基于无人机遥感的棉花主要生育时期地上生物量估算及验证

利用棉花主要生育时期的无人机近红外影像数据，提取4种不同的植被指数，通过与棉花地上生物量的实测值建立拟合关系，分析了不同植被指数在棉花各生育时期的估算效果并对其进行了验证。结果表明，随棉花生长，归一化植被指数（NDVI）、宽动态植被指数（WDRVI）、比值植被指数（RVI）和差值植被指数（DVI）均从苗期开始显著增加，其后则表现为基本稳定的“饱和”现象，但棉花实测生物量在不同生育期均有显著差异。植被指数与棉花实测生物量的拟合结果显示：NDVI和DVI的二元线性拟合模型对苗期生物量拟合效果最佳（R²=0.84，RMSE=0.13 kg·m^-2）；WDRVI和DVI的二元线性拟合模型对花蕾期生物量拟合效果最佳（R²=0.87，RMSE=0.52 kg·m^-2）；RVI的非线性拟合模型对花铃期生物量拟合效果最佳（R²=0.79，RMSE=0.95 kg·m^-2）；WDRVI和RVI的二元线性拟合模型对盛铃期生物量的拟合效果最佳（R²=0.86，RMSE=0.96 kg·m^-2）。     

准噶尔盆地北部天然尖果沙枣林立地土壤特征

本文对准噶尔盆地北部天然分布的尖果沙枣林的土壤特征进行了分析。结果表明:林下土壤质地多为壤质砂土或砂土;林下土壤特征表现为:土壤表层养分含量高,自上而下有机质、全N、速效N、速效P及速效K含量呈下降趋势;与裸地相比,尖果沙枣林明显改善土壤肥力,有机质、全N、速效N、速效P、速效K含量明显高于裸地,尤其土壤表层养分富集特征最为明显;针对具体样地的分析表明:受土壤结构及其他条件(土壤发育程度与地表植被生长状况及人为活动)的影响,少数样地表现出特殊的土壤特征。     

新疆草地优势种植物相对生物量沿海拔梯度变化特征

优势种作为草地生态系统中地上生物量的主要贡献者,其生物量既受到环境因素的影响,也受到共存种种间关系的影响。然而,由于物种的不同和环境梯度的差异,目前有关优势种生物量与环境因素关系的研究,尚未获得一致性的结论。基于此,本研究以2011-2013年对新疆9种草地类型397个样地中优势种相对生物量的调查数据为基础,首先统计了不同草地类型中优势种组成,其次通过一般线性模型分析了优势种相对生物量随海拔梯度变化特征,以及共存优势种相对生物量之间的关系。结果显示：1）新疆草地共有169个优势种,隶属31科120属。这些优势种主要以禾本科植物为主,占据了优势种的19.53%。其中,高寒草原、温性草甸草原、温性草原、温性荒漠草原和温性草原化荒漠中,最主要的优势种均为针茅。而在高寒草甸、山地草甸和温性荒漠中,最主要的优势种则分别为珠芽蓼、千叶蓍和角果藜;2）优势种相对生物量与海拔的关系可以归为5类,分别呈现无显著关系、先降低后升高的U型变化趋势、显著正相关关系、显著负相关关系和先增加后降低的单峰型关系。这5类关系所对应的优势种数量分别为50、9、8、6和4个,分别占优势种总数的64.9%、11.7%、10.4%、7.8%和5.2%;3）24个共存优势种之间,其相对生物量共存在19对显著关系,且大多数共存优势种相对生物量之间主要表现为负相关关系。本研究表明,优势种相对生物量与海拔的关系,因物种不同呈多种变化格局且受到共存优势种的影响,结果可对未来新疆草地地上生物量的维持和管理,提供一定的参考依据。     

土地开发对农田土壤养分和盐分变异特征的影响

利用地统计学方法研究了新疆库尔勒市包头湖农场土地开发后土壤空间变异特征。结果表明:土地开发后种植区的土壤有机质和盐分降低,有效磷含量增加,碱解氮含量变化不大;尤其是土地开发后撂荒地土壤有机质含量下降明显。土壤盐分与有机质、碱解氮及速效钾的含量均呈显著正相关,与有效磷呈显著负相关。因此,土地开发后需增施有机肥,补充钾肥,并尽可能不撂荒。     

HPLC分离和测定棉花中3种植物激素

研究了高效液相色谱法（HPLC）测定棉花体内吲哚-3-乙酸（IAA）、玉米素（Z）和赤霉素（GA3）3种植物内源激素的条件：采用LC-6A高效液相色谱系统，SPD-6AV紫外检测器，以乙腈（CH3CN）：水（4：6V／V）溶液为流动相，流速为1mL／min。进样量为10μL，检测波长为254nm，选用外标法进行了定量测定。试验结果表明：玉米素、赤霉素、生长素含量分别在0．133-0．907，0．047～1．072，0．026～0．167μg／g（鲜重），其回收率已达到植物激素定量分析的基本要求。     

草地放牧强度遥感解译方法——以和静县高寒草原为例

为研究高寒草原放牧强度,以新疆和静县高寒草原草地为研究对象,利用2013年7—8月野外草地地上生物量采集数据和2013年遥感数据源MDOIS13Q1的归一化植被指数(NDVI),建立了高寒草原草地地上生物量和植被指数(NDVI)的遥感反演模型;并通过分析近10年(2008—2017年)监测点每年NDVI的旬变化特征,解译高寒草原草地的放牧起止时间,通过分析归类各样点NDVI变化特征,并以ΣNDVI值划分放牧强度。结果表明:1)本研究中建立的高寒草原草地地上生物量遥感反演模型,以模型y=523.21NDVI2-82.8NDVI+55.84(R2=0.732 9,P0.000 1)精度最优;2)通过NDVI变化曲线的突变点确定了高寒草原夏季放牧开始时间为6月9—26日,结束时间为8月28日—9月14日,该结果与实际放牧时间基本吻合。3)通过分析NDVI生长季累积总量(ΣNDVI)、生长季NDVI波动下降频数和幅度确定放牧强度,构建了高寒草原草地放牧强度分级标准,与实地判断的放牧强度相比,精度验证达到89.47%,并据此制作了研究区放牧强度等级图。本研究结果可为利用多时相遥感影像快速确定草地放牧强度和放牧管理提供参考。     

新疆伊犁地区典型草地土壤无机碳分布特征

干旱区草地土壤无机碳(SIC)分布特征对研究干旱区草地生态系统碳循环具有重要作用。基于新疆伊犁地区6种典型草地土壤剖面无机碳含量的实测数据,分析了不同类型草地的SIC分布特征及其影响因素。结果表明,0~100cm土壤深度内,SIC含量随着海拔的升高而降低(P<0.05),表现为高寒草甸<温性山地草甸<温性草甸草原<温性草原<温性荒漠草原<温性荒漠;从土壤剖面垂直变化来看,除高寒草甸随着土层深度的加深无明显变化外,其他各类型草地SIC含量均随着土层深度的加深而增大。土壤无机碳密度(SICD)随着海拔的升高而降低,随土层深度的加深呈增加趋势;各类型草地土壤无机碳主要分布在底层(50~100cm),所占比例达67.1%~86.5%;100cm内,SICD为0.30~19.30kg/m2,平均SICD为12.21kg/m2。SIC含量与土壤容重随着土层深度的加深相关性逐渐增大,在20~100cm达到极显著正相关;而与土壤pH值间表现出极显著正相关,与土壤电导率(EC)仅在土层20~30cm达到极显著正相关。     

施用有机肥对库尔勒香梨叶片营养元素及果实产量、品质的影响

以库尔勒香梨叶片为试材,通过田间试验,对22年树龄的库尔勒香梨设置不同有机肥(生物黑炭、羊粪)的施肥处理,研究不同有机肥施用对库尔勒香梨叶片营养元素与果实产量、品质变化的影响。结果表明:施用有机肥能提高香梨叶片矿质营养元素(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn)的含量,提高香梨单果重和产量,改善果品品质;随着有机肥施用量的增加,各项指标也随之改善,其中以施用黑炭27 000kg/hm2或羊粪27 000kg/hm2的效果为最佳,不同种类有机肥表现为羊粪较黑炭效果好。     

库尔勒香梨叶片营养诊断研究

分析不同树龄组的库尔勒香梨叶片矿质营养,采用诊断施肥综合法（DRIS）对叶片进行营养诊断,筛选营养诊断的DRIS参项,提出DRIS标准。结果表明：不同树龄组库尔勒香梨低产果园的养分平衡总体水平都较低,但DRIS诊断需肥顺序各不相同。8～10年树龄的低产果园对营养元素Zn、Mg、Fe的需求强度较大,12～15年树龄的低产果园对营养元素Mg、N、Fe的需求强度较大,16～20年树龄的低产果园对营养元素P、N、Ca的需求强度较大,22～25年树龄的低产果园对营养元素K、Mn、Cu的需求强度较大。     

磷肥对棉田土壤有效磷及土壤酶活性的影响

通过室内模拟试验,研究不同磷肥种类和用量对棉田土壤有效磷和碱性磷酸酶活性的影响。结果表明,与对照相比,大量施磷(600 kg hm-2)整个生育期土壤有效磷和碱性磷酸酶活性显著增加,适量施磷(150 kg hm-2)苗期和蕾期土壤有效磷和碱性磷酸酶活性也显著增加。3种磷肥对土壤供磷能力表现为美国生产磷酸二铵略优于中国生产重过磷酸钙,而两者显著优于中国生产磷酸二铵。棉田土壤碱性磷酸酶活性与土壤有效磷变化规律一致,随生育期的推进呈下降趋势,可以作为土壤磷有效性的一个评价指标。