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1. chinaXiv:202201.00106 [pdf]

新疆干旱区作物体系土壤温室气体排放对覆膜的响应

王旭阳
Subjects: Geosciences >> Geography

覆膜是干旱区农田提高作物产量的有效途径,在农业生产中被广泛应用,探究不同作物体系下,土壤温室气体排放对覆膜的响应,对于农田温室气体减排具有重要意义。采用小区试验,对玉米和棉花小区内的覆膜与未覆膜土壤(MMMNCMCN)的温室气体排放量进行原位观测。结果表明:(1)覆膜显著增加了土壤温度与含水量(P<0.05)。覆膜处理(MMCM)土壤CH4排放次数大于未覆膜处理(MNCN),2种体系中CH4排放通量最高出现在MMCM处理,分别为63.47 μg·m-2·h-116.67 μg·m-2·h-1。(2N2O最高排放通量分别为MM616.70 μg·m-2·h-1)与CN处理(244.92 μg·m-2·h-1)。(3)玉米和棉花小区土壤CO2排放通量最大值分别出现在7月(505.93 g·m-2·h-1)和6月(848.32 g·m-2·h-1),之后均呈下降趋势。(4)土壤含水量对MMCM处理的CH4N2OCO2排放均产生了显著影响(P<0.05)。(5)土壤温度对MM处理CH4排放具有显著影响,MMCM处理的N2O排放与土壤温度显著正相关,各处理CO2排放均与土壤温度呈显著相关关系(P<0.05)。作物种类与地膜覆盖对CO2排放产生了交互作用。(6MMMN处理土壤的增温潜势(GWP)显著高于CMCN处理,增加量为61.83%~74.63%。农田土壤温室气体排放受覆膜和作物的综合影响,膜下土壤温室气体排放对水热因子的响应强于未覆膜土壤。

submitted time 2022-01-26 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits152Downloads103 Comment 0

2. chinaXiv:202108.00075 [pdf]

近28 a 克孜河流域天然植被需水满足程度研究

李骊
Subjects: Geosciences >> Geography

以克孜河流域天然植被为研究对象,基于Landsat TM遥感影像及流域统计年鉴,分析了1990年、2000年、2010年及2018年流域天然植被的动态变化,采用潜水蒸散法计算了4个时期流域天然植被的生态需水量,研究了现状年流域天然植被潜水蒸发的极限埋深及恢复需水量。结果表明:(1)克孜河流域天然植被面积在28 a年间减少了1612.48 km2,减少幅度18.99%,总覆盖度减少22.26%;(2)克孜河流域天然植被在4个时期内的需水量分别为7.69×108 m3、7.49×108 m3、6.65×108 m3及5.84×108 m3;(3)克孜河流域4个时期内流域来水均无法完全满足天然植被的生态需水量,分别缺水6.65×108 m3、7.49×108 m3、6.11×108 m3和5.84×108 m3,流域缺水现象十分严重。为保证天然植被的生态需水,确定5.5 m为潜水蒸发极限地下水位埋深,所需水量为9.73×108 m3。

submitted time 2021-08-12 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits1088Downloads306 Comment 0

3. chinaXiv:202108.00091 [pdf]

基于CSLE模型的天山北坡中段山区水力侵蚀 时空变化特征及影响因素研究

常梦迪
Subjects: Geosciences >> Geography

掌握天山北坡土壤水蚀分异的空间规律及其驱动力,对生态预警和土壤侵蚀防治具有重要意义,为天山北坡区域生态环境的综合治理提供理论依据和数据支持。以天山北坡中段山区为例,基于中国土壤流失方程(Chi?nese Soil Loss Equation,CSLE),采用野外调研、地理信息系统、数理统计和地理探测器等方法,定量分析2000—2018年研究区土壤水力侵蚀的时空格局特征(面积,强度和地理分布),借助地理探测器探究降雨、地形、土壤、植被对土壤水力侵蚀强度的内在驱动力。结果表明:(1)2000—2018年天山北坡中段山区土壤水力侵蚀强度主要以微度、轻度侵蚀为主,分别占总面积的32.34%~40.87%、33.36%~43.01%。近20 a的微度、轻度侵蚀的面积均呈下降趋势(-26.70 km2·a-1、-77.47 km2·a-1),而其他侵蚀强度的面积均呈上升趋势(22.10~30.96 km2·a-1),总体上土壤水力侵蚀强度处于增加趋势。(2)整体土壤侵蚀模数呈乌鲁木齐市>昌吉市>阜康市>呼图壁县>玛纳斯县>沙湾县>石河子市。天山北坡中段山区侵蚀强度的空间分布与降雨、地形、土壤、植被密切相关,土壤类型为棕钙土、草毡土、栗钙土,植被覆盖度小于15%、坡度大于15°和降雨量在400~450 mm范围内的地区为高风险侵蚀区域。(3)分异性的大小由因子探测器中q 值来度量,其q 值越大,该影响因素对土壤侵蚀空间分布的解释力越强,呈降雨(0.49)>土壤类型(0.17)>坡度(0.11)>植被覆盖度(0.10)。不同影响因素通过交互作用明显增强土壤侵蚀空间异质性,及植被覆盖度与降雨因子的耦合作用,q 值增幅极大,确定土壤侵蚀重点治理区域对全面土壤侵蚀防治具有重要意义。

submitted time 2021-08-11 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2140Downloads387 Comment 0

4. chinaXiv:202012.00029 [pdf]

玛纳斯河流域绿洲区耕地扩张的CA-Markov 模型参数敏感性分析

朱磊; 夏鑫鑫; 杨爱民; 靳含
Subjects: Geosciences >> Geography

元胞自动机模型是土地利用变化模拟最有效和常用的方法之一,其模拟精度受元胞大小、时间间隔和邻域结构及大小等参数的影响。以玛纳斯河流域绿洲区耕地为研究对象,基于1975年、1995年、2005年、2010年及2015年土地利用数据构建耕地扩张CA模型,定量分析CA模型的参数敏感性。结果表明:(1)CA模型模拟精度具有时空尺度依赖性,时间间隔越短,精度越高,其中时间间隔为5 a的数量精度、位置精度及Kappa精度分别比时间间隔为20 a的高13.89%、2.63%和8.49%;空间尺度上,元胞大小越小,模拟精度越高,元胞大小为30 m的Kappa系数值(0.8671)高于120 m的模拟结果(0.8259)。(2)邻域结构及大小模拟结果表明,摩尔邻域模拟精度优于冯诺依曼邻域;同等邻域下,邻域大小为7×7模拟精度比3×3邻域模拟精度高,7×7摩尔邻域是模拟耕地的最优选择。(3)耕地模拟结果表明,2020年耕地面积较2015年相比减少149.29 km2,耕地占比已由2015年的67.40%降至66.18%,表现出因增长饱和而逐渐减缓的趋势。此研究可为全面了解元胞自动机模型敏感性提供一定的理论基础。

submitted time 2020-12-17 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits1636Downloads1028 Comment 0

5. chinaXiv:202005.00004 [pdf]

微咸水膜下滴灌对土壤盐分及棉花产量的影响

刘雪艳; 丁邦新; 白云岗; 陈星星; 肖军
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

合理利用微咸水资源灌溉对于缓解新疆南部地区淡水资源短缺的问题有着至关重要的意义。本文以库尔勒31团棉田为供试对象,淡水作为对照,利用排碱渠咸水与淡水不同比例混合,设置6种梯度配比,研究微咸水及咸水对棉田土壤盐分分布及产量的影响。结果表明:① 随着矿化度的增加,各处理土壤盐分呈现不同程度的增加,其中处理5(全咸)增加程度最大,积盐率为131.03%。② 在垂直方向上,随着土层深度的增加,各处理土壤盐分在20~40 cm处达到峰值;在水平方向上,盐分累积程度的大小为:膜间>宽行>窄行。③ 随着矿化度的增加,棉花的产量逐渐下降,棉花产量下降的主要因素是单株结铃数,而单铃重对棉花产量无明显影响。由膜下滴灌土壤盐分对棉花生长和产量的影响得出,当灌溉水的矿化度在淡咸水比为4∶1(矿化度2.36 ~3.39 g·L-1)时对棉花生长的抑制作用较小,较对照处理相比,产量减少11.85%。

submitted time 2020-04-26 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2617Downloads962 Comment 0

6. chinaXiv:201911.00046 [pdf]

伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)个体功能性状对短期禁牧的可塑性响应

江沙沙
Subjects: Biology >> Ecology

为探讨禁牧对植物个体功能性状的影响,在新疆呼图壁县、玛纳斯县及昌吉市阿什里乡对短期禁牧下蒿类荒漠草地建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)的个体表型特征、构件生物量及其分配比进行了测定。结果表明:伊犁绢蒿个体功能性状对短期禁牧的响应因禁牧地点的差异而有所不同,呼图壁和玛纳斯样地的大多性状如株高、地上生物量、叶片数、叶生物量均呈显著增加(P<0.05),而昌吉样地多数功能性状虽为增加,但均不显著。总体分析可知,短期禁牧后伊犁绢蒿的株高、地上生物量、叶片数、茎生物量、叶生物量依次显著增加21.32%、48.97%、104.50%、50.18%、100.00%(P<0.05),根颈直径、一级及三级分枝数出现显著下降,而二级分枝数、生殖生物量、各构件生物量分配比变化不显著。伊犁绢蒿个体表型性状与其构件生物量及分配比间均具有显著的联动效应,且短期禁牧可引起其部分个体功能性状间的相关关系发生显著改变。研究表明,短期禁牧促进伊犁绢蒿个体功能性状的恢复,利于退化蒿类荒漠草地的恢复。

submitted time 2019-11-14 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2388Downloads1235 Comment 0

7. chinaXiv:201909.00153 [pdf]

基于模糊聚类的新疆典型高寒草原土壤pH值空间制图

朱磊; 盛建东; 贾宏涛
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

准确、高效地掌握草原土壤属性的空间分布能够为草地资源境管理提供基础信息和参考依据。相比于传统土壤调查方法,基于模糊逻辑的土壤—环境推理能够提高野外采样效率和预测制图精度,被广泛应用于数字土壤制图。但由于土壤自身的空间变异性及其与环境条件间的非线性,现有推理模型的稳定性较低,尚未在高寒草原区进行应用。选择新疆巴音布鲁克典型亚高山草原地区约4 km2区域为研究区,以高程、坡度、坡向、沿剖面曲率、沿等高线曲率、地形湿度指数6个地形因子为土壤环境因子,采用模糊[WTBX]C[WTBZ]均值聚类(Fuzzy C-means Clustering,FCM)方法对环境因子聚类,得到9个环境因子组合,并在隶属度值高的环境因子组合中心共设置18个典型点。运用土壤—环境推理方法模拟研究区表层土壤pH值空间分布,其变化范围在7.170~8.186之间。选取35个独立样本进行精度检验(均匀采样点16个,横截面采样点9个,垂直带采样点10个),模拟结果与实测值基本吻合,且基于模糊聚类和土壤—环境推理方法的模拟精度高于普通克里格法和反距离权重法。通过基于模糊逻辑和土壤—环境推理的数字土壤制图方法在小尺度区域的运用验证,结果表明基于典型点的采样方案能够快速、有效地对区域土壤属性进行空间模拟,该方法对于类似小尺度的研究区同样有效。

submitted time 2019-09-11 Cooperative journals:《干旱区地理》 Hits4104Downloads1326 Comment 0

8. chinaXiv:201909.00171 [pdf]

基于3S技术的天山历史云杉林空间分布的提取

邢菲; 李虎; 李建贵; 张乃明; 刘玉锋; 陈冬花
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

运用遥感手段结合历史时期遥感影像数据,以天山云杉 (Picea schrenkiana var. tianschanica)林生境特征为固定因子,结合植被指数分析、地形因子分析、主成分分析及面向对象的决策树分类的方法提取历史时期天山云杉林的空间分布信息,从而为历史资料缺失情境下的天然林资源保护工程实施效益评价提供支持。研究表明:① 将天山云杉林的年龄特征作为固定因子,以现状年高空间分辨率遥感影像及森林资源二类调查数据作为本底资料,在面向对象分类方法支持下可以很好的从历史时期的遥感影像中提取出天山云杉林的历史空间分布信息,提取精度可达93.3%;② 在植被指数因子中, NDVI对天山云杉林指示性最好,并确定用于天山云杉林提取的最佳NDVI值域为[0.35,0.8];③ 地形因子及主成分分析方法可以大大压缩影像的冗余信息,在提升云杉林信息提取的精度的同时提高运行速度。从整体来看,利用历史时期遥感影像并结合天山云杉林的生境特征,可以很好的提取出历史时期云杉林空间分布信息,从而为资料缺失情境下的森林资源管理措施制定及应对气候变化提供数据支持。

submitted time 2019-09-11 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2732Downloads1354 Comment 0

9. chinaXiv:201909.00074 [pdf]

基于无人机影像的荒漠地表类型信息提取

彭佳忆; 王新军; 朱磊; 赵成义; 徐晓龙
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

基于无人机可见光影像对古尔班通古特沙漠地表类型信息进行提取,运用面向对象的多尺度分割,在提取样本的光谱、形状、纹理、植被指数特征的基础上,建立规则提取地表类型信息。结果表明:① 荒漠地表类型不同,最佳分割尺度不同;② 不同荒漠化程度地表类型特征相似,无法运用单个特征进行区分,需选用多种特征组合提取地表类型;③ 面向对象的多尺度分割方法相对于基于像元的最大似然法分类有明显提高,面向对象轻度沙漠区总体分类精度为93.00%,中度沙漠化区为91.83%,重度沙漠化区为93.50%,较基于像元的最大似然方法分别提高了10.34%、11.86%和12.50%。表明针对无人机可见光影像,面向对象的多尺度分割方法能高精度地提取荒漠地表类型信息。

submitted time 2019-09-10 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2074Downloads1291 Comment 0

10. chinaXiv:201909.00094 [pdf]

近57 a玛纳斯河流域土地利用/覆被变化

阿依努·吐逊; 张青青; 徐海量; 赵新风; 张鹏
Subjects: Geosciences >> Other Disciplines of Geosciences

利用1958年航片和1976年、1987年、1998年、2006年和2015年5期遥感影像解译数据,运用ArcGIS软件提取矢量化数据,对玛纳斯河流域近57 a的土地利用/覆被变化进行分析。结果表明:① 玛纳斯河流域土地利用/覆被在1958—2015年发生了普遍变化,耕地、未利用地和建筑用地的面积不断增加,占流域总面积的比例分别为15.27%、4.6%和1.53%;而草地、林地和水域不断减少,减少面积占流域总面积的比例分别为13.5%、5.3%和2.55%。② 土地利用动态变化分析表明,玛纳斯河流域近57 a变化速度最快的是建筑用地,年变化率占流域总面积的12.37%;其次是耕地,年变化率占流域总面积的6.01%;此外,未利用地、林地、草地和水域的年变化率分别为0.21%、-0.99%、-0.54%和-1.39%。③ 土地利用变化改变了该流域的景观格局,导致景观结构破碎化。1958—2015年耕地、草地和未利用地的斑块数增加最多,分别增加了8.50×105个、6.54×105个和2.68×105个;而平均斑块面积(MPS)却在不断减小,分别减小1.83 km2、26.11 km2和20.26 km2,其中耕地和草地破碎化增加。玛纳斯河流域土地利用/覆被变化的分析对于深入揭示流域土地利用变化的内部机制,促进流域水土资源的合理开发和维持地区生态安全具有重要的意义。

submitted time 2019-09-10 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2198Downloads1426 Comment 0

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