干旱区土壤盐渍化及其影响因子分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

采用遥感技术,以渭干河-库车河三角洲绿洲1989年TM和2001年ETM遥感影像和实际收集资料为基本数据源,在对影像准确分类的基础上,研究了该区盐渍化发生发展规律和形成原因.结果表明:该区土壤盐渍化向加重方向发展,中、重度盐渍地分别由1989年所占11.22% 和4.37% 上升至2001年17.68% 和5.17%,12年来人类活动对于土壤盐渍化过程干扰作用显著.     

水土化学场理论在干旱区绿洲盐渍土研究中的应用——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

针对目前塔里木盆地北缘地区存在的土壤盐渍化问题,以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为例,根据水土环境中盐渍成分时空分异的区域化特征,应用盐渍水土化学场理论,建立变异函数模型定量化模拟其空间分异,求得变异函数后,采用Geostatistical Analyst地质统计分析模块中的Kriging插值方法定量化预测某种盐渍水土环境特征的空间分布,即对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤特征(含盐量和电导率)的空间变异性进行分析.结果表明:渭-库绿洲表层土壤电导率和含盐量采用Exponential模型拟合效果比较好.电导率和含盐量的分维数为1.938和1.907,说明表层土壤含盐量的空间依赖性要比电导率的强,即引起表层土壤电导率空间变异中随机因素起决定性作用.而表层土壤含盐量则受结构性因素和随机因素共同作用.表层土壤电导率和含盐量的块金值与基台值之比分别为44.72%和38.61%,具有中等的空间相关性.并且变异系数分别为0.634和0.618.故具有中等变异强度,主要原因在于表层干扰因素较多(大气降水、灌溉、植被覆盖、蒸散发、根系吸水及地表微地形的差异等).利用在渭干河-库车河三角洲绿洲的实测数据进行验证,可为盐演水土环境的定量化研究提供理论依据.     

新疆渭干河-库车河绿洲生态安全及演变趋势评价

以新疆渭干河—库车河绿洲（以下简称渭库绿洲）为研究靶区,从自然生态系统、经济生态系统、社会生态系统三个方面建立评价指标体系,运用主成分分析法定量评价1995—2011年17 a间渭库绿洲生态安全的相关指标及动态趋势,提取出社会经济发展水平因子、农业发展潜力因子、社会发展潜力因子、水资源因子,得到该流域的生态安全综合评价得分后进行初步探讨。结果表明:1995—2011年间渭库绿洲生态安全由不安全向安全过渡,1995—2001年处于不安全水平;2002—2003年处于临界安全水平;2004—2007年处于较安全水平;2008—2011年处于安全水平。运用BP神经网络预测2012—2016年内该绿洲的生态安全综合评价值分别为:1.477 1,1.519 3,1.604 4,1.657 3,1.692 9。表明在未来5 a内,渭库绿洲生态安全均处于安全状态且保持平稳发展。通过生态安全综合评价和预测以期为确保生态安全、协调区域经济发展与绿洲生态环境的保护提供参考。     

基于TM图像的塔里木盆地北缘盐渍地亮度值分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

渭干河一库车河三角洲绿洲地处世界第二大沙漠塔克拉玛干沙漠的北缘.随着经济的快速发展,土地资源开发强度开始加大,土壤盐渍化成为渭干河一库车河三角洲可持续发展面临的主要环境问题之一.因此,准确提取土壤盐渍化信息对研究区土壤盐渍化监测和研究盐渍化动态变化具有重要意义.本文以TM卫星图像数据及野外实测的数据为数据源,选择研究区具有代表性的植被、水体、重度盐渍地、中轻度盐渍地、岩石和早地等主要地物,利用PCI软件分析了这些主要地物在TM影像不同波段上的亮度值变化规律.其中,研究区内不同程度盐渍地的信息提取是本研究的重点.本文结合研究区本底资料,在对遥感数据光谱知识充分分析,挖掘谱间结构的基础上,揭示了研宄区内不同程度盐渍地在TM影像中的亮度值变化特征及分离规则.实验表明,盐渍地总提取精度达到88.6%.其中,重度及中轻度盐浈地面积的提取精度分别达到90.8%和86.7%.本研究表明,通过利用此方法,可将盐浈地信息较为精确地提取出来.     

渭-库三角洲绿洲不同连作年限棉田土壤理化特征分析

研究了渭-库三角洲绿洲连作5、10、15、20、25 a的棉田土壤颗粒组成、p H、盐分、有机质等理化特征。结果表明:(1)连作15 a土壤黏粒含量最高,连作20 a最低;连作15 a粉粒含量最高,连作25 a最低;连作25 a砂粒含量最高,连作15 a最低。(2)连作10 a土壤盐分含量最高为8.07 g kg-1,连作15 a最低为5.68 g kg-1;随连作年限的增加,土壤趋向硫酸盐型盐渍化发展;土壤p H值波动不大,土壤呈微碱性或碱性。(3)连作15 a土壤有机质含量最高为12.65 g kg-1,连作5 a最低为8.46 g kg-1;全氮连作5~15 a略有增加,连作15~25 a有所减小;全磷连作20 a最低为0.82 g kg-1,连作10 a最高为1.12 g kg-1;全钾连作5~10 a明显增加,连作15~20 a明显减小,连作20 a之后又增加。(4)土壤粒度、盐分、有机质、全氮的变化基本表现为棉田连作15 a较明显,因此,在研究区棉田最适宜的连作年限为15 a,棉田连作15 a后,会导致土壤砂粒含量增多、含盐量增加、硫酸盐类盐渍化增强、p H值提高、有机质含量降低,使得养分含量失衡、肥力下降,从而影响到棉花产出和效益。     

西北干旱区典型绿洲盐渍土现状及特征分析

以野外调查和实地测点为基础,对新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲土壤特征进行研究.分析结果表明:土壤含盐量、电导率和溶解性固体在三层呈T型分布0-10 cm>10-30 cm>30-50 cm,同时,三者在各个土层均有较强的空间变异性;pH值和含水量在三层变化并不显著,pH值在各个土层为弱变异性,而含水量则表现为中等变异性;通过相关分析和主成分分析,认为以Cl-、Na+和Ca2+为主的第一主成分代表了土壤的盐化状况,以Mg2+和K+为主的第二主成分则反映了土壤的结构状况,而以HCO-3为主的第三主成分代表了土壤的碱化状况.     

乌兰布和沙漠绿洲东缘植被群落结构及物种多样性研究

根据乌兰布和沙漠东北部绿洲东缘7个样区25个样地的样方调查数据,对该区植物群落结构及物种多样性进行分析。结果表明:研究区自然植被共有52种,分属17科45属,以菊科为优势种,禾本科、豆科和藜科为亚优势种,其他13科为伴生种;群落结构类型以灌木群落为主,草本群落次之;根据群落物种多样性变化规律,可以将研究区划分为南北两部分,南部多样性指数变化幅度较小且保持较高水平,北部多样性指数变化幅度较大且相对较低;沙漠地区通过绿洲防护林建设,能有效改善绿洲外围植物生长环境,增加植物群落物种多样性,控制沙漠扩张。     

不同土地利用方式下渭-库绿洲土壤盐渍化特征分析

基于渭干河—库车河三角洲绿洲土壤盐渍化现象发展的趋势,采用经典统计分析方法,对研究区不同土地利用方式下的土壤电导率、总盐量和pH值进行描述性统计分析,通过单因素方差方法对不同土地利用方式下土壤盐分指标进行差异显著性检验,并利用最小显著极差法(LSD)进行多重比较。研究结果表明:在不同土地利用方式和土层深度下,土壤电导率和总盐量的平均水平差异显著(p0.05),其含量由高到低依次为:荒漠灌丛盐碱草地耕地林地,而土壤pH值则无显著差异,土壤盐分呈现出明显的表层富集现象。本研究的结论对于提高此区域农业生产潜力和盐碱地综合治理具有重要的理论和实际意义。     

基于对应分析的土壤盐渍化现状特征及其与光谱关系研究

土壤盐渍化是目前世界农业面临的主要环境问题之一。全球盐渍化土壤大约9.55×10~8hm~2,次生盐渍化土壤约0.77×10~8hm~2,而且还在不断增加。这就需要认真、及时地监测土壤盐渍化的现状及其变化趋势以阻止土壤次生盐渍化的不断发展,确保土地利用和管理的可持续发展。Metternicht     

浙江省废弃采石矿区植被重建后物种多样性研究

选取5个物种多样性指数,对浙江省40个养护期内的废弃采石矿区的物种多样性进行了研究,结果表明,(1)浙江废弃采石矿区内植物种类较多,科属组成较为分散.从群落结构组成来看,草本植物为优势群体,草本植物引导种以豆科类植物和禾本科类植物居多.(2)革本、灌木和乔木植物群落丰富度指数和物种多样性指数都表现出一致的变化趋势,草本植物群落的这些指数值明显高于灌木和乔木植物群落,草本、灌木和乔木植物群落的群落均匀度指数都较高.(3)浙江省废弃采石矿区内草本植物乡土物种占主导地位,其中以菊科类植物居多.     

渭干河—库车河三角洲绿洲地表温度时空变化特征研究

采用单窗算法,利用1989年和2011年两期Landsat数据对渭干河—库车河三角洲绿洲的地表温度进行反演,并与实时陆面地表温度进行对比检验,其反演精确度分别为94.9%和95.9%。在此基础上,分析了不同时期渭干河—库车河三角洲绿洲地表温度分布格局,并将反演的地表温度划分为6个等级:低温区9.9~13.9℃,次低温区13.9~19.9℃,中温区19.9~25.9℃,次高温区25.9~31.9℃,高温区31.9~37.9℃和极高温区37.9~41.9℃。通过两期图像的反演可以得出:（1）从时间尺度上来看:1989年的温度低于2011年,比2011年多一个低温区;2011年比1989年多出高温区和极高温区两个温度段,1989年和2011年的最低温和最高温的温度差分别为5.13℃和13.51℃;（2）从空间尺度上来看,各温度区间的分布范围发生了巨大变化;（3）由于戈壁、沙漠在日照下增温比绿洲快得多,因此,绿洲的温度基本符合中心低,四周高的“冷岛”现象。此研究对进一步理解渭干河—库车河土壤—植被—大气系统能量交换状况具有重要意义。     

黄河三角洲盐生植被演替对土壤真菌碳源代谢多样性的影响

探究土壤真菌碳源代谢水平与盐生植被演替之间的关系,是理清生态系统的内部结构和功能变化的重要步骤。采用Biolog-FF微孔板培养法,结合土壤理化性质分析,研究黄河三角洲地区不同盐生植被下土壤真菌的碳源代谢活性特征。结果表明,在0~20cm土层,每孔平均吸光值(Average well color development,AWCD值)表现为白茅罗布麻柽柳马绊草光板地,20~40cm土层则表现为白茅马绊草柽柳罗布麻光板地,即随盐生植被正向演替,土壤真菌碳源代谢活性显著提高(P0.05);各样地土壤真菌群落的香农-威尔指数H、丰富度指数S和辛普森指数D按演替顺序均有显著提高,同一样地不同土层中,除马绊草群落,其余样地的3种指数均表现为0~20 cm20~40cm,说明盐生植被正向演替过程改善了土壤中真菌的多样性和丰富度,提高了群落中常见物种的优势度。土壤理化性质与土壤真菌吸光值、真菌多样性指数相关性分析结果表明,全氮、碱解氮、土壤有机质、磷酸酶和过氧化氢酶显著促进了土壤真菌的碳源代谢活性,土壤含盐量则显著抑制真菌的碳源代谢活性(P0.05);土壤主成分分析表明,纤维醇、鸟氨酸和D-甘露醇等是0~20 cm土层下土壤真菌利用的主要碳源,D-山梨醇、丙三醇和L-天冬氨酸等则是20~40 cm土层下土壤真菌利用的主要碳源,表明糖类、醇类和酸类是控制土壤真菌碳源代谢发生差异的主要碳源。土壤真菌碳源代谢水平与盐生植被演替关系的结果为黄河三角洲的生态恢复和利用奠定了理论基础。     

方山植物物种多样性研究分析

以方山地区27个样方的调查资料为基础,从物种种类组成的相似性、不同层次的丰富度、物种多样性等方面对植物物种进行分析。结果显示:该地区乔木层物种丰富度较低,而灌木层和草本层较高;物种多样性随海拔高度的升高而降低;在同一海拔高度上,北坡的物种多样性大于南坡;人类活动和环境因子对植物物种多样性有很大影响。     

吴旗柴沟流域植被物种多样性研究

为了解吴旗县植被自然恢复的基本过程及其物种多样性变化,对该县柴沟流域封禁多年的植物群落进行了研究,结果表明:柴沟流域植物种主要以猪毛蒿、达乌里胡枝子、赖草、铁杆蒿为主,阳坡的植被演替规律为猪毛蒿+狗尾草+华虫实→赖草+猪毛蒿(达乌里胡枝子、铁杆蒿、隐子草)→达乌里胡枝子+赖草(百里香、冷蒿、角蒿、铁杆蒿),阴坡植被恢复的演替规律为猪毛蒿(达乌里胡枝子、赖草)→铁杆蒿(冷蒿)。柴沟流域阴坡群落的物种丰富度、多样性、均匀度都较高,阳坡较低,混交林地的丰富度最大、均匀度最小。     

基于LUCC的渭干河—库车河三角洲绿洲水文及生态特征

高强度的人类活动促使LUCC对水圈和生物圈产生了巨大的影响,以塔里木盆地北缘典型绿洲渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,采用1989年、1998年以及2013年多期遥感影像,利用最大似然的方法对影像进行分类并统计出研究区耕地、林地、盐渍地、水体以及裸地的变化,讨论LUCC对水文及生态特征的影响。结果表明:(1)从水文特征方面来看,由于人类活动强度加强导致渭干河—库车河三角洲绿洲的LUCC大幅度的改变。自1989—2013年这25a间,耕地面积总共增加2.408×103km2。而由于耕地面积的增加,促使用于灌溉等用水量大量增加,加上修建渠道、水库等活动促进地表径流量有所增加,导致研究区年径流量呈现出缓缓上升趋势。因为随着灌区排水系统的完善,疏干了低洼地的积水,降低了相应地域的地下水位,从而造成地下水位呈现出逐年下降的趋势。(2)从生态特征方面看,人类活动作为主导因素所导致的LUCC通过与气候变化交互作用,引起温度、湿度以及蒸发量发生变化;耕地面积的大范围增加,导致草地、林地等自然栖息地破碎化和丧失,加之25a间由于人为饲养家禽种类的简化、数量的大幅度增长,在综合作用结果下,最终导致生物多样性简化、单一性愈发显著。因此,本研究为系统开展LUCC对生态环境影响的趋势和机制方面有较高的科学价值。     

大明山不同环境梯度植被的物种多样性研究

对大明山不同环境梯度的物种多样性进行了分析。研究表明 ,时间和空间上的环境异质性有利于增加物种多样性 ,但其物种多样性的增加是非线性的。人类活动的干扰有利于生活周期短的物种发展 ,而不利于生活周期长的物种。环境梯度的增大 ,使群落的共有种减少 ,相似性降低 ,β多样性增大     

渭-库绿洲多尺度景观格局与盐度关系

中国盐渍化土壤面积大,分布广,对区域农业发展构成了严重的威胁。探索土壤景观格局与盐度的关系将有助于盐渍化监测和评估。该研究选择渭-库绿洲GF-1影像为数据源,结合研究区同期38个样点不同剖面土壤盐度数据,对样点缓冲区景观格局与土壤盐度做Pearson相关分析和逐步回归分析,揭示土壤盐度空间分布格局,探讨景观格局与盐度的定量关系。结果表明:1)水平方向上,土壤盐分高值区主要集中分布在绿洲东部荒漠地带和绿洲西部农牧交错区;垂直方向上,渭-库绿洲表层土壤盐渍化现象最为严重,其他各层土壤盐渍化情况相对较轻,盐渍化程度随着深度下降呈降低趋势;2)绿洲区域易受人类活动影响,景观破碎化程度高,而同一区域不同梯度下,随着缓冲距离的增加,区域景观类型增多、均质性降低、多样性增强;3)耕地利用数量指标能较好指示土壤盐度状况,而水体面积、盐渍地面积、其他用地面积、最大斑块指数(largest patch index,LPI)、蔓延度(contagion index,CONTAG)和分维数(perimeter-area fractal dimension,PAFRAC)对盐度影响相对较弱;4)除0~10 cm层外,自10~20 cm至80~100 cm层逐步回归方程的自变量中,耕地面积、水体面积和最大斑块指数LPI为负效应,而盐渍地面积、其他用地面积、CONTAG和PAFRAC为正效应,最优回归方程决定系数为0.537。该研究确定了渭-库绿洲土壤盐度的分异规律,以及不同盐度对绿洲景观格局的影响程度。研究结果可为西北干旱区绿洲土壤盐度预警提供理论依据,同时为干旱区景观格局研究提供一定的参考价值。     

河西走廊中部人工沙漠植被典型群落物种的多样性

[目的]揭示河西走廊中部人工沙漠植被典型群落物种多样性研究,为干旱沙漠地区的生态恢复和人工植被建设及沙区植被多样性的恢复与重建提供理论依据。[方法]基于对甘肃省张掖市临泽县治沙站人工沙漠典型群落物种多样性进行调查。运用Simpson和Shannon-Wiener物种多样性指数,Margalef物种丰富度指数,Simpson物种优势度指数和Pielou物种均匀度指数计算。[结果]灌木群落具有较高的丰富度指数和多样性指数,而草本群落具有较高的均匀度指数;物种多样性指数、丰富度指数变化趋势基本一致,而均匀度指数则呈相反趋势;β多样性与α多样性反应结果一致;丰富度指数与多样性指数、均匀度指数之间存在极显著的相关性,植物多样性与土壤结皮层厚度呈正比,与土壤含水量高低影响不大。[结论]灌木以梭梭—白刺群落为优势群落,草本以雾冰藜—白茎盐生草群落为优势群落,具有物种组成简单,多样性较低的特点,群落在植物生活型上以旱生、超旱生或盐生的小灌木和1年生草本植物占主导地位。     

黄土沟壑区植被自我修复与物种多样性变化--以吴旗县为例

以黄土高原典型沟壑区——吴旗县为例,通过对退耕或封禁后植被自然恢复过程及其物种多样性的调查分析,结果表明,在不同的空间立地条件下,植被的演替变化规律不同：阳坡与峁顶的植被演替趋向形成以长芒草为主的群落类型,而阴坡则形成以铁杆蒿和茭篙为主的群落类型。综合整个植被演替过程,形成这些群落类型需要20年左右的时间。随植被恢复演替．物种多样性大体经历了由高到低而后逐步恢复稳定的变化过程,与其它地带性植被(含森林)恢复过程中物种多样性的变化趋势基本相似。这些初步的研究结果表明生态自我修复在实践上是可行的,但要对规划和布局等提供更多依据,仍需进一步的深入研究。