山地-绿洲-荒漠的系统耦合是祁连山水资源保护的关键措施

祁连山发育的水系,是河西走廊山地、绿洲、荒漠复合生态系统赖以生存的基础,却由于生产的压力和全球气候变化处于危机之中。林、草、苔藓、灌木结合是保护祁连山水源的关键,既能够维持水源的数量,还能保护水源地的环境。河西走廊的山地、绿洲、荒漠是一个整体,任何一个子系统出问题,都会造成整个复合农业系统的灾难,根据草地农业生态系统4个生产层的理论,调整复合农业系统的生产结构,是发展山地-绿洲-荒漠系统耦合的捷径,将构筑祁连山水源保护的农业系统基础。这种模式在我国西北内陆,乃至世界干旱地区具有示范意义。     

河西走廊山地—绿洲—荒漠草地农业生态系统的运行机制与模式

对河西山地－绿洲－荒漠农业生态系统运行机制的研究结果表明：绿洲中的科技容量和生产能力比荒漠高出几倍乃至几百倍,绿洲农业生态系统的格局和效益趋于合理与完善。为确保绿洲子系统的稳定和持续发展,有赖于南部山地子系统的水源涵养及物种保护,也有赖于北部荒漠于系统稳定的“屏障”作用。     

系统耦合与荒漠─绿洲草地农业系统─—以祁连山一临泽剖面为例

生态系统内部自由能的积累，使系统失去平衡并趋于同其它生态系统结合，自由能驱使两个或两个以上的生态系统或亚生态系统，通过会聚，超循环和耦合而联合，从而形成具有特殊结构一功能的更高一级的新系统。系统耦合可以多途径解放生态系统中的自由能而增加农业生态系统的生产力，亦即从催化潜势，位差潜势，多稳定潜势及管理潜势中取得能输出。上述过程可作用于农业系统中的四个子系统，这四个子系统各有自己的产品：前植物生产，植物生产，动物生产，外生物生产，从而大幅度提高其生产力。在荒漠─绿洲草地农业生态系统中，本文分别计量了各个子系统的能流单位及其流程，证明它的子系统也可以成功的发生系统耦合，其中绿洲子系统应居关键地位。     

河西山地绿洲荒漠植物群落多样性研究Ⅱ放牧扰动下草地多样性的变化特征

对张掖山地绿洲荒漠各草地群落放牧扰动下物种丰富度及物种替代速率(β多样性)进行了测度,结果表明:在放牧压力梯度(轻度、中度、重度和过度)上,山地荒漠草原、山地典型草原、高山草甸草原和盐渍化草甸的物种丰富度呈单峰曲线;荒漠草原物种丰富度在过牧压力下最高.在放牧压力下各草地群落βw和βt值(物种替代速率)由大到小的序列是:高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地典型草原＞山地荒漠草原＞荒漠草原;βc和βr的测度结果兼有反映草地群落放牧压力梯度上物种替代速率和植物群落物种丰富度的内涵.二者的测度结果为:山地典型草原＞高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地荒漠草原＞荒漠草原.草地群落固有的物种多样性是保持草地稳定和草地生产力的载体和基础.     

河西山地绿洲荒漠植物群落多样性研究 Ⅱ 放牧振动下草地多样性的变化特征

对张掖山地绿洲荒漠各草地群落放牧扰动下物种丰富度及物种替代速率（β多样性）进行了测度,结果表明：在放牧压力梯度（轻度、中度、重度和过度）上,山地荒漠草原、山地典型草原、高山草甸草原和盐渍化草甸的物种丰富度呈单峰曲线;荒漠草原物种丰富度在过牧压力下最高。在放牧压力下各草地群落βω和βt植（物种替代速率）由大到小的序列是：高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地典型草原＞荒漠草原;βc和βc的测度结果兼有反映草地群落放牧压力梯度上物种替代速率和植物群落物丰富度的内涵。二者的测试结果为：山地典型草原＞高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地荒漠草原＞荒漠草原。草地群落固有的物种多样性是保持草地稳定和草地生产力的载体和基础。     

基于GIS的天山北坡荒漠绿洲景观格局变化的研究——以新疆巴里坤哈萨克自治县为例

利用2000和2007年Landsat TM影像资料,采用GIS技术研究了天山北坡荒漠绿洲区巴里坤哈萨克自治县（巴里县）的景观格局变化特征。结果表明,从2000到2007年,巴里坤县的水域和草地面积分别减少623.42和14 566.72 hm2,而未利用地、林地、耕地和居民及工矿用地分别增加9 397.30、3 090.15、259.57和2 443.12 hm2,但主要景观类型是草地和未利用土地的格局基本没有改变。8年内巴里坤县景观多样性指数从0.74增至0.80,均匀度指数从0.35增至0.40,景观构型指数从8.40增至9.40,说明景观多样性略有增加,景观构型逐渐变大,草地破碎度加剧。版块特征变化表现为景观分维数增高,而稳定性指数减小,各个景观类型的相对稳定性为：居民及工矿用地＞水域＞耕地＞林地＞草地＞未利用地,说明草地和未利用土地是目前主要开发利用的景观类型。     

河西荒漠绿洲区草地农业发展技术研究--以民勤绿洲为例

通过对民勤绿洲自然、社会、经济现状的分析评价,引进并筛选出了适应性强、光能利用率和产草量高、营养全面、饲用价值高、适宜河西荒漠绿洲区栽培的兰热莱恩德(Ranger Lander)、凯恩(Kane)、新疆和田大叶3个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种.在民勤绿洲灌溉条件下,年刈割4茬,年灌水3 000 m3/hm2,种植第3年分别取得18 793,12 953,14 688 kg/hm2的干草产量和3 535,2 474,3 114 kg/hm2的粗蛋白产量;光能利用率达1.77%,1.22%,1.38%.并组建草畜产业生产基地,进行了苜蓿人工草地建植、节水丰产栽培、产业化生产、改良土壤、培肥地力及种草养畜的配套技术研究、示范与推广.形成了以苜蓿草粉、苜蓿干草等草产品和小尾寒羊种羊及肥羔生产为格局的草畜产业,实现了苜蓿和家畜生产2个"S"型生长曲线的高效耦合,建立了干旱荒漠区特有的草地农业发展模式.指出只有建立草地农业系统,发展以苜蓿产业为主的节水型现代草地农业,才是干旱荒漠区可持续发展的关键.     

黄土高原丘陵沟壑区典型流域农业生态系统生产力研究--以纸坊沟为例

以生态环境脆弱的黄土高原丘陵沟壑区典型小流域纸坊沟为例,研究它的由植物初级生产力、动物次级生产力、农户经济生产力及生态系统服务生产力组成的农业生态系统生产力各组分的特征及相互间的耦合与相悖关系．采用一些定性和定量的指标初步分析了小流域乃至黄土高原地区的农业发展问题。     

山地草原牧区生态环境的可持续发展研究--以张掖地区肃南县为例

通过对牧区草原生态环境的现状以及生态环境恶化的驱动因素进行分析,有针对性地提出了牧区草原生态环境可持续发展的对策措施.即积极采取有效措施,减轻草原压力;合理开发利用水资源,缓解草场干旱状况;加大科技投入力度,提高草原生产力.通过以上措施的实施,可有效抑制牧区生态环境的恶化,使区域环境向良性发展.     

黑河流域草地资源保护与建设

黑河流域除绿洲地区外有160万hm2的草地,进行草地分户、围栏封育、人工改良草地;牧户按地定畜、优化牧场、推广良种、改良畜群;按草定牧、实行休牧和轮牧;革新观念、子羔出栏、加速出栏周期、保障牧民增收等措施可保护草地资源,加速草地建设,繁荣牧区经济.     

基于MODIS的植被指数对估测塔里木河中下游植被盖度的适用性

以干旱荒漠区塔里木河中下游的植被为研究对象,采用长时间序列的MODIS数据构建研究区常用的4种植被指数[归一化植被指数(NDVI)、差值植被指数(DVI)、增强型植被指数(EVI)、比值植被指数(RVI)],并通过遥感方法和Image J软件获得研究区植被覆盖度,分析发现与实测的植被覆盖度有显著相关性。从Image J获得的植被覆盖度与4种植被指数的回归结果可以得出4种植被指数在研究区的适用性,从而优选出最适合此研究区的植被指数。结果表明,基于MODIS的4种植被指数与研究区实际植被覆盖度之间存在显著的正相关关系,各植被指数与研究区植被覆盖度的拟合程度由高到低依次是NDVIEVIRVIDVI,使用NDVI获取植被信息最为适宜。     

基于GIS的降水多元回归模型在黑河干流山区的应用

结合GIS和统计学方法,利用21个站点气象数据和DEM（基于5个因子：高程、坡度、坡向、经度和纬度）在黑河干流山区构建一种多元非线性回归模型,用以模拟研究区降水量空间分布,并分析了全年、湿季和干季3种情景及3种不同空间分辨率数据相互耦合下的雨量变化。结果表明,该模型可解释研究区74.5%的年降水空间变异,对湿季降水量解释效果要好于全年和干季两种情景;100 m分辨率下的3种降水模型效果均为最好;降水量空间分布不均匀,100 m分辨率下,由西北部不足200 mm增加至东南部700 mm左右,降水量分界线呈西北-东南走向;500 m分辨率的降水量分界呈带状,有一定程度上移;1 000 m分辨率的降水量分布误差大。本研究采用的建模方法有较强移植性,可在其他山区开发类似模型,利用其模拟结果进行更深入的研究,今后在建模中加入空间化的风速变量有可能进一步提高模型精度。     

黑河上游冰沟流域3种林地土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系

研究了青海省祁连县黑河上游冰沟流域3种林地的土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系,以期为黑河上游冰沟流域水源涵养研究提供科学依据。结果表明,3种林地0-60mm土层有机碳密度表现为针叶林森林灌丛阔叶林,针叶林有机碳密度为7.18kg·m-2,是森林灌丛、阔叶林的1.24和1.58倍,针叶林、森林灌丛、阔叶林0-10mm土层有机碳密度分别为13.22、9.49和8.62kg·m-2,是剖面有机碳密度均值的1.84、1.63和1.89倍。3种林地0-60mm土层自然含水量、团聚体、全氮均值表现为针叶林森林灌丛阔叶林,而容重、物理性沙粒、pH均值表现为针叶林森林灌丛阔叶林。3种林地土壤有机碳含量与自然含水量、团聚体、全氮之间呈显著的正相关关系(P0.05),与容重、物理性沙粒、pH之间呈显著的负相关关系。     

牧草对塔里木河上游灌区盐渍土的适应和改良效应初探

新疆南疆地区的农业系统一般是靠灌溉来维持的,以沙井子地区为例,长期的灌溉使得土地的次生盐渍化发生较为严重,成为制约区域农业经济发展的一个因素。传统的洗盐压碱的方法虽然有效,但是耗水量大,且容易使土壤积聚大量盐分,一旦停止洗盐会造成大量土地由于盐分较重而无法恢复植被,易形成沙尘源。本研究用生物防治盐碱化方法进行试验,即选用抗(耐)盐的牧草——高冰草(Agropyron elongatum)和碱茅(Puccinellia tenuiflora)在生荒地和盐碱地上种植,通过植物的耐盐、吸收盐碱和改善土壤结构而达到治理盐碱的目的。试验结果显示在研究区种植牧草,不仅可以降低土壤0～60 cm的含盐量,控制地下水位过快上升,还可增加土地的植被覆盖度,得到一定的牧草产量,可以有效地促进灌溉区盐渍化土地的生态治理过程。     

西藏"一江两河"地区优良牧草及草坪草引种试验

“一江两河”地区是西藏农业生产的主要区域,也是栽培草地最集中的区域之一。于2008-2009年在拉萨市达孜县进行了牧草引种驯化试验研究,以期选出适宜于“一江两河”地区建设栽培高产草地和改良天然草地的优良牧草。初步筛选表明,14个豆科、8个禾本科牧草品种和19个草坪草品种在“一江两河”地区具有很好的适应性,可以推广应用。     

长江中上游安宁河流域天然草场退化情况及防治对策

通过对长江中上游安宁治流域天然草场退化、水土流失及造成的危害进行研究，提出了综合治理措施和防治对策。     

塔里木河中下游退耕还林还草适宜区域界定与优化布局模式研究

新疆塔里木河中下游面临严峻的生态危机,实施退耕还林还草工程是恢复该区域受损生态系统的有效途径,符合生态规律。根据塔里木河中下游独特的自然地理条件和社会经济条件,进行实地调查测定,结合遥感数据分析和数学模型研究,将土地沙漠化程度、土地盐碱化程度和皮棉单产作为指标界定适宜退耕区域。依据植物区位和景观生态学等理论,结合当地实际,提出退耕还林还草5类生态景观的优化布局模式,即沙漠前沿、绿洲外缘已毁林草开垦农田构建荒漠乔灌草生态安全防护模式;重度盐碱化低产农田构建发展当地特种经济植物和荒漠草种模式;绿洲腹地盐碱化相对较轻农田构建优质饲草料基地,发展养殖业模式;绿洲内部低产棉田构建名优特经济林模式;沿农田灌溉渠系构建农田防护林网模式。     

畜牧业对江河源区生态环境演变的影响机理研究

草地畜牧业是江河源区主要的生产方式,也是人类生产活动影响这一地区生态环境演变的主要方式,在系统回顾和总结江河源区畜牧业经济发展的历史过程的基础上,提出畜牧业对环境的作用主要取决于游牧空间、畜群数量、畜群结构、草地的自我恢复能力,建立江河源区草地畜牧业对其生态环境演变作用的机理模型,利用该模型对畜牧业发展过程中出现的游牧和固定放牧2种模式对区域生态环境的演变进行了定性分析.     

三江源地区不同退化草地土壤物理性状分析

对三江源地区8个地点的12个样地不同退化草地的土壤物理性质进行了研究,分析了草地退化与土壤草土比、物理粘粒之间的关系。结果表明,随着退化梯度的加剧、土层的加深,草土比值逐渐减小;不同地区不同退化梯度的草土比值以0～10cm土层变化最大,草土比极值变化为1／28．07～1／5068．77;随着草地演替度的减小,草土比随之减小,草地退化程度随之加重。