样点(冠幅内、冠幅边缘、冠幅外)土壤有效锰含量差异不显著,但在0～20 cm 土层土壤有效锰含量显著高于20～60 cm土层土壤有效锰含量,说明库尔勒香梨园土壤微量元素锰的分布具有层次性和典型的表聚性.土壤有效锰含量与土壤pH之间存在极显著(p＜0.01)的线性负相关关系,即土壤微量元素锰的含量随着pH的增大而逐渐降低.[结论]在库尔勒香梨园土壤养分管理中,应根据果园土壤养分的分布特征及有效性,进行合理施肥和田间管理,建议施用生理酸性肥料或者增加有机肥的使用量来调节土壤pH,提高土壤锰的有效性,以此实现库尔勒香梨园土壤养分的高效利用.