莫索湾绿洲的建立与梭梭荒漠的动态研究

本文就古尔班通古特沙漠南缘的梭梭荒漠、在本世纪５０年代后期开发以来发生的变化，分析绿洲形成过程、依存条件及其与荒漠关系，并对绿洲界外区的生态地位、发生原因和其对策进行剖析。     

乌兰布和沙区人工绿洲土壤养分动态研究

利用1980-2004年乌兰布和沙区人工绿洲典型试验区土壤定位观测资料进行土壤养分的动态分析。结果表明:随着人工绿洲建设年代的增加,土壤有机质含量大幅度增加,土壤全氮、全磷、全钾含量总体上都呈增加趋势;土壤速效养分随绿洲化过程的深入总体上也呈明显的增加趋势。给出了耕作层0~30 cm土壤各养分增量变化的函数关系式,其中全磷增量、速效钾增量呈"S"型曲线增长。     

乌兰布和荒漠人工绿洲小气候效应研究

通过对乌兰布和荒漠东北边缘人工绿洲内和荒漠对照区各小气候因子连续１２年的同步观察,采用模糊综合评判方法,全面定量分析了防护森体系不同时期的小气候效应及变化规律,评价结果表明,绿洲防护要体系对各气象因子有前显的影响,特别是降低风速,抑制蒸发,提高空气湿度等方面尤为突出,综合小气候效应明显,１２年间效益值增加了０．７４６,增长率为３１％,绿洲防护林体系对小气候的改善作用各时期不同,从综合效益值来看,初     

荒漠绿洲的土壤异质性分析——以银川平原为例

以银川平原为例,分析了荒漠绿洲主要土壤类型即淡灰钙土、灌淤土、风沙土、潮土的地带性分布、机械组成及分维数、肥力特征等异质性表现。各土壤类型的平均分形维数大小顺序是:灌淤土>潮土>淡灰钙土>风沙土;分维数的大小确切地反映了银川平原主要土壤的组成和质地。0-80cm范围内各土壤类型的垂直分维特征表现为:淡灰钙土和风沙土随着土壤深度增加,分维值也随之变大;潮土分维值的垂直分异则表现为0-40cm的分维值较高,土壤深度>40cm后分维值随之下降;灌淤土质地均匀一致,分维值变化很小。灌淤土和潮土的全N含量明显高于淡灰钙土和风沙土,除风沙土外,其它3种土壤类型的全P含量相差不大,荒漠土壤的全K含量都比较高。除风沙土,灌淤土、潮土、淡灰钙土的土壤有机质含量从表层向下基本上呈下降趋势,而且灌淤土和潮土的土层厚。主要土壤类型的形成和发育之间存在着一定的联系。最后针对土壤的异质性特点,提出土地利用的分区建议。     

荒漠绿洲区不同土地利用方式下土壤养分差异分析

以塔里木盆地北缘荒漠绿洲区(渭干河—库车河三角洲绿洲)为研究对象,对耕地、林地、荒漠灌丛和盐碱草地利用方式下的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾进行了测定及统计分析。结果表明:土壤各养分元素的空间变异性由强到弱的顺序依次为有效磷碱解氮速效钾全氮有机质;不同土层深度有机质、全氮、有效磷和速效钾含量在不同土地利用方式之间表现出显著的差异(P0.05),土壤碱解氮含量无显著差异(P0.05);不同土地利用方式有机质与全氮、碱解氮之间的相关性较强,有效磷与速效钾之间的相关性相对较弱。     

黑河中游绿洲农田土壤微量元素含量的空间分布特征

采用地统计学与GIS相结合的方法,对黑河中游绿洲农田土壤中Cu、Zn、Ni、Fe、Mn和Co含量的空间变异特征、分布规律进行了研究。结果表明:研究区土壤Zn、Fe、Mn的含量平均值低于全国平均值,而Cu、Ni、Co的平均值高于全国平均值,6种微量元素均具有中等程度变异,且各微量元素样本均符合正态分布;土壤Cu、Ni含量的最佳半方差拟合模型为高斯模型,Zn、Fe和Mn为球状模型,Co为指数模型;土壤Cu、Zn、Ni、Fe、Co具有中等程度的空间相关性,土壤Mn具有强烈的空间相关性;6种微量元素含量的变程大小顺序为Cu、Zn、Mn>Fe>Co>Ni;土壤Cu、Zn、Fe、Mn含量的空间分布特征相似,即总体上为由东南向西北降低,Ni、Co含量呈现斑块状分布。研究区土壤中微量元素含量除Mn主要受自然因素影响外,其它各微量元素均受到自然因素和人为因素的双重影响。     

黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块状植被区积沙量的空间异质性分析

基于2012-2013年黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块状植被区的野外观测资料,并结合临泽内陆河流域综合野外气象观测站资料,利用空间异质性方法对积沙量进行分析.分析结果表明:1)2012年和2013年各月积沙量均存在着明显的空间异质性,2012年各月(除8月外)的积沙量变异主要为随机变异(83.00％-93.04％),起沙风速、起沙风频率的增加或RDP/DP的减小,有利于积沙量的增加,而降雨及降雨过程对积沙量具有消减作用;2012年8月2013年各月的积沙量变异为结构性变异(88.38％-94.85％),变异主要受到表层土壤干湿状况,植被分布和走向、微地形变化的影响.2)2012年和2013年积沙量分布各有特点,2012年积沙量空间分布呈片状分布,从西北向东南递减;而2013年各月积沙量呈带状分布,临近样地中央的两条样带积沙量较高,与植被和微地形走向较为一致.3)积沙量的变异类型与模型类型具有一致性,2012年各月(除8月外)变异类型为随机变异,变异模型为Linear型;2012年8月2013年各月变异类型为结构性变异,变异模型为Exponential型.这种一致性与积沙过程相关,尤其与风蚀积沙的积累效应(经数月的风沙物质积累,在春季得到放大)有关.     

准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤跳虫群落特征研究

为了解准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤跳虫群落结构特征及其变化,在2011年4、7、9和11月中旬对该交错带胡杨林、防护林、荒草原、灌木林、荒漠、菜瓜地及耕地等7种典型生境土壤跳虫群落特征进行比较研究。结果表明,共获得土壤跳虫2487只,隶属于4目10科17属。其中球角跳属Hypogastrura、伪亚跳属Pseudeachorutes、棘跳属Onychiurus、等节跳属Isotoma为优势类群,占总数的64.58%。长跳属、驼跳属、原等跳属等10个属为常见类群,占总数的33.26%。小圆跳属、短角跳属、疣跳属为稀有类群,占总数的2.16%。绿洲-荒漠交错带不同生境土壤跳虫群落组成、个体数以及不同季节间存在显著差异(P<0.05),其中个体数依次为胡杨林>防护林>灌木林>耕地>荒草原>菜瓜地>荒漠。不同季节土壤跳虫个体数顺序为夏季>春季>秋季>冬季。研究表明不同生境土壤湿度、植被类型及人为干扰程度是影响该交错带跳虫群落结构的主要因素。     

荒漠绿洲区春小麦耗水规律与水分利用效率研究

为了掌握荒漠绿洲区春小麦的耗水规律,建立高效节水型绿洲农业,通过田间观测试验,分析了6种不同灌溉定额下春小麦的土壤含水量、耗水量、土面蒸发量以及WUE的变化特征。结果显示,不同灌水定额下,春小麦全生育期耗水量的变化范围为450mm~650mm,其中春小麦的平均蒸腾耗水量为总耗水量的81%,而平均土面蒸发量为总耗水量的19%。拔节后期~抽穗前期是春小麦需水的第一关键期,灌浆后期~成熟期是次关键期。WUE随籽粒产量先增大后减小,二者之间呈二次曲线的关系。可见,过度灌溉不利于WUE的提高,造成水资源的浪费。     

民勤绿洲人工梭梭林群落结构及种群生态特征

采用野外样方调查方法,分别对生长于民勤绿洲盆地不同立地类型的人工梭梭群落内的物种重要值、多样性等生态特征进行分析,将其划分为3个类型：梭梭-一年生植物群聚、梭梭-一年生植物-灌木群聚和梭梭-灌木群落;分别分布于流动沙丘、半固定沙丘和固定沙地上,随着沙地固定程度的增加,人工梭梭群落由梭梭-一年生植物群聚（先锋群落,盖度23%、多样性指数0.26）演替到梭梭-一年生植物-灌木群聚（盖度30%、多样性指数0.34）再演替到梭梭-灌木群落（盖度40%,多样性指数0.60）;在人工梭梭群落演替过程中,人工梭梭种群在不同沙地类型上生长状况不同,沿着流动沙地→半固定沙地→固定沙地为衰退型,这种衰退与土壤水分的含量有关。     

石羊河下游人工梭梭林健康评价体系构建及应用研究

人工梭梭（Haloxylon ammodendron）林是石羊河下游分布最广、面积最大的人工固沙林,具有防风固沙、改良土壤、调节气候、增加碳汇等生态功能。近年来,人工梭梭林的普遍退化严重威胁着民勤绿洲的生态安全。因此,及时摸清人工梭梭林的健康状况,对人工固沙林的可持续经营具有重要意义。通过查阅文献及咨询专家（调查问卷）,构建了5个一级指标和19个二级指标的人工梭梭林健康评价体系,采用AHP层次分析法和熵值法确定各指标的权重。基于野外调查数据,运用生态健康综合指数（HI）,对人工梭梭林的健康状况进行评价,结果表明：石羊河下游人工梭梭林整体处于亚健康状态,健康指数值在0.50～0.67之间,均值为0.617。造成人工梭梭林处于亚健康的主要原因是群落结构不合理及生境因子的影响等,建议采取间伐、平茬以及围封等抚育管护措施来提高人工梭梭林的稳定性。     

黑河流域荒漠地区梭梭人工林地土壤水分动态研究

梭梭林地土壤剖面的含水量与裸沙地含水量显著不同 ,裸沙地土壤含水量随深度增加而增加 ,林地在 30～ 12 0cm范围内有较高的含水量 ;林地 0～ 30cm的上层土壤含水量受降雨及蒸发的剧烈影响 ,30～ 2 0 0cm范围内的林地土壤各测量层平均含水量与其标准差有二次函数的关系 ;降雨对每月的 0～ 2 0 0cm的土壤贮水量没有明显的影响 ,说明降雨多数在当月就被蒸散和深层渗漏所消耗 ;认为梭梭人工林这种脆弱生态系统能够在严酷的环境条件下存在 ,其根系对土壤水和地下水有吸水和释水的再分配功能是重要的因素之一     

Impact of land use chanse on water resource allocation in the middle reaches of the Heihe River Basin in northwestern China

In recent decades, China has been experiencing rapid economic development, population growth and urbanization. These processes have stressed the shortages of water resources in China, especially in the arid re- gions of northwestern China. In order to sustain the expanding cropland, people increased groundwater exploitation in these regions. The purpose of this study was to quantitatively analyze the changes in land use and water re- sources, and their relationship in the middle reaches of the Heihe River Basin, a typical inland river basin in northwest China. The data of land use change were interpreted using aerial photographs(1965) and Landsat TM images(1986 and 2007). The data of irrigation water volume in the irrigation districts were spatialized in the middle reaches of the Heihe River Basin. The spatial variation of the groundwater depth was interpolated using the geo- statistical method. The results showed that the cultivated cropland area along oasis fringe increased by 15.38% and 43.60% during the periods 1965–1986 and 1986–2007, respectively. Surface water amount for irrigation had almost doubled from 1956 to 2010. The decrease of grassland area mainly occurred at the alluvial fan in front of the Qilian Mountains, with 36.47% during 1965–1986 and 38.56% during 1986–2007, respectively. The groundwater depth in front of the mountain constantly increased from 1986 to 2007. We found that the overuse of surface water and overexploitation of groundwater had direct consequences on the natural environments. We suggests that the efficiency of surface water resources use among different irrigation districts needs to be improved, which will sig- nificantly ease the conflicts between increasing water demand for irrigation and a shortage of water resources in the middle reaches of the Heihe River Basin.     

Impact of land use change on water resource allocation in the middle reaches of the Heihe River Basin in northwestern China

In recent decades, China has been experiencing rapid economic development, population growth and urbanization. These processes have stressed the shortages of water resources in China, especially in the arid re- gions of northwestern China. In order to sustain the expanding cropland, people increased groundwater exploitation in these regions. The purpose of this study was to quantitatively analyze the changes in land use and water re- sources, and their relationship in the middle reaches of the Heihe River Basin, a typical inland river basin in northwest China. The data of land use change were interpreted using aerial photographs(1965) and Landsat TM images(1986 and 2007). The data of irrigation water volume in the irrigation districts were spatialized in the middle reaches of the Heihe River Basin. The spatial variation of the groundwater depth was interpolated using the geo- statistical method. The results showed that the cultivated cropland area along oasis fringe increased by 15.38% and 43.60% during the periods 1965–1986 and 1986–2007, respectively. Surface water amount for irrigation had almost doubled from 1956 to 2010. The decrease of grassland area mainly occurred at the alluvial fan in front of the Qilian Mountains, with 36.47% during 1965–1986 and 38.56% during 1986–2007, respectively. The groundwater depth in front of the mountain constantly increased from 1986 to 2007. We found that the overuse of surface water and overexploitation of groundwater had direct consequences on the natural environments. We suggests that the efficiency of surface water resources use among different irrigation districts needs to be improved, which will sig- nificantly ease the conflicts between increasing water demand for irrigation and a shortage of water resources in the middle reaches of the Heihe River Basin.     

黑河流域中部土壤微量元素有效态含量的空间变异及丰缺评价

基于G IS技术,通过地统计学方法对张掖临泽、山丹、民乐县和甘州区农田表层土壤有效Fe、Cu、Zn、Mn、N i和Co含量的空间变异、丰缺状况及影响因素进行了研究。结果表明:有效Fe含量的最适模型为球状模型,Cu、Zn和N i为指数模型,Mn和Co为高斯模型;有效N i和Mn具有强烈空间相关性,有效Fe、Cu、Zn和Co具有中等空间相关性;各微量元素有效态含量均具有各向异性。研究区域有效Fe、Cu、Zn和N i含量在甘州区最高,有效Mn和Co含量由东南到西北逐渐减小;有效Cu和N i含量大部分面积处于中等及丰富水平,而有效Fe、Zn和Mn含量为中等及偏低水平。土壤有机质与六种微量元素有效态含量均呈显著或极显著正相关;pH与有效Fe、Cu、Zn和N i含量呈显著或极显著负相关。     

准噶尔盆地南缘梭梭群落春季融雪期的土壤呼吸动态

积雪对温带中高纬度地区早春土壤温度和水分具有调控作用,并对土壤呼吸具有重要影响。利用箱式法观测2012年早春积雪融化阶段古尔班通古特沙漠南缘典型温带荒漠梭梭群落内土壤呼吸的动态变化。结果表明：春季融雪期梭梭群落土壤呼吸变异极大,变化范围为0.2~1.2 μmol•m-²•s^-1,日平均土壤呼吸速率变化呈先增后减趋势,但土壤最大呼吸速率随土壤含水量的减少而减少。融雪期灌丛内外土壤呼吸变化规律相同,梭梭灌丛内土壤呼吸速率显著高于灌丛外。融雪期土壤含水量与最大土壤呼吸具有显著的相关关系,但在日尺度上土壤温度与土壤呼吸具有显著的相关关系。研究表明：积雪融化对土壤呼吸具有显著的激发效应,早春积雪变化对土壤呼吸速率将产生重要影响。     

Assessment of wetland fragmentation in the middle reaches of the Heihe River by the type change tracker model

The quantitative research of wetland landscape fragmentation in the middle reaches of the Heihe River is important for the wetland and oasis sustainable development in the Hexi Corridor. Based on the data of remote sensing and GIS, we constructed the type change tracker model with sliding window technique and spatially morphological rule. The suitable scale and optimum scale of the fragmentation model of wetland landscape in the middle reaches of the Heihe River were determined by the area frequency statistics method, Chi-square distribution normalized scale variance, fractal dimension and diversity index. By integrating type change tracker model and the optimum scale with GIS spatial analysis, the spatial distribution characteristics of wetland landscape fragmentation in different periods and the related spatial-temporal change process were clarified. The results showed that(1) the type change tracker model, which analyzes the spatial pattern of wetland fragmentation on the pixel level, is better than the traditional wetland fragmentation analysis on the landscape and patch levels;(2) The suitable scale for the wetland fragmentation ranged from 150 m×150 m to 450 m×450 m and the optimum scale was 250 m×250 m in the middle reaches of the Heihe River; and(3) In the past 35 years, the total wetland area decreased by 23.2% and the fragmentation of wetland markedly increased in the middle reaches of the Heihe River. The areas of core wetlands reduced by 12.8% and the areas of perforated, edge and patch wetlands increased by 0.8%, 3.1% and 8.9%, respectively. The process of wetland fragmentation in the research region showed the order of core wetland, perforated or edge wetland, patch wetland or non-wetland. The results of this study would provide a reference for the protection, utilization and restoration of limited wetland resources and for the sustainable development of the regional eco-environment in the Heihe River Basin.     

黑河流域草原蝗虫分布特征及其与生境的关系

草原蝗虫生态分布特征及其与环境因子的关系研究,是揭示蝗虫地理发生规律的理论基础。以黑河中上游天然草地为例,采用野外调查和定量分析方法,研究了不同草地蝗虫组成、生态种组分布特征。结果表明:黑河中上游天然草地的地形、气候条件和土壤、植被组成具有明显异质性;连续4年野外采集蝗虫38种,隶属于3科11属,32个多布种蝗虫在相关性系数为0.05处聚为8个生态种组,蝗虫具有极为广泛的生态适应性,同时草原区的生境决定着蝗虫的地理分布格局,研究区域蝗虫主要分布在海拔2000～3000m的祁连山地。温度因子是蝗虫种属组成的促进因子,其它因子为抑制因子;温度与降水量是蝗虫密度的促进因子;极端最低温与蝗虫种属组成存在极显著关系(r=0.706、0.761,p<0.01),与蝗虫密度存在显著关系(r=0.665,p<0.05)。