雄安新区上游农业种植结构及需水时空演变

本文利用作物模型模拟小麦、玉米灌溉需水量，结合蒸发皿法估算蔬菜、果树等其他作物需水量，回溯雄安新区上游1986-2015年农业种植结构及农业需水的时空演变趋势，摸清不同作物的需水量比例及时间变化，并推算了消除降水年际波动的1970-2015年农作物灌溉需水量，探讨单纯人类活动下的农业需水量变化趋势。结果表明，1986-2015年，研究区作物播种总面积总体呈上升趋势，耕地面积多年平均84.9万hm²，有效灌溉面积平均71.3万hm²，占总耕地面积的84%。其中小麦播种面积稍有下降，玉米、蔬菜播种面积显著增加，果树种植比例在山区增加、平原区减少。研究区多年平均灌溉需水量22.52×10⁸ m³，小麦、玉米、蔬菜、果树和其他作物分别占灌溉需水总量的58.6%、12.6%、5.8%、16.3%和6.7%，受播种面积增加影响，1970-2015年，蔬菜和果树需水显著上升。从空间上来看，灌溉需水总量在上游山区上升显著，而在平原区表现为下降；排除降水的年际波动后，研究区作物需水自1970年以来一直呈上升趋势，进入20世纪80年代中期，虽然整体上升减缓，但随农业播种总面积增加和蔬菜、水果需水增加影响，需水量整体呈缓慢上升趋势。因此，控制上游农业用水，种植低耗水作物、减少耗水作物的种植面积，是恢复雄安新区清水产流的关键。     

不同荒漠生态系统下有机碳和微生物碳的分布特征

基于新疆古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠的3种建群灌木琵琶柴(Reaumuria soongori-ca)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和梭梭(Haloxylon ammodendron)生态系统下土壤剖面实测数据,分析了土壤有机碳(SOC)和土壤微生物量碳(Mc)的垂直分布特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明:3个生态系统类型之间土壤剖面SOC分布状况和含量不存在显著差别,但每个生态系统土壤剖面土层之间存在显著差别。各生态系统土壤上层均存在着一定厚度的SOC富集层,中部(10～30cm)SOC含量迅速下降,下部有机碳含量低而稳定。Mc分布与含量与SOC存在相似的规律。Mc对90cm以上的土壤碳循环起着重要的作用,而对深层次的碳库影响不大,不会对全球变化做出响应,但意义更重要,它们可以更长期保留于土壤中而不释放回大气圈。     

长期围栏封育对天山中部草地土壤有机碳及微生物量碳的影响

以天山中部中科院巴音布鲁克草原生态观测站三种类型草地长期(26 a)围栏封育样地为研究对象,通过野外调查取样结合室内分析的方法,研究了长期(26a)围栏封育对草地土壤有机碳和微生物量碳含量的影响,结果表明:(1)围栏外(自然放牧条件下),表层的土壤有机碳含量为高寒草甸(165.29 g·kg-1)＞高寒草甸草原(98.73 g·kg-1)＞高寒草原( 83.54 g·kg-1),微生物量碳含量依次为高寒草甸草原(181.70 mg·kg-1)＞高寒草甸(146.37 mg· kg-1)＞高寒草原( 43.06 mg· kg-1).围栏封育后,高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原表层土壤有机碳含量分别提高了 11.37％、3.26％和2.21％;高寒草甸草原和高寒草甸微生物量碳含量分别增长2.89％和12.04％,而高寒草原降低40.36％.(2)从围栏内外土壤剖面来看,土壤有机碳、微生物量碳含量随着土壤深度的增加依次降低,微生物熵也随土壤深度的增加呈现降低的趋势.(3)微生物量碳含量与土壤速效钾、全磷含量达到极显著负相关(P＜0.01),与速效磷含量达到极显著正相关(P＜0.01),与土壤有机碳、全氮、全钾含量呈显著正相关(P＜0.05)与土壤速效氮含量正相关,但不显著.     

利用高冰草在旱地建植大面积绿化的研究

新疆盲目开垦的旱地面积很大 ,生产力水平低 ,弃荒地多 ,水土流失严重。从新疆农垦科学院引进的澳大利亚牧草—高冰草 (Agropyronelongatum)具有耐旱、耐寒、耐盐碱、品质优、青绿期长、产量高等优良特性 ,在降水量 2 50 350mm的山前缓坡旱地种植高冰草 ,建植绿地恢复植被 6 6 .7hm2 。结果表明 :高冰草在该地区能正常完成生育期 ,生育期为 152d、绿期长 2 10d ,分蘖力强、单株分蘖数 110个 ,植株高 10 0～ 16 0cm。营养期粗蛋白含量为 19.14% ,产量高峰期的第 3a干草产量 74 19.0kg/hm2 ,与对照 (蒿属 +羊茅型荒漠草原 )相比 ,提高 2 86 1.7% ,种子产量 150kg/hm2 ,干草适应喂马、牛、羊等家畜 ,为旱地大面积退耕还草建植绿地 ,减少水土流失 ,保护环境起到了前期试验示范作用。     

塔克拉玛干沙漠公路沿线植被及特点

本文以塔克拉玛干浙江省公路为主线，调查由沙漠北缘至腹地自然概况，植物组成及分布特点，植被类型等，结果表明，塔克拉玛干沙漠公路沿线植物组成非常贫乏，仅１８种；生态学特性则以中生，耐盐的高位芽植物占主导地位；大多数植物以根蘖为主要繁殖形式；植被类型简单、隐域性盐化草甸植被占有一定的地位。     

天山南坡高寒草地物种多样性及地上生物量研究

在新疆天山巴音布鲁克草原对高寒草甸、高寒草原和高寒草甸化草原的物种多样性进行了研究,结果表明:盖度+高度指标测度群落物种多样性指数要优于盖度和株数指标,更适于测度高寒草地的物种多样性指数。丰富度指数、Margalef指数与Shannon-wiener指数相关性显著,在小的空间研究尺度内,草地植物群落物种多样性指数受丰富度指数的影响较大。地上生物量与丰富度指数、Margalef指数和Shannon-wiener指数呈负相关关系。     

巴音布鲁克亚高山草原生态系统有机碳贮量的估算

通过实地调查,结合前人的研究资料,利用GIS技术通过MapInfo软件完成对遥感影像的解译获得草地类型数据的基础上,首次对巴音布鲁克亚高山草原生态系统的有机碳贮量进行了估算结果表明,巴音布鲁克亚高山草原生态系统地上植物体碳总量约为7.198×104t,其中地上部分约为3.199×104t,约占44.44%;地下部分根系约为3.999×104t,约占55.56%。巴音布鲁克亚高山草原生态系统土壤有机碳的平均碳通量为16.801 C kg/m2,土壤有机碳总贮藏量约为3 019.224×104t。     

高寒草原对气候生产力模型的适用性分析

本研究利用中国科学院巴音布鲁克草原生态研究站1984-1990年、2004-2008年2个时间序列植物营养生长期的气候指标及净第一性生产力(NPP)实测值,结合北京模型、综合植被模型和林慧龙等建立的模型模拟研究区的NPP;根据3个模型NPP的模拟值与实测值对其进行了一元线性回归与相关分析,并基于NPP的模拟值探讨了研究区草地载畜量。结果表明,北京模型(R=0.857**)、综合植被模型(R=0.894**)和林慧龙建立的模型(R=0.894**)的NPP模拟值与实测值相关性及一元线性回归方程拟合较好,同时从线性回归的拟合度也揭示了降水是研究区NPP的主要限制因子,而温度对NPP的影响程度相对较小。在年均气温增加2和4℃,年降水量增加20%时,草地理论载畜量分别由目前的0.94个羊单位/hm2增加到1.49和1.62个羊单位/hm2。     

轮叶马先蒿危害现状及防除对策

轮叶马先蒿(Pedicularis myriophylla)在新疆巴音布鲁克高寒草地大面积发生,于2004-2005年5月初对其生物学特性、传播方式、分布面积、群落数量特征等进行了观测和调查,并对其进行分析,以了解害草轮叶马先蒿在巴音布鲁克高寒草地的分布情况及其对畜牧业的危害现状.结果表明:轮叶马先蒿的危害面积已高达4.11×104 hm2,5月下旬是其种子萌发最活跃时期,产种量高,种子传播是主要的传播方式.将轮叶马先蒿分布面积分为重度、中度和轻度发生区,且随着危害程度的增加,轮叶马先蒿密度和盖度显著增大,而群落的多样性、均匀度和物种丰富度却逐渐降低.轮叶马先蒿种群的生物量占总生物量的比例逐渐增加,禾本科和杂类草的生物量有降低的趋势.针对当地的群落问题,提出了人工和化学防除,同时应建立合理的草地放牧体系,控制和规定合理的草地载畜量,并与围封、补播、施肥等草地改良措施相结合,有效控制轮叶马先蒿的危害和蔓延,改善当地的生态与环境,使当地群落健康、稳定发展.     

长期围栏封育对中天山草地植物群落特征及多样性的影响

以中科院新疆巴音布鲁克草原生态站25年围封样地为对象，研究亚高山草原、亚高山草原化草甸和亚高山草甸化草原的植物群落特征及物种多样性。结果表明，长期围封对3种草地类型草地植被盖度、平均高度、地上生物量均有不同程度的提高，围栏内生物量与植株高度均表现为亚高山草原化草甸＞亚高山草甸化草原＞亚高山草原；3种草地类型围栏内外生物量和植被盖度差异呈极显著（P<0.01），且亚高山草原化草甸和亚高山草甸化草原围栏内外植物高度差异极显著（P<0.01）。围封25年后，围栏外的群落丰富度指数和优势度指数均高于围栏内，而均匀度指数围栏内均高于围栏外。