基于像元二分法的沙地植被景观格局特征变化分析

景观格局与过程的关系研究是目前景观生态学的主要目标和研究热点,而沙漠化是一种典型的景观演化过程。基于景观生态学原理,运用遥感与地理信息系统技术,以古尔班通古特沙漠南缘为研究区,选择近40 a(1977-2010年)间不同年降水量梯度的代表年份(1977年、1990年、2001年和2010年),利用Landsat MSS/TM/ETM+遥感数据对沙地植被景观格局变化进行了分析。结果表明:1977-2010年间,古尔班通古特沙漠南缘沙地植被呈现恢复—退化—恢复交替变化趋势,总体处于恢复趋势中;景观水平上沙地植被破碎化程度处于增加趋势,景观异质性增强,斑块形状趋于复杂;类型水平上不同盖度沙地植被破碎化程度呈不同趋势波动,总体呈盖度相对高的植被破碎化程度增加,而盖度相对低的植被破碎化程度降低的趋势。1977-2010年间,沙地植被斑块重心在西南-东北方向交替呈现,重心轨迹形成"Z"形。总体来看,植被斑块由沙漠西南缘向沙漠腹地东北方向扩张。年降水量波动与沙地植被盖度演化方向、景观破碎化程度、不同盖度沙地植被比例、不同盖度沙地植被破碎化程度、不同盖度沙地植被斑块重心迁移方向均具有密切关系,即干旱区沙地植被景观格局演化特征与年降水波动具有很强的关联性。     

施加生物质炭对风沙土土壤线虫群落结构的影响

生物质炭科学施加量以及施加时间是改良和维持土壤健康的研究热点。本研究设计两组玉米盆栽试验(A组和C组),其中A组为一次性施加生物质炭7年处理,C组为一次性施加生物质炭1年处理,各组施加量分别为0、15.75、31.50、63.00 t·hm^-2和126.00 t·hm^-2,探究不同生物质炭施加量以及施加时间对风沙土土壤线虫群落结构特征的影响。结果表明：施加生物质炭1年后可增加土壤pH以及养分含量,生物质炭随老化时间的延长对土壤养分的提升效应会降低,土壤养分与土壤线虫群落结构有密切的相关性。土壤线虫以拟丽突属为优势属,食细菌类和捕食/杂食类为主要营养类群,土壤有机质的分解以细菌分解为主。施加生物质炭1年后,施加量的增加改变了土壤线虫群落结构、营养类群分布和丰度,生物质炭施加量的增加会显著抑制土壤线虫数量,但施加生物质炭7年后土壤线虫数量会恢复。随施加年限的增加,生物质炭会导致土壤食细菌类线虫丰度降低,捕食/杂食类线虫丰度增加,植物寄生类线虫丰度增加,但对线虫多样性指数(H)和丰富度指数(SR)影响不大。一次性施加126.00 t·hm^...     

虾壳生物炭对Cd-As复合污染土壤修复效应及土壤可溶性有机碳含量的影响

为探究虾壳生物炭对Cd、As复合污染土壤的修复效果和作用机制,将小龙虾壳厌氧热解制备成生物炭,通过土壤静态培养实验,在广东酸性和新疆碱性Cd、As复合污染土壤中添加不同剂量的虾壳生物炭(质量比为0.5%、1%和3%),研究虾壳生物炭对土壤理化性质、Cd-As有效性和形态分布特征的影响,同时分析其对土壤可溶性有机碳的影响。结果表明:施加虾壳生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷含量(P0.05),增幅随生物炭添加量的增加而增大。与不加生物炭的对照相比,添加0.5%～3%虾壳生物炭可使酸性土壤有效态Cd含量显著降低15.76%～26.50%,却使有效态As含量增加11.64%～24.53%;而生物炭添加可显著降低碱性土壤中有效态As、Cd含量(P0.05),降幅分别为3.51%～8.12%和4.43%～28.90%。在土壤As、Cd形态分布上,添加虾壳生物炭增加了土壤中钙结合态As的比例,促进了土壤Cd由可交换态向残渣态转化。此外,添加虾壳生物炭显著提高了土壤可溶性有机碳含量,且土壤可溶性有机物的紫外光区吸收强度和芳香化程度有所增强。研究表明,虾壳生物炭可降低碱性土壤中Cd、As有效性,同时提高土壤养分含量,是一种绿色可持续的土壤钝化修复材料,具备碱性土壤Cd、As复合污染修复的潜在应用价值。     

施用生物质炭5年后夏玉米土壤呼吸研究

为探明施用生物质炭对风沙土土壤呼吸及其组分的影响,在新疆石河子121团,以单施化肥（T0）为对照,探究了一次施加15.75（T1）、31.50（T2）、63.00 t·hm^-2（T3）和126.00 t·hm^-2（T4）生物质炭5年后农田风沙土土壤呼吸组分特征及其影响因素。结果表明：风沙土土壤呼吸与异养呼吸日动态均呈单峰曲线,峰值出现在13：00左右;T4处理日平均呼吸速率为2.74 μmol·m^-2·s^-1,显著高于其他处理（P<0.05）;生物质炭显著改变了土壤异养呼吸,对自养呼吸无显著影响。土壤呼吸速率随生物质炭施用量的增加显著增加,随玉米生育期的推进而降低。土壤呼吸速率与土层5、10、15 cm温度显著相关,与土壤含水率无显著相关性;土壤呼吸温度敏感性随生物质炭施用量的增加而增强。综上,生物质炭通过改变绿洲农田风沙土土壤异养呼吸进而改变总呼吸,增强了土壤呼吸的温度敏感性,促进了土壤CO₂排放。     

防护林对土壤可溶性盐分的影响

对不同种植年限的防护林林下立地土壤可溶性盐分分布进行了初步研究。同时，对不同利用方式下土壤可溶性盐分的分布情况，以及可溶性盐分离子含量之间的相关关系进行了分析。     

改性生物质炭对原油污染土壤中苏丹草萌发的影响

为探究原油胁迫下改性生物质炭对苏丹草种子萌发和幼苗生长的影响,在土壤含油率4％的原油污染土壤中分别添加硝酸和芬顿试剂改性的棉花秸秆生物质炭,采用土培发芽试验研究两种改性生物质炭不同添加量(炭土质量比为2％和4％)对苏丹草发芽率、胚芽长、胚根长、生物量和土壤总石油烃降解率的影响.结果 表明:施用生物质炭和改性生物质炭均能显著提高土壤有机质含量(P<0.05),未改性生物质炭添加会提升土壤pH值,硝酸和芬顿试剂改性生物质炭添加会降低土壤pH值.相比于未加生物质炭处理,添加生物质炭可以显著提高苏丹草发芽率、胚芽长和植株生物量,改性生物质炭对种子生长的促进效果更好,4％硝酸改性生物质炭处理的胚芽长和生物量比对照组分别增加了67.83％和80.26％.生物质炭和改性生物质炭添加均能显著提高土壤中总石油烃降解率,与未加生物质炭处理相比,添加4％生物质炭和4％芬顿改性生物质炭处理的总石油烃降解率分别增加了23.86、20.89个百分点.研究表明,在原油胁迫下,添加改性生物质炭有助于减缓原油污染对苏丹草种子萌发的负面效应,生物质炭的改性方法和添加量会影响苏丹草与生物质炭共同作用下土壤中石油烃的短期降解效果.     

干旱地区紫花苜蓿光合日变化规律研究

自然条件下,采用PP system公司生产的CIRAS光合作用仪,研究了干旱胁迫下新疆阜康地区一年生紫花苜蓿Medicago sativa的光合日变化规律。结果表明：1）苜蓿光合速率日变化曲线呈现双峰曲线,在北京时间14:00、15:00,苜蓿的净光合速率出现明显的“午休”现象;2）苜蓿的光合速率(Pn)日平均为15.60[μmol/(m2·s),CO2],12:00达到最高值21.1[μmol/(m2· s),CO2],21:00达到最低值1.16[μmol/(m2·s),CO2];3）逐步多元回归和通径分析表明,光合有效辐射、蒸腾速率和胞间CO2浓度是直接影响光合速率日变化的主要因子。     

牛粪堆肥不同处理全N、P、K及有机质含量的动态变化

[目的]为了实现畜禽粪便的无害化处理和资源化利用。[方法]以新鲜牛粪、玉米秸秆和生物腐熟剂作为堆料,分别向鲜牛粪中添加0.05%、0.5%、1%的生物腐熟剂和5%的秸秆,以未添加任何物质的鲜牛粪为对照制定五种不同处理的好氧堆肥体系,研究了堆肥过程中全氮、全磷、全钾以及有机质的动态变化。[结果]堆肥结束时,全氮的相对含量增加,其中向牛粪中添加1%的生物腐熟剂可以减少牛粪中氮素的流失;不同处理对全磷、全钾含量影响不大,相对含量略显上升趋势。[结论]有机质含量呈阶段性变化,整体含量呈下降趋势。     

模拟氮添加对巴音布鲁克高寒湿地土壤活性有机碳和温室气体排放的影响

本研究以巴音布鲁克高寒沼泽草甸土壤为研究对象,利用室内培养试验模拟土壤处于淹水条件(水∶土质量比=2∶1),设3个氮添加处理,年施氮量分别为0、10、20 kg/hm²,研究了氮添加对沼泽草甸土壤温室气体排放及其土壤活性有机碳组分的影响。结果表明,10、20 kg/hm²氮添加量降低了沼泽草甸土壤CH₄排放和促进土壤N₂O的排放。氮素增加可极显著增加微生物生物量碳(MBC)(P<0.01),显著降低土壤溶解性有机碳(DOC)(P<0.05)。CO₂、CH₄和N₂O排放速率均受土壤微生物生物量碳含量的显著影响(P<0.05),N₂O排放与土壤可溶性有机碳含量呈极显著正相关(P<0.01),同时CH₄和N₂O排放受氮素增加量的显著影响。本研究表明,干旱区高寒沼泽草甸土壤温室气体排放主要受到氮素添加量、微生物生物量碳和土壤可溶性有机碳含量变化的影响。     

有机肥替代氮肥对滴灌冬小麦产量及土壤理化性状的影响

为了研究不同比例有机肥替代氮肥对土壤理化性状及冬小麦产量的影响,以新冬52号为试验材料,在乌鲁木齐市新疆农科院综合试验场内的“国家灰漠土肥力与肥料效益监测站”进行田间试验,分别设置对照(CK)、单施化肥(CF)、100%有机肥替代氮肥(M)、25%有机肥替代氮肥(CF+M1)、50%有机肥替代氮肥(CF+M2)、75%有机肥替代氮肥(CF+M3)、化肥减施20%(CF-F)7个施肥处理。分析不同处理之间土壤理化性状和小麦产量的变化。结果表明,与CK相比,施用有机肥处理降低了土壤容重,提高了田间持水量,M处理变化最为显著,容重降低幅度19.00%,田间持水量增加幅度42.73%,CF+M3处理土壤毛管孔隙度增加了4.97%;施用有机肥对土壤速效养分和有机质的提升显著,同单施化肥处理比CF+M2处理碱解氮、有效磷分别增加了36.21 mg/kg、15.30 mg/kg, CF+M3处理速效钾增加了126.04 mg/kg。CF+M3处理提高了小麦产量3 061 kg/hm²,当有机肥替代比例为75%时小麦增产显著。合适的有机肥替代比例能够改善土壤理化性状,同时能够增加...