水分氮素及环境因子对南疆膜下滴灌棉花水分利用效率影响研究

试验研究了不同灌水量(2 850、3 900和4 950 m3/hm2)与施氮量(0、180、270和360 N kg/hm2)条件下南疆膜下滴灌棉花蕾期、花铃期与盛铃期功能叶水分利用效率(WUE).结果表明,在蕾期、花铃期水分与氮素对棉花叶片水分利用效率WUE无显著影响;在盛铃期,WUE显著地受到水分的影响,施氮、施氮与水分的交互作用对WUE无显著影响.在盛铃期时,灌水量为4 950 m3/hm2时的WUE显著高于灌水量为3 900和2 850 m3/hm2,后两者之间的WUE无显著差异.南疆膜下滴灌棉花水分利用效率的大小与棉田冠层环境因子密切相关,其中,温度是最主要的影响因子.WUE与叶片温度、空气温度、空气饱和差、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系、WUE与光合有效辐射PAR呈显著负相关关系,WUE与空气相对湿度、空气CO2浓度呈现出极显著的正相关关系.     

利用中子水分仪测定棉田土壤水分含量

研究利用中子仪对棉田土壤水分含量进行了测定。结果表明：随着土壤深度的增加，土壤水分含量逐渐增加。在棉花生产期间，0－60cm土壤层次含水量变化大。其变异系数为15．88－74．4％，含水量（容积％）为3．12－25．36；60－120cm土壤层次含水量变化小。变异系数为9．43－44．87％，含水量（容积％）为16．15－28．84％。另外，两种土壤剖面类型土壤在保水上也存在着差异。结果也表明：0－20cm土层的含水量明显低于20－40cm土层。     

可降解地膜的生物降解作用研究

为了解生物因素在地膜降解过程中的作用,通过室内模拟试验,研究了6种不同可降解地膜在南疆2种典型土壤林灌草甸土、亚高山草甸土中的生物降解情况。结果表明,在相同的温度和湿度条件下,6种地膜的生物降解差异很大,其中陕西膜X 1的CO2累积释放量远远高于其他5种地膜。同种地膜在不同土壤中的生物降解也表现出差异性,其中差异最大的为PE膜,在林灌草甸土中的CO2累积释放量高于亚高山草甸土的4倍左右。最后通过研究地膜的生物降解模型,发现地膜在生物降解过程均符合一元多项式方程,即Polynomial Fit,且都达到了极显著水平(P<0.01),模拟方程的一般形态为:y=a+bx+cx2+dx3+…,并且呈现出一定的变化规律。因此,地膜进入诱导期以后,在一定的时间尺度内,生物降解发挥着主要作用,开始由碎片状低聚物在微生物和生物酶作用下水解变成尺寸更小的碎片进行生物降解,最后被吞噬细胞吸收,或进一步水解,生成CO2和H2O,其降解规律均符合Polynomid Fit模型。     

新疆农田土壤有机质含量及组成特征

目前新疆农田土壤有机质含量在5．3～24．21g／kg之间，平均14．65g／kg，与第2次土壤普查结果相比，新疆农田土壤有机质含量呈上升趋势；胡敏素碳（C)含量占到有机质C量的53％～70％，平均6l％，腐殖酸C量只占39％。     

新疆农田土壤的氮素含量现状

与二十世纪八十年代初比，新疆农田土壤全氮含量有下降趋势，碱解氮含量普遍有所提高，但至少有50％的农田土壤碱解氮含量属于低水平，因此氮营养仍是制约新疆农作物产量的主要因素之一，必需继续合理施用好氮素化肥。     

中子水分仪测定棉田土壤含水量的标定研究

通过中子水分仪测定棉田土壤含水量的标定研究，得到了土壤不同深度的三条标定直线：0－25cm土层标定直线的截距和斜率是1．81（v%)，23．41（v%/cnt/std);30-80cm土层标定直线的截距和斜率是－2．77（v%),26.25(v%/cnt/std);90-110cm土层株定直线的截距和斜率是－6．62（v%)，28．60(v%/cnt/std)。还阐明了在利用中子水分仪作灌溉计划时精确的田间标定直线的必要性。同时提出了用系统聚类法来选择中子水分标定管点的方法。     

基于CBERS-02卫星遥感图像的棉花光谱识别模型的建立

新疆南疆地区是中国重要的棉花产区,准确及时地获取棉区播种面积及长势状况对于棉花生产与管理有重要的意义。本研究以2005年7月10日中巴资源卫星CBERS-02卫星CCD1-4波段遥感图像为数据源,分析了阿拉尔垦区棉花、果园、草地、居民地、盐碱地及水库6种典型地物的光谱特征,建立了遥感解译标志。以CBERS-02卫星CCD1-4图像DN值及NDVI值组合为条件构成判断表达式,从而建立了棉花遥感光谱识别模型,并采用ERDAS遥感图像处理软件的空间建模方法提取了棉花面积及分布信息。     

基于高光谱指数的天然胡杨叶绿素遥感建模研究

利用遥感技术监测胡杨叶片的叶绿素含量可以为林地经营管理、胡杨资源保护利用提供快速及时的信息。利用ISI921VF-512野外地物光谱辐射计实地测定了胡杨生长季节6月至10月每月塔里木河上游天然胡杨叶片393-1095nm可见-近红外波段的高光谱数据以及叶片叶绿素含量,并对叶片叶绿素含量与光谱反射率进行了相关分析,建立了基于高光谱指数的胡杨叶片叶绿素估测模型。结果表明:一元线性模型中,鲜重叶绿素a,b,a+b含量与高光谱指数NDVI705的相关性均达到了极显著水平,且在十三种高光谱指数里相关系数r最大;同时建立了由鲜重叶绿素a,b,a+b含量与高光谱指数的多元线性回归模型;为胡杨生理状态与健康状况评价提供了理论依据。     

利用植被指数-地表温度特征空间反演干旱区土壤干湿状况

土壤干湿状况是监测土地退化的重要指标之一,是植物物生长发育的关键因素;准确地估计土壤湿度在时空上的分布状况对理解生态系统有着重要的意义,且对干旱区农业生产及生态重建也具有重要价值。研究分析了两种植被指数(NDVI,MSAVI)构建的特征空间参数的特征;同时,在考察点尺度上,分析了旱情指数TVDI与土壤含水量的关系;并揭示了研究区TVDI的空间分布规律;结果表明:Ts/MSAVI空间和Ts/NDVI空间干边的拟合系数均大于0.90,湿边拟合的效果稍差,而Ts/MSAVI构成的特征空间其拟合的干湿边更易相交,与地表温度结合,更能表示地表湿度的变化情况;TVDIM与TVDIN同土壤含水量表现为极显著负相关,且TVDIM与土壤含水量的相关性大于TVDIN与土壤含水量的相关性;Ts/MSAVI特征空间和Ts/NDVI特征空间反演的旱情指数TVDI,在空间分布上是较为相似的。     

胡杨条形叶和卵形叶类胡萝卜素含量与高光谱反射率的相关性研究

研究了胡杨两种叶形叶片的类胡萝卜素含量与高光谱反射率的相关性。2009年5月~9月在塔里木河上游逐月测定了生长季节期胡杨条形叶和卵形叶393~1 095 nm波长范围内高光谱反射率以及类胡萝卜素含量(单位:mg/g Fw和mg/g Dw)和密度(mg/m2叶面积),并进行了相关分析。结果表明,胡杨条形叶类胡萝卜素含量在0.34~0.37 mg/g Fw,0.66~0.77 mg/g Dw,和78.13~105.25 mg.m-2之间,卵形叶含量在0.24~0.39 mg/g Fw,0.52~0.73 mg/g Dw,和70.17~102.93 mg.m-2之间,且随季节而变化。不同月份,条形叶和卵形叶的类胡萝卜素含量、密度与不同波长高光谱反射率的相关性之间既有正相关也有负相关。其中,卵形叶类胡萝卜素含量(鲜基)与高光谱反射率在9月份时757 nm处的负相关性最强(相关系数为-0.582);条形叶类胡萝卜素密度与高光谱反射率在6月份时862 nm处的负相关性最强(相关系数为-0.430)。胡杨叶片类胡萝卜素与光谱反射率之间的相关性极为复杂,相关系数值受到季节、叶形、类胡萝卜素含量的表示单位和光谱波长的影响。