焉耆盆地土壤风蚀作用试验初报

通过风洞实验,得出焉耆盆地主要土壤类型的起动风速,在不同风速下的风蚀模数及颗粒粒配,由分析结果可知:表土破坏和风沙作用对土壤的风蚀作用有较大影响。保护盆地植被,减少对地表的大面积扰动,完善农业防护林,防止土壤退化,对盆地的开发是至关重要的。     

焉耆盆地白刺灌丛沙堆土壤理化性质

对焉耆盆地白刺灌丛沙堆不同演化阶段和沙堆间低地土壤理化性质进行分析。结果显示:（1）白刺灌丛沙堆不同演化阶段土壤粉砂、黏粒、有机质和养分含量均高于沙堆间低地,而土壤砂粒含量和pH值低于沙堆间低地;从白刺灌丛沙堆发育到稳定阶段,土壤砂粒含量和pH值逐渐降到最小值,而粉砂、黏粒、有机质和养分含量达到最高值,从白刺灌丛沙堆稳定到活化阶段,土壤砂粒含量和pH值急剧增加,而粉砂、黏粒、有机质和养分含量大幅度下降;（2）从整个剖面来看,由于白刺灌丛沙堆侵蚀和堆积的差异,随着深度的增加砂粒含量先减后增,而pH值、粉砂、黏粒、有机质和养分含量先增后减;0—15 cm土层砂粒含量最高,而15—45 cm土层最低;0—15 cm土层pH值、粉砂、黏粒、有机质和养分含量最低,而15—45 cm土层最高;（3）白刺灌丛沙堆发育和活化阶段强烈的吹蚀不利于有机质的积累,白刺灌丛沙堆稳定后为降尘截存、凋落物积累和微生物的繁殖提供有力的保障,表层黏粒得以截存和地衣状薄层结皮形成,增加土壤的有机质和养分含量。     

新疆焉耆盆地地下水地球化学特征

采用相关分析法与主成分分析法,研究了新疆焉耆盆地地下水地球化学特征。结果表明:从开都河上游向盆地中部灌溉区,地下水矿化度由0.21g/L增加到37.45g/L,地下水水化学类型依次为HCO_3型、HCO_3-SO_4型、SO_4-Cl型以及Cl-SO_4型。研究区各时期地下水阳离子主要以Mg~(2+)与Ca~(2+)为主,阴离子主要以SO_4~(2-)与Cl~-为主。地下水矿化度,电导率,Mg~(2+),Ca~(2+),SO_4~(2-)与Cl~-均呈现强烈的空间变异性,pH值呈现非常弱的空间变异性。草地的地下水矿化度最高,荒漠地下水矿化度最低。地下水矿化度与主要离子含量从高到低依次为:草地、耕地、林地、荒漠。研究区地下水矿化度的大小与Mg~(2+),Ca~(2+),SO_4~(2-),Cl~-,HCO_3~-等离子含量水平的高低密切相关。     

松嫩平原低平易涝地旱改水种稻治涝防止土壤次生盐渍化技术的研究

“九五”期间对松嫩平原低平易涝地进行了早改水种稻治涝防止土壤次生盐渍化技术的研究,明确了井灌、渠灌对土壤次生盐渍化的影响。研究结果表明,如果管理科学或进行土壤改良不会发生土壤次生盐渍化。     

焉耆盆地耕层土壤有效磷的时空变化特征及生态风险分析

由于磷肥的过量施用,使磷在土壤中富集,存在对环境造成污染的潜在风险。通过对比1980、2010和2020年焉耆盆地耕层有效磷的含量变化,分析土壤有效磷的时空富集特征,利用相对生态风险系数对研究区进行环境风险分析。结果表明:1980～2020年间焉耆盆地耕地有效磷处于增加态势,由中低水平升高到丰富水平,有效磷含量提高了2.66倍,年均增加0.62 mg/kg,博湖县年均增加量最高,为0.96 mg/kg。通过空间插值分析,1980年焉耆盆地耕层土壤有效磷含量以中等为主,2010年耕层土壤有效磷含量以较丰富为主,2020年耕层土壤有效磷含量以丰富为主,博湖县、和静县、焉耆回族自治县耕层土壤有效磷呈现富集。根据2020年耕层土壤有效磷相对生态风险系数,借助ArcGIS空间插值分析,得到研究区耕地土壤有效磷环境生态风险区。焉耆盆地部分耕地土壤有效磷有潜在的生态风险,合计面积为1811.45 km2,占研究区耕地面积的64.34%,以中、低生态风险为主;高风险面积很小,仅占研究区耕地面积的0.01%。各县耕地有效磷存在潜在风险的面积由大到小为:和静县>焉耆回族自治县>博湖县>和硕县。因此,针对焉耆盆地耕层有效磷富集特征,为减少面源污染风险,应对不同土壤磷环境风险采取区域养分管理策略,减磷增效,以促进环境保护。     

焉耆盆地气候变化和人类活动对生态系统服务 价值的影响研究

环境变化下的生态服务功能研究,对生态环境与社会经济持续发展具有重要的科学意义和应用价值。本文以新疆焉耆盆地作为研究对象,基于Landsat遥感影像数据、DEM数据和气象要素数据,运用非参数气候变化突变点检验(MK,Mann-Kendall-Sneyers test)、趋势分析方法(Mann-Kendall,MK),通过计算生态服务价值(ESV)和土地利用/覆盖变化(LUCC)动态度,对新疆焉耆盆地近40 a(1973—2014年)生态服务功能的变化及其驱动因素进行了分析。结果显示:1)生态系统服务价值和功能的变化是气候变化和人类活动共同作用的结果;2)山区冰川面积的缩小是山区生态服务价值减少的主要原因;3)平原区的生态系统服务价值以2004年为转折点呈现先减少后增加的趋势,整个研究区的生态服务价值分别为1973年85.86×108元、1977年94.46×108元、1994年84.15×108元、2004年89.40×108元和2014年96.47×108元,这与降水量和蒸发量变化趋势吻合。人类活动如长期开垦、扩大绿洲面积和有益的气候变化支撑(降水量增加、蒸发量减少)是平原区生态服务价值增加的主要原因。在山区,生态服务价值随着降水量、蒸发量的变化而变化,在绿洲区生态服务价值的变化是人类开荒耕地、还林、还耕,以及人工栽培芦苇等活动和气候变暖共同作用的结果。     

松嫩平原西部土壤盐碱化特征研究

大尺度的盐化和碱化特征及其关系研究,对于充分认识苏打盐碱土特征和农业高效利用具有重要意义.本文以松嫩平原西部典型县市为研究区,在采集126份土壤样品的基础上,测定其盐化与碱化指标,分析了该地区盐碱化特征.松嫩平原西部盐渍土盐分组成总体上以苏打(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)为主.Na+离子占土壤阳离子总量的比例多在70％以上,CO32-和HCO-3离子在阴离子中占优势.电导率(y)和土壤全盐含量(x)建立的回归方程为y=0.098 5 x+0.174 2(R2=0.941),用电导率来表示土壤含盐量具有可行性.采集的样品中,盐渍化土壤所占的比例比较大,pH强碱性土壤比例较高.pH与总碱度呈指数关系(R2=0.967 7),土壤盐化的同时发生着碱化现象.不同土壤类型,盐土的电导率最高,其次是碱土和草甸土,pH均较高.耕地的盐碱化程度好于草地.本研究可以为松嫩平原盐碱土改良与利用以及区域生态环境建设提供理论基础.     

焉耆盆地土地利用变化对生态服务价值的影响

基于1990年、2000年和2011年卫星遥感资料,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析了新疆焉耆盆地土地利用变化对生态系统服务价值与结构的影响。结果表明:(1)焉耆盆地在1990—2011年间土地利用变化很明显;(2)焉耆盆地生态服务价值从1990年的821 400.0万元增加到2011年的867 300.0万元,生态服务价值增加了5.59%,达45 900.0万元,每年净增加生态服务价值达30.23元/hm2。生态系统服务总价值的增加主要来自水域、湿地总面积的增加,草地生态服务价值变动最大,其变化率高达14.94%;(3)研究区各生态服务功能对区域总生态服务价值贡献率由高到低依次为:废物处理、水源涵养、气候调节、娱乐休闲、生物多样性保护、土壤形成、食物生产、气体调节和原材料;(4)敏感性分析结果表明,焉耆盆地生态服务价值对生态服务功能指数是缺乏弹性的,研究结果是可信的。     

新疆焉耆盆地平原区地下水溶解性总固体时空演化

为研究新疆焉耆盆地平原区地下水污染现状,2014年在焉耆盆地平原区设置42个采样点,采集42组地下水样本,测定样本中溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)及阴阳离子含量,并利用SPSS软件及MAPGIS地理信息系统分析其时空动态。结果表明,1999年与2014年地下水TDS总体存在显著差异性;对地下水中TDS与宏量阴、阳离子组分及p H值之间的关系进行分析,地下水TDS与SO42-、Cl-、K++Na+、Mg2+、Ca2+具有显著相关,相关系数在0.717~0.964之间,与宏量阴离子SO42-、Cl-相关性明显大于阳离子,相关系数分别为0.963及0.964。在时间尺度上,1983-2014年地下水TDS均值整体呈现先升高再有所降低而后又升高再降低的趋势,均值由1983年305.0 mg/L上升至1999年1773.1 mg/L后又降低至2014年589.44 mg/L;在空间尺度上,1999-2014年地下水TDS1 g/L区域面积变化呈增加的趋势,面积由1999年2 011.7 km2增加至2014年2 229.3 km2,与1999-2014年地下水TDS均值呈下降趋势相对应。研究区地下水TDS变化主要原因有2方面:一是地下水水位由2000年4.98 m下降至2014年7.34 m,地下水水位下降促使土壤及其下层沉积物中的钙、镁易溶盐、难溶盐及交换性钙镁由固相向水中转移使更多的钙镁离子进入地下水中,使地下水TDS增高,同时地下水位下降导致水中溶质浓缩也会造成TDS增高;二是生活及工业污水的排放导致大量Cl-、SO42-和部分Mg2+、Ca2+进入地下水中,造成TDS升高,这与TDS中Cl-和SO42-占主导地位相吻合。     

新疆焉耆盆地地表温度时空分布对LUCC的响应

为了辨析地表温度时空分布及其变化对土地利用/土地覆盖变化(land use/cover change,LUCC)的响应,以新疆焉耆盆地为研究区,将Landsat遥感影像数据、气象要素的观测数据和野外采样数据相结合,利用单窗算法和单通道算法反演研究区2000、2009、2011和2015年的地表温度,分析焉耆盆地地表温度时空分布特征,研究LUCC对地表温度的影响。结果表明:1)研究区温度时空分布图主要划分为低温区、中温区和高温区。从时空分布变化上来看,2000年高温区范围减少幅度最大、2009年次之、2015年最小;2009年低温区范围减少幅度最大、2000年次之、2015年最小;2)研究区地表温度的分布具有明显的空间差异性,高温区主要分布在沙漠区和山区与盆地之间的戈壁滩,具有明显的以博斯腾湖为中心的环状分布特点。低温区主要分布在水域、湿地和绿洲等区域;3)在2011年内不同时期不同LUCC的温度变化幅度不一,地表温度在不同下垫面上平均值大小不同,地表温度高低主要表现为沙漠盐碱地裸地小麦-玉米其他作物森林棉花芦苇湿地水域。由结果可知,焉耆盆地近十几年地表温度的时空变化与LUCC有着密切关系,农作物的结构、土地利用类型及其面积变化都会影响地表温度的时空分布。     

南亚热带丘陵赤红壤区农业可持续发展的土壤水分管理探讨

焉耆盆地土壤盐渍化日趋严重,直接影响当地农业发展和生态环境建设。作者运用统计特征值、趋势面分析等方法,探讨了焉耆盆地土壤含盐量、盐分化学组成及其空间分布特征。结果发现:(1)除戈壁砾石带外,区内有近60%的土地处于强盐渍化和盐土状态,且主要为氯化物-硫酸盐型盐渍化;(2)荒地土壤的含盐量远大于农田区土壤;(3)表层土壤盐分具有从扇缘到湖滨逐渐增加的趋势,在灌区内土壤盐分随灌溉和排水而呈现季节性变化,但整体上处于脱盐状态。区内土壤盐渍化是在自然和人类活动共同作用下形成的,通过节水灌溉、合理开发地下水、完善灌排系统等措施可有效地改良盐渍土。     

黑龙港流域微地貌与地下水埋深对土壤潜在盐渍化的影响

[目的]对近年河北省曲周县土壤潜在盐渍化进行多方位评价,为预防土壤盐渍化提供科学依据。[方法]通过微咸水灌溉试验、土壤剖面观测和土样分析,从海拔高度、土层深度、地下水埋深、土壤质地几个方面对黑龙港流域土壤盐分运移以及其对土壤潜在盐渍化的影响进行探讨。[结果]从区域角度分析,降雨和用微咸水灌溉加剧了表层盐分向下层淋洗的可能性,从而使土壤盐分多在40—100cm土层聚集。质地较为黏重的土层阻止了土壤盐分的运移而聚积在该土层之上,为土壤潜在盐渍化创造了条件。土壤盐分含量与海拔高度呈现出很好的相关性,其复相关指数R2=0.76。HCO_3~-的表聚现象比较明显,各土层土壤SO_4~(2-)离子和Ca~(2+)离子与全盐含量之间达到了显著和极显著相关(0.88*~1.00**,0.89*~0.97**),Ca~(2+)离子与SO_4~(2-)离子之间达到了显著和极显著相关(0.86*~0.97**)。[结论]微地貌和土体构型的变化将会影响到土壤盐分的重新分配,进而对土壤潜在盐渍化有重要影响。     

基于水盐平衡的绿洲灌区次生盐碱化防治研究

土壤次生盐碱化是威胁新疆绿洲灌区持续发展的关键因子。以位于塔里木河流域的渭干河灌区为例,在简要分析灌区水盐运移的控制因素基础上,以水盐均衡原理为指导,深入剖析了灌区-田块-作物根系3个尺度的土地盐分均衡特点及其相互关系,重点估算了淋洗需水量,简要讨论了次生盐碱化的驱动因子,最后从政策、技术与经济方面给出了控制次生盐碱化的对策。     

施用菜籽饼肥对次生盐渍化温室土壤有效养分、盐分及盐分组成的影响

通过田间试验研究了施用油菜菜籽饼肥处理后,次生盐渍化温室土壤中的有效养分、水溶性盐分含量及盐分离子组成的变化,以评价施用饼肥改良次生盐浈化温室土壤的可行性以及在温室土壤上大量施用油菜籽饼肥可能出现的后果.结果表明:在次生盐浈化温室土壤上施用饼肥会显著增加0～20 cm土壤中的绝大多数有效养分特别是大量元素有效养分的含量和全盐含量.同时,施用饼肥也使得20～30 cm土壤中的部分养分和盐分离子含量显著增加,土壤次生盐渍化程度进一步加重.因此,施用饼肥并不能作为一种改良次生盐溃化温室土壤的有效措施,为避免土壤次生盐渍化程度的形成和发展,应减少设施农业中饼肥的施用量.     

灌水对不同次生盐渍化水平设施土壤氮、磷迁移特征的影响

通过野外调查与室内土柱模拟试验相结合的方法,对灌水条件下不同次生盐渍化水平设施土壤氮、磷含量的变化及迁移特征进行研究.结果表明:(1)灌水后土壤水分变化主要集中于20 cm以上土层,灌水后13～15 d,不同次生盐渍化程度的土壤水分都表现出向下迁移的特征.(2)设施土壤硝态氮含量最高值均出现在土层20 cm处,且次生盐渍化程度越严重,硝态氮表聚现象越为突出.灌水15d后,各处理铵态氮集中分布于20-40 cm土层,灌水后土壤铵态氮含量变化不明显,环境风险较小.(3)设施土壤速效磷含量高于露地土壤,且表层土壤速效磷含量介于40～60 mg/kg之间,灌水后各时期不同次生盐渍化程度土壤剖面中速效磷的分布趋势基本一致,虽受灌水的影响较小,但存在潜在的环境风险.     

玛纳斯河流域土壤盐渍化时空动态变化

土壤盐渍化是土地荒漠化的重要方式之一,研究土壤盐渍化时空动态变化对土地管理利用具有重要意义。以玛纳斯河流域为研究区,采用1975年、1990年、2000年、2014年4期遥感影像为数据源,结合野外调查分析,分别提取了玛纳斯河流域土壤盐渍化信息,运用统计和空间分析方法对研究区近40 a的土壤盐渍化时空动态变化进行研究,并对引起其变化的驱动因子进行了分析。结果表明:（1）近40年玛纳斯河流域土壤受不同程度盐渍化侵扰复杂变化,总体呈逐渐减轻的趋势,其中重度盐渍化减少了2 369.4 km²,中度盐渍化处于稳定波动状态,轻度盐渍化增加了1 408.0 km²,耕地面积增加了3 443.5 km²;（2）玛纳斯河流域土壤盐渍化在空间上分布具有明显的区域性,其中重度、中度盐渍化主要分布在中游水库周围以及下游与古尔班通古特沙漠的过渡带,轻度盐渍化与耕地镶嵌分布;（3）玛纳斯河流域土壤盐渍化1975—1990年在空间总体变化上呈加重的趋势;1990—2000年在空间分布上呈减轻的趋势;2000—2014年又出现大面积的恶化趋势;（4）政策实施以及经济刺激是推动土壤盐渍化治理的有效措施。随着全球气候变暖,耕地面积的不断扩大,水资源利用的不合理,这将势必增加土壤盐渍化的不确定性。     

新疆焉耆盆地绿洲景观分形特征及驱动机制分析

本文基于分形理论,在遥感和地理信息技术的支持下,对新疆焉耆盆地土地利用空间格局的变化进行了研究。首先对来自遥感影像建立起的焉耆盆地土地利用空间数据库进行提取,然后运用土地利用空间格局的分形模型,获得了1964、1973、1990年和2000年四个个时期各个土地类型的分形维数和稳定性指数,并对土地利用空间格局变化进行了定量分析,为干旱内陆区土地资源合理利用以及区域景观格局的持续发展提供了若干参考。     

土壤盐渍化与地下水动态特征关系研究

以吉林省西部地区乾安县为例,应用人工神经网络模型和趋势面分析等数学方法,对该区土壤盐渍化与地下水动态特征之间的关系进行了研究。结合土壤盐渍化的预测结果及其与地下水潜水埋深之间的关系曲线,提出了防治该区土壤盐渍化的对策。     

土壤次生盐渍化与微生物数量及土壤理化性质研究

次生盐渍化已成为制约设施栽培农业发展的主要障碍因子,为揭示次生盐渍化对土壤微生物和理化性质的影响,对上海市南汇区和崇明区设施栽培大棚土壤酶活性和微生物活性进行研究.结果表明:随着栽培时间的增加,土壤表层(0-5 cm)有机质变化不明显;而土壤中硝态氮和总盐量增加,连续栽培15年土壤的硝态氮(94.23 mg/kg)是露地表层土的14.8倍,EC值是露地的14.9倍;从第5年起土壤出现酸化现象.次生盐渍化越严重,对土壤脲酶、磷酸酶和呼吸强度的抑制越明显,连续栽培15年土壤脲酶活性受抑制率达到71.8%.EC值、总盐、硝态氮与放线菌、细菌数量都呈极显著负相关,与真菌数量呈显著负相关,最高相关系数达到-0.957.次生盐渍化对于深层土(15-20 cm)的影响没有表层土明显.