强碱土土壤呼吸及其影响因子分析

利用LI-8100土壤碳通量测量仪测定了在自然升温下的强碱土土壤呼吸速率、温度(气温和土壤温度)、湿度(空气相对湿度和土壤湿度)数据,通过分析它们的相关关系,探讨土壤呼吸速率的变化特征及其主要影响因素,建立了相应的回归模型并进行了精度检验。结果表明:(1)各实验土壤呼吸速率的日变化过程均呈单峰型,日间为正呼吸,夜间为负呼吸。(2)平均气温由4.4℃升至15.84℃和17.61℃时,平均土壤呼吸则由-0.07μmol m-2 s-1增加至0.07和0.31μmol m-2 s-1。温度越高,土壤呼吸速率越大。(3)土壤呼吸速率与气温、土壤温度、土壤湿度呈正相关,与空气相对湿度呈负相关,并且随着温度的升高,相关系数均不断增大。实验1中气温与土壤呼吸的相关系数为0.75,实验2、3则增至0.96和0.98。(4)土壤呼吸速率的最主要直接影响因子为气温,土壤湿度通过气温对土壤呼吸速率的间接影响与气温的影响相当。(5)土壤呼吸速率无论与温、湿度中单个因子还是温湿度双因子构建的回归方程,其拟合优度和模型精度均随温度的升高而增大,在气温与土壤呼吸速率构建的方程中,其R2由实验1的0.5544增至实验2、3的0.9284和0.9685,RMSE则由0.7055减至0.3011、0.1560。     

新疆县域产业结构时空格局演化分析

以1975年-2010年新疆县域产业数据为基础,运用探索性空间统计方法划分出4个不同类型的产业结构冷热点区,并利用景观格局分析方法,对比分析了新疆"五五"至"十一五"时期县域产业发展水平的空间格局演化特征.结果表明:"五五"至"九五"期间,随着改革开放进程的加快,新疆整体集聚水平不断增强,热点区、冷点区面积持续增加,引起景观整体的平均分维数不断减小,多样性、均匀度和聚合度指数持续增长,而散布与并列指数呈减小趋势;而"十五"时期以来,随着西部大开发战略的实施,新疆整体集聚水平有所减弱,热点区和冷点区面积开始减少,造成景观格局总体的平均分维数增加,多样性、均匀性和聚合性程度减小,优势度增加,不同产业结构类型间的混合程度呈上升趋势.     

新疆森林生态系统服务功能经济价值估算

本文在我国大量生态学系统服务功能研究的基础上,对新疆森林生态系统服务功能的内涵进行了描述,并利用市场价值法、费用代替法、影子工程法、替代工程法、机会成本法、生产成本法定量评价了新疆森林生态系统服务功能的直接经济价值和间接经济价值。结果表明,新疆森林生态系统服务功能总价值为1.1345×107万元,其中直接经济价值9.1763×105万元,间接经济价值1.0428×107万元,是直接经济价值的11.36倍。可见,新疆森林生态系统的经济价值主要体现在间接价值,即生命支持系统的价值上。     

不同地貌类型上的耕地土壤盐分因子与有机质含量 特征分析及盐渍化风险评价

新疆绿洲中的耕地分布在不同的地貌上,常受到不同因素的制约,使得耕地退化和耕地质量产生较大的差异。准确了解不同地貌类型上的耕地土壤信息状况可为有针对性地对耕地进行改良和管理提供重要依据。选取阿勒泰地区的山前盆地、山前平原、南部河谷3种地貌类型的耕地土壤为研究对象,共采集了55个土壤样本,并测定土壤盐分因子(pH值、总盐含量)和土壤有机质含量。采用多元统计分析方法与指示克里格法对土壤盐分因子和有机质含量进行分析。结果表明:(1)盆地区、平原区和河谷区的土壤因子与有机质含量,由盆地-平原-河谷呈逐渐增大趋势。(2)从变异系数来看,3种地貌类型的pH值变异系数均小于10%,属弱变异性。平原区总盐含量的变异系数100%,属于强变异性,河谷区与盆地区土壤总盐含量及有机质含量的变异系数介于27%～100%之间,为低强度的变异。(3)阿勒泰地区耕地土壤有机质处于稍缺水平,平原区的土壤有机质含量变化范围的倍率最大,最大值为25.90 g/kg,约为最小值(5.11 g/kg)的5倍。其次为盆地区,河谷区的变化幅度最小。(4)河谷区总盐含量与有机质含量相关系数为0.829,极显著相关(P0.01),河谷区总盐含量与盆地区有机质含量的相关系数为0.829,呈极显著相关(P0.01)且均呈三次函数数学关系。盆地区总盐含量与有机质含量不相关,平原区总盐含量与有机质含量相关性一般且不显著,盐与有机质的关系可能受到地形、地貌的影响,导致盆地区与平原区盐含量与有机质含量不相关。(5)河谷区土壤总盐含量的基台效应C_0/(C_0+C)比值为0.984,系统空间自相关性很弱。平原区土壤总盐含量与有机质含量的基台效应C_0/(C_0+C)比值均为0.277,具有强烈的系统空间自相关性。(6)盐渍化风险评估结果表明,河谷区农田土壤存在较高的盐渍化风险,盆地区农田土壤则反之,平原区盐渍化风险为中度。说明阿勒泰地区耕地土壤有机质处于稍缺水平,土壤总盐含量处于较低水平,对作物生长不存在危害。但河谷区与平原区的盐渍化风险较高,应改进灌溉方式和种植制度,同时采用增施有机肥、进行秸秆还田等措施来促进棉花作物的稳产、高产,盆地区农田土壤最后应当采取相应的措施来预防盐渍化危害。     

基于高光谱的水浇地与旱地春小麦拔节期叶绿素含量估测模型对比研究

测定拔节期水浇地与旱地春小麦冠层光谱、叶绿素含量、覆盖度、苗高和叶宽,采用回归分析方法建立春小麦叶绿素含量高光谱估测模型,并对模型精度进行检验。结果表明: 阳坡和双面坡地春小麦拔节期叶绿素含量与原始光谱反射率在可见光和近红外波段均呈正相关,水浇地和阴坡地在723 nm以前相关系数为负,723 nm以后为正。各地类春小麦叶绿素含量与各高光谱变量的相关性均较好,均达到了极显著水平(P<0.01)。无论在可见光还是近红外波段,水浇地春小麦叶绿素含量均与倒数之对数lg(1/R)的相关性最好,相关系数最大值可达0.98;阴坡地则与一阶微分的相关性最好,最大为0.94;而与阳坡和双面坡地相关性最好的高光谱指数为归一化植被指数。在 各个波段,倒数之对数模型lg(1/R)、一阶微分模型(p′)和归一化植被指数模型(N)分别是估测水浇地、阴坡地、阳坡和双面坡地春小麦叶绿素含量的最佳模型。虽然各模型R²均超过0.90,精确度均大于0.91,但阴坡地、阳坡和双面坡地的模型精确度和准确度略低于水浇地。以上模型的建立可为今后估测水浇地与旱地春小麦的健康状况提供参考。     

基于高光谱的水浇地与旱地春小麦拔节期叶绿素含量估测模型对比研究

测定拔节期水浇地与旱地春小麦冠层光谱、叶绿素含量、覆盖度、苗高和叶宽,采用回归分析方法建立春小麦叶绿素含量高光谱估测模型,并对模型精度进行检验。结果表明：阳坡和双面坡地春小麦拔节期叶绿素含量与原始光谱反射率在可见光和近红外波段均呈正相关,水浇地和阴坡地在723 nm以前相关系数为负,723 nm以后为正。各地类春小麦叶绿素含量与各高光谱变量的相关性均较好,均达到了极显著水平（P＜0．01）。无论在可见光还是近红外波段,水浇地春小麦叶绿素含量均与倒数之对数 lg（1/R）的相关性最好,相关系数最大值可达0．98;阴坡地则与一阶微分的相关性最好,最大为0．94;而与阳坡和双面坡地相关性最好的高光谱指数为归一化植被指数。在各个波段,倒数之对数模型lg（1/R）、一阶微分模型（p′）和归一化植被指数模型（N）分别是估测水浇地、阴坡地、阳坡和双面坡地春小麦叶绿素含量的最佳模型。虽然各模型 R2均超过0．90,精确度均大于0．91,但阴坡地、阳坡和双面坡地的模型精确度和准确度略低于水浇地。以上模型的建立可为今后估测水浇地与旱地春小麦的健康状况提供参考。     

基于遥感的新疆人工绿洲扩张中植被净初级生产力动态变化

人类活动对全球碳循环过程的影响是全球气候变化研究中争论的主要焦点问题之一。不同区域、不同自然和人为因素对碳循环的作用机制十分复杂且差异很大,通过探讨人类开垦活动对干旱区绿洲生态系统净初级生产力(net primary productivity,NPP)分布格局的影响,将有助于增加人类活动对干旱区陆地生态系统及碳循环影响的认识和理解。该文基于长时间序列的Landsat遥感数据,利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算了1976年6月-2016年6月新疆奇台新人工绿洲扩张过程中NPP的变化情况,结果表明:1)1976年研究区主要是荒漠草原景观,农田仅有5 150 hm~2,占研究区面积的3.25%,到2016年,农田面积扩大到64 675 hm~2,增加11倍以上;2)人工绿洲扩张的同时,泉水溢出带消失,水库干涸,灌丛面积从17 871 hm~2下降到5 202 hm~2;3)土壤盐碱化发育进程中断,裸碱地面积减少近70%,并且开始向新生草地演替;4)2016年6月,研究区NPP总量达到了90 602 t,是1976年6月的2.2倍,农田对NPP增量的贡献超过93%,同期,灌丛则净损失了8 265 t NPP,沼泽净损失3 319 t;5)1976年的NPP主要由天然草地和灌丛构成,分别占56.68%和26.61%,2016年的NPP主要由农田和新生草地构成,分别占65.23%和31.85%。     

极端干旱区夏季不同土地类型的小气候特征差异研究

通过对新疆于田县5种不同土地类型的小气候因子进行观测,探讨了不同土地类型气温、地温、相对湿度、风速、蒸发等小气候因子在特征值、逐日变化幅度、垂直变化上的差异性特征.结果表明:①沙漠、戈壁、棉花地、玉米地在气温、地温、风速、蒸发及其逐日变化幅度上依次递减,而相对湿度依次递增.②总体来看,各土地类型(下垫面)风速均随高度的增加而下降,地温则随土层深度的增加而减小,其变化幅度差异明显.除玉米地外,各下垫面越向上,气温越高,相对湿度越大.③5个下垫面的夜间蒸发量较白天迅速减少,尤以绿洲减少比例最大,达到86％.④具有过渡性质的交错带无论是因子特征值,还是垂直变化趋势、幅度均与沙漠、戈壁相似.甚至由于戈壁的海拔相对较高,交错带的特征值和变化幅度高于戈壁,而介于沙漠和棉花地之间.⑤由于自身水份与植被覆盖条件的不同,戈壁、沙漠的气温与相对湿度两因子的相关性较差,而玉米地、棉花地居中,交错带最好.     

田块尺度下冻融前后土壤剖面盐分空间变异性研究

为明确冻融过程对土壤盐分分布的影响,通过野外采样、室内分析的方法对比分析了奇台县农田冻融前、后土壤含盐量的空间变异性。结果表明：（1）冻融前,表层（0-20 cm）土壤含盐量（0.11%）最低,且基本随着土层深度的增加土壤含盐量逐渐增大。而土壤盐分空间分布的复杂性基本随着土层深度的增加逐渐减小。（2）冻融后,表层（0-20 cm）含盐量（0.14%）变为最高。春季积盐现象明显（主要发生在60 cm深度以上）,但尤以表层最为严重（积盐率达30.0%）。模拟秋季灌溉洗盐效果显著,剖面平均（100 cm深度以上）含盐量减少率为8.16%。而且洗盐深度大于100cm。另外,各层土壤含盐量的变异性（中等变异性）未变,但变异系数增大（除40-60cm深度外）。剖面上部土壤盐分的理论模型由指数模型为主均变为高斯模型,且变程增大明显;而底部由高斯模型转为球状模型,且变程变化不大。     

新疆农业经济增长方式转变实现度研究

利用定量方法对新疆农业经济增长方式转变实现度进行了探讨.结果表明,其实现度在不断增长.增长速度逐步加快."九五"末期农业经济增长正由"八五"时期的粗放型向集约型过渡.但地区间的实现度差异逐渐加大,南疆地区实现度始终最低,排位最后,增长最慢.应尽快改变这种局面.以实现农产品有效供给和经济效益的协同增长.