新疆昌吉15个引进饲用燕麦品种的生产性能综合评价

为了筛选出适宜新疆昌吉种植的饲用燕麦(Avena sativa)品种,助力该地区畜牧业可持续发展,本研究通过田间试验对15个引进的饲用燕麦品种的生产性能进行了2年的测定,并应用灰色关联法对不同品种燕麦的产量、营养品质及饲喂价值等11个指标进行了综合评价。结果表明,灌溉条件下15个燕麦品种从播种至刈割(乳熟期)需56~77 d;灰色关联度综合排名前5的品种依次为:‘甜燕1号’(0.7307)、‘青牧3号’(0.7115)、‘草莜1号’(0.6746)、‘白燕3号’(0.6679)、‘坝燕4号’(0.6527);年均干草产量在12000 kg·hm^(-2)以上的为:‘甜燕1号’(12096.96 kg·hm^(-2))和‘青牧3号’(12143.17 kg·hm^(-2));相对饲草质量(Relative feed quality,RFQ)值在140以上的为:‘青牧3号’(148.63)、‘甜燕1号’(147.95)、‘草莜1号’(143.62)、‘甜燕70’(140.34);倒伏率30%以上的品种为:‘青牧3号’(36.25%)、‘甜燕70’(32.50%)、‘白燕3号’(32.50%)。结合品种的干草产量、品质及倒伏率,综合评价认为‘甜燕1号’‘草莜1号’和‘坝燕4号’适宜在本地区推广种植。

放牧和刈割对山地草原植被多样性和凋落物分解的影响

为探究天山北坡谢家沟区域草地利用模式对草地植被多样性和凋落物分解(土壤碳输入)的影响,本研究以天山北坡中段乌鲁木齐县谢家沟的山地草原为研究对象,以放牧(载畜量2.8羊单位/hm^(2))和刈割为试验处理,采用样方法和凋落物原位分解法对放牧、刈割草地的植被α多样性、凋落物分解动态进行测定,同时对凋落物分解过程中的土壤表面和10 cm温度、土壤水分、容重、辐照度等环境因子进行监测。结果表明,放牧降低了草地植被的高度、盖度、地上生物量,同时其植被多样性指数、丰富度指数、均一性指数显著低于刈割草地(P<0.05);地上凋落物分解速率显著高于地下凋落物(根系)(P<0.05);放牧显著降低了地上、地下凋落物的分解速率,同时相较于刈割处理,放牧降低了土壤水分,增加了土壤温度、土壤容重和辐照度(P<0.05);冗余分析(RDA)表明,水分是该区域限制凋落物分解的主要因素。天山北坡谢家沟区域刈割利用维持了草地植被多样性,同时其凋落物分解碳输入也没有受到抑制,而放牧利用使得草地植被多样性下降,抑制了作为碳输入的凋落物分解过程。

放牧和刈割对山地草原植被和凋落物碳氮的影响

为探究草地利用方式对天山山地草原植被和凋落物C、N的影响,以天山北坡中段的山地草原为研究对象,设置放牧、刈割2种草地利用方式和4种海拔梯度(1 600、1 700、1 800、1 900 m),共8个试验区,采用样方法测定植被盖度、地上生物量和凋落物现存量,利用元素分析仪测定植被和凋落物C、N含量,并分析其相关性。结果表明,放牧地地上生物量和凋落物现存量在海拔1 600 m处显著高于其他3个海拔(P<0.05),刈割地在海拔1 700 m处显著低于其他3个海拔(P<0.05),植被盖度均为海拔1 600、1 700 m显著高于海拔1 900 m,再显著高于海拔1 800 m(P<0.05),同海拔放牧地地上生物量和植被盖度显著低于刈割地(P<0.05),放牧地凋落物现存量在海拔1 800、1 900 m显著低于刈割地(P<0.05);放牧地随海拔升高禾本科逐渐减少,杂类草增多,刈割地禾本科最多;放牧地植被C含量和C∶N随海拔升高而减少,N含量随海拔升高而增加,刈割地植被C含量随海拔升高变化不显著,N含量在海拔1 800 m处最高(P<0.05),C∶N在海拔1 800 m处最低(P<0.05);放牧地凋落物C含量和C∶N随海拔升高而减少,N含量在海拔1 600 m最低(P<0.05),刈割地凋落物C含量和C∶N在海拔1 700 m处显著高于其他3个海拔(P<0.05)。相关性分析表明,山地草原放牧的植被和凋落物C∶N与地上生物量、凋落物现存量和植被盖度极显著正相关(P<0.01),植被和凋落物C、N含量之间相关性高;刈割的植被和凋落物C∶N都与植被盖度显著正相关(P<0.05),凋落物C∶N与地上生物量极显著负相关(P<0.01)、与凋落物现存量显著负相关(P<0.05),植被和凋落物C、N含量之间相关性不显著。综合分析表明,相比刈割地,海拔升高对放牧地的植被优势群落影响更大,且海拔越高放牧地的植被和凋落物碳氮含量越少。

基于PROSAIL模型的山地草原叶面积指数高光谱反演

【目的】研究基于PROSAIL模型监测天然草地的动态变化,掌握草地的质量与数量。【方法】研究使用地物光谱仪连续3年在天山北坡中段的2个山地草原样区采集光谱数据和配套数据,基于PROSAIL模型进行冠层LAI的高光谱反演,重点研究应用不同代价函数、植被种类变化对反演精度的影响。【结果】多数代价函数反演LAI的决定系数(R^(2))在0.54~0.55,均方根误差(RMSE)在0.23~0.25,归一化均方根误差(NRMSE)在17~19。在9个来自不同统计类型的代价函数中,常用的RMSE代价函数的反演精度相对不高。将获取的427个样方数据依据种类数分成组,然后用PROSAIL进行LAI反演。种类数越多,RMSE在增大,R^(2)在减少,反演精度越差。但精度的下降幅度不是均匀的,种类数≤2的组和种类数≤3的组之间精度差异最大。【结论】在利用物理模型反演天然草地的叶面积指数时,不同代价函数获得的反演精度差别比较大;随着植被种类数量的增多,反演的精度是下降的。

乌鲁木齐山地草地生态系统服务价值变化评估——基于遥感与GIS

草地生态系统服务功能是指草地生态系统及其生态过程所形成和维持的人类赖以生存的自然环境及其有效性,中国干旱半干旱地区的草地退化严重制约着生态系统服务功能的。以乌鲁木齐市山地草地为研究靶区,利用遥感图像(Landsat TM/OLI)划分出7种不同草地类型并计算其生态系统服务价值(Ecosystem Service Values,ESV)。使用空间统计方法、网格分析、空间自相关等方法进一步分析研究区山地草地退化程度和ESV变化。结果表明:21年中,乌鲁木齐市草地生态系统服务价值呈现波动性下降趋势,年均减少0.27×10^7元。生态损失主要是由山地荒漠草地(7.44%)、山地荒漠草原草地(10.71%)、山地草甸草原草地(18.32%)和高寒草甸草地(40.69%)退化造成。单项生态系统服务价值中,草地对调节服务(土壤形成)和供给服务的贡献率较高。草地ESVs Moran平均值为0.869(1994—2015年),并且草地ESV与相邻网格(2 km×2 km)具有更高的空间相关性。草地ESV具有明显的空间分布特征,高ESV区基本上分布在南山山区,低ESV区主要分布在平原草地区,博格达山草地亚区呈现随机分布格局。研究区气候变化对草地的影响十分显著,平均气温、平均地表温度、湿度、蒸散量、降水量和风速对草地ESV变化均有一定的影响,过度放牧、不合理垦荒、药用植物过度开发、城市化等人为活动仍然是驱动草地退化的主要因子,因此亟需采取措施保育乌鲁木齐市山地草原生态系统。

新疆山地草甸植被群落特征及养分含量对围封和放牧的响应

【目的】研究新疆山地草甸草地的植被群落特征和养分含量对围封和放牧的响应规律,分析其在不同生长季的动态变化规律,为退化草甸的恢复和科学管理提供理论依据。【方法】在围封(5 a)与放牧条件下,以新疆山地草甸草地为对象,采用野外调查取样和室内分析相结合的方法,测定整个生长季(5~8月)的草地群落物种组成、数量特征、植物多样性以及牧草养分。【结果】(1)围封和放牧条件下,禾本科植物在山地草甸草地中均占重要地位,其重要值分别为46.48%和26.91%,而在放牧区退化指示植物(如草原老鹳草、草原糙苏和紫花鸢尾等)所占比重增加;但围封降低了植物多样性。(2)植物群落数量特征对围封和放牧的响应明显,围封区群落植被密度、高度、盖度、地上生物量(7~8月)和地下生物量(0~10 cm)均高于放牧区。(3)与围封区相比,放牧区牧草粗纤维含量在生长季前期(5月)显著降低了18.95%,而牧草粗蛋白含量在生长季中期(6月)显著提高了的8.37%。【结论】围封能提高草地的数量特征,增加优质牧草的比例,有效恢复退化草甸草地,但不利于植物多样性的维持;而在生长季前期适度放牧有利于提高群落的牧草品质。

基于改进Faster-RCNN模型的无人机影像白喉乌头物种的检测

伊犁地区的白喉乌头(Aconitum leucostomum)是危害草原生态和畜牧业安全最为严重的毒害草物种,为了实现精准快速检测白喉乌头,本研究用无人机航拍获取白喉乌头影像数据集,采用深度学习技术,在Faster-RCNN算法基础上,以VGG16为主干网络,根据领域知识和数据集特点优化锚框大小等超参数改善算法性能。通过优化Faster-RCNN的锚框大小和微调学习率后,模型在测试集上取得的平均准确率为67.24%,相对于基准模型提高了21.57%。

Environmental Monitoring in Northern Aksu, China Based on Remote Sensing Ecological Index Model

In order to understand the development status of ecological environment quality in the Aksu region of China, to effectively adjust the ecological environment quality, so as to promote the sustainable development of its social economy and ecological environment protection. This paper selects the Landsat series remote sensing images of the northern Aksu region in 2013, 2016, and 2019, and uses the tools such as ENVI5.3 and ArcGIS 10.8.1 to process the image data accordingly. The principal component analysis method is used to calculate the Remote Sensing Ecological Index (RSEI) of the northern Aksu region. The data show that: 1) The ecological environment quality index in the northern Aksu region in 2013, 2016, and 2019 was 0.706087, 0.25243 and 0.362991 respectively;2) The areas where the ecological environment quality declined significantly in the northern Aksu region were the human settlements and the Gobi, fan-shaped land and other special terrain areas;3) The humidity index and the heat index are the two factors that have the greatest impact on the ecological environment quality in the northern Aksu area. The data as a whole show that the ecological environment in the northern part of the Aksu region has deteriorated seriously, and the severely deteriorated area is close to the human living area.