河西走廊荒漠绿洲区发展沙产业探析

通过对河西走廊荒漠绿洲区生态环境现状和发展沙产业条件与潜力的分析,提出了河西走廊荒漠绿洲区以风光电产业为龙头,发展沙漠能源工业;以生态建设为前提,发展荒漠特色的节水型生态产业;发挥资源与区位优势,发展生态经济型沙产业;加大科技投入,发展效益型、生态型沙草产业等对策。     

河西走廊绿洲边缘积沙带土壤水分的空间变化研究

了解河西走廊各地区积沙带的土壤水分状况是进行积沙带治理与评价的重要前提条件之一。在对整个河西走廊绿洲外围农田防护林积沙带全面踏查的基础上,对所选中的9个县(区、市)共计21个典型积沙带样点的土壤水分空间分布特性进行了研究,并利用单变量多因素方差分析对影响土壤水分空间分布差异的因素进行了分析。研究结果表明:1河西走廊积沙带的土壤含水量在武威凉州区最高,古浪县次之,之后各积沙带的土壤含水量随着河西走廊自东往西的方向逐渐降低;2积沙带土壤含水量在0~100 cm内随土层深度的增加逐渐增加,但变化平缓;3微地形对整个积沙带土壤水分在空间上的垂直分布影响显著,积沙带土壤含水量在迎风坡最高,但在沙丘顶部与背风坡间的差异不显著;4河西走廊积沙带土壤含水量与日照时数呈显著负相关,与降雨量和空气相对湿度显著正相关,相关性程度依次为年平均日照时数年平均降水量年平均相对湿度。     

水分胁迫对河西荒漠绿洲区酿酒葡萄水分利用及产量的跨年度影响

[目的]研究滴灌条件下水分胁迫对酿酒葡萄耗水及产量的影响,为河西荒漠绿洲区酿酒葡萄节水高效灌溉模式的制定提供依据。[方法]在酿酒葡萄5个生育期分别设置轻度[土壤含水率下限65%FC(田间持水率)]和中度(土壤含水率下限55%FC)2种水分胁迫水平,以充分供水(下限75%FC)为对照;通过连续2 a(2015—2016年)定点大田试验,研究水分胁迫对酿酒葡萄耗水规律、产量、水分利用的影响规律。[结果]①酿酒葡萄5个生育期水分胁迫都会显著影响(减小)葡萄日耗水强度,且萌芽、新梢、开花期等短生育期胁迫对葡萄耗水的影响在复水后会自动消除,但果实膨大、着色成熟等2个长生育期水分胁迫的影响具有跨年度持续性,复水后难以短期内恢复。②萌芽期轻度水分胁迫处理的产量在2个试验年均达到最大,依次为14 868 kg/hm~2和15 306 kg/hm~2,该处理水分利用效率也同时达到最高,为2.77 kg/m~3和2.96 kg/m~3;着色成熟期轻度胁迫在不显著减产的基础上能提高水分利用效率;新梢生长期—果实膨大期中度水分胁迫都会显著降低酿酒葡萄产量,其中果实膨大期胁迫减产幅度最大,减幅可达39%～49%。[结论]水分胁迫时期和胁迫时长对酿酒葡萄耗水强度都有重要影响,生育后期长时间水分胁迫对酿酒葡萄耗水具有跨年度持续影响力;萌芽期或着色成熟期轻度胁迫,其他生育期充分供水是河西荒漠绿洲区酿酒葡萄较合理的节水高效灌溉模式。     

近46a来河西走廊绿洲最高、最低气温变化的区域特征及突变分析

以1960-2005年河西走廊绿洲月平均最高、最低气温资料为基础,采用气候倾向率、5 a滑动平均、Mann-Kenda儿突变检验等方法对河西走廊绿洲最高、最低气温的时空变化特征和突变特点进行了分析.结果表明,近46 a来河西走廊绿洲最高、最低气温均有明显增温趋势,最低气温增温幅度明显大于最高气温;增温趋势强弱的地域差异显著,最高气温中部>西部>东部,最低气温东部>中部>西部;四季均呈现增温趋势,冬季增温幅度最大;研究区升温突变明显,突变时间存在空间和季节差异.     

河西走廊中段荒漠草地地上生物量分布特征及其与环境因子的关系

[目的]揭示河西走廊中段荒漠草地地上生物量的空间分布特征及其与环境因子的关系,为区域草地生态系统碳库及其变化评估提供基础资料。[方法]利用从52个样点获得的样方调查数据,进行统计分析。[结果](1)河西走廊中段荒漠草地单位面积地上生物量的范围为11.17~523.76g/m2,平均值为149.67g/m2,大致表现为西北高,东南低的分布特征;(2)调查中共出现15种优势植物群落地,地上部生物量黑果枸杞群落最小,为49.88±7.42g/m2,叉枝鸦葱群落最大,为201.69±98.48g/m2;(3)地上生物量与经度呈显著的负相关关系,与海拔呈显著的正相关关系;(4)土壤环境因子能够解释地上生物量39.8%的空间变异,其中土壤类型、土壤容重和土壤有机质的影响较显著,而土壤含水量的影响相对较弱。[结论]河西走廊荒漠草地地上生物量趋势为由西北至东南逐渐降低;海拔和土壤环境因子是影响分布格局的关键因子。     

河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征

为探究河西走廊地区土壤冻融规律,基于ERA5-LAND逐小时地表温度数据,通过划分不同冻融阶段并结合Mann-Kendall趋势检验及线性回归法,分析河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征。结果表明：(1)春季过渡期发生天数呈现平原多山区少,总体年均发生天数为65天以上,完全融化期发生天数整体上为北部多于南部,在同一纬度上呈东部多于西部,且发生天数为200天以上的地区不断增加;秋季过渡期年均发生天数最少,为50天左右,完全冻结期发生天数随海拔升高而增加,其中春季过渡期发生天数的空间分布随时间变化较明显。(2)春季过渡期和完全融化期起始日期由北向南逐渐推迟,南北差异最大为90天以上,且不同时期完全融化期起始日期空间分布变化明显。秋季过渡期起始日期与前者相反,由北向南逐渐提前,不同时期空间分布无明显差异。绝大部分地区在12月份进入完全冻结期,高海拔山区在11月份进入完全冻结期。(3)研究区大部分地区春季过渡期起始日期滞后,完全融化期起始日期提前,故春季过渡期发生天数总体以0.2天/年的速率减少,而大部分地区秋季过渡期起始日期滞后,致使完全融化期发生天数以0.3天/年的速率增加。研究区北部...     

近60年河西走廊东部气象干旱演变特征

为提高河西走廊东部气象干旱预测预警水平、防御干旱灾害、降低农业经济损失。以河西走廊东部5个自动气象站1960—2019年气温和降水量为基础,运用统计学方法分析了河西走廊东部的气温、降水和气象干旱的时空演变特征。结果显示:河西走廊东部年和农业季气温均为荒漠区和绿洲平原区明显高于浅山区,浅山区明显高于高寒山区; 年和农业季降水均为高寒山区多于浅山区,浅山区多于荒漠区和绿洲平原区。年和农业季气温随年份、年代呈显著升高趋势,年和农业季降水随年份、年代呈增多趋势。河西走廊东部年景干旱年数为北部浅山区多于绿洲平原区和南部浅山区,绿洲平原区和南部浅山区多于高寒山区,高寒山区多于荒漠区; 农业季干旱年数为高寒山区多于荒漠区,荒漠区多于绿洲平原区和南部浅山区,绿洲平原区和南部浅山区多于北部浅山区。年景和农业季干旱年随年数代呈先减少后明显增多趋势。年景和农业季各级别干旱年数变率较大,随着干旱级别的加重,干旱年数总体在减少,特旱年数最少。使用Д·A·ⅡeДb提出的大气干旱指数识别出的气象干旱事件和实际干旱事件基本一致,干旱等级也相对一致,说明该指数能够较好地监测到河西走廊东部干旱年份及干旱等级。     

河西绿洲区大棚甘蓝产量、品质和养分吸收对不同水肥组合的响应

为探明河西绿洲区塑料大棚甘蓝适宜的水肥管理模式,通过田间小区试验,设定3个施肥量(F_1:N、P_2O_5、K_2O含量为320,160,210kg/hm~2;F_2:N、P_2O_5、K_2O含量为260,120,157.5kg/hm~2,F_3:N、P_2O_5、K_2O含量为200,80,105kg/hm~2)和2个灌水频率(H_1:6d/次,H_2:9d/次),共6个处理,分析甘蓝农艺性状、产量、品质和叶球养分吸收及水肥利用效率对不同施肥量和灌水频率的响应规律。结果表明:H_1处理水平下叶球全氮、磷、钾含量随施肥量增加逐渐升高,H_2处理水平下氮、磷含量随施肥量增加先升高后降低,而钾含量却在随施肥量增加逐渐升高,同一灌水条件下肥料偏生产力随施肥量的减少而升高;同一施肥水平下,叶球中的全氮、磷、钾含量及吸收量高灌水频率大于低灌水频率处理,而肥料偏生产力的变化则相反。水肥耦合作用下,甘蓝叶球纵横径、生物产量和干物质量均H_2F_1处理最高,叶球紧实度、干鲜重比、单球重、经济产量和经济系数均H_2F_2最大,而叶球中心柱长和帮叶比H_2F_3处理最小。灌溉频率和施肥量对甘蓝叶球品质影响显著,且两因素的交互作用达到显著水平,其中硝酸盐含量H_1F_1最高、可溶性糖含量H_2F_1最高、Vc含量H_2F_2处理最大。水肥耦合后全氮和全磷含量及两者吸收量均以H_2F_2最大,全钾及吸收量H_2F_1最高。随着施肥量的增加,水分利用效率也逐渐升高,H_2F_1水分利用效率显著高于其他处理。综合分析表明,水肥耦合对河西绿洲区塑料大棚甘蓝叶球的农艺性状、产量、品质和养分吸收及水分利用率的影响显著,且灌溉频率的影响大于施肥量。H_2F_2处理(灌水频率9d/次,施肥量N、P_2O_5、K_2O为260,120,157.5kg/hm~2)是河西绿洲区塑料大棚甘蓝农艺性状、产量、品质、养分吸收以及水肥利用效率方面最佳的水肥组合模式。     

近55年来民勤绿洲胡杨林物候对气候变化的响应

利用民勤绿洲气象站1955—2009年日平均气温资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall等方法,分析了胡杨年生长期开始日、终止日、生长期天数、展叶始日和叶黄始日的变化特征及其对气候的响应。结果表明:近55a来,民勤绿洲胡杨年生长期开始日有明显提早趋势,终止日有明显推后趋势,生长期天数有显著延长趋势,展叶始日有明显提早趋势,叶黄始日有显著推迟趋势。胡杨年生长期终止日、天数、叶黄始日与其对应月平均气温呈显著正相关关系,相关系数分别为0.580 5,0.610 7和0.489 9。而开始日、展叶始日与其对应月平均气温呈负相关关系,相关系数分别高达0.728 7和0.660 3。突变分析表明:年生长期开始日在1957年、2005年和2007年发生突变;年生长期终止日在1961年,1997年和1998年;生长期天数在1960年和2002年;展叶始日在1958年、1997年和2003年;叶黄始日在1962年、1987年和1988年。可见,胡杨对气候变化的响应敏感。     

黑龙江省黑土区近50年来四季气温时空变化特征分析

基于黑龙江省黑土区24个市县1961—2010年的逐日气温数据,运用空间插值分析和趋势性分析,从空间和时间上对黑龙江省黑土区四季气温空间变化特征进行分析。结果表明,在全球变暖的背景下,黑龙江省黑土区全年及平均气温的空间变化趋势比较一致,皆是由北向南逐渐升高,并且高温区逐渐向北移动。50 a来黑土区平均气温明显上升,四季气温在时间变化上存在季节性差异,尤其是春、冬季升温显著,且冬季升温大于春季,说明冬季增暖对年平均气温升高贡献最大。10 a平均气温最大负距平出现在1961—1970年的冬季,最大正距平出现在1981—1990年的秋季。     

河西走廊盐渍化沙区综合治理模式研究

针对河西盐渍化沙区的特点,在沙区采用沙障固定流沙、封沙育林育草、营造固沙阻沙林、建立防护林带的固、封、阻、带结合的沙区治理模式,在盐渍化区采用物理改良措施、种植耐盐植物生物改良措施、发展畜牧养地改碱的改、种、养结合的盐渍化土地治理模式,使沙区盐渍化土地综合治理取得显著的生态、经济效益。     

河西走廊灌漠土不同肥力水平下制种玉米氮素适宜用量的研究

在河西走廊的灌漠土上,制种玉米产量随N素用量的增加而增加,但单位N素的增产效果则随N素用量的增加而递减。经回归统计分析,在肥力水平高的暗灌漠土上,玉米N素经济效益最佳施肥量为124.81kghm-2,最佳施肥量时的理论产量为9.65thm-2;在肥力水平中等的灰灌漠土上,玉米N素经济效益最佳施肥量为93.52kghm-2,最佳施肥量时的理论产量为7.30thm-2;在肥力水平低的盐化灌漠土上,玉米N素经济效益最佳施肥量为80.52kghm-2,最佳施肥量时的理论产量为5.90thm-2。     

河西绿洲农田防护林多样性分析与评价

运用生态经济和生态景观学的原理，对河西绿洲农田防护林树种选择、林带配置及林网景观布局进行多样性分析与评价，提出防护林多样性构建框架及其更新改造措施．为今后农林复合生态系统中防护林的建设和发展提供了一定的科学依据。     

河西走廊水资源变化与生态环境时空关联分析

[目的]对河西走廊地区2003—2015年水资源和生态环境的时空变化规律以及时空关联关系进行分析,为该区水资源合理开发利用及实现生产、生活和生态可持续发展提供科学依据。[方法]利用GRACE重力卫星数据、TRMM降水数据与MODIS的植被指数数据,通过线性回归与相关性分析等方法,分别对河西走廊整体、3个流域分区和像元尺度的水资源变化与生态环境时空变化规律及其相互作用机制进行分析。[结果]年尺度上河西走廊及3个流域分区的水储量均呈现下降趋势,黑河流域与石羊河流域下降速度最大。研究区历年降水趋势稳定无明显变化,植被呈正增长趋势。月尺度上水储量变化与降水量和植被指数呈正相关,年尺度上水储量变化量与降水量不存在相关关系,与植被指数年均值存在高度负相关,并表现出明显的空间异质性和尺度效应。[结论]研究区人工植被尤其是耕地的快速、持续上升,加大了水资源的消耗,造成水储量逐年下降。     

河西走廊荒漠土壤微生物群落结构及环境响应

荒漠土壤中微生物生存适应机制及其生态系统功能对揭示干旱区物质转化过程具有重要意义。本研究沿河西走廊东南至西北自然降水递减梯度下设置16个样地,采用高通量测序技术探究土壤细菌和真菌群落多样性特征,揭示微生物多样性、优势菌群与土壤机械组成、养分关系。结果显示：河西走廊荒漠土壤细菌中厚壁菌门(Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）为优势群落,部分样地厚壁菌门相对丰度最高达85%;真菌中子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为优势群落,其相对丰度均大于>5%。相关性分析显示：粗粉粒(0.05~0.02 mm)、细粉粒(0.25~0.10 mm)、黏粒(<0.002 mm)、有效磷(AP)和解碱氮(AN)对细菌多样性影响极显著,细粉粒(0.25~0.10 mm)、黏粒(<0.002 mm)、有效磷(AP)和解碱氮(AN)对真菌多样性影响极显著（P<0.01）。冗余分析显示：细粉粒(0.25~0.10 mm)和速效磷(AP)对细菌群落影响显著,黏粒（<0.002mm）和速效磷(AP)对真菌群落影响显著（P<0.05）。研究表明了河西走廊荒漠土壤微生物群落结构的组成、变化及影响因子,解释了土壤环境对微生物分布的影响及微生物对土壤生态系统系统发展的作用,为保护生物多样性及荒漠生态服务提供理论参考。     

河西走廊玉米生态气候分析与适生种植气候区划

运用数理统计学原理对河西走廊地区玉米生态气候适应性进行了定量分析。积分回归分析表明 ,影响玉米产量的主要气象要素是玉米抽雄、吐丝期平均气温、灌浆期≥ 10℃积温和灌浆期日平均气温。抽雄、吐丝期适宜气温指标为 2 1～ 2 3℃ ,以 2 2℃穗粒数增加最多 ,生物学下限温度为 18℃。灌浆期气温在 18～ 2 0℃时 ,千粒重较高 ,为 2 4 6～ 2 91g。在适宜温度范围内≥ 10℃积温每增减 10 0℃·d ,千粒重增减 16 .5 g。用上述 3个因子通过模糊聚类方法将河西地区划分为 5个玉米适生种植气候区。