塔里木河干流耕地动态变化及其景观格局

基于3S(RS、GIS、GPS)技术,并结合数理统计和景观格局数量分析方法,运用2000年CBERS、2005年CBERS和2010年TM遥感影像对塔里木河干流10年耕地面积的时空变化、景观格局及其生态影响进行了定量研究.结果表明:(1)在过去10年中,塔河干流耕地面积明显增加.具体地,2000年耕地面积为1.61×105 hm2,所占研究区总面积比例为3.89％,至2010年增加至3.27×l05 hm2,比例为7.88％,年增长率为1.66×104 hm2 a-1;(2)塔里木河干流耕地空间变化的区域差异明显.A、B、C、D断面耕地分布宽幅分别为2l～23 km、ll～16 km、6～17 km、4～9 km,塔河北岸C、D断面和南岸D、E断面耕地的增速最快;(3)2000-2010年耕地的斑块数不断增加,面积加权形状指数增大,形状趋于不规则.景观聚集度适中,景观内斑块大小分布均匀性降低,景观多样性下降,各个景观类型所占比例趋于不协调.     

乌兹别克斯坦表层土壤元素含量与空间结构特征初步分析

基于经典统计学和地统计学方法对乌兹别克斯坦表层土壤元素的组成和空间特征进行了研究。首先对土壤元素含量平均值、变异系数等特征进行了计算,比较了土壤元素含量特征。乌兹别克斯坦表层土壤Ca、Na、Mg等化学活动性元素的含量以及Co、Be、K、Zn等元素的含量偏高,而Al、Fe等其余元素含量相较于世界土壤中值偏低,变异系数也较小。元素含量的聚类分析表明,Ca、Sr、Mg、Na等化学活动性元素和Al、Fe等其他元素的特征差异较大。在此基础上,运用Gs+软件对乌兹别克斯坦土壤表层元素含量的空间异质性进行了分析。结果表明:土壤中Al、Fe、Be、K、Ti等元素具有强烈的空间自相关性;Cu、Pb、Zn、P等元素的空间结构显然已受到一些施肥、污灌、工农业生产等小尺度因素的影响,但整体上还没有达到破坏其原有空间格局的程度。化学活动性元素Ca和Sr除受土壤母质的影响外,还受到一定程度的局部随机因素的影响,在抽样尺度下没有空间相关性。另外,采用瑞典科学家Hakanson潜在生态危害系数法对土壤中重金属元素的潜在生态危害性进行了初步评价,乌兹别克斯坦土壤表层元素重金属Cu、Cr、Zn、Pb的潜在生态危害程度均为轻微,其中Zn和Cu危害程度最高,这与当地的社会经济发展状况一致。     

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。     

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。     

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。     

淋溶条件下土地利用方式对土壤有机碳含量及其理化性质的影响

为探讨土地利用方式对土壤有机碳含量及其理化性质的影响,选择不同含盐量的土壤(耕地土、混合土和原生荒漠土),分别种植水稻和棉花,进行1个生长期的淋溶试验.结果表明:淋溶前后土体的有机碳含量均呈下降趋势,其值范围为1.09～4.73 g/kg,淋溶后期小于淋溶前,有机碳含量与电导率(EC)呈极显著负相关;淋溶前后原生荒漠土EC值均大于耕地土,耕地土各处理pH在0-50 cm各层土体中变化不大,混合土和原生荒漠土均是先增大后稳定;淋溶前CO32-含量要明显高于淋溶后土体(p＜0.01),而淋溶前后土体HCO3-含量无明显差异(P＞0.05),CO32-含量与EC值呈极显著正相关.     

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。     

土地利用变化对艾比湖流域生态系统服务价值的影响

基于遥感与GIS技术,运用生态系统服务价值系数分析了1970-2009年艾比湖流域生态系统服务价值的变化,探讨了干旱区典型内陆湖流域生态系统服务变化对土地利用/覆被变化(LUCC)的响应.结果表明,近40 a艾比湖流域土地利用状况变化显著,耕地和建设用地的面积增加,其他土地利用类型的面积减少;流域生态系统服务价值整体变化较小,总价值先增后减,林地、水域和草地面积的减少是总服务价值减少的主要原因,耕地面积的增加补偿了总价值的部分损失,但损失略大于收益;各项生态功能的服务价值对总生态系统服务价值贡献大小的等级基本稳定,其中,水源涵养、土壤形成保护和废物处理能力的贡献率最大;敏感性分析表明,研究区生态系统服务价值对于生态价值系数是缺乏弹性的,各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,研究结果是可信的.     

内蒙古主要湖泊水资源及其变化分析

通过分析内蒙古地区主要淡水和微咸水湖泊的水量、水质状况,对近50 a来不同类型湖泊变化特征及其原因进行了分析。研究表明:呼伦湖的水量最大,达52.1×108m3;哈素海水量最小,仅0.18×108m3。哈素海为淡水湖,矿化度仅0.6 g·L-1,其余湖泊均为微咸水湖,其中达里诺尔湖矿化度最高,达6.1 g·L-1,水化学类型主要为Cl--Na+,与乌梁素海、岱海和红碱淖相同。哈素海的水化学类型主要为Ca2+-Mg2+-HCO-3-SO2-4;而呼伦湖为HCO-3-Na+。内蒙古地区湖泊总体上呈现出水位下降、面积收缩小、水量减少、水体咸化的特征。湖泊水质变化与湖泊水量变化具有明显的对应关系,湖泊水量增加水体淡化,反之咸化。淡水湖泊哈素海水质基本稳定;呼伦湖、岱海、达里诺尔湖和红碱淖水体矿化度升高较快;而乌梁素海由于受水利工程与农业灌溉等的影响,湖泊水量较为稳定,但水体矿化度呈明显的上升趋势。