干旱内陆河流域平原区生态环境需水分析——以新疆自治区台兰河流域为例

从干旱区台兰河流域存在的环境问题出发,在确定流域平原区生态环境需水类型的基础上,构建了台兰河流域平原区生态环境需水定量模型,估算了流域平原区生态环境的规模。计算结果表明,台兰河平原区最大生态环境需水量为4.146×108m3,最小生态环境需水量为2.372×108m3,最适生态环境需水量为2.983×108m3,分别占台兰河平原区水资源总量(8.121×108m3)的51.05%,29.21%和36.73%。在不考虑河流输沙需水量的情况下,台兰河河流生态环境需水量平均为1.440×108m3。在考虑输沙需水量的情况下,河流生态环境需水量平均为2.604×108m3。明确了在确定流域生态环境需水量时,必须考虑研究区环境状况和生态保护目标,从而在不同区域和用水部门间进行调配,并针对流域不同的生态系统状况和对应生态系统类型确定了面向生态的水资源合理配置方案。     

基于GIS的绿洲土壤含水量空间变异性研究

干旱区降水稀少 ,气候干燥 ,土壤水分成为维持地表植被的重要因素之一。由于不同区域受地形、土壤特性、地下水位等的影响不同 ,其土壤含水量的分布也有很大的差异性。因此 ,为深入分析干旱区绿洲土壤含水量的空间变异性及其分布趋势 ,通过实测土壤含水量数据 ,利用地理信息系统的空间分析方法 ,研究了三工河流域土壤含水量的空间变异特征 ,并对其分布规律进行了探讨和评估 ,其目的是为了深入了解干旱区土壤水分变化规律及其对植被的影响。     

长期围栏封育对中天山草地植物群落特征及多样性的影响

以中科院新疆巴音布鲁克草原生态站25年围封样地为对象,研究亚高山草原、亚高山草原化草甸和亚高山草甸化草原的植物群落特征及物种多样性。结果表明,长期围封对3种草地类型草地植被盖度、平均高度、地上生物量均有不同程度的提高,围栏内生物量与植株高度均表现为亚高山草原化草甸＞亚高山草甸化草原＞亚高山草原;3种草地类型围栏内外生物量和植被盖度差异呈极显著（P<0.01）,且亚高山草原化草甸和亚高山草甸化草原围栏内外植物高度差异极显著（P<0.01）。围封25年后,围栏外的群落丰富度指数和优势度指数均高于围栏内,而均匀度指数围栏内均高于围栏外。     

不同水肥条件对绿洲农田土壤N_2O排放的影响

研究土壤干湿变化对绿洲农田土壤氧化亚氮(N_2O)排放的影响,可优化绿洲农田灌溉施肥措施、减少绿洲农田土壤N_2O排放。基于室内培养试验,将100 g风干土置于730 m L马氏瓶中,放入25℃培养箱内培养,采用称重法严格控制施氮量和土壤含水量,通过注射器连接三通阀抽取瓶内气体,测定不同施氮量和干湿变化下绿洲农田土壤N_2O排放量,结果表明:(1)土壤干湿变化显著影响农田土壤N_2O排放,未施氮情况下,干燥处理下土壤N_2O累积排放量是湿润处理下土壤N_2O累积排放量的1.28倍;(2)与未施氮处理相比,施氮显著促进了土壤N_2O排放,施肥土壤N_2O排放速率在施氮后0~4 d内出现排放高峰,随后显著降低;(3)施氮后湿润土壤N_2O排放速率显著高于干燥条件下的土壤N_2O排放速率(P0.05),湿润土壤N_2O累积排放量为2.07 mg·kg~(-1),是干燥条件下土壤N_2O累积排放量的1.16倍。因此,在绿洲农田滴灌施肥期间,适当增加滴灌施肥的时间间隔调控土壤干湿状况,可有效减少绿洲农田土壤N_2O的排放。     

梭梭和柽柳土壤微生物多样性初步分析

直接从沙漠土壤中提取混合微生物DNA,利用Illuminamiseq测序平台,对16S r DNA进行测序和分析。结果表明:1荒漠植被土壤微生物数量很少,生物活性极弱,DNA提取难度大;2沙漠植被土壤细菌多样性丰富,所有测得细菌分属到23个门和316个属,其中还存在一定数量的微生物新种,部分测得代表新属和种的序列提交Gen Bank,获得序列号(KT984242~KT984249);3不同沙漠土壤样品微生物群落有相似性,但也有较明显的差异,其差异与土壤理化因子等因素有关:如土壤含水量与酸杆菌和变形菌的分布相关;相对于空地,梭梭和柽柳群落土壤独有的迷踪菌门(Elusimicrobia)与固氮菌密切相关;梭梭的土壤环境p H明显高于柽柳土壤环境这决定了它们不同的优势种;土壤微生物生物量碳的大小不能反映微生物量的种类多少,但可以反映微生物数量的多少。     

在酸性土壤上黑油菜对硒的吸收

本文研究了添加到酸性土壤上硒的浓度、形态及与植物吸收关系。结果表明:在酸性土壤上,当Se(Ⅵ)的量≥0.5mg·kg~(-1)时,可显著减少黑油菜的产量,而Se(Ⅳ)的量达到2.0mg·kg~(-1)时,对产量影响不大。黑油菜吸收Se(Ⅵ)的量要大于吸收Se(Ⅳ)的量。     

膜下滴灌的土壤水分对棉花根长密度分布及产量的影响

通过膜下滴灌田间试验,研究了水分对棉花根长密度分布及产量的影响。结果表明:各灌水处理棉花根长密度空间分布总特征一致,水平方向,宽行与窄行的根长密度基本相同,但明显大于膜间;垂直方向,随土壤深度增大,棉花根长密度减小。但不同灌水处理间存在差异,过量灌水处理棉花膜间的根长密度增大,宽行与窄行的根长密度减小,随着灌水量的增加,棉花全根层平均根长密度增大;胁迫灌水处理深层土壤中根长密度增大。花铃期、吐絮期各土层棉花根长密度与产量呈显著的二次相关关系。灌溉量与棉花产量间的关系符合报酬递减规律,其回归方程为y=-0.0026x2+18.015x-24845(R2=0.959)。     

不同水肥条件对绿洲农田土壤N2O排放的影响北大核心CSCD

研究土壤干湿变化对绿洲农田土壤氧化亚氮（N2O）排放的影响,可优化绿洲农田灌溉施肥措施、减少绿洲农田土壤N2O排放。基于室内培养试验,将100 g风干土置于730 m L马氏瓶中,放入25℃培养箱内培养,采用称重法严格控制施氮量和土壤含水量,通过注射器连接三通阀抽取瓶内气体,测定不同施氮量和干湿变化下绿洲农田土壤N2O排放量,结果表明：（1）土壤干湿变化显著影响农田土壤N2O排放,未施氮情况下,干燥处理下土壤N2O累积排放量是湿润处理下土壤N2O累积排放量的1.28倍;（2）与未施氮处理相比,施氮显著促进了土壤N2O排放,施肥土壤N2O排放速率在施氮后0-4 d内出现排放高峰,随后显著降低;（3）施氮后湿润土壤N2O排放速率显著高于干燥条件下的土壤N2O排放速率（P〈0.05）,湿润土壤N2O累积排放量为2.07 mg·kg^-1,是干燥条件下土壤N2O累积排放量的1.16倍。因此,在绿洲农田滴灌施肥期间,适当增加滴灌施肥的时间间隔调控土壤干湿状况,可有效减少绿洲农田土壤N2O的排放。     

基于分维模型的台兰河流域土地利用变化研究

以新疆台兰河流域1990年、2000年和2005年土地利用数据为例,将分形理论应用于土地利用空间分布及其变化的研究中,定量分析干旱内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及各土地利用类型随时间的变化趋势,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:各种土地利用类型都具有空间分形特征,分维数是面积、斑块数量和平均斑块面积等单项指标有机结合的综合表现,是综合表征土地利用变化空间格局的定量指标。1990年、2000年和2005年不同土地利用分维数的排序分别为:水域工矿居民用地耕地草地未利用地林地;水域工矿居民用地草地耕地林地未利用地;水域工矿居民用地草地林地耕地未利用地。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体土地利用分形维值分别为1.5993,1.5986,1.6079,流域土地利用的分维数呈现先减后增的趋势,土地利用空间结构趋于复杂化,土地利用类型有扩张的趋势。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体空间结构稳定性指数分别为0.1720,0.1563,0.1435,说明整个流域土地利用类型的空间结构稳定性逐渐下降。     

长期围栏封育对天山中部草地土壤有机碳及微生物量碳的影响

以天山中部中科院巴音布鲁克草原生态观测站三种类型草地长期（26 a）围栏封育样地为研究对象,通过野外调查取样结合室内分析的方法,研究了长期（26 a）围栏封育对草地土壤有机碳和微生物量碳含量的影响,结果表明：（1）围栏外（自然放牧条件下）,表层的土壤有机碳含量为高寒草甸（165.29 g·kg-1）〉高寒草甸草原（98.73 g·kg-1）〉高寒草原（83.54 g·kg-1）,微生物量碳含量依次为高寒草甸草原（181.70 mg·kg-1）〉高寒草甸（146.37 mg·kg-1）〉高寒草原（43.06 mg·kg-1）。围栏封育后,高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原表层土壤有机碳含量分别提高了11.37%、3.26%和2.21%;高寒草甸草原和高寒草甸微生物量碳含量分别增长2.89%和12.04%,而高寒草原降低40.36%。（2）从围栏内外土壤剖面来看,土壤有机碳、微生物量碳含量随着土壤深度的增加依次降低,微生物熵也随土壤深度的增加呈现降低的趋势。（3）微生物量碳含量与土壤速效钾、全磷含量达到极显著负相关（P〈0.01）,与速效磷含量达到极显著正相关（P〈0.01）,与土壤有机碳、全氮、全钾含量呈显著正相关（P〈0.05）与土壤速效氮含量正相关,但不显著。