玛纳斯河流域耕地时空变化及其生态环境效应

以干旱区典型流域-玛纳斯河流域为研究区,利用1976、1989、20005年三期遥感影像结合G IS软件,探查近30年玛纳斯河流域耕地时空变化及其生态环境效应。结果表明:该流域耕地资源在时间和空间上都发生了较大的变化。耕地总量在不断增加,由1976年3418.71km2增至2005年5907.62km2,且1989~2005年间耕地年均增长较1976~1989年更快。矩阵分析则表明了耕地的增加是依靠开垦草地与盐碱地。耕地的减少主要是由于建设占用耕地、耕地撂荒转变为盐碱地或沙地以及退耕还林。空间上流域耕地范围扩大,在绿洲区分布趋于连片,而绿洲边缘的耕地破碎性有所增强,耕地成为流域最主要的景观。由于耕地的不断扩大,致使流域生态环境发生了剧烈的变化,出现了如尾闾湖干涸、草场退化、土地退化、生物多样性降低等一系列的生态环境问题。     

基于3S技术的新疆绿洲耕地盐渍化现状调查及治理对策研究

新疆位于我国西部内陆干旱区,生态环境脆弱,土壤退化及盐碱化现象严重.研究综合运用3S技术与相关辅助数据相结合的方法,通过目视解译遥感影像,开展新疆绿洲耕地盐渍化现状调查.结果显示,2005年,新疆绿洲盐渍化耕地为162.02×104 hm2,总体上轻度盐渍化比例最大,中度次之,而重度较少,分别占耕地总面积的24.33 ;、6.28;和1.46;.可见,耕地盐渍化问题依然严峻,威胁着新疆绿洲的生态安全和社会经济发展.针对目前耕地盐渍化现状,最后提出了治理耕地盐渍化的若干对策.     

塔克拉玛干沙漠腹地塔克拉玛干柽柳根系构筑型研究

在塔克拉玛干沙漠腹地,采用根系跟踪法挖取成年塔克拉玛干柽柳(Tamarix taklamakanensis)根系,对其构筑型进行了研究.结果显示:①在塔克拉玛干沙漠腹地,塔克拉玛干柽柳水平根系占绝对优势,其根幅与冠幅之比近36[JP20]∶1,根系最大水平半径为27 m,主根的垂直分布深度在100 cm左右,侧根主要集中在50～150 cm的土层,植株主要通过下扎到地下水位的细根(直径小于2～3 mm)吸收水分.②根系拓扑结构复杂,拓扑指数TI=0.58,接近于叉状分支结构.③根系具有很好的分形特征,整体分形维数为1.590 3(R2=0.998 8),且不同方向根系分形维数与根系的长度、分根数之间存在很好的相关关系.研究发现,塔克拉玛干柽柳根系发达,主要通过增加次级根系的分支来扩大其分布范围,从而保证植株在环境中获取更多的水分和营养物质.通过根系构筑型的研究表明,塔克拉玛干柽柳具有很好的根系适应性,从而创造了良好的水分营养环境,以保证其正常生存.     

基于3S技术的新疆耕地盐渍化状况调查与分析

在资源环境遥感调查信息平台的支持下,以2004-2005年度中巴资源卫星影像数据为信息源,结合多层环境要素数据库、野外定点调查分析等数据,采用多要素综合分析的解译方法,通过人机交互式解译,综合判断并提取了新疆盐渍化耕地的空间分布数据,并在已有资源环境背景数据库、土地利用数据库的支持下进行了空间分析.盐渍化耕地的空间信息提取具有一定的复杂性,多要素综合分析的方法可以进行盐渍化耕地的宏观快速调查.分析结果表明:新疆灌区盐渍化耕地面积占新疆灌区耕地总面积的32.07%,近20年来盐渍化耕地所占耕地总面积的比例变化不大.盐渍化耕地大部分市县均有分布,南疆重于北疆.盐渍化耕地主要分布在洪积扇的中下部、河流中下游、地势平缓低洼等区域.新开垦的耕地中,土壤盐渍化现象普遍.     

基于分形理论的塔克拉玛干沙漠腹地自然植物根系构型特征分析

采用全根挖掘法挖取塔克拉玛干沙漠腹地3种典型自然植物-塔克拉玛干柽柳(Tamarix taklamakanensis)、塔干沙拐枣(Calligonum roborovskii)、罗布麻(Apocynum venetum)成年植株根系,运用分形理论分析其构型特征。结果表明:(1)塔克拉玛干沙漠腹地3种植物根系均以水平分布为主,根系浅层化特征显著。(2)塔克拉玛干柽柳、塔干沙拐枣和罗布麻根系分形维数分别为1.31±0.05、1.22±0.06、1.14±0.07,分形维数的显著差异表明了3种植物根系分支状况的差异。(3)3种植物根系分支前后横截面积比分别为0.95,1.04和1.06,表明根系具有显著的自相似性和分形特点。(4)根系直径与根长、生物量之间存在很好的相关关系,基径、根系直径等较易测定的指标可以有效地对根长、生物量等构型指标进行预测估计。