阜康绿洲土地利用类型斑块标度-频度分形特征

在GIS/RS的支持下,运用分形理论和景观生态学原理,对阜康绿洲土地利用类型图斑的周长、斑块边缘密度和斑块形状指数的标度-频度关系进行了定量分析。结果表明:①阜康绿洲土地利用类型斑块周长、斑块边缘密度和斑块形状指数的标度-频度双对数关系显著,相关系数均超过0.9,呈高度负相关分布;②阜康绿洲土地利用类型斑块周长、斑块边缘密度和斑块形状指数存在标度-频度的分形关系,不受所选统计标度的影响,这为进一步分析土地利用类型周长-面积的分维数,研究斑块的复杂性与稳定性打下基础;③以上分析可以增加对分形理论的理解与应用,同时也为区域可持续开发利用土地及土地管理与设计提供参考依据。     

玛纳斯河流域生态补偿机制探析

由于人类不合理的开发利用,导致玛纳斯河流域生态环境状况恶化,破坏了生态系统的正常运行,使生态服务功能下降。为了恢复流域生态系统,需要对流域生态的受损者和受益者进行补偿。根据生态系统的结构、功能和所处的位置,将流域划分为上游山地生态服务区、中游平原绿洲生态受益区和下游荒漠生态受损区。在分析了各功能区存在的生态问题的基础上,明确了生态补偿的主客体、补偿标准和补偿原则,提出了相应的生态补偿对策和建议。     

新疆三工河流域土壤类型复杂性研究

运用分形理论,选取斑块形状指数,在对三工河流域土壤斑块的标度-频度分形关系进行定量分析的基础上,结合土壤斑块面积-周长分维数,讨论了流域内土壤斑块空间分布的复杂性。结果表明:三工河流域内土壤斑块标度-频度分形关系及土壤类型斑块面积-周长分形关系客观存在;流域内土壤类型分维值具有一定差异,其中潮土的分维数最大,硫酸盐草甸盐土最小。复杂性指数与分维数和形状指数之间具有很好的相关性,能较客观地反映土壤类型斑块在空间分布上的复杂性;流域内高山寒漠土的复杂性指数最大,空间分布最复杂(K=2.403),半固定风沙土的复杂性指数最小,空间分布最简单(K=1.259)。     

荒漠草地植物稳定性氮同位素对水分变化的响应

水分是影响荒漠地区植被分布的重要因素,近年来,我国西部地区的气候正向暖湿化发展,降水的变化势必会对植物N同位素的吸收、分配产生影响。利用¹⁵N标记法,通过不同的增水处理,研究古尔班通古特沙漠南缘标记样地和未标记样地植物N同位素吸收和分配对水分变化的响应,得出以下结论：① 增水处理增加了对土壤水分的补给,显著提高了土壤水分含量;② 未标记样地植物稳定性N同位素的[WTBX]Ndff[WTBZ]值的变化范围为0.39～0.59,其最大值出现在30%增水处理,最小值出现在20%增水处理;③ 氮素标记后,样地植物稳定性N同位素Ndff值明显上升,其变化范围为15.27～31.24。从植物不同部位来看,植物吸收的氮素在植物茎中的分配比例最大,而在根中的分配比例最小。     

基于RS／GIS的阜康市土地利用类型分形研究

以阜康市为例,在遥感和地理信息系统技术的支持下,利用土地利用类型结构的分形模型,计算了阜康市各土地利用类型斑块的分维数和稳定性指数。结果表明：阜康市各土地利用类型斑块的面积-周长双对数关系显著,即阜康市土地利用类型空间分形结构客观存在;各土地利用类型图斑的分维数存在差异,分维数最大的是城乡工矿居民用地,为1.4096,最小的是耕地,为1.0986;在各土地利用类型的稳定性指数中,耕地的稳定性指数最高,为0.4014,城乡工矿居民用地的稳定性指数最低,为0.0904;各土地利用类型的平均分维数为1.2403,偏离随机运动值较大,说明土地利用类型总的趋势是比较稳定的。     

漫溢干扰过程中微地形对幼苗定居的影响

通过对比漫溢干扰后边坡、坡中和坡底幼苗的物种组成、密度、幼苗周边的环境条件及土壤种子库的差异来分析漫溢干扰过程中,微地形对幼苗定居的影响.结果表明:(1)微地形对幼苗物种组成和生物多样性指数的影响很大.漫溢干扰后,位于边坡、坡中和坡底幼苗的Simpson多样性指数和Mcintosh均匀度指数在0.01的水平上差异极显著,Margalef丰富度指数在0.05的水平上差异显著.(2)微地形对土壤盐分含量影响很大.方差分析的结果表明,除HCO3-和K+外,边坡、坡中和坡底的pH值、C023-、SO24-、Ca2+和Mg2+各指标在0.01的水平上差异极显著;全盐、总盐、Cl-和Na+各指标均在0.05的水平上差异显著.(3)微地形通过改变幼苗定居的环境条件,进而影响幼苗库的物种组成、密度和生物多样性指数.微地形中,幼苗库的各种生态指标均小于对应的土壤种子库的生态指标,从坡底到坡中到边坡,除单位面积上的植被密度外,土壤种子库和幼苗库的各项生态指标的变化趋势均不同.     

基于土壤微生物生物量碳和酶活性指标的土壤肥力质量评价初探

土壤质量评价是分析土壤管理措施对土壤质量影响的最重要的手段。以松嫩平原草地为对象,分析玉米地、苜蓿地、自然恢复草地、羊草地和羊草割草地5种利用方式短期(4年)内土壤微生物生物量碳含量以及过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的变化,采用土壤质量指数法对不同土地利用方式下的土壤肥力质量进行定量评价,探讨基于土壤微生物生物量碳和酶活性指标的土壤肥力质量变化的原因。结果表明,土地利用方式对土壤微生物生物量碳含量、脲酶活性和蔗糖酶活性具有极显著(P0.01)的影响,而对过氧化氢酶活性和碱性磷酸酶活性没有显著影响。草地恢复明显提高了土壤微生物生物量碳的含量与土壤酶的活性,其中蔗糖酶活性增加幅度最大,4种草地利用方式的敏感性指数均大于1.94,响应最敏感,而过氧化氢酶活性的增加幅度最小,4种草地利用方式的敏感性指数均小于1.13,响应最差。苜蓿地、自然恢复草地、羊草地和羊草割草地中分别有4个、3个、2个和1个土壤微生物指标的敏感性指数大于1.5,研究区内种植苜蓿对土壤微生物指标的改善作用最大。线性与非线性土壤质量指数间具有极显著的正相关关系,表明它们均能准确的反映出土地利用变化对土壤肥力质量的影响。草地恢复显著提高了研究区内的土壤肥力质量,其中苜蓿地的土壤质量指数最高,其线性和非线性土壤质量指数分别为0.89和0.60,自然恢复草地、羊草割草地和羊草地次之,玉米地最低,其线性和非线性土壤质量指数仅为0.55和0.30。研究表明,在松嫩平原土壤条件较差的地区种植苜蓿可能是改善土壤肥力质量最佳的利用方式之一。     

荒漠草地土壤~(15)N同位素对水分变化的响应

影响δ15N格局的因素主要有气候、时间、地形和土地利用等,而水分是干旱区植被分布的主要限制因子,对调节荒漠草地稳定性N同位素具有重要作用。利用15N标记法,通过不同的增水处理,研究了古尔班通古特沙漠南缘氮素标记样地和未标记样地土壤N同位素对水分变化的响应,得出以下结论:(1)增水处理增加了对土壤水分的补给,随着增水量的增加土壤水分含量不断增加;(2)研究区土壤δ15N值变化范围为12.19‰~13.33‰,增水处理对未标记样地土壤δ15N值并没有显著的影响;(3)添加氮素后,样地土壤δ15N值明显升高。随着增水量的增加,土壤总δ15N呈现出典型的倒"U"型曲线,不同土层深度的土壤δ15N值也发生了显著的变化;(4)标记样地50-100 cm土层土壤δ15N值要明显高于非标记样地,表明标记样地土壤中添加的稳定性15N同位素仍在向更深的土层移动。     

玛纳斯河流域土壤类型空间分布格局分析

以玛纳斯河流域为例,运用G IS技术和景观生态学原理,对土壤类型空间分布格局进行了定量分析,得出以下结论:(1)玛纳斯河流域各土壤类型的分离度指数大多集中在0~3之间,各土壤类型的分布相对比较集中;(2)玛纳斯河流域土壤空间分形结构特征客观存在;(3)玛纳斯河流域各土壤类型的斑块形状复杂性差距较大。分维数最大的是草甸盐土,为1.709,土壤斑块的镶嵌结构最复杂。平均形状指数最大的是新积土,为3.684,土壤斑块的长短轴之比较大,斑块形状偏离正方形或圆形的程度较大;(4)玛纳斯河流域土壤类型多样性指数为3.037,均匀度指数为0.803,表明研究区内各土壤类型的异质性和多样性较高;(5)土壤类型的优势度指数为2.465,斑块密度指数为0.027,表明流域内的土壤是由半固定风沙土等少数几种土壤类型所控制。     

放牧对天山北坡山地草原生态系统土壤δ15N的影响

测定了天山北坡山地草原优势植物种针茅(Stipa capillata)、羊茅(Festuca ovina)、短柱苔草(Carex turkestanica)、博乐绢蒿(Seriphidium borotalense)根际0-10 cm土壤和非根际10-20、20-30 cm土层土壤稳定性N同位素和全氮含量,通过对比放牧和围封草地优势植物根际土壤δ~(15)N的变化,分析不同利用方式对不同植物根际土壤和不同土层深度土壤δ~(15)N的影响。结果表明,天山北坡山地草原生态系统土壤δ~(15)N值在2.25‰~16.03‰变化,放牧显著降低了表层0-10 cm土壤δ~(15)N值;放牧草地0-30 cm土壤δ~(15)N值(7.14‰±0.67‰)整体上比围封(6.95‰±0.34‰)增加了2.8%,但差异不显著(P0.05)。放牧和围封条件下天山北坡山地草原土壤δ~(15)N值均随着土层深度的加深而显著增加(P0.05),且土壤δ~(15)N值与土壤全氮含量呈显著的负相关(P0.05)。放牧对天山北坡山地草原不同植物种根际土壤δ~(15)N的影响程度不同,放牧草地的针茅和羊茅0-30 cm土壤δ~(15)N分别比围封草地的高17%和53%,但放牧降低了短柱苔草和博乐绢蒿0-30 cm土壤δ~(15)N,且对短柱苔草的降低作用显著。