玛纳斯河流域土壤水稳定同位素特征及运移机制

干旱区土壤水分垂直方向运移与分配,特别是膜下滴灌绿洲地区土壤水分垂直方向分布现状与运移机制尚不清楚。为探究干旱区农田生态系统水分层贡献问题,阐明农田土壤中水分运移过程,于2019年沿新疆玛纳斯河流域农田土壤进行分层采样,依次为0~5、5~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm。测定了稳定同位素δD和δ¹⁸O值,对同位素δD和δ¹⁸O值进行数据分析。结果表明： δD和δ¹⁸O最大值位于0~5 cm土层,分别为-25.64‰和-0.19‰; δD和δ¹⁸O最小值位于20~40 cm土层,分别为-108.32‰和-8.19‰。0~5 cm土层δD和δ¹⁸O值较高,表明上层比下层更易受水分蒸发作用影响,存在强蒸发效应。随土层深度增加,δD和δ¹⁸O值呈减小趋势,其中80~100 cm土层变化趋势缓慢。氘盈余值表现为山地>平原>荒漠>山前。研究表明,受长期膜下滴灌影响,加之蒸发作用强烈,玛纳斯河流域土壤水分迁移过程发生改变。     

玛纳斯河流域低洪积扇台地上黄土沉积的年龄与粒度特征

通过对天山北麓玛纳斯河流域低洪积扇台地上的黄土剖面进行粒度分析和光释光测年分析,结果表明,该地区的黄土物质组成以粉沙为主,平均含量为61.62％.粘粒的平均含量为18.99％.剖面中平均粒径、中位数、粘粒含量、细沙含量在剖面中的变化反映了沙尘暴的活动及粉尘堆积的变化.光释光测年的结果表明,该地区的黄土沉积始于7000 aBP左右,属于全新世时期的黄土堆积.     

新疆玛纳斯河流域灌溉技术对土壤盐渍化的影响

评价新疆玛纳斯河流域灌区灌溉技术对土壤盐渍化的影响程度。以石河子垦区为例,着重分析不同阶段灌溉技术对土壤盐渍化的影响;根据土壤盐渍化与灌溉技术水平的关系,用类比法对灌区盐渍化耕地的发展趋势进行初步预测。结果表明:在无排水条件下漫灌、畦灌等传统灌溉技术造成地下水位迅速上升,土层出现严重积盐。井灌井排技术有效地降低了地下水位,土壤明显脱盐,作物产量不断提高。目前大力推广的膜下滴灌由于其良好的节水和压盐效果,土壤中盐分含量逐年下降,随着滴灌年限的增加,土壤平均脱盐率逐渐提高;预计2010年大部分地区水资源达到合理利用后,灌区次生盐渍化耕地比例将下降到35%~40%,2020年区域水资源实现高效利用后,盐渍化耕地将减少到30%以内。随着灌溉技术水平的不断提高,不同类型土壤出现明显脱盐,灌区盐渍化耕地也将逐渐减少,但不会全部消失。     

天山北坡玛纳斯河流域草地长势遥感监测

[目的]进行国产高分1号遥感数据在草地长势监测方面的应用研究,为维持草地畜牧业可持续发展、维护草原生态平衡提供科学依据。[方法]以新疆典型草原区—玛纳斯河流域为研究靶区,在"3S"技术支持下,利用高分一号卫星数据的优越性及野外调查数据,进行国产高分一号遥感数据在草地长势监测方面的应用研究。[结果]研究区2014年草地长势比2013年差一些,2014年长势比2013年差的草地面积为209 074.7hm2,占研究区草地总面积的13.21%。研究区2013—2014年各类草地类型长势情况的结果显示,比2013年长势差的面积最大的草地类型是温性荒漠草原,面积为109 224.6hm2,占温性荒漠草原面积的36.8%,研究区草地总面积的6.9%。[结论]研究区草地长势监测精度比较高,即,88.6%以上,高分1号卫星数据是一个草地长势监测的有效数据。     

雪盖与径流的相关性分析——以玛纳斯河为例

选用2000年11月～2009年4月玛纳斯河上游流域所涉及的MOD10A2数据作为遥感数据源和同一时期的玛纳斯河径流数据,研究了雪盖与径流相关性。结果表明,3月的积雪覆盖率与当年4月径流相关系数为-0.817 5,并通过了显著水平0.005的检验;冬春季里最大月份的积雪覆盖率与次年6月径流的相关系数为-0.649 6,并通过了显著水平0.05的检验;12月份的平均积雪覆盖率与次年5月份径流的相关系数约为0.577 5,并通过了显著水平0.1的检验。     

基于TM数据的MODIS雪盖产品精度分析

采用玛纳斯河流域2003年1月1日EOS/MODIS八日合成的雪盖数据和2003年1月4日TM雪盖图进行对比分析,通过TM数据的验证,MOD10A2的精度为95%,精度较高,MOD10A2对积雪进行监测可有效降低云层对遥感影像的影响,在一段时间内可有效对地面实施监测。     

玛纳斯河流域绿洲土壤养分空间变异特征与格局

运用经典统计学及地统计学的半变异函数定量研究了玛纳斯河流域绿洲表层土壤(0～10cm)中有机质、全氮、全钾和全磷4种养分含量的空间变异特征。结果表明:4种养分含量数据均服从正态分布,有机质、全氮和全磷的理论模型属于指数模型,全钾的则符合球状模型。全氮和全钾的空间自相关范围为24.18km和35.78km,空间结构上具有中等空间相关性,随机性因素引起的全氮和全钾的变异分别占48.93%和48.23%,是结构性因素(气候、母质、地形、土壤类型等)和随机因素(施肥、耕作措施、种植制度等)共同作用的结果;有机质和全磷的空间自相关范围为79.10km和82.63km,空间结构上具有强相关性,块金值与基台值之比分别为25.06%和20.00%,其空间变异主要由结构性因素引起的。在地理信息系统(GIS)支持下,通过Kriging插值研究了玛纳斯河流域绿洲土壤养分的空间水平分布规律并对土壤养分要素含量等级进行了评价。有机质、全氮和全钾具有南北部高,中间低,由南北向中心递减的趋势;有机质、全氮、全钾含量为较丰富以上等级面积分别占研究区的0%、97.91%、99.69%;全磷含量从中心往南递增,北部分布较均匀;全磷含量为较丰富以上等级的面积占研究区的10.62%。     

投影寻踪技术在水资源可持续利用评价中的应用研究

水资源短缺是制约玛纳斯河流域水资源可持续发展的"瓶颈"因素,因此,水资源可持续发展水平综合评价研究对流域国民经济可持续发展至关重要。从水资源、社会、经济、生态环境等4个子系统出发,结合投影寻踪技术,对流域水资源可持续利用水平进行了综合评价,评价结果表明,流域水资源可持续利用水平2000年处于V1级,2010年,2020年分别位于V2和V3级,流域水资源可持续利用呈良好变化趋势;该模型方法可靠,分析结果合理,评价结果可以为水资源可持续开发利用提供科学依据。最后,提出了促进流域水资源可持续利用的建议,为实现水资源可持续开发利用提供借鉴和参考。     

玛纳斯河流域植被覆盖度随地形因子的变化特征

基于2000-2016年MODIS NDVI数据,利用像元二分模型和ArcGIS空间分析功能对玛纳斯河流域植被覆盖度分布格局及动态变化特征进行研究,并分析植被覆盖度变化在高程、坡度和坡向上的空间分布差异。结果表明：（1）玛纳斯河流域以低等级植被覆盖为主,高等级植被覆盖面积显著增加,其它各等级面积波动较小,研究期内植被覆盖改善的面积比例（31.17%）远大于退化的面积比例（16.1%）,研究区总体植被覆盖度增加,生态环境有所好转。（2）在海拔<800m,坡度<8°区域内,植被覆盖度明显改善,植被显著退化区主要分布在海拔1300-3400m,坡度>25°区域内,植被覆盖度未发生变化的区域主要集中在海拔>3600m范围内。（3）当海拔>2100m时,植被覆盖度随海拔增加呈现持续减少的趋势,海拔低于2100m的地带,植被覆盖度随海拔增加波动较大。（4）随着坡度的增加,植被覆盖度呈逐渐减小的趋势,全流域0?5°坡度范围内植被覆盖度最大（42.69%）。（5）在各坡向上,植被覆盖度差异不明显。流域内平地上的植被覆盖度最大（44.21%）;阴坡的植被覆盖度优于阳坡,植被变化趋势除在平地区域较显著外,其余坡向间差异不大。     

新疆玛纳斯河流域节水农作制发展模式

发展节水农作制是实现干旱内陆区水资源安全的一种有效途径。该文以新疆玛纳斯河流域为案例,采用收集资料、实地调查及理论分析研究相结合的方法,重点对该区域特殊的自然条件和农业用水发展现状及存在的问题进行了分析,提出了区域节水农作制发展的思路,并依据玛纳斯河流域地形地貌特征和水资源条件,提出了7种适宜不同类型区的节水农作制发展模式,包括低山丘陵区旱农旱牧农作制模式、冲积洪积扇中上部果蔬特色种植农作制模式、冲积扇缘带牧草咸水灌溉农作制模式、泉水溢出带水旱轮作制模式、冲积平原区现代棉作制模式、干三角洲区复套种多熟农作制模式、古湖滨平原区高效农林生态型农作制模式。该研究为推动新疆干旱区节水农业的发展和水资源的优化配置提供了科学依据。