人工输水影响下塔里木河下游阿拉干断面幼龄胡杨胸径变化

以塔里木河下游12次人工输水的生态效益评估为长远目标,利用阿拉干断面2005、2010年的胡杨(Populus euphratica)荒漠河岸林生态调查数据,分析了距河道50 m以内的345棵幼龄胡杨(胸径≤4 cm)的生长量和株数在不同时间和空间尺度上的变化,探讨了幼龄胡杨株数增减原因和胸径生长对人工输水的响应。结果表明:2005年实测幼龄胡杨株数为345棵,到2010年,其中42.61%的胡杨胸径增长明显,36.23%的胡杨胸径增长不明显,14.20%的幼龄胡杨在河道疏通工程中消失,6.96%的幼龄胡杨由于缺水而枯死。2005年的幼龄胡杨株数占总胡杨的比例为16.91%,2010年比例增加到31.17%。在时间尺度上,随着应急输水次数和累计输水量的增加,幼龄胡杨胸径生长量和株数显著增多。在空间尺度上,随着距河道距离的增加,幼龄胡杨的胸径生长量和株数呈现递减趋势,胸径生长量与距河道距离之间的对数相关性较高(R2=0.728 1),幼龄胡杨株数和距河道距离的多项式相关系数为0.7531。

阿克苏市郊柯柯牙防护林不同林龄新疆杨防风及土壤改良效应

新疆阿克苏市郊柯柯牙防护林绿化工程是干旱缺水环境下大面积人工植树造林的典范。以柯柯牙绿化工程中6年生、15年生和22年生的新疆杨人工林为研究对象,裸露沙地为对照,研究了不同林龄防护林0.5和2m高度的防风效果以及土壤改良效应。结果表明,新疆杨防护林防风效果明显,背风面防风效能在0.5m高度表现为:22年生>15年生>6年生,在2m高度表现为15年生>22年生>6年生。综合防风效能15年生和22年生的相近,均大于6年生。土壤容重明显降低,尤其表现在0—10cm的表层土。随着林龄的增大,土壤有机质和全氮含量不断增加,碱解氮、速效钾先增大后减少,有效磷含量则先减少后增大。

基于低层云的新疆城市区域人工增水潜力分析

基于2003—2007年CERES SSF Aqua MODIS Edition 2B/2C数据集,利用Surfur、IDL等软件对低层云量、水云云水柱含量、水云粒子半径、冰云云水柱含量和冰云粒子等效直径等低层云参量多年高值的空间分布、季节变化进行了综合分析,重点探讨了新疆城市地区云水资源潜力。结果发现:研究区域的低层云参量多年平均值的高值分布在三大山区,低值分布在塔克拉玛干沙漠;部分典型的干旱城市也出现了低云参量的高值区,例如和田、克拉玛依、哈密;在吐鲁番地区春夏季冰云云水柱含量和冰云粒子等效直径多年均值高于秋冬季,有利于春夏季进行人工增水。

阿克苏8种常见树种叶片水分利用效率特征

水分利用效率是植物生存的关键因子,客观反映植物对水分利用状况。用Li-6400以气体交换法测算叶片水分利用效率,探明阿克苏8种常见树种水分利用特征。结果表明,8种乔木水分利用效率随日太阳高度角(13°、35°、57°、71°、60°、39°、16°)变化趋势呈双峰型。瞬时水分利用效率(WUE)分别为:3.27、3.53、4.46、3.62、4.49、3.88mmol·mol-1和3.18mmol·mol-1;不同树种水分利用效率存在显著差异,以核桃和苹果最高;瞬时水分利用效率(WUE)与潜在水分利用效率(WUEi)在绿化树种和果树中分别表现出不同相关性,总体呈负相关(R2=-0.872、-0.723,p<0.05);7种影响因子(Pn、E、Gs、Ci、T、RH、Vpdl)与水分利用效率间存在相关关系,光合速率对水分利用效率影响最显著,气孔导度和蒸腾速率相互协同影响水分利用效率。大气湿度、胞间CO2浓度和饱和蒸汽压亏缺通过影响光合速率和气孔导度影响水分利用效率。在干旱区温度对水分利用效率影响复杂,需进一步研究。

新疆艾比湖湿地LUCC对景观格局演变的影响

以新疆艾比湖湿地保护区为研究区,采用1990年10月5日、2000年9月25日和2015年9月13日TM/ETM+影像,以土壤实测数据为基础,建立适宜的土地利用分类体系,分析了25 a间研究区的土地利用动态变化,以及景观格局的时空演变,从而深入探讨了土地利用变化对景观格局演变的影响。结果表明:(1)25 a间,研究区综合土地利用动态度为0.97%,且呈现逐年降低趋势,土地利用类型随着时间的推移,变化由剧烈逐步驱于平衡状态。1990—2000年间,林地和水田的面积增加,中轻度盐渍地和极重度盐渍地面积依然呈现明显的上升趋势;2000—2015年间,水体面积明显减少,沙漠面积急剧增加,重度盐渍地和极重度盐渍地面积呈现增加趋势。(2)25 a间研究区景观格局发生了很大的变化。蔓延度持续减小,分散与并列指数显著增加,景观的延展性下降,导致景观破碎化加剧。Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数均呈现稳步增加趋势,这说明景观的异质性程度呈现上升趋势。(3)土地利用变化改变了景观格局,导致景观分散与并列指数增加,蔓延度降低,均匀度增加,研究区景观整体先向破碎化发展,后略有所好转,逐步向稳定优化的趋势发展,但总体的盐渍化和荒漠化趋势依然严峻。该研究进一步提出了改良方案,对研究区土地资源的合理利用和可持续发展研究具有重要意义。

归一化植被指数对陆地水储量和降水变化的响应研究——以塔里木河流域为例

利用美国国家航空航天局(NASA)提供的MODIS归一化植被指数(NDVI)数据,探讨了2003-2013年10 a间塔里木河流域NDVI的时空动态分布情况,辅以根据GRACE重力场恢复与气候实验重力卫星和TRMM热带降雨测量使命卫星数据所反演的陆地水储量和降水量数据,研究了10 a间塔里木河流域植被覆盖变化对陆地水储量变化的响应。结果表明:(1)春季NDVI最大值为0.033 67,最小值为-0.010 13,夏季NDVI值最大值为0.617 39,最小值为-0.111 72,秋季NDVI最大值为0.563 38,最小值为-0.047 11,冬季NDVI最大值为0.281 61,最小值为-0.078 64;植被NDVI呈现出夏季>秋季>冬季>春季的规律,离河道越近,植被覆盖度也就越高,同时,植被覆盖度指数会随着越靠近沙漠、戈壁而逐步降低。(2)10 a间NDVI呈现大范围的降低趋势,只有少许范围内具有显著的增加趋势;陆地水储量和降水量的变化趋势,从西北向东南方向呈现出由急剧降低逐步递增为急剧增加。(3)区域A、B、C、D 10 a间NDVI的变化趋势分别是较为复杂、微弱降低、微弱增加和非常显著的增加。(4)降水量与NDVI之间呈现正相关关系,但影像有明显的时滞性,降水量与NDVI之间呈现负相关,植被NDVI与陆地水储量呈负相关,但是对NDVI的影响明显比陆地水储量对NDVI的影响更为显著。

乌鲁木齐市快速路林带内PM_(2.5)、PM_(10)污染特征研究

颗粒物污染中PM_(10)、PM_(2.5)等细颗粒物对动、植物及人体健康的危害较为严重。随着乌鲁木齐市的进一步开放和发展,环境问题,特别是大气环境中PM_(2.5)的污染问题受到了更多的关注。文章以乌鲁木齐市主要快速路,外环路、河滩路林带为研究对象,通过在道路防护林不同宽度处设置监测点,研究了PM_(2.5)、PM_(10)从道路扩散到林带后时的浓度变化规律,得出乌鲁木齐市快速林带宽度与颗粒物浓度之间存在复杂的负相关关系;快速路林带从离快速路3 m起对汽车尾气为主的颗粒物污染显著的削减作用;针叶林为主林带对颗粒物可具有较明显的削减作用;居住在城市快速路两边居民遭受更严重的颗粒物污染,汽车尾气是增加颗粒污染物浓度的重要因素之一。

干旱区绿洲城市主要绿化树种最大滞尘量对比

【目的】绿化树种对一定范围内大气颗粒物有良好的净化作用,尤其在沙尘危害较严重的干旱区城市,滞尘能力强、适合当地自然条件的绿化树种可降低大气颗粒污染物浓度,改善城市生态环境。为此,选取我国西北干旱区典型绿洲城市——新疆阿克苏市为例,研究不同绿化树种叶片滞尘能力随时间及空间的变化规律,为干旱区城市绿化树种的选择提供理论依据。【方法】选取阿克苏市常见的绿化树种新疆杨、二球悬铃木、圆冠榆、小叶梣和垂柳为研究对象,叶片人工清洗后每隔4天对其进行采样,累计28天;在室内清洗、过滤后用万分之一天平称留尘质量,用激光叶面积仪测出叶片面积、计算出单位叶面积滞尘量,用多重比较法对比分析城市4个不同功能区、5种绿化树种单位叶面积滞尘量随时间和空间的变化,用经验公式法估算各树种单株滞尘量。【结果】同一个功能区5种园林树种单位叶面积最大滞尘量有显著差异(P<0.05),人工降尘1 h后二球悬铃木单位叶面积最大滞尘量[(13.5±0.90)g·m-2]>新疆杨[(12.1±0.87)g·m-2]>圆冠榆[(9.21±0.77)g·m-2]>小叶梣[(7.11±0.43)g·m-2]>垂柳[(6.96±0.24)g·m-2]。在不同功能区同一树种单位叶面积滞尘量排序为工业区(IA)>交通枢纽区(TA)>居民区(RA)>清洁区(CA)。叶片在树冠中所处的位置也会影响其滞尘量,二球悬铃木3个高度处的叶片滞尘量顺序为1 m>2 m>4 m。从单株树种滞尘量对比得出,28天内二球悬铃木最高,为2.6 kg,垂柳最低,为0.2 kg。【结论】工业区、交通枢纽区树种单位叶面积滞尘量比居民区、清洁区高,其可能的原因是前两个区空气中的颗粒物浓度比后两区高,说明树种叶面滞尘量受当地空气质量的影响,同一树种在不同立地条件下滞尘量也相应的不同。在同一个功能区树种滞尘量差异由树高、冠幅和叶面特性(黏度、绒毛、粗糙度)等所引起,如树体大、冠幅宽、叶面粗糙并有绒毛的二球悬铃木叶片滞尘量要比树体小、叶面光滑并无毛的垂柳叶片滞尘量大。在树冠1 m处的叶片同时受到自然降尘及地面扬尘的影响,因此比4 m处叶片滞尘量高。二球悬铃木和新疆杨单位叶面积滞尘量与单株滞尘量都较高,起到明显的降尘作用,是沙尘频发的南疆地区城市绿化树种的优先之选。

阿克苏市街道绿地主要树种滞尘特征及价值估算

【目的】研究新疆南部典型绿洲城市——阿克苏市街道绿地11种主要树种的叶片滞尘特征,估算其滞尘服务价值,为完善干旱区城市绿化树种选配指标体系、优化城市绿化合理配置方案与管理、改善城市生态建设与人居环境提供依据。【方法】基于2014年5月的叶面尘洗脱法测定结果,估算每一株树木和单位土地面积树种累积滞尘量,分析不同树种滞尘量的差异性,并运用树种滞尘价值换算模型,计算出阿克苏市主干道不同绿化树种滞尘价值。【结果】不同绿化树种单位叶面积滞尘量差异显著,表现为二球悬铃木>国槐>桑树>新疆杨>圆冠榆>葡萄>梨树>沙枣>樱桃李>天山梣>垂柳,二球悬铃木的单位叶面积滞尘能力最高(9.15 g·m^(-2)),垂柳的单位叶面积滞尘能力最低(3.29 g·m^(-2)),二球悬铃木约为垂柳的3倍;阿克苏市街道主要绿化树种5月的滞尘经济价值平均为3.28元·hm^(-2)d^(-1),所选街道绿地树种的滞尘价值表现为新疆杨>二球悬铃木>桑树>圆冠榆>樱桃李>国槐>梨树>葡萄>沙枣>垂柳>天山梣,新疆杨的滞尘经济价值最高(5.35元·hm^(-2)d^(-1)),天山梣最低(2.01元·hm^(-2)d^(-1))。【结论】在外界环境条件基本一致的前提下,植物自身因素即叶片结构特征会导致不同绿化树种滞尘能力及滞尘价值有所差异,多选用能够有效滞尘、治沙防风的乡土树种,是干旱区绿洲城市景观安全与健康发展的有力保障。

阿克苏市主要行道树叶面滞尘对叶片气体交换的影响

以新疆南部典型绿洲城市——阿克苏市主要行道树法国梧桐（Platanus×acerifolia）、圆冠榆（Ulmus densa）和桑树（Morus alba）作为观测对象,分别测定城市不同功能区3种树种洁净叶片和蒙尘叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）等气体交换参数,运用相关性分析和回归分析等方法,对比分析了植物叶面滞尘对叶片气体交换强度的影响,探明了叶面滞尘量与气体交换参数损失率的关系。结果表明：城市不同功能区同一个树种叶片气体交换能力有明显区别,由大到小的顺序表现为清洁区、居住区、工业区;同一个功能区不同树种叶片气体交换参数差异显著（p〈0.05）;不同绿化树种洁净叶片气体交换参数明显大于蒙尘叶片;树种叶片气体交换参数变化率与叶面滞尘量之间存在正相关关系,相关系数为0.909 1-0.998 2;植物叶片的气体交换参数损失率随叶面滞尘量的增加而增大。

县域建设用地需求分析及其预测研究——以新疆新和县为例

以1996～2008年新和县建设用地相关数据为基础,通过对这12年来建设用地动态变化进行分析,运用灰色预测模型预测了该县2012～2021年建设用地的需求变化情况,为相关部门加强宏观调控,合理供给建设用地,保证国家、新疆重点建设项目用地,促进城镇化发展提供科学依据。

新疆农业大学校园内常见绿化树种叶片生物量估算

生物量是研究森林生态系统结构与功能的基础,生物量的估算对深入研究人工林生态系统生产力与环境因子之间的关系具有重要意义。笔者同时采用点数法和经验公式法对新疆农业大学校园内常见绿化树种的叶生物进行了估算,对比分析了2种方法得出的结果,得出白榆的叶生物量最大,圆冠榆最小,美国白蜡在两者之间。经验公式得出的叶生物量变异数小于标准枝点数法得出的叶生物量变异数,经验公式求算树种叶生物量可行。

狗牙根C-6新品系在新疆地区的适应性研究

绿色期短、抗寒性差是狗牙根在新疆及世界冬季较寒冷地区推广应用的主要限制因子,因此引进、筛选绿色期长、抗寒性强的新品种(系)是狗牙根草坪草在干旱,缺水并冬季较寒冷的新疆等类此地区推广应用的关键[1]。狗牙根C-6是新疆农业大学2009年从国外引进驯化的新品系。该品系最大的特点是绿色期长(205天),抗寒性、抗旱性强,较耐盐碱、抗热、耐践踏、质地较细、植株较低矮、繁殖力强、养护管理费很低等特点。概述了狗牙根C-6的引种、驯化过程、形态特征、抗逆性、坪用性、栽培技术。为该品种的开发利用提供科学依据。

新疆山区低层冰云云水资源初探

本文采用NASA地球观测系统(EOS)的"云与地球辐射能量系统(CERES)"2003年至2007年CERES SSF Aqua MODIS Edition 2B/2C云资料,以新疆天山、阿尔泰山和昆仑山三大山区为主要研究对象,通过考察云水柱含量和粒子有效直径,对低层冰云云水资源时空分布特征进行了初步分析。结果表明,无论是冰云云水柱含量还是冰云粒子有效直径,多年平均的高值区集中在天山和昆仑山;盆地及其沙漠地区则是低值区,阿尔泰山处于高值区和低值区的过渡带上。新疆地区的低层冰云云水柱含量的多年平均值在(70～135)g/m2之间,冰云粒子有效直径的多年平均值在37～48μm之间。三大山区附近城市的低层云冰云云水柱含量多年平均值较高,部分城市如伊宁、乌鲁木齐、塔城、博乐达(100～150)g/m2。按季节来分析,三大山区多年平均的冰云云水柱含量夏季最高,冬季最低,春季和秋季较接近,而冰云粒子有效直径的季节变化各山区不相同。

基于GRACE卫星和GLDAS系统的地下水水位估算模型——以和田地区克里雅河流域为例

地球重力场的变化是导致陆地水储量变化的重要因素之一,利用GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力场恢复与气候实验重力卫星数据,结合GLDAS(Global Land Data Assimilation Systems)全球陆面数据同化系统和实测地下水位数据,反演和田地区克里雅河流域11年间四季和田地区的陆地水储量动态变化,模拟计算地下水等效水高变化趋势,构建了地下水水位估算模型。研究结果表明:和田地区春、夏两季的陆地水储量呈现出增加趋势,而秋、冬两季出现亏损状态;GRACE地球重力卫星所反演的陆地水储量比GLDAS同化系统所模拟的水资源变化更为剧烈,但2类数据的动态变化拟合度很高;GLDAS水资源等效水高二阶微分、GLDAS水资源变化倒数一阶微分、GRACE陆地水储量变化倒数变化、地下水储量变化一阶微分的敏感程度最高,构建的多元逐步回归模型明显优于线性函数,且水位深度越浅,该估算模型的适用性越高。

新疆阿克苏市绿化树种滞尘能力及影响因素

干旱区城市绿化树种在截留沙尘、降低大气颗粒污染物浓度、改善城市生态环境方面发挥着不可替代的作用。本文对新疆南部典型绿洲城市——阿克苏市不同功能区的法国梧桐(Platanus acerifolia)、新疆杨(Populus alba var.pyramidalis)、圆冠榆(Ulmus densa)和小叶白腊(Fraxinus sogdiana)的叶片平均滞尘量进行了对比,量化了叶片自身因素、自然因素、人为因素对单位滞尘量的影响程度,并对这3个因素对滞尘量的影响进行了权重分析。结果表明:对同一功能区而言,树种平均滞尘量次序为法国梧桐(5.54g·m-2)、新疆杨(2.93g·m-2)、圆冠榆(2.50g·m-2)、小叶白腊(1.36g·m-2)。对不同功能区而言,水泥厂绿化树种叶片平均滞尘量最大,其次为居民区、公园区、交通区、工业区、城郊防护林区。影响树种滞尘能力的3个因素中,人为因素权重最大,贡献率为0.89;自然因素其次,贡献率为0.45;而叶片自身因素的影响最低,贡献率为-0.13。可见,在防止沙尘污染时应尽量减轻人为活动所引起的二次扬尘。