艾比湖地区土壤盐分对湖岸植被分布格局的影响

艾比湖地区生态环境的不断变化已成为人们关注的问题。中国科学院、北京大学及新疆有关科研单位在艾比湖地区组织了综合考察,对艾比湖的历史演变、自然概况、地理、气候及资源利用等方面进行了较深入的研究。笔者于1987年两次赴艾比湖地区进行考察,试从植物生态理论的角度,对艾比湖地区土壤盐分对湖岸植被分布格局的影响进行初步探讨。     

夏季覆盖盐碱地表面对土壤盐分和水分的影响

在干旱区土壤水分蒸发损失引起土壤盐分表聚是土壤次生盐碱化的一个重要原因.在夏季高温时节,采用塑料薄膜、麦草和沙子覆盖盐碱地表面,结果表明,具有较好地改良盐碱地的作用.塑料薄膜宜采用全地面覆盖,麦草的覆盖量应为2 934.8 kg/hm2;沙子的覆盖厚度以4 cm为宜.覆盖后对土壤中各离子的抑制作用顺序为:K Na ＞ Cl-＞ SO42-＞Mg2 ＞HCO3-＞Ca2 .3种覆盖材料以塑料薄膜效果最佳.     

古尔班通古特沙漠植被覆盖变化及其对沙尘天气的影响

利用1981～2003年逐月NOAA/AVHRR NDVI时间序列数据,分析了古尔班通古特沙漠荒漠植被覆盖的动态变化及其对沙漠南缘绿洲沙尘天气的影响。结果表明:近23年来古尔班通古特沙漠覆盖面积总体上呈现增加趋势,植被覆盖程度较高的区域分布在沙漠中部和西部,同时,这里也是23年来植被覆盖程度显著增加的区域;春、夏季植被覆盖与沙尘天气日数之间均呈现负相关关系,其中,夏季植被覆盖程度与沙尘天气日数之间的负相关最为显著。这说明在古尔班通古特沙漠植被覆盖程度与其南缘绿洲沙尘日数间存在负耦合关系,植被覆盖是影响沙尘天气发生及其强度的因子之一。     

内蒙古植被覆盖与土地退化关系及空间结构研究

依据最新遥感影像和多种统计资料,完成了内蒙古自治区87个县(旗)植被覆盖和土地退化指数的测定,采用全样本统计和典型剖面分析方法,揭示了内蒙古植被覆盖与土地退化的关系及空间分布格局。结果表明:植被覆盖与土地退化呈负指数关系,随着植被覆盖指数的降低,土地退化呈上升趋势;其空间分布格局是:从东向西的经向变化,植被覆盖指数下降,土地退化指数升高;东部地区从南向北的纬度变化,植被覆盖指数升高,土地退化指数下降。     

基于地理探测器的河套灌区林草植被覆盖度时空变化与驱动力分析

基于2000—2019年的林草植被覆盖度数据分析了河套灌区近20 a的林草植被时空变化特征,并利用地理探测器定量分析了各驱动因子对林草植被覆盖的影响。结果表明:(1)近20 a河套灌区林草地面积总体呈减少态势,减少量为966.15 km²,林草植被覆盖度等级整体呈上升趋势,多年平均林草植被覆盖度为28.3%,空间尺度上,河套灌区林草植被覆盖度呈现出东北向西南递减的空间变化特征;(2)近20 a低林草植被覆盖度、中林草植被覆盖度等重心主要位于永济灌域东北侧和义长灌域西南侧,各级林草植被覆盖重心表现为从东北向西南方向递减,并均呈现出向西南方向迁移的态势,各时段迁移距离介于0.71～15.46 km;(3)距水域距离、地下水埋深、气温、降水是影响区域内林草植被覆盖度的主导环境因子,且解释力分别为0.427、0.439、0.318、0.368;距水域距离、地下水埋深、年平均降水与其他因子的交互作用普遍较高,区域含水量的大小是影响河套灌区林草地生长状况的主要驱动力,研究结果可为灌区自然植被的保护与恢复提供相应的科学依据。     

内蒙古植被覆盖时空变化特征及其对人类活动的响应

基于2000—2022年MOD13A1 NDVI数据计算内蒙古年最大植被覆盖度（FVC）,了解内蒙古FVC时空分布状况及变化趋势,结合夜间灯光（NTL）和地表覆被数据,采用逐像元相关分析方法探究FVC对人类活动的响应模式。结果表明：（1）内蒙古FVC空间分布总体表现为由东北至西南逐渐减小的趋势,FVC以改善为主,增速为0.0039·a-1,大部分区域FVC变化表现为基本稳定（64.02%）和明显增加（31.64%）,所有盟市年均FVC增长量均为正值;（2）FVC变化趋势主要表现为不显著变化,占比依次为：不显著变化（65.62%）、显著增加（17.36%）、极显著增加（13.43%）、显著减少（3.27%）和极显著减少（0.32%）,显著减少和极显著减少的区域与新增建设用地在空间分布上存在较高的一致性;（3）在人类活动空间范围,内蒙古大部分区域（79.67%）人类活动不会对FVC变化产生显著影响,12.80%的区域人类活动对FVC变化起着积极作用,地表覆被主要为城区周边的草地和耕地区域,只有7.53%的区域人类活动对FVC变化起着消极作用,主要分布在地表覆被为耕地、由耕地转为建设用地和新...     

内蒙古河套地区一次对流暴雨的中尺度对流系统演变特征

利用常规观测资料、FY4A卫星、多普勒天气雷达及再分析等资料,对2018年7月19日内蒙古河套地区大暴雨过程的环流背景、环境场条件和中尺度对流系统(MCS)的演变特征进行了分析。结果表明:(1)副热带高压稳定少动、500 hPa高空槽、低层切变线及西南急流、300 hPa高空急流和地面低压的配合为本次对流暴雨过程提供了有利的环流背景。(2)低层持久的西南急流提供充足水汽输送,假相当位温高能舌、深厚暖云层、较高强度的对流有效位能、高空槽后冷平流入侵和上干下湿的不稳定气层为强对流暴雨的产生提供了较好的环境条件。(3)东西向和南北向先后生成的MCS共同导致大暴雨过程的发生,对流暴雨主要是由于东西向MCS沿阴山山脉缓慢移动产生,20 mm·h^-1的强降水出现在上风向云团边缘及云顶亮温(TBB)梯度大值区附近。(4)东西向带状回波移动速度缓慢且移动方向与回波长轴方向基本平行,强回波自西向东缓慢移动形成显著的“列车效应”,造成了5 h以上的连续性强降水,南北向带状回波持续时间更长,但移动方向与回波长轴方向垂直,且移动速度较快,所以产生的暴雨强度较东西向弱。(5)地面中尺度辐合...     

气候变化和人类活动对蒙古高原植被覆盖变化的影响

基于全球监测与模型研究组（GIMMS）归一化植被指数(NDVI),对蒙古高原地区1981-2006年植被覆盖的时空变化进行了研究,并从气候变化和人类活动的角度,分析了植被覆盖变化的原因。1981-2006年蒙古高原的植被覆盖时空分布具有明显的地带性特征,森林区及荒漠区植被覆盖呈现小幅下降趋势,草原区呈现上升趋势,蒙古高原NDVI分布从东北向西南、从高原南北边缘地带向中心地带呈明显的规律性变化：高原东北部的大兴安岭地区NDVI最高,蒙古国北部的杭爱山脉次之,西南部荒漠区的NDVI最低。研究表明: 植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,蒙古高原地区的降水变化是植被覆盖变化的重要原因,森林砍伐、河套耕作及城镇化等人类活动则是导致具有相似气候条件的内蒙古与蒙古国植被覆盖变化区域差异的原因。     

渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐分对植被分布格局的影响

对渭干河-库车河三角洲绿洲盐生植被进行双向指示种分类和模糊数学排序,结果显示:以柽柳和芦苇为优势种的群落V具有最强的耐盐能力;以柽柳、盐穗木和盐节木为共优势种的群落Ⅲ耐盐能力次之;以梭梭为单优势种的群落Ⅳ耐盐能力相对较弱;其他植物群落则属于中间过渡类型.柽柳、盐穗木在高盐环境下,具有很强的种间竞争能力,是绿洲盐渍化环境...     

滨海盐碱地覆膜和灌溉对玉米盐分离子分布及生物量的影响

以玉米为试材,于2017—2018年在天津市滨海盐碱土进行了膜下滴灌试验,分析了覆膜和灌溉对玉米盐分离子质量分布特征、玉米干物质的变化规律和产量的影响。结果表明:(1)覆膜和灌溉对玉米离子分布的影响显著,显著减小了根部Na⁺吸收质量,成熟期FI20处理比LI10小56%,从而减少了盐分对叶片的伤害;显著增大了茎部K⁺的积累质量,成熟期FI20处理比LI10高24%,提高了植物的耐盐性;显著增加了叶部Ca²⁺质量,苗期FI20处理比LI10高96%,促进作物幼根的生长和根毛的形成,改善了玉米体内的离子平衡,减轻了盐胁迫作用;显著增加了叶部Mg²⁺质量,拔节期FI20处理比LI10高136%,增强了植株叶片的光合作用,提高了植株的耐盐性。(2)玉米地上部和根系干物质重均随着生育期进程而增加,覆膜和灌溉改变了植物体内盐分离子质量,对玉米生物量的积累影响较大,成熟期FI20处理比LI10高1%～46%;对玉米根冠比(R/S)有显著影响,使生物量分配比例显著改变,成熟期根冠比(R/S)FI20处理比LI10小...     

草木樨与脱硫石膏对内蒙古盐渍化土壤的改良培肥作用与效果

在内蒙古河套地区硫酸钠盐渍化土壤布置田间试验,研究种植草木樨和施用脱硫石膏(30 t·hm~(-2))对盐渍化土壤的改良作用与效果。结果表明:春季灌溉洗盐大幅度降低土体土壤p H值、盐渍化程度,尤其是表层土壤,p H值和EC值分别降低1.54~2.07和7%~69%,主要盐分离子Na+和SO42-分别降低了80%和39%。施用脱硫石膏对灌溉洗盐没有显著的影响,但显著降低土壤有机质、有效磷、有效钾含量,分别降低了20%、15%和50%;施用脱硫石膏提高草木樨生物量34%,但植株磷含量降低了42%。种植草木樨大幅度降低土壤EC值和盐分离子含量,表层土壤主要盐分离子Na~+和SO_4~(2-)含量分别从670 mg·kg~(-1)和2 500 mg·kg~(-1)降低至3.38 mg·kg~(-1)和140.80 mg·kg~(-1),降低了200倍和16倍;土壤有机质和碱解氮含量分别提高了6%和40%,而有效磷、有效钾却降低了49%和26%,同时施用脱硫石膏,尽管对土壤p H值、EC值和盐分离子浓度没有太大的影响,但显著提高了土壤有机质和碱解氮含量,有效磷和有效钾含量也相对有所增加。说明草木樨具有很好改良培肥盐渍化土壤作用,与脱硫石膏也有一定的交互作用,可加快盐渍化土壤改良培肥,但需要增加磷钾肥的施用。     

内蒙古河套灌区典型耕、荒地水盐动态分析

为了探究河套灌区在实施节水灌溉下的水盐平衡机制,在河套灌区永济灌域选择1个典型研究区,通过观测耕地和盐荒地土壤含水率及含盐量、地下水位埋深及矿化度,分析耕、荒地水盐动态规律及其主要影响因素,探讨盐荒地对耕地的"旱排"作用。结果表明:在灌溉和降雨的影响下,耕地土壤含水率比盐荒地土壤含水率变化更剧烈,耕地土壤含水率的主要影响因素是灌溉及降雨、作物生长、地下水位埋深和土壤质地,盐荒地土壤含水率的主要影响因素是耕地灌溉和地下水位埋深;耕地土壤含盐量在3.5 g·kg^-1以下,为轻度盐碱化土壤,盐荒地土壤含盐量较高,其中心区域的土壤含盐量在4.0～10.0 g·kg^-1,为重度盐碱化土壤,耕地土壤含盐量的主要影响因素是灌溉和作物生长,盐荒地土壤含盐量的主要影响因素是地形地貌和地下水位埋深;盐荒地地下水位埋深低于耕地地下水位埋深,耕地地下水矿化度在3.0 g·L^-1以下,为微咸水,盐荒地中心区域地下水矿化度平均在8.5 g·L^-1左右,为重度咸水。在无地表排水措施条件下,分布于耕地之间的盐荒地是耕地水盐的排泄区...     

内蒙古河套灌区水资源高效利用与盐渍化调控

内蒙古河套灌区是我国具有悠久历史的一个大型灌区。由于气候、地形和水文地质条件的影响,在兴建大规模灌区之前,当地已有严重的盐渍化问题,随着引水量增加,灌溉面积扩大,由于重灌轻排,灌排工程不配套,大水漫灌等原因,使灌区的地下水位迅速上升并超过临界水位,加剧土壤盐渍化;此后虽经积极治理,情况有所好转,但仍未得到根本改变。灌区盐碱化的发生、分布、治理在西北干旱地区具有典型意义。河套灌区现状年引黄水量在50亿m3左右,占内蒙引黄水量的90%,超出引黄指标10亿m3,节水任务十分艰巨。因此,必须高效地利用灌溉水资源,采用渠井灌排技术和实施节水灌溉制度,来调控灌区水盐动态,总体上能使河套灌区灌溉土壤逐步由积盐向脱盐的良性循环发展。     

羊草和脱硫石膏对内蒙古河套地区盐渍化土壤的改良效果

为了解脱硫石膏和耐盐植物改良与培肥盐渍化土壤的作用与效果,在内蒙古河套地区硫酸盐盐渍化土壤上设置田间试验,测定施用脱硫石膏(30 t·hm-2)与不施用脱硫石膏并种植羊草后土壤盐分及基础理化性质的变化。结果表明:春季灌溉可大幅度降低土体p H值、电导率(EC)和盐分离子浓度,施用脱硫石膏可加快降低土壤碱度,主要盐分离子Na+和SO42-分别降低了80%和39%以上,但EC略有提高,导致养分淋失;羊草对脱硫石膏有良好的反应,生物量提高了30%,但全磷含量降低了22%,全氮、全钾含量没有显著变化;种植羊草降低Na+和SO42-含量至3.38 mg·kg-1和132.27 mg·kg-1,且土壤有机质和碱解氮含量分别提高了12%和37%,同时施用脱硫石膏效果更好一些。说明脱硫石膏与羊草之间具有一定的相互作用,可加速盐渍化土壤改良的进程,但需要注意的是应适当增加施用P、K肥料,以补充养分不足。     

内蒙古河套灌区不同土层有机质空间变异的分形

以内蒙古河套灌区解放闸灌域为研究对象,以区域内间隔4 km等间距112个取样点共448个样本为基础,通过多重分形及联合多重分形方法,对有机质含量在不同土层(0~20 cm、20~40 cm、40~70 cm与70~100cm)的空间变异特性及其相互关系进行研究。结果显示,有机质含量0~20 cm至70~100 cm土层的多重分形谱宽度依次为0.933、0.795、0.824、0.805,即在0~20 cm土层空间变异性最大,而20~40 cm土层空间变异性最小。不同土层多重分形谱曲线均表现为左钩状(Δf0),表明在灌域内土壤有机质的空间分布中,数值较大的数据占主导地位。同时从土壤表层到埋深1 m处D(1)/D(0)依次为0.983、0.980、0.973、0.965,其值逐渐减小,即空间分布逐渐由密集区域向稀疏区域转化。联合多重分形分析表明0~20 cm土层与20~40 cm、40~70 cm土层空间变异相关程度较高,而与70~100 cm土层空间变异相关程度较低。     

内蒙古河套灌区紧邻排干沟土壤盐渍化与肥力特征分析

合理改良河套灌区紧邻排干沟盐碱地,能够有效促进灌区盐碱地生态修复与农业可持续发展.结合描述性统计与主成分分析的方法,对河套灌区乌拉特灌域紧邻排干沟土壤盐碱化与肥力特征进行了分析.结果表明:(1)研究区土壤属于重度氯化物型盐化土;Mg2+为土壤盐化程度高的关键阳离子,Mg2+含量过高减缓了Na+的吸收速度,加剧了土壤碱化...     

不同改良方法对盐碱土壤水盐运移效果的影响

以取自山东省东营市的中度盐碱土为研究对象,为探究表层(0～20 cm)掺沙和掺生物炭处理对黄河三角洲地区盐碱土的改良效果,在室内进行了垂直一维积水入渗试验,分别研究两种方法对土壤水分入渗、土壤剖面含水率和含盐量的影响。试验土壤为中度盐碱土(含盐量2.381 g·kg^-1),试验共设置7个处理,分别是:CK(掺沙或生物炭0%)、S1(掺沙5%)、S2(掺沙10%)、S3(掺沙20%)、C1(掺生物炭0.5%)、C2(掺生物炭1%)、C3(掺生物炭2%)。结果表明:在相同入渗情况下,表层(0～20 cm)掺沙、生物炭均能提高盐渍化土壤中水分入渗效果,掺加生物炭显著提高添加层的蓄水能力,掺沙显著提高掺沙层以下土壤含水率,在土层20～40 cm中,掺沙处理平均土壤含水率比掺生物炭处理提高1.37%;不同改良剂处理下,掺沙更有利于盐碱化土壤脱盐,20%掺沙处理平均脱盐率比掺生物炭处理提高5.26%～13.80%,脱盐区深度增加2.35%～3.92%,达标脱盐区深度增加1.70%～3.00%。根据河沙和生物炭在室内一维垂直积水入渗试验结果来看,土壤表层掺沙能有效解决黄河三角洲...     

微咸水不同入渗水量土壤水盐运移特征研究

通过室内微咸水积水入渗土壤水盐运移模拟试验,分析了不同灌水量下湿润锋、土壤含水量、土壤含盐量、盐分浓度及Na 、Cl-浓度等的变化特征。研究结果表明,入渗水量与湿润锋呈线性关系,脱盐深度与湿润深度的比值近似为0.342。此外研究结果也显示上层土壤盐分浓度与入渗水矿化度密切相关,因此灌水量大小不仅影响湿润范围,而且直接决定上层土壤盐分含量。     

微咸水灌溉对河北低平原土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响

在河北低平原有咸水区的2个试验站,通过田间小区试验,连续3年研究了2g·L-1咸淡混合水灌溉对土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响.结果表明,2g·L-1咸淡混合水灌溉显著提高了主根层和0～120 cm土体的含盐量.麦收后微咸水灌溉处理的根层土体ECe值3年平均比淡水灌溉分别增加0.092和0.091 dS·m-1,0～120 cm土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.051 dS·m-1和0.147 dS· m-1;玉米收获后微咸水灌溉处理的根层土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.059 dS·m-1和0.127 dS·m-1,0 ～ 120 cm土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.082 dS· m-1和0.131 dS·m-1.总体上2g·L-1咸淡混合水灌溉对小麦、玉米的产量没有影响.因此从微成水长期安全利用的角度,对土壤盐分动态进行长期监测,定期淡水淋盐是非常必要的.