塔里木河下游土壤种子库的空间分布特征分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区——塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的两年土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库密度的空间分布特点。结果显示：（1）塔里木河下游土壤种子库一般在150～2 300粒/m^2之间,属一个较低的水平;从种子库密度的空间分布特点看,地表植被群落退化程度的加重,使土壤种子库在顺河道方向和垂直河道方向表现出不同的变化特点;（2）塔里木河下游土壤种子库在分布上具有较高的密集性,表现出类似沙漠地区种子库的分布特征;（3）微生境条件对土壤种子库的分布影响较大。其中河水漫溢区的种子库密度远高于其它区域,而低洼地、柽柳包和有较多枯枝的退化草地均比光板地和胡杨林地有更多的有活力种子;（4）塔里木河下游严重的生态退化导致了本区土壤种子库垂直分布的差异,主要表现是随着地表植被群落生态退化程度的加重,土壤种子库的垂直分布表现为表层种子库占土壤种子库的比重不断升高的趋势。     

塔里木河下游土壤种子库分布格局及其与环境因子的关系

在塔里木河下游选择20个样地,进行土壤种子库萌发试验,并应用典范对应分析(CCA)方法研究了该地区土壤种子库分布格局及其与环境因子的关系.结果表明,塔里木河下游土壤种子库中共有物种16种,分属于7科,并且以旱生耐盐物种为主,多数样地物种出现频次较低;种子库密度不高.CCA排序表明,地下水埋深、土壤含水量、电导、pH值和植被盖度等5个环境因子对土壤种子库分布格局有一定的影响.CCA第一排序轴与地下水位、地表植被盖度和土壤含水量关系显著,反应了水分因子的作用;CCA第二排序轴与土壤电导率关系显著,反映了盐分因子的作用.根据5个环境因子的特征,CCA排序可将土壤种子库中的16种植物分为4个组,对应于不同的环境变化梯度.     

塔里木河下游土壤种子库的季节差异分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区--塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库的基本特征和种子库密度、物种组成上的季节差异,并从土壤种子库的角度探讨了塔里木河下游生态恢复的可行性.(1)塔里木河下游土壤种子库的季节差异较大,如果排除放牧的影响,3月份土壤种子库的密度和物种丰富度总体上要小于8月份的土壤种子库;(2)从物种组成上看,3月份物种组成以一年生草本占优势,而胡杨和柽柳的种子基本上都出现在8月份的土壤种子库中;(3)随塔里木河下游地上植被群落退化程度的加重,种子库的密度和物种数均呈现明显的下降趋势;(4)鉴于土壤种子库无论在物种还是密度上均要远丰富于地上植被群落的事实,认为通过激活土壤种子库来实现下游生态的局部恢复在理论上是可行的.考虑到主要建群植物的生态恢复,建议今后的输水时间应该选择在8月到11月之间.     

河水漫溢干扰对土壤盐分的影响——以塔里木河下游为例

[目的]探索漫溢后出现明显的植被群落变化的原因和不同漫溢方式对表层土壤盐分的影响,为塔里木河下游植被恢复和人工植被的重建提供理论依据。[方法]利用土壤溶液电导率法测定塔里木河下游漫溢区和非漫溢区399个表层土壤样品中盐分含量,探讨不同漫溢干扰方式对土壤盐分的影响。[结果]塔里木河下游土壤的含盐量较高,但在漫溢干扰后土壤表层盐分均出现明显的下降;漫溢方式对土壤盐分的影响显著,表现为漫溢前的土壤总盐含量与多次漫溢后差异达极显著,与少次漫溢和冲刷差异显著,与长期渍水差异不显著。[结论]漫溢干扰后土壤表层盐分有所降低是植被发生明显变化的原因,其中中等频次和持续时间的漫溢干扰更有利于表层土壤盐分的淋洗和植被的恢复。     

塔里木河下游环境退化的因子分析

 为了研究土地荒漠化及其影响因子,对塔里木河下游沿河道布设的39个样地,进行环境退化因子分析。通过数学变换,8个观测指标被转换为3个综合指标(水分指标、沙化指标、盐化指标)。根据本地区的实际,对3个综合指标进行环境解释。依据这3个主分量的贡献率,计算塔里木河下游39个样地的因子得分,并据此进行环境退化程度(荒漠化)的分类。从因子得分结果看,塔里木河下游地区呈明显的随距大西海子水库距离的增加荒漠化程度加重的特点,引起这一结果的主要原因,是水、盐条件逐渐恶化带来的植被衰败。从分类的结果看,与该地区的实际基本相符合。这说明因子分析的方法综合了多指标的综合影响,划分的结果更加客观。     

黄土丘陵区撂荒地不同侵蚀带土壤种子库特征

采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究了黄土丘陵区撂荒地不同侵蚀带土壤种子库的密度、物种组成、物种多样性以及相似性特征。结果表明:各侵蚀带土壤种子库中共发现26个物种,隶属于13科24属,不同侵蚀带物种组成有所差异,菊科与禾本科为主要组成物种;0—10cm土层内土壤种子库密度随着侵蚀带的变化而变化,有明显的先减少再增大而后再急剧减少的趋势;不同侵蚀带土壤种子库物种多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和生态优势度存在着差异,但未达到显著相关水平;土壤种子库组成物种相似性系数变化范围为0.40～0.82,相邻侵蚀带之间的土壤种子库物种相似性较高,随着侵蚀带之间距离的增加,其相似性逐渐变小。这说明不同侵蚀带土壤种子库因受坡面径流引起的土壤侵蚀使种子流失、二次迁移和沉积以及植被的拦截而产生再分布。     

塔里木河下游绿洲可持续发展模式研究

分析了塔里木河下游绿色走廊生态环境恶化的现状及其原因,阐明在合理开发、利用和配置当地资源,特别是水资源前提下,对绿洲外围及内部进行综合治理和开发,并提出保护当地生态环境和综合发展的可持续发展模式。初步探讨了可持续发展过程中改善生态与经济发展、改善生态与农业结构调整的关系,提出当地传统优势与现代技术相结合的科学途径。     

梭梭土壤种子库空间分布的尺度依赖性研究

采用相邻网格法对古尔班通古特沙漠3个梭梭土壤种子库样地(奎屯、五家渠和精河)进行采样,并应用地统计学理论与方法对梭梭土壤种子库空间分布格局的各向异性和尺度依赖性进行了研究.结果表明:(1)梭梭土壤种子库数量为16.05～152.58粒/100 m2,奎屯样地种子库变异系数大于五家渠和精河;(2)梭梭土壤种子库空间分布格局强烈,且具有明显的各向异性特征;(3)奎屯和五家渠样地中,随着抽样尺度的加大(5～25 m),土壤种子库空间异质性增强,而精河样地在各个尺度下土壤种子库的空间异质性程度变化不大;(4)空间克里格插值表明,各样地种子密度梯度变化清晰,呈明显聚集分布.地表短命植物层分布决定了梭梭土壤种子库空间分布格局.奎屯和五家渠样地的种子,呈明显的高密度斑块和低密度斑块镶嵌分布格局,精河样地的种子密度低,分布较均匀.     

塔里木河下游生态环境对输水的积极响应

塔里木河下游是我国西部生态与环境问题最为突出的地区.由于人类不合理的资源开发,导致该地区生态问题日益突出.本文结合塔里木河下游5次生态输水,通过3年对输水后生态环境变化的监测,就塔里木河下游生态环境对输水的积极响应进行了分析.结果显示:(1)生态输水后地下水位在时间上和空间上各有其变化规律,在时间上近河道水位响应快,远河道水位响应慢.在空间上距河道不同距离和不同河段上地下水上升的幅度不同.(2)输水后天然植被的响应主要表现在植被种类和植被盖度的增加上;(3)鉴于输水后生态响应的范围仍然较小,因此输水工程还应该继续进行并适当调整输水的方式.     

典型干旱区绿洲春季土壤盐分空间分布特征分析

干旱区绿洲春季土壤盐渍化问题十分严重。以新疆第二师31团灌区为例,在GIS技术的支持下,运用经典统计学和地统计学方法,对春季灌区内不同深度土层的盐渍化特征与空间分布格局进行分析,探讨了这一地区土壤盐渍化规律,为当地农业生产和土壤改良提供了理论依据。结果显示:春季灌区内土壤pH值范围在8.01～8.32,总体呈碱性;土壤盐分呈表聚型,盐分阳离子以K⁺和Na⁺为主,阴离子在耕地土壤以SO₄^2-、在非耕地土壤以Cl^-为主;盐分类型耕地以氯化物-硫酸盐型为主,非耕地以硫酸盐-氯化物型为主。不同深度土层土壤盐分含量在水平方向均具有较强的变异性且大多具良好的空间相关性;其中,40～60 cm土层土壤盐分含量空间相关性强烈,0～20 cm、20～40 cm、80～100 cm土层空间相关性中等。在垂直方向上,0～20 cm、40～60 cm土层土壤盐分含量较高,在1.59～8.91 g kg^-1之间;20～40 cm、80～100 cm土层盐分含量相对较低,在2.44～...     

塔里木河中下游湿地及其周边土壤理化性状的空间异质性

研究塔里木河中下游湿地及其周边土壤理化性状,包括土壤粒度组成、土壤水分、盐分、pH和养分的空间异质性结果表明:大范围分布的土壤质地以沙质或粉沙质壤土为主,少数属壤质沙土或粉沙土,不同类型土地或植被条件下土壤粒度组成存在差异;土壤水分的空间分布特征反映了塔里木河中下游湿地的旱化现象;广泛分布的盐土、盐渍化土和碱化土表现出对植物生长发育的明显胁迫作用;土壤有机质、全N和全P总体贫乏,全K含量较高,反映了干旱区湿地土壤的特点。     

基于GIS的碧流河上游农田土壤性状空间分布特征

探究碧流河上游农田土壤性状指标现状和空间分布特征,为研究区耕地资源的可持续利用提供科学依据和数据支持。沿碧流河上游采集农田表层(0~20cm)土壤样品40份,运用地统计学和Arcgis技术,对农田土壤性状:比重、粒径、电导率、含盐量、pH、有机质、土壤大量营养元素(N、P、K)含量和微量营养元素(Cr、Cu、Zn、Mn、Ba)含量的空间分布特征进行系统分析。(1)农田土壤性状均属于中等空间变异,其中Zn元素含量的空间变异性最强(CV=59.58%),比重的空间变异性最弱(CV=2.61%),受外界干扰较小。(2)农田土壤性状之间关联性紧密,其中电导率与含盐量之间、pH与Cu和Mn元素含量之间、有机质与N和P元素含量之间、K元素含量与Ba元素含量之间、Cu元素含量与Zn和Mn元素含量之间、Zn元素含量与Mn元素含量之间呈显著正相关(P<0.01)。(3)农田土壤粒径存在强烈的空间自相关性,Cr、Cu元素含量空间自相关性最弱,其他土壤性状属于中等空间自相关。研究区农田土壤性状表现出显著的空间分布差异性。     

人类活动对土地沙漠化的影响研究——以塔里木河下游为例

塔里木河下游地区是干旱区中沙漠化进程最显著的地区之一。由于近50a以来人类不合理的开发活动,造成生态环境出现严重的退化。特别是以天然植被为主体的生态系统和生态过程因对水资源时空格局的人为改变而受到严重影响,造成环境恶化、天然植被全面衰败、沙漠化加剧。本研究主要从引起塔里木河下游沙漠化的原因入手,从整体、部分的关系进一步发现塔里木河下游流域沙漠化原因,运用3S技术和有关统计资料分析塔里木河干流区域人口增长、水资源利用对塔里木河下游土地沙漠化的影响途径以及影响程度。分析结果表明,新疆塔里木河下游土地沙漠化的直接成因是干流耗水量的增加和下游来水量的减少,而来水量的减少与上中游流域段耕地面积的增加有密切关系。人口数量的增长和耕地面积也有很大的相关性。进一步发现在塔里木河这样典型的内陆河流域,人口增长对耕地面积(在干旱区流域基本等同于灌溉面积)不仅有密切的关系,而且不同的流域段人口增长对耕地增大的驱动效果也不同,人口增长的驱动对下游土地退化的影响具有从源流向下游的传递性,下游的土地沙化主要通过源流和上中游人口增长对下游来水量的影响传递产生。     

塔里木河下游土地沙漠化与区域可持续发展

塔里木河下游土地沙漠化及绿色走廊的保护直接关系到该地区社会经济的可持续发展,对整个塔里木河流域社会经济的发展也具有十分重要的意义。根据野外调查资料,结合已有的文献资料,从下游沙漠化的历史和现状,土地沙漠化的发生发展,沙漠化与可持续发展的关系等方面进行了分析与探讨。分析结果表明,塔里木河下游土地沙漠化的发展趋势呈现"整体扩大,局部逆转"的态势,治理与破坏并存,治理速度低于沙漠化速度,演变的结果是沙漠化与绿洲化并存,互有消长,但以沙进人退为主,而沙漠和绿洲之间由林地、草地和自然水域构成的过渡带不断缩小,防护功能持续减弱,形成了绿洲受到沙漠威胁的严峻态势,严重影响到该区域以致整个流域社会经济的可持续发展问题。针对该区沙漠化现状,提出了区域可持续发展的基本对策。     

塔里木河上游典型绿洲土壤水盐空间分异特征

结合传统统计学与地统计学方法,以塔里木河上游典型绿洲阿拉尔垦区为研究区,根据64个样点的试验数据,分析样区表层(0-10cm)和亚表层(10-20cm)土壤水盐空间分异特征。结果表明,土壤水分、pH值、电导率和全盐具有明显的空间变异性。样区土壤盐碱化程度较高,土壤水分表现为中等变异性,pH值为弱变异性,电导率、全盐及大部分离子含量为强变异性,盐分呈现强烈的表聚性特性。土壤水分和表层pH值的半方差理论模型较符合指数模型,亚表层pH值、电导率和全盐较符合球状模型。各指标块金值/基台值在0.122～0.316之间,且表层小于亚表层,空间自相关性较高,变异更多受结构性因素影响,空间结构较为复杂。指标的空间分布与区域环境密切相关,各层土壤水分、电导率和全盐均为西北高于东南,即沿河岸-绿洲-荒漠方向递减,而pH值表现为相反的规律。研究区棉田的长期连作,使得水盐运动在多年耕作棉区较为活跃,中小尺度下水盐空间分布的异质性增强。     

塔里木河下游土壤特性及荒漠化程度研究

通过对塔河下游土壤理化性质的分析,结果表明塔河下游土壤除全磷外,有机质等指标存在垂直分布差异,出现显著差异的土层深度为50 cm。在0~15 cm范围,距离河道不同距离处土壤含水量无显著差异,自15cm深度开始,距河道50m处土壤各土层含水量与距河道距离为300,500 m处含水量有显著差异,而距河道距离为300 m与500 m处土壤含水量之间则无显著差异。在0~50 cm土层,塔河下游土壤全氮(y)与有机质(x)之间的最佳模型为线性模型,方程为y=0.0278 0.05x(R2=0.9524),在50~170 cm土层,二者之间关系为:y=0.0659e0.3126x(R2=0.904)。依据土壤质量不同,塔河下游基本可分为上段和下段,上段土壤养分含量相对较高。塔河下游地区上层土壤(0~50 cm)50年来养分损失严重,有机质含量下降显著,土壤pH值升高,土壤荒漠化程度严重。