基于CSLE模型的天山北坡中段山区水力侵蚀时空变化特征及影响因素研究

掌握天山北坡土壤水蚀分异的空间规律及其驱动力,对生态预警和土壤侵蚀防治具有重要意义,为天山北坡区域生态环境的综合治理提供理论依据和数据支持。以天山北坡中段山区为例,基于中国土壤流失方程(Chinese Soil Loss Equation,CSLE),采用野外调研、地理信息系统、数理统计和地理探测器等方法,定量分析2000—2018年研究区土壤水力侵蚀的时空格局特征(面积,强度和地理分布),借助地理探测器探究降雨、地形、土壤、植被对土壤水力侵蚀强度的内在驱动力。结果表明:(1)2000—2018年天山北坡中段山区土壤水力侵蚀强度主要以微度、轻度侵蚀为主,分别占总面积的32.34%～40.87%、33.36%～43.01%。近20 a的微度、轻度侵蚀的面积均呈下降趋势(-26.70 km~2·a~(-1)、-77.47 km~2·a~(-1)),而其他侵蚀强度的面积均呈上升趋势(22.10～30.96 km~2·a~(-1)),总体上土壤水力侵蚀强度处于增加趋势。(2)整体土壤侵蚀模数呈乌鲁木齐市昌吉市阜康市呼图壁县玛纳斯县沙湾县石河子市。天山北坡中段山区侵蚀强度的空间分布与降雨、地形、土壤、植被密切相关,土壤类型为棕钙土、草毡土、栗钙土,植被覆盖度小于15%、坡度大于15°和降雨量在400～450 mm范围内的地区为高风险侵蚀区域。(3)分异性的大小由因子探测器中q值来度量,其q值越大,该影响因素对土壤侵蚀空间分布的解释力越强,呈降雨(0.49)土壤类型(0.17)坡度(0.11)植被覆盖度(0.10)。不同影响因素通过交互作用明显增强土壤侵蚀空间异质性,及植被覆盖度与降雨因子的耦合作用,q值增幅极大,确定土壤侵蚀重点治理区域对全面土壤侵蚀防治具有重要意义。     

基于GIS和USLE的三江平原土壤侵蚀定量评价

运用地理信息系统(GIS)结合美国通用水土流失方程(USLE),根据研究区现状合理选择通用水土流失方程中土壤侵蚀各因子的计算方法,求算出三江平原2005年的土壤侵蚀量分布图,运用GIS的空间分析功能将研究区坡度、地貌和土地利用状况与土壤侵蚀强度等级分布图进行叠加分析,据此了解了该区域土壤侵蚀现状,土壤侵蚀的坡度和地貌分异特征以及土壤侵蚀与土地利用的关系。通过该分析以期为该区域的侵蚀防治、开展水土保持等政府宏观决策行为提供科学依据。     

2001—2010年榆林市土壤侵蚀动态变化趋势

土壤侵蚀在水土保持和荒漠化防治中扮演着重要角色,在区域水土资源的开发、保护及其利用中具有重要意义。以通用土壤流失方程为工具,采用格网技术、空间插值、空间分析、一元线性回归等技术,对栅格数据进行采样、重分类、空间统计分析,对榆林市连续10 a土壤侵蚀动态变化及其分布进行分析,并对其未来土壤侵蚀情况进行预测。研究表明:1 2001—2010年榆林市总体土壤侵蚀平均模数平稳,但在2003年和2009年出现跳跃性的拐点,2003年土壤侵蚀平均模数达到最小值,2009年土壤侵蚀平均模数达到最大值;2榆林市土壤侵蚀面积逐年增大,轻度和中度土壤侵蚀面积所占比例呈增大趋势,中度以上侵蚀面积占总面积的21.68%,轻度土壤侵蚀面积占总面积的37.91%;3工矿用地和能源开发区等土壤侵蚀较为严重;4未来几年,土壤侵蚀主要发生在府谷大部、神木中部、部分能源开发区及其周边和定边中部等地区。     

克拉玛依市中部城区外围生态敏感性评价

运用GIS空间分析技术,选取土壤侵蚀、土地沙漠化、土壤盐渍化、生物多样性4个生态环境因素进行敏感性评价。结果表明:克拉玛依市中部城区外围以极敏感、高度敏感为主,极敏感区主要分布在克拉玛依市外围的石西公路北部、工业园区南部、无名湖湿地以及西部加依尔山山前地带,占37.38%;高度敏感区主要分布在石西公路以南除湿地外的广大平原区及西南部加依尔山山麓的部分区域,占51.71%;轻度敏感区和非敏感区零星分布在西部和北部加依尔山前,仅占0.76%。研究区生态敏感性整体偏高,极敏感及高度敏感区域应严禁非保护性开发,中度、轻度敏感区域应在生态优先的理念下适度开发。     

内蒙古黄河流域1990—2020年生境质量评估

内蒙古黄河流域是中国重要的生态区域,探究其生境质量变化能够为区域生态环境保护提供重要基础信息。本研究基于1990—2020年土地利用/覆盖数据,采用InVEST模型和地理探测器分析方法,揭示内蒙古黄河流域生境质量时空格局及其驱动力。结果表明：（1）内蒙古黄河流域生境质量总体呈现北低南高的空间分布格局,具有显著的空间聚集性。生境质量等级为低的区域面积占比为23.50%,主要分布在库布齐沙漠以及研究区东南部;（2）1990—2020年,研究区生境质量呈现先降低后小幅回升的变化趋势。生境质量退化的区域面积占比为11.97%,主要集中在研究区北部和黄河两岸附近,是耕地扩张和沙地分布区域;（3）地形、植被和土壤类型等自然因子是生境质量空间分异特征的主要驱动因子,任意两种进行交互探测的因子对生境质量空间分异的解释力都要大于其单一因子的解释力。建议未来生态治理和恢复工作应重点关注研究区北部生境质量发生退化的区域,研究结果可为区域生物多样性的保护和生态环境的恢复提供借鉴和参考。     

2000-2017年天山北坡西白杨沟流域土壤侵蚀时空变化分析

掌握天山北坡西白杨沟流域水土流失时空变化特征,为该区域水土保持和生态环境建设提供科学依据。以西白杨沟流域为研究区,采用样地调查、遥感和地理信息系统相结合的方法,应用CSLE模型,定量分析2000-2017年西白杨沟流域土壤水力侵蚀时空变化特征,分析该区域侵蚀强度和坡度、旅游活动的关系,结合实地调查,探讨西白杨沟流域水力侵蚀强度变化的驱动机制。结果表明:(1)2000-2017年西白杨沟流域土壤侵蚀量总体呈增加趋势。流域内土壤侵蚀强度主要是以轻度、微度为主,分别占流域总面积的65.52%、24.71%。(2)2000-2017年西白杨沟流域不同坡度下土壤侵蚀模数变化明显。坡度≤5°时,土壤侵蚀模数无明显波动;坡度在25°~35°时土壤侵蚀模数最大,土壤侵蚀较为严重。坡度>35°时,土壤侵蚀模数减小。流域内土壤侵蚀主要发生在25°~35°。(3)植被盖度、地上生物量随着旅游强度的增加而减少(CK>LG>MG>HG),土壤侵蚀受人为活动的影响较为显著。     

辽宁省生态承载力空间分异及其影响因素分析

在阐述区域生态系统承载机制的基础上,构建了区域生态承载力评价指标体系,运用状态空间法研究了辽宁省地市尺度的生态承载力空间分异。结果表明:辽宁省可分为四个生态承载状况类型区:适度可载区、轻度超载区、中度超载区和重超载区,生态承载状况在整体上呈现沿海和内陆的分异;地市间生态潜力的差异是生态承载状况分异的主要驱动因素;环境治理水平、经济发展质量和人口压力是分异的主要影响因素。     

基于GIS的秦巴山区土壤侵蚀空间特征分析——以陕西省宁强县为例

为了给秦巴山区宁强县的水土保持与土壤侵蚀防治提供科学依据,本研究利用遥感影像解译和GIS技术,得到研究区土地利用现状、植被覆盖和数字高程模型(DEM)等数据,并利用USLE模型计算研究区的土壤侵蚀模数。结果表明,研究区的土壤侵蚀面积轻度占47.015%,中度占33.36%,强度占12.53%。土壤侵蚀严重的地区主要分布在研究区的东北部,并且也是灌溉水田、水浇地、旱地和菜地分布的区域;本研究还运用GIS和遥感技术,选用通用土壤流失方程(USLE)成功估算了宁强县的侵蚀模数及各种侵蚀等级面积,研究结果与二调结果相符合。     

天山北坡经济带经济格局时空演变特征研究

利用新疆天山北坡经济带1978-2008年18个县市的人均GDP数据为基础,以县市为基本单元,采用ESDA全局空间自相关和局部空间自相关分析方法与GIS技术结合,对天山北坡经济带的经济空间关联类型、动态演化特征及动力机制进行研究。结果表明:1)30年来天北经济带经济全局空间自相关系数总体呈现空间正相关特征,且表现出一种稳定的状态。2)局部区域空间自相关特征显著,根据Local Moran's I所表征的空间意义分类,将各县市的经济发展分为集聚区(高-高)、萧条区(低-低)、空心区(低-高)和孤岛区(高-低),并结合区域面积变化,分析了天山北坡经济带区域经济集聚及演化过程特点。3)区域经济增长的近邻效应不是很明显,低-低和高-高两种类型区域面积有所减少。4)石油资源和交通条件是促进天北经济带区域经济空间集聚与演化的动力。文章最后探讨了天北经济带经济空间关联特点及演化特征对区域经济集聚扩散过程、区域政策选择、空间开发模式等问题的影响。     

宁夏水土保持生态补偿优先区识别

水土保持服务功能下的生态补偿优先区识别的研究，对建立适宜当地生态发展的水土保持生态补偿体系具有重要参考意义。以宁夏为研究区，运用InVEST模型评估水源涵养、土壤保持和碳储存三项主要水土保持服务功能，并进行价值化表达；综合考虑各区县生态补偿优先级和生态脆弱性指数，对全区水土保持生态补偿优先区进行空间识别。研究表明：2000年、2010年、2020年宁夏水土保持价值分别为2478.9×10⁸元、2661.7×10⁸元、2958.5×10⁸元，总体呈现不断增长趋势；在空间上呈现南高北低的空间分布特征，其最高值位于泾源县，最低值位于金凤区；全区20 a来水土保持优先补偿区动态变化差异较小，补偿优先区主要位于生态价值高、经济落后的南部地区，而生态补偿次级优先区则位于中部和北部生态价值较低、经济水平较高区域。对生态补偿优先区进行补偿能够有效提高生态补偿的效率，促进区域生态环境和经济社会可持续发展。     

木豆病虫发生与防治研究

木豆在生长过程中遭受病虫害侵害，导致严重减产，为了种好木豆，我们对木豆的病虫发生为害与防治进行了研究，对木豆病虫种类进行了调查，害虫47种[1]，病害5种[2]，并对主要病虫害发生与防治进行了系统观察与防治试验。     

The synthesis and fungicidal activity of derivatives of o- and p-Cyclohexylphenyl phosphorodichloridates and dichloridophosphorothioates

The synthesis of o- and p-cyclohexyphenyl phosphorodichloridates and dichloridophosphorothioates and their conversion into the corresponding dimethyl phosphates, phosphorodihydrazides, and phosphorodihydrazones, is discussed. o- and p-Cyclohexylphenyl N-phenylphosphoramidic chlorides were converted to the hydrazide and the O-methyl ester. The phosphorodichloridates were converted to the dihydrogen phosphates, but the dichloridophosphorothioates could not be hydrolysed in an analogous manner. Structure-activity relationships have been briefly discussed; the most active compound was o-cyclohexylphenyl O-methyl phosphoroisopropylidene hydrazone.     

浅黄恩蚜小蜂雌蜂的个体发育及其寿命和产卵量的观察

在实验室25±1℃、RH70%~75%、光照L∶D=14h∶10h、光照强度3500lx条件下,观察了以烟粉虱为寄主时,浅黄恩蚜小蜂雌蜂的个体发育及羽化雌蜂的产卵量和寿命,并描述了各发育阶段的形态特征。结果发现,根据蜕皮现象及形态特征,雌蜂羽化前的发育可分为6个阶段：卵期、一龄幼虫、二龄幼虫、三龄幼虫、预蛹期和蛹期。一龄和二龄的发育历期均为1d左右,卵和三龄的发育历期约需2d,预蛹期0.8d,蛹期5d。在每天更换寄主的情况下,雌蜂平均寿命21.9d,最长29d,最短8d;产卵量为79.1粒,最多124粒,最少51粒。     

干旱胁迫对烤烟养分吸收分配及产量品质的影响

采用盆栽试验研究了干旱胁迫对烤烟(N icotiana T abacum L.)养分吸收和分配及烟叶产量品质的影响。结果表明,干旱使烟株体内N素含量升高,P、K、C a、M g、F e、M n含量降低,而对Cu、Zn、B含量影响不大。在干旱胁迫下烤烟对各种养分的吸收量都显著下降,营养元素在根和茎中的分配量增加,在叶中的分配量减少,烟叶产量降低,品质下降。干旱程度越重对烟叶产量和品质的影响越显著,而且以旺长期干旱对烟叶产量的影响较大,成熟期干旱对烟叶品质的影响较为明显。     

Growth and development of fall- and spring-planted populations of Conyza canadensis and C. bonariensis

The growth and phenological development of spring- and fall-planted Conyza canadensis and C. bonariensis were studied in Fresno, CA, USA. A glyphosate-resistant (GR) and a glyphosate-susceptible (GS) population of each species were used. Time taken by each plant to reach the rosette, bolting, appearance of first bud, appearance of first open flower, and initial seed set were converted to growing degree days (GDDs). The fall- and spring-planted C. canadensis required similar GDDs to complete their life cycles but the GR type required fewer GDDs than the GS type. In C. bonariensis, the GDDs required to complete its life cycle differed between the fall- and spring-plantings but not between the GR and GS types. The total aboveground biomass of both fall- and spring-planted Conyzas at initial seed set was similar but the spring-planted GS C. canadensis produced more biomass than the GR type, whereas the fall-planted GS C. bonariensis produced more biomass than the GR type. Plant development based on GDD models can have global implications and help in planning for timely applications of post-emergence herbicides.     

干旱复水对春玉米幼苗生长和生理特性的影响及其根源ABA调控效应

为了探明根源ABA对春玉米干旱后复水补偿生长的调控效应,采用盆栽试验以春玉米酒单2号为材料,设CK（正常供水,保持最大持水量的75%~80%）、MS（中度干旱,保持最大持水量的50%~55%）、SS（重度干旱,保持最大持水量的35%~40%）、MS-CK（中度干旱再复水）、SS-CK（重度干旱再复水）等5个处理,研究苗期干旱及复水条件下春玉米生物量积累、光合特性、抗氧化酶活性、根源ABA含量的变化。结果表明：重度干旱胁迫具有较高的根源ABA含量,诱导叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性显著提高,增幅分别为85.48%、72.67%、22.58%,并导致其叶片气孔导度(Gs)和光合速率(Pn)降低51.56%、12.16%,同时最大电子传递速率（J_max）、最大羧化速率(V_Cmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)及RuBP羧化酶的羧化效率(CE)降低,使其单株生物量较正常供水降低46.56%;复水后,较高的根源ABA含量影响其细胞膜修复和光合功能恢复的速度,使单株生物量较未复水重度干旱胁迫增加90.36%,较正常供水增加1.73%,表现出补偿效应。中度干旱胁迫具有相对较低的根源ABA含量,诱导叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性提高幅度较小,增幅分别为64.72%、41.72%、11.62%,并使Gs和Pn分别降低15.01%和6.42%,同时J_max、V_Cmax、TPU及CE稍有降低,其单株生物量较正常供水仅降低13.64%;复水后,相对较低的根源ABA含量最终使单株生物量较未复水的中度干旱胁迫增加30.71%,较正常供水增加12.88%,表现出超补偿效应。综上,干旱胁迫产生的根源ABA主要对旱后复水春玉米光能吸收、光合碳同化及抗氧化保护功能起积极调节作用。     

咸淡混合水喷灌对土壤水盐运移及小麦、玉米产量的影响

探究不同矿化度咸淡水混合喷灌对冬小麦、夏玉米生长及产量的影响,并通过监测土壤水盐分布状况来选择适宜矿化度的咸淡水灌溉方式。在河北低平原地区开展大田灌溉试验,研究了淡水畦灌、淡水喷灌、2 g·L^-1和3 g·L^-1咸水与淡水混合喷灌对小麦、玉米生长及土壤水盐运移的影响。结果表明：与淡水喷灌相比,连续两年灌溉后,小麦收获时2 g·L^-1和3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的根层（0~40 cm）土体含盐量平均分别增加了17.8%和42.7%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了32.9%和74.3%,玉米收获时根层土体含盐量平均分别增加了40.3%和86.9%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了39.0%和88.9%,且3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的盐分累积已超出小麦和玉米生长的盐分阈值。2 g·L^-1矿化度处理的冬小麦产量较淡水喷灌处理降低了9.8%~11.4%（差异不显著）,但3 g·L^-1矿化度处理比淡水喷灌处理的产量显著降低了25.0%~25.9%（P<0.05）;2 g·L^-1矿化度处理的夏玉米单株穗粒质量和产量较淡水喷灌处理分别降低了5.1%~10.4%和6.6%~10.5%（差异不显著）,3 g·L^-1矿化度比淡水喷灌处理的百粒重、单株穗粒质量和产量分别降低了18.6%~22.4%、18.2%~25.9%和14.7%~15.3%（P<0.05）,3 g·L^-1矿化度对冬小麦和夏玉米的产量构成因素影响显著。因此,咸淡混合水矿化度不大于2 g·L^-1的喷灌模式用于该地区冬小麦-夏玉米田间灌溉是可行的。     

氮素水平对单作和间套作小麦玉米叶片叶绿素含量及品质的影响

以间套作小麦玉米、单作小麦和单作玉米为研究对象,通过田间试验研究了氮素水平对单作和间套作小麦玉米叶片叶绿素及品质的影响。主要结果为:在同一施氮水平下,间套作小麦旗叶叶绿素含量大于相应单作;单作和间套作小麦开花期旗叶叶绿素含量和蛋白质含量、沉淀值之间都呈显著正相关(r分别为0.960*,0.948*,0.968*,0.957*)。在相同施氮水平下,单作玉米叶绿素含量高于相应间套作玉米;单作和间套作玉米孕穗期叶绿素含量与其蛋白质含量之间也呈显著正相关(r分别为0.861*和0.870*)。     

灌溉量和氮肥增效剂对夏玉米产量及水肥利用的影响

为探究水分和氮肥增效剂对夏玉米生长及水肥利用的综合影响，通过设置40 mm（W1）和60 mm（W2）两个灌水水平下不施氮肥（N0）、施用氮肥（U）、氮肥+硝化抑制剂（U+DCD）、氮肥+脲酶抑制剂（U+NBPT）、氮肥+双效抑制剂（U+N+D）5种氮肥施用措施，开展夏玉米田间试验。结果表明：相较于施用氮肥处理，氮肥配施增效剂可以显著提高夏玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力，增幅分别为5.92%~13.82%、5.85%~18.07%、11.12%~24.30%、12.35%~41.83%和5.93%~13.80%，其中氮肥配施双效抑制剂效果较优；氮肥配施脲酶抑制剂和双效抑制剂可以降低夏玉米农田土壤氨挥发累积量和成熟期土壤硝态氮残留量，前者效果最优。相比于W1，W2水平下氮肥配施双效抑制剂处理玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力分别提高10.54%、15.51%、19.40%、20.31%和27.36%；氮肥配施脲酶抑制剂处理农田土壤氨挥发累积量和硝态氮残留量分别降低11.33%和48.46%。综合考虑夏玉米施肥灌水方案的经济效益、环境效益、水肥利用效率和玉米植株生长，构建模糊综合评价体系，得到最优处理为灌水量60 mm下氮肥配施双效抑制剂。