民勤绿洲红枣经济林生态效益分析

生态环境恶化和水资源短缺是民勤绿洲经济社会发展的瓶颈问题,而调整产业结构和发展节水农业能有效协调生态保护和经济发展。从防风固沙和节水的视角研究了民勤绿洲发展红枣经济林的生态效益,结果表明:①与其他农田相比,红枣经济林在0~1 m高度范围内能平均降低风速41%,减少71%的土壤风蚀量,防风固沙效益显著;②与传统农作物和经济作物相比,枣树滴灌平均节水56.66%,节水效益显著;③发展红枣经济林在保护生态的同时,能有效提高枣农经济收入,使民勤绿洲生态和经济步入良性循环。     

民勤4种主要灌木植物δ13C季节变化及与气象因子的关系

对民勤4种主要灌木植物叶片/同化枝δ¹³C测定，研究不同荒漠灌木植物叶片/同化枝δ¹³C差异及其季节变化，并探讨植物叶片/同化枝δ¹³C与气象因子之间的关系。结果表明:1）4种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值不同月份之间存在极显著差异（P＜0.01），除梭梭外，其他3种植物δ¹³C值生长初期（5月）>生长中后期（6-10月）。4 种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值种间差异在5-10月都达到极显著水平（P＜0.01），沙拐枣＞梭梭＞柠条锦鸡儿＞白刺。2）4种主要灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值受到物种、月份、物种×月份的影响，均达到极显著水平(P＜0.01)，但受物种的影响最大。3）4种灌木植物叶片/同化枝δ¹³C值与气象因子的关系因其物种而异；影响梭梭、沙拐枣、白刺、柠条锦鸡儿叶片/同化枝δ¹³C值的主要气象因子分别是平均气温、相对湿度、蒸发量。     

青土湖干涸湖底2种典型固沙植物群落土壤粒径分布分形特征与养分关系研究

以石羊河流域下游青土湖干涸湖底人工梭梭林和白刺灌丛沙包土壤为研究对象，通过分析2种植物群落5种立地条件土壤粒径分布和分形特征及其与土壤养分的关系，揭示了湖底2种典型植物群落土壤粒度的分布特征。结果表明:1）研究区固沙植被0~10 cm土壤颗粒以细砂粒为主，没有粗砂粒，其中白刺灌丛沙包表层极细砂含量、土壤颗粒物分形维数较梭梭林和对照区高。2）土壤颗粒分形维数与各粒级颗粒百分含量的关系差异较大，分形维数与黏粒、极细砂含量呈显著正相关，与细砂、中砂含量呈显著负相关，但是与粉粒含量关系不显著。土壤颗粒分形维数越大，土壤所含的细粒物质越多。3）土壤分形维数D值、黏粒、粉粒含量与有机质（SOM）、全N（TN）呈正相关性，土壤颗粒物的分形维数越大、土壤黏粒、粉粒含量越高，则土壤有机质、全N含量越高。综合分析，固定白刺灌丛表层土壤沙化程度相对较低，其他类型风蚀严重，因此，应积极采取生物措施和工程措施开展生态修复防治风蚀和盐尘暴的发生。     

民勤白刺灌丛沙堆演替过程中土壤粒径分形特征

通过野外采样与室内分析相结合,研究白刺灌丛沙堆在演替过程中土壤粒度与分形维数特征,分形维数与土壤粒级及土壤理化性质的关系。结果表明:1）民勤不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤均以细砂（46.71%～64.06%）为主;土壤分形维数变化为1.665～2.242,在白刺灌丛沙堆演替过程中分形维数呈现先升高后降低的趋势,衰退阶段达到最大值。2）分形维数与黏粒、粉粒、极细砂呈极显著正相关（P＜0.01）,与中砂呈极显著负相关（P＜0.01）,说明黏粉粒、极细砂含量越多,土壤分形维数越高。3）分形维数与有机质、全氮含量呈极显著正相关（P＜0.01）,与速效磷含量呈显著正相关（P＜0.05）,土壤分形维数可以用来评价土壤的养分状况。研究结果可为荒漠灌丛发挥防风固沙和土壤保育功能的定量化评价提供科学依据。     

不同配置固沙林的防风阻沙效果

人工固沙林建设中，通过风洞模拟试验，研究丛状、两行一带、单行一带和均匀4种固沙林配置模式的防风阻沙效果。结果表明:1）在植被覆盖度均为20%的条件下，4种配置模式的固沙林都有显著降低风速的效果；4种配置在林带前和林带后风速变化差异不大，林带内风速变化差异显著，均匀和丛状2种配置模式降低风速的效果优于两行一带和单行一带，其中丛状配置在近地面防风效果最好；2）4种固沙林配置在林带内阻固沙效果明显，林带前、后均出现不同程度的风蚀，风蚀和积沙量随着风速的增加而增加，积沙总量:丛状>均匀>单行一带>两行一带。研究结果表明，丛状固沙林配置模式在综合防风、阻沙效果方面优于其他3种模式，此结果可为干旱沙区固沙林建设提供新的造林模式。     

干旱荒漠区不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤粒度特征

为探讨干旱荒漠区白刺灌丛沙堆土壤粒度特征，以民勤不同演替阶段（发育、稳定、衰退、严重衰退）白刺灌丛沙堆为对象，分别采集0~100 cm土层土壤样本，测定土壤粒度组成，计算并分析粒度参数。结果表明:1）干旱荒漠区发育阶段白刺灌丛沙堆土壤以细砂（50.04%~57.10%）和中砂（16.05%~22.03%）为主，稳定、衰退、严重衰退演替阶段白刺灌丛沙堆土壤以细砂（46.71%~64.06%）和极细砂（17.14%~29.06%）为主。2）平均粒径介于极细砂、细砂和中砂（1.92~3.17ф），分选系数介于较好和较差之间（0.69~1.41），偏度负偏至正偏（-0.141~0.299），峰度中等至很尖锐（1.01~1.99），分形维数（1.665~2.242）。随着白刺灌丛沙堆的演替发展，平均粒径变细、细粒物质所占比重增大，分选系数从中等、较好-中等之间、较差、中等-较差，粒度频率曲线变窄。3）从垂直分布来看，4个演替阶段不同土层粒度参数差异不显著。在0~10 cm土层中，不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤粒度参数存在极显著差异（P＜0.01）。     

金塔县不同固沙模式的防风效益观测研究

采用DES梯度风观测系统对金塔县滴灌生物固沙林、砾石沙障、仿真植物沙障和PLA沙障4种固沙模式的风速进行野外观测，分析不同固沙模式的防风效益。结果表明:1）设置沙障可以明显降低风速，风速降低幅度:PLA沙障＞仿真植物沙障＞滴灌生物固沙林＞砾石沙障。2）滴灌生物固沙林下风向林带边缘和中间林带内10～30 cm高度，风速减弱明显；砾石沙障布设在沙丘顶部对风速减弱较在平整地块强。3）地表粗糙度:PLA沙障＞滴灌生物固沙林＞仿真植物沙障＞砾石沙障。本研究为当地生态环境治理和防沙治沙工程提供一定的理论依据和参考价值。     

石羊河下游天然胡杨林分布特征及土壤特性分析

为了掌握石羊河下游天然胡杨资源及分布区土壤特性，采用询问、聘请向导等方式对石羊河下游天然胡杨进行了地毯式的调查，分析了天然胡杨分布特征及土壤养分、水分、地下水位等因子。结果表明:1）石羊河下游天然胡杨在原水系和河道周围呈零星、分散的点片状分布，以土地利用现状和立地条件为依据，将现存胡杨林地划分为渠路旁、耕地旁、沙丘地、老河滩地、弃耕地等5个类型，其中耕地旁胡杨林分布点（块）数最多且长势优于其他胡杨林类型。2）不同类型胡杨林0~20 cm土层中的速效P、全N、有机质含量最高，然后随土层深度增加而逐渐减少，且只有在0~20 cm土层中耕地旁胡杨林显著高于其他类型（P＜0.05），其余各土层差异性不显著（P＞0.05）；不同类型胡杨林pH差异性不显著（P＞0.05）；不同类型胡杨林土壤颗粒物体积百分比随土层不同而不同，粘粒和粉粒在土层40~60 cm中，沙丘地胡杨林与其他类型间差异性显著（P＜0.05），细沙粒和粗沙粒在同一土层不同类型间差异性显著（P＜0.05）。3）耕地旁胡杨林土壤水分高于其他类型，且在20~40、60~80、80~100 cm土层间均存在显著性差异（P＜0.05）。4）胡杨分布区地下水埋深在2.86～33.28 m，各灌区之间差别较大，对胡杨分布和生长没有造成直接影响。5）杜绝毁林垦种，合理分配水资源，适度补充胡杨分布区土壤水分是维护区域天然胡杨健康发展的有效途径；同时，可结合地方经济发展，适度开展胡杨林人工种植，以保护地方特色天然林种。     

不同种植方式对油莎豆幼苗生长及产量的影响

探讨不同种植方式对油莎豆生长发育及产量的影响,为科学栽培油莎豆提供理论依据。以‘黑油莎2号’为材料,采用二因素大田试验设计,研究了平作和垄作,以及行距30 cm、60 cm和90 cm对油莎豆生长发育及产量的影响。结果表明：（1）与平作相比,垄作降低了0~20、20~40 cm土层土壤容重,增加了土壤含水量和土壤养分含量,随行距的增大,土壤容重、土壤含水量及养分含量均减小。（2）不同种植方式下,油莎豆株高间均未达到显著差异(P>0.05),根长B1、B2和B3比A1、A2和A3分别增加了37.21%、39.24%和36.95%,分枝数分别增加了95.56%、62.09%和28.48%,叶面积分别增加了13.47%、44.23%和11.14%,根长、分枝数和叶面积在A1、A2和A3,以及B1、B2和B3之间均无显著性差异(P>0.05)。（3）B1比A1、B2比A2、B3比A3单株粒数分别增加了26.58%、7.71%和17.34%,单株产量分别增加了19.81%、18.06%和60.00%,总产量分别增加了61.21%、35.71%和9.77%。同一种植方式下,随着行距的增大,单株粒数、百粒重、单株产量和总产量均呈现先增大后减小的变化趋势。B2处理总产量最高,为7635 kg/hm²,均显著高于其他处理(P<0.05)。由此说明,垄作能改善土壤结构,增强土壤供肥能力,更有利于油莎豆幼苗生长,并且行距选择60 cm,产量最高,是较好的种植方式。     

景电灌区植被覆盖遥感动态监测

植被盖度是评估区域生态环境的一个重要参数,基于1987、2001年和2008年3期TM遥感数据影像,利用像元二分模型进行了景电灌区植被覆盖度的估算,并通过转移矩阵,对引水灌溉工程措施下形成的绿洲灌溉农业区植被覆盖动态变化进行了定量监测。结果表明:1）受气候条件限制,景电灌区极低覆盖度和低覆盖度所占面积比例在60%以上,植被覆盖度极低。2）1987-2015年,由于景电工程和国家生态建设工程影响,景电灌区植被覆盖度出现了较大波动。极低覆盖度面积迅速减少,其所占面积比例由1987年的62.20%降至2015年的30.86%,年均减少1.19%。灌溉农田所占面积比例由1987年的16.93%增加至2015年的35.91%,年均变化率达0.68%。