Comparison of remote sensing indices for monitoring of desert cienegas

This research considers the applicability of different vegetation indices at 30 m resolution for mapping and monitoring desert wetland (cienega) health and spatial extent through time at Cienega Creek in southeastern Arizona, USA. Multiple stressors including the risk of decadal-scale drought, the effects of current and predicted global warming, and continued anthropogenic pressures threaten aquatic habitats in the southwest and cienegas are recognized as important sites for conservation and restoration efforts. However, cienegas present a challenge to satellite-imagery based analysis due to their small size and mixed surface cover of open water, exposed soils, and vegetation. We created time series of five well-known vegetation indices using annual Landsat Thematic Mapper (TM) images retrieved during the April–June dry season, from 1984 to 2011 to map landscape-level distribution of wetlands and monitor the temporal dynamics of individual sites. Indices included the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), the Soil-Adjusted Vegetation Index (SAVI), the Normalized Difference Water Index (NDWI), and the Normalized Difference Infrared Index (NDII). One topographic index, the Topographic Wetness Index (TWI), was analyzed to examine the utility of topography in mapping distribution of cienegas. Our results indicate that the NDII, calculated using Landsat TM band 5, outperforms the other indices at differentiating cienegas from riparian and upland sites, and was the best means to analyze change. As such, it offers a critical baseline for future studies that seek to extend the analysis of cienegas to other regions and time scales, and has broader applicability to the remote sensing of wetland features in arid landscapes.     

1976-2011年博斯腾湖小湖区湿地生态系统服务价值变化分析

以1976年、1990年、2002年和2011年4期的遥感影像资料为基础,结合野外实地调查及其他相关资料,研究了1976-2011年博斯腾湖小湖区湿地面积和生态系统服务价值变化及其影响因素.结果表明:(1)近40年间小湖区湿地面积变化呈波动性趋势.其中1976年湿地面积最大为3 813.12 hm2;2002年和2011年湿地面积分别减少为3 138.12,2 285.53 hm2.(2)在整个研究时段博斯腾湖小湖区湿地生态系统服务价值的变化整体上呈减少趋势:其中在1976 1990年,年平均减少2.67％;而在1990-2002年,年平均增长2.63％;2002年以后不断减少,减少速度比前15年明显加快.从研究区各生态功能服务价值对总的生态系统服务功能价值的贡献来看,废弃物处理、水涵养和气候调节功能服务价值的贡献率较大,且在整个研究时段呈增加的趋势.在研究期间,博斯腾湖小湖区湿地面积和生态系统服务价值的变化与流域自然和人为因素密切相关,应重视近年来人类活动的负面影响,对绿洲经济活动进行合理规划和控制.     

芽孢杆菌与酵母复合物对高山辣椒生长发育及土壤理化性状的影响

[目的]研究芽孢杆菌与酵母复合物对高山辣椒生长发育及土壤理化性状的影响,为生物菌剂克服高山蔬菜连作障碍提供科学依据。[方法]通过田间试验,研究不同浓度芽孢杆菌与酵母复合物(Bacillus and Yeast Complex,BYC)对高山地区栽培辣椒丰椒4号生长发育及土壤理化性状的影响。[结果]土壤中BYC施用量越大,施用效果越佳。BYC施用量为15~45 kg/hm~2时,辣椒的株高、茎粗和产量与对照(不施用BYC)相比显著增加。用BYC处理土壤,不仅能够显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度,而且还能够改善土壤化学性状。其中,采用45 kg/hm~2BYC处理土壤效果最佳,土壤的pH、有机质、碱解氮、有效磷和有效钾含量分别比对照增加4.1%、12.3%、16.4%、14.2%和13.2%,且差异显著(P0.05)。[结论]田间施用BYC能够明显促进高山辣椒的生长发育,改善土壤理化性状,是克服高山蔬菜连作障碍的有效措施。     

甘肃高山细毛羊和湖羊HIF-2α基因遗传特性与高原低氧适应性分析

为探讨HIF-2α基因核苷酸序列变异与绵羊高原适应的相关性,以540只(甘肃高山细毛羊200只,湖羊340只)绵羊为研究对象,采用PCR-SSCP技术分析HIF-2α基因第11外显子和内含子部分区段在甘肃高山细毛羊和湖羊中单核苷酸多态性(SNPs)。结果显示:HIF-2α基因扩增片段在2个绵羊品种中共检测到4种等位基因(A、B、C和D)和10种基因型(AA、BB、CC、DD、AB、AC、BC、AD、BD和CD),存在6个SNPs位点,其中外显子11检测到5个SNPs位点(G/A、G/C、C/T、T/C、G/A、),内含子11检测到1个SNPs位点(G/A),甘肃高山细毛羊未检测到DD基因型。2个绵羊品种的优势基因型均为AB,基因型频率分别为34.50%和16.47%。HIF-2α基因在2个绵羊品种中具有丰富的多态性,且等位基因频率在品种间存在极显著差异(P0.01)。推测在高海拔低氧适应过程中,HIF-2α基因的基因型可能受到了选择,随着长期的高海拔低氧环境的选择,有利于低氧适应的基因型在高海拔绵羊品种中受到选择并富集,携带基因型AA、BB和AB的绵羊可能更加适应高海拔低氧环境,而携带基因型CD、BD和DD的绵羊对高海拔低氧环境适应的能力可能较差。     

高山甘蓝京丰一号“3414”肥效初步研究

以京丰一号结球甘蓝为试料,在湖北利川海拔1 645 m产区开展"3414"肥效试验,研究不同肥料配比对甘蓝产量的影响。试验结果表明,试验地的基础肥力甘蓝产量为3 790 kg/667 m2,相对产量为66.50%,氮磷钾配合施用能显著提高甘蓝产量,每667 m2的N、P2O5、K2O用量分别15.0,4.8,8.5 kg,单产为5 699 kg/667 m2,缺氮、缺磷、缺钾的相对产量分别为73.73%、92.42%、82.33%;施氮量与产量的曲线关系为y=4 119.7+166.75x-5.195 6x2(R2=0.884 7*),施磷量与产量的曲线关系为y=5 156.6-13.312x+11.936x2(R2=0.411 8),施钾量与产量的曲线关系为y=4 640.9+183.05x-9.010 4x2(R2=0.909 8*);氮磷与产量的曲线关系为YNP=6 344.76-18.46N-537.81P-3.97N2+17.27P2+32.07NP(R2=0.832 4*),氮钾与产量的曲线关系为YNK=4 577.34+64.02N-32.40K-3.64N2-1.80K2+7.41NK(R2=0.983 2*),磷钾与产量的曲线关系为YPK=4 353.66+11.79P+132.42K+12.16P2-4.46K2-3.16PK(R2=0.736 7*);氮磷钾与产量的曲线关系为YNPK=3 815.6+63.8N-113P+234.7K-5N2+7.6P2-5.9K2+19.8NP-0.34NK-20.8PK。     

玉树高寒草甸不同利用方式下土壤微生物的特征

连续2年对青海玉树高寒草甸的3种不同利用草地(天然草地、灭鼠草地、灭鼠+围封草地)的微生物类群及微生物量碳、氮、磷空间含量及变化特征进行了研究,分析不同利用方式下土壤微生物特征及其变化规律.以探讨不同利用措施对玉树退化草地土壤微生物的影响.结果表明:同一利用方式下,不同土壤层(0~5, 5~10和10~15 cm)土壤各微生物类群主要分布在土壤表层,且数量均随着土壤深度增加而减少.不同利用方式下,同一土壤层内,灭鼠和灭鼠+围封草地对土壤细菌、真菌与放线菌和微生物各氮素类群数量有一定的促进作用;微生物量碳、氮和磷含量均表现为灭鼠和灭鼠+围封草地显著高于天然草地;各草地类型中微生物数量是细菌>放线菌>真菌.表明天然草地经灭鼠和围封处理利用时均有利于草地土壤中微生物的活动,有利于草地的自然更新和保护物种多样性.     

祁连山东麓高寒草甸不同退化程度草地土壤种子库特征研究

通过野外调查和种子萌发法对东祁连山高寒草甸4种不同退化程度草地(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)土壤种子库进行了比较研究。结果表明:4种退化程度草地种子密度大小为:轻度退化草地>未退化草地>中度退化草地>重度退化草地;未退化草地共发现了6种植物,主要为十字花科(Cruciferae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物;轻度退化草地共发现了9种植物,主要为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和豆科(Leguminosae)植物;中度退化草地共发现了5种植物,主要为车前科(Plantaginaceae)植物;重度退化草地共发现了5种植物,主要为禾本科(Gramineae)植物;对于土壤种子库的物种多样性,轻度退化草地最有利于维持和保护该地区物种多样性,未退化草地和轻度退化草地显著优于中度退化草地和重度退化草地;总体来看,4种退化程度草地种子库种子与地面植被物种相似性均较低。     

西藏纳木错高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸主要温室气体通量对比研究

青藏高原高寒草地占我国天然草地的40%,研究其温室气体源汇强度及驱动因子具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法,在西藏纳木错地区开展高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸的生态系统呼吸、CH₄和N₂O通量观测,生长季内的观测表明：高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸分别为（283.7±14.4） mg·m^-2·h^-1和（275.7±20.6） mg·m^-2·h^-1,低于有机质丰富的沼泽化草甸,为（591.6±53.2） mg·m^-2·h^-1。高寒草原和高寒草甸均是CH₄的汇,其生长季均值分别为（-84.9±7.6） μg·m^-2·h^-1和（-39.2±4.6） μg·m^-2·h^-1;而沼泽化草甸是CH₄的源其均值为（149.2±34.2） μg·m^-2·h^-1。高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸均为N₂O的源,生长季排放量分别为（7.3±2.8）,（3.0±1.1）和（2.2±4.3） μg·m^-2·h^-1。土壤水分总体控制着高寒草地CH₄通量的时空变化,在土壤水分含量约大于30%的沼泽化草甸表现为CH₄的排放源,而在土壤水分含量低于30%的高寒草原和草甸表现为CH₄的汇;生长季水分含量越高,对CH₄的吸收越弱。     

高寒牧区不同燕麦品种饲草产量及品质的研究

在祁连山高寒牧区祁连县开展8个燕麦（Avena satiua）品种饲草产量和品质研究,以期筛选出适宜种植的优良品种。结果表明：8个参试品种中以白燕7号、丹麦燕麦、加燕2号表现突出,鲜草产量分别为46189,39314和39908kg·hm^-2,干草产量分别为16283,13032和12158kg·hm^-2;乳熟期粗蛋白含量分别为14.33%,15.30%和17.63%,粗脂肪含量分别为2.29%,2.45%和2.82%,钙含量分别为0.472%,0.565%和0.499%,磷含量分别为0.123%,0.193%和0.167%,中性洗涤纤维含量分别为52.16%,50.69%和52.65%,酸性洗涤纤维含量分别为34.32%,32.28%和32.64%。这3个品种均可作为该地区推广的主要品种。     

放牧对西藏高寒嵩草草甸地上生物量空间分布的影响

以西藏自治区工布江达县的高寒嵩草（Kobresia）草甸为研究对象,利用地上生物量测定法对草地群落进行实地调查,并结合γ分布模型,从空间异质性角度来探索放牧对西藏高寒草甸地上生物量及其空间分布格局的影响,以期为高寒牧区退化草地的恢复及生产力的提高提供理论指导。结果表明：未放牧区（N）、适度放牧区（M）和重度放牧区（H）植物种地上生物量的空间分布与γ模型均具有很好的吻合性;样方内的平均生物量随着放牧强度的增大而减少,且适度放牧、重度放牧与未放牧区生物量之间均差异极显著（P<0.01）;群落的空间异质性表现为N>H>M,且草地植物种的生物量与其空间异质性负相关。因此在草地的管理与利用中,应有效控制植物群落的空间异质性来提高草地生产力,实现草畜平衡。