中国西部山地发展的一般模式——以天山巴音布鲁克地区为例

中国西部山区是我国的水源地及生态屏障 ,它们的合理开发与保护是西部大开发的基本内容。研究归纳出山地发展的“巴音布鲁克模式” :(1)天鹅及其生境的绝对保护 (核心 ) ;(2 )建立可持续牧业 (主体 ) ;(3)规范和发展旅游业 (突破口 ) ;(4 )西蒙古土尔扈特传统文化的保护 (文化多样性 )。中国西部山区的发展模式都可以概括为一个核心 (自然保护 )三个圈层 (与当地主要土地资源相适应的主导产业 ,与当地特有资源相联系的新兴产业 ,当地民族文化保护 )。这种模式能够充分体现生态优先的思想 ,同时考虑到促进地区新老经济及文化的发展与保护 。

新疆巴音布鲁克繁殖期大天鹅的生境选择

2011年和2012年的6—8月,考察了分布于巴音布鲁克自然保护区的大天鹅(Cygnus cygnus)种群,分析了大天鹅巢址选择特征和育雏期生境选择特征。在野外共记录到了26个大天鹅巢址。与对照样方比较发现,植被高度、水深、所在水域面积、距干扰源距离和安全等级存在显著差异。进一步逻辑斯蒂回归分析表明,植被高度、水深和安全等级是影响大天鹅巢址选择的最主要的3种生境因子。采用样线法对育雏期大天鹅的生境选择进行了调查,发现大天鹅对沼泽湿地表现出正选择性,对草地表现出负选择性。样方法调查中,利用样方与对照样方比较发现,9种生境因子均存在显著差异,逻辑斯蒂回归分析表明,距干扰源距离和安全等级是影响大天鹅育雏期生境选择的最重要的两种因子。这样的选择机制有利于大天鹅更好的躲避敌害,顺利完成孵化和育雏工作。

新疆巴音布鲁克高寒沼泽湿地植物群落空间分布与环境解释

为探明巴音布鲁克高寒沼泽湿地植物群落与环境因子的关系,采用样线与样方结合的方法,于2014-2015年在天鹅湖沼泽湿地进行植物群落调查与环境因子测定.结果显示,巴音布鲁克天鹅湖沼泽湿地植物共有35种,隶属于19科27属.方差分析表明,地表积水条件显著影响植物群落物种多样性,随着地表积水减少,物种丰富度和ShannonWiener指数呈现上升趋势,Pielou指数呈现下降趋势,说明随着地表积水的减少,植物群落的物种多样性逐渐增加.冗余分析与偏冗余分析表明,所有环境因子共解释了植物群落物种组成变异的67.9%.水位与土壤全氮含量对物种组成的总效应达到显著水平,土壤全氮含量的净效应达到极显著水平,但全磷含量和有机碳含量的总效应与净效应均未达到显著水平.研究表明,积水条件和土壤氮含量是巴音布鲁克天鹅湖沼泽湿地植物群落物种组成和分布的主要环境驱动因子.

长期围栏封育对巴音布鲁克山地草原土壤微生物的影响

选择中科院巴音布鲁克生态站长期围栏封育的草原作为研究对象，对新疆巴音布鲁克三种草地类型—亚高山草原、亚高山草原化草甸、亚高山草甸化草原进行野外实地监测，研究了长期围栏封育对草地土壤微生物的影响，研究结果表明亚高山草原、亚高山草甸化草原、亚高山草原化草甸围栏内外的细菌群落组成占土壤微生物总量的50％以上，放线菌次之，真菌最少；三种草地类型的0-10cm土层的微生物数量占0-60cm土层微生物总数的40％-90％，具明显表聚性，在0-60cm土层中微生物数量随剖面深度加深而递减；在围栏对土壤微生物总数的影响上，亚高山草原、亚高山草甸化草原、围栏内微生物数量明显高于围栏外，且围栏内外差异显著。

巴音布鲁克不同建植期人工草地土壤生物学特性研究

以巴音布鲁克草原生态研究站附近建植4,8,15和20a高寒人工草地及天然草原0a(CK)为研究对象,对土壤微生物数量、土壤酶活性及其与土壤因子关系进行了研究。结果表明,5种不同建植期的微生物类群总数表现出4a>8a>0a>15a>20a,微生物组成以细菌最多,放线菌次之,真菌最少,且上层(0～20cm)土壤微生物数量大于下层土壤的(20～40cm);细菌、真菌及放线菌数量均在8月达到最大值,9月最小。土壤过氧化氢酶活性大小与微生物总数排列顺序一致,脲酶活性则为4a>8a>0a>20a>15a,同时,2种土壤酶活性均表现出上层大于下层的特点。逐步回归分析表明,速效氮和脲酶活性是影响该地区土壤微生物总数的主要因子;全磷和有机质是影响土壤脲酶活性的重要因子;全磷和pH值是影响土壤过氧化氢酶活性主要土壤因子。

巴音布鲁克大尤尔都斯盆地野生种子植物区系研究

基于野外实地调查,采集植物标本鉴定并结合相关文献资料整理,构建新疆巴音布鲁克大尤尔都斯盆地野生种子植物名录,在此基础上对该地区野生种子植物区系进行研究。结果表明:(1)巴音布鲁克大尤尔都斯盆地共有野生种子植物60科261属770种。(2)优势科有禾本科、菊科、豆科、石竹科、蔷薇科、十字花科、莎草科、毛茛科等11个科,表征科有豆科、龙胆科、石竹科、禾本科4个科。(3)区系地理成分以温带分布型为主,其中在科级水平上,温带分布型所属科共有30科,占到总科数(不含世界广布科)的88.24%;在属级水平上,温带性质分布型的属有220属,占总属数(不含世界广布属)的97.78%;同时该地区植物物种与地中海、中亚、西亚交流相对较多,而与东亚和热带交流很少。(4)本地区无中国特有属,但有中国特有种55个,其中新疆特有种32个。

新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸对水分条件的响应

为了揭示干旱半干旱区高寒湿地不同水分梯度对土壤呼吸规律的影响,以及土壤温度与含水量对土壤呼吸影响的差异性,以新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究对象,在2014年植物生长季利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统对不同水分条件（常年积水区、季节性积水区、常年干燥区）下的土壤呼吸速率进行测定,分析土壤呼吸日变化、季节性变化特征及其与土壤温度、土壤体积含水量的关系.结果表明：1不同水分条件下巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸速率日变化均呈明显的单峰曲线,常年积水区、季节性积水区、常年干燥区土壤呼吸速率最大值分别为1.97、7.39、8.83μmol/（m2·s）,均出现在13：00—15：00;土壤CO2日累积排放量季节性变化明显,差异性达到极显著水平（P〈0.01）,三者的最大值分别为0.12、0.45、0.40 mol/m2,地表积水显著抑制了土壤呼吸,提高了土壤碳稳定性.2不同水分条件下土壤呼吸速率与土壤温度、土壤体积含水量之间均呈极显著正相关（P〈0.01）,常年积水区、季节性积水区和常年干燥区的Q10（土壤呼吸温度敏感性）差异性极显著（P〈0.01）,其大小表现为常年干燥区（1.54）〈常年积水区（2.22）〈季节性积水区（3.36）,各水分区域6月典型日的Q10最大,表现为常年干燥区（2.56）〈季节性积水区（4.30）〈常年积水区（4.75）,说明水分条件显著影响Q10.3巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸受地下5 cm处土壤温度（T）与0～5 cm土壤体积含水量（W）的综合影响,季节性积水区土壤呼吸速率与二者之间满足最佳拟合模型Rs=-1.113＋0.041W-0.366T＋0.008WT,常年干燥区则满足最佳拟合模型Rs=1.470＋0.023W-0.027T＋0.002WT.

新疆巴音布鲁克草原不同退化程度对土壤特性影响

以高寒草原巴音布鲁克草原为研究对象,通过对不同类型草场的草地利用方式、土壤退化程度和植被类型差异的调查,分析不同类型草场退化程度对土壤理化特性的影响,揭示植被和地表特征及草地利用方式对土壤肥力的影响。结果表明:高寒沼泽草场、高寒草原草场的草地利用方式合理,草地未退化,土壤养分含量高,植被状态良好,高寒草甸草场随放牧压力增大,生境退化程度加重,土壤退化程度加大,表现为土壤容重增大,含水率减少,土壤全磷和有机质浓度减少,植被盖度降低;不同类型草场退化程度与土壤容重、pH和水溶性盐浓度呈显著正相关,与含水率、全磷浓度、有机质浓度和植被盖度呈极显著负相关,与植被盖度相关系数高达-0.907,草场退化过程中土壤肥力因子与植被状态呈极显著正相关。

围栏封育对巴音布鲁克草原土壤理化性质的影响

为明确长期围栏封育对新疆亚高山草原土壤理化性质的影响,本研究以巴音布鲁克草原围封26年的高寒草甸、高寒草甸草原和高寒草原为研究对象,对三种类型草地围栏内外土壤理化性质进行对比分析,结果表明:(1)高寒草甸和高寒草原围栏内表层土壤饱和含水量、田间持水量和土壤含水量均高于围栏外样地,而土壤容重均低于围栏外,其中高寒草甸围栏内外的田间持水量、土壤含水量和土壤容重的差异达到显著水平;(2)高寒草甸围栏内表层土壤有机质含量显著高于围栏外,全氮则显著低于围栏外;三种类型草地围栏内表层土壤全磷含量均低于围栏外;(3)相关性分析表明,土壤含水量高的草地,其饱和含水量和田间持水量也较高,土壤容重较小;土壤容重高的草地其有机质含量较低;速效钾含量高的草地,其全磷含量也较高。围栏封育有利于草地土壤理化性质的恢复,但长时间围封会降低土壤磷素含量,需要通过施肥等管理措施补充以促进草地生态系统保持良性状态,本研究对草地土壤质量调控和退化草地恢复研究具有参考意义。

巴音布鲁克典型区MODIS亚像元积雪覆盖率估算

雪盖信息对气候变化研究、水资源利用和雪灾监测具有重要意义.亚像元积雪覆盖率(snow cover fraction,SCF)的估算可以减少混合像元造成的误差,提高雪盖监测精度.本文以新疆巴音布鲁克为研究区,以环境与灾害监测预报小卫星B星(HJ-1B)数据作为地面真值,计算出中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)数据对应的雪盖率,建立所得雪盖率与归一化差分积雪指数(normalized difference snow index,NDSI)之间的逐像元估算模型,并对估算结果进行了验证.结果表明,与MODIS积雪产品数据相比,该模型估算的雪盖率精度明显改善,具有较强的精确性和实用性.但是相对于真实雪盖率,也存在总体高估的情况.模型误差的主要来源是积雪边缘区的破碎分布、阴坡和阳坡的太阳辐射差异以及林带积雪的复杂影响.逐像元估算模型能有效的提高巴音布鲁克地区雪盖率制图精度,为该地区水资源合理利用,牧区雪灾的抗灾减灾提供了依据.

草原生态旅游资源开发评价体系构建与应用研究——以新疆巴音布鲁克草原为例

草原是开展生态旅游最适宜的场所,也是生态系统非常脆弱的区域。近年来草原生态旅游资源开发出现诸多问题,因此建立合理的草原生态旅游资源开发评价指标体系十分必要。从旅游可持续发展的角度出发,考虑草原生态环境的独特性与生态旅游资源本底特征,运用层次分析法,从资源条件、区位条件、环境条件三个方面建立草原生态旅游资源开发评价体系,并运用综合评价模型对巴音布鲁克草原生态旅游资源开发进行评价,为草原生态旅游资源评价与开发提供对策建议。

巴音布鲁克蒙古口蘑液体培养的营养特性研究

【目的】掌握新疆巴音布鲁克草原蒙古口蘑的营养代谢特点,为进一步开展蒙古口蘑资源利用提供理论指导。【方法】以巴音布鲁克草原蒙古口蘑为材料,采用液体培养技术,通过研究生物量、菌球特征、培养时间等内容,阐明蒙古口蘑液体培养的营养代谢特性以及适宜的液体培养条件。【结果】液体培养基配方为玉米糁5%,葡萄糖2%,磷酸二氢钾0.1%,硫酸镁0.05%,黄豆0.1%,pH 6.5~7.0时蒙古口蘑生物量较稳定,生物量干重达0.684 8 g/100 mL,菌龄为21d。培养基装量以摇瓶体积的40%为宜,转速125 r/min,溶解氧满足需要。【结论】巴音布鲁克蒙古口蘑对不同营养物质的代谢能力不同、培养时间亦不同。蒙古口蘑对马铃薯配方和米糠配方的营养代谢能力较差。

基于NDVI的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地地上生物量的反演

以巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究对象,基于Landsat 8 OLI多光谱遥感影像数据,提取植被指数(NDVI、EVI、RVI)信息,构建植被指数与地上生物量的回归模型,比较不同植被指数的拟合效果。结果表明,NDVI与地上生物量的相关性最高(r=0.778),显著大于EVI、RVI与地上生物量的相关性;二次多项式是NDVI与地上生物量构建的4种回归模型最优估测模型,决定系数R^2达到0.6619;巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地2016年地上生物量的储量约为2.86×10^5 kg,地上生物量密度为10.25~444.99 g/m^2,均值为323.08±52.68 g/m^2。

基于模糊聚类的新疆典型高寒草原土壤pH值空间制图

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 km^2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C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。

巴音布鲁克高寒区气象观测资料分析

利用2011—2013年巴音布鲁克高寒无人区的自动气象站资料,揭示了观测区域的气象条件,给出部分气象参数的变化特征。结果表明:(1)迎风坡盛行风向为东南风(SE)和北风(N),其中SE占35%,N占25%,N向风力集中4级以下,SE明显偏大,3级风比重15%,4级风比重7%,5级风比重4%;6级风比重1%。背风坡主导风向角度范围在247.5°~337.5°,风力基本在6级以下,3~5级风出现频率最高,6级及以上风力出现频率不足1%。(2)日平均气温≤-10℃日数所占观测总日数的百分比,其值分别为:0.0%(恰西)、44.5%(江布肯达坂)、9.8%(江巴口子)、15.1%(铁力买提达坂)。恰西、江布肯达坂、江巴口子、铁力买提达坂4站日平均相对湿度≥80%的频率分别为5.9%、18.4%、16.1%和22.6%。(3)换算得出恰西、江布肯达坂、江巴口子、铁力买提达坂观测期间10 m高度最大瞬时风速与小时平均风速分别为33.8/27.9、41.0/27.3、25.7/17.7、34.0/17.2 m/s。

新疆巴音布鲁克草原毒害草马先蒿防治技术研究

本文对新疆巴音布鲁克草原分布的毒害草马先蒿(Pedicularis)就其形态学特征,分布特点、侵害特征进行了论述,确定了综合治理措施,并提出了当前防治工作中存在的问题。

中天山巴音布鲁克组火山岩地质地球化学特征及LA-ICP-MS锆石年龄

对新疆和静县乔霍特铜矿一带巴音布鲁克组火山岩岩石学、岩石化学、岩石地球化学进行了研究总结,认为该火山岩为钙碱性系列的玄武安山岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合,具低Ti O2、Mg O、高Al2O3,高Fe2O3/Fe O比值及富钠贫钾的特点,形成于大洋岛弧环境;在流纹岩中获得(430.33±0.99)Ma的LA-ICP-MS锆石年龄,指示巴音布鲁克组时代为志留纪。

巴音布鲁克国家级高寒草原湿地保护区生态承载力与可持续发展研究

生态承载力是生态系统的可持续承载,为区域环境管理与生态保护提供科学依据。利用地面高光谱与地上生物量的对应测定,建立草原与湿地地面光谱的生物量模型,从而进行草原湿地生态承载力界定。结果表明:2002—2010年的9年间,巴音布鲁克草原湿地保护区的年产草量变化在2.496×10 8~3.123×10 8 kg,平均值为2.885×10 8 kg,最高年份出现在2006年,最低年份出现在2004年。生态承载力最高为475 367羊单位,最低为378 924羊单位。饲草利用率对草原湿地区生态承载力有直接的影响。对生态承载力的驱动分析表明,降水量的变化对巴音布鲁克高寒草原的产草量影响要大于温度。草原湿地生态承载力受到草地覆盖度、饲草利用率和气候因素的影响。要从根本上提高草原湿地生态承载力,必须针对草地覆盖度、饲草利用率两个方面进行科学合理的调控,以促进巴音布鲁克国家级自然保护区的可持续发展。

巴音布鲁克高寒草原不同退化阶段土壤养分的变化

【目的】研究巴音布鲁克高寒草原退化草地土壤理化性状、土壤养分特征,为退化草地合理利用提供理论依据。【方法】采用常规土壤理化性质测定方法,对巴音布鲁克高寒草原退化草地土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤水分及容重等特征进行分析。【结果】随着草地退化程度的加剧,土壤各层(0~30 cm)有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、含水量均呈下降趋势;而容重和pH值呈增加趋势;与未退化草地相比,重度退化草地土壤各层(0~30 cm)有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和含水量分别降低了25.22%~31.96%、37.69%~48.44%、28.00%~30.24%、35.53%~52.47%、33.89%~44.84%和35.44%~57.62%;重度退化草地20~30 cm土层速效钾含量显著高于未退化草地,是未退化草地的1.96倍;全钾含量对退化程度的响应不明显(P>0.05)。【结论】巴音布鲁克高寒草原不同退化草地土壤养分含量明显下降。

巴音布鲁克国家级自然保护区繁殖鸟类调查

2014—2016年每年5—6月鸟类繁殖季,对新疆天山中部的巴音布鲁克国家级自然保护区繁殖鸟类进行调查。保护区是大天鹅Cygnus cygnus、灰鹤Grus grus、斑头雁Anser indicus等珍稀鸟类的重要繁殖地,同时也是我国第一个为保护大天鹅正式成立的保护区。经过连续3年的调查,共发现繁殖鸟类61种,隶属于11目24科47属,以留鸟和夏候鸟为主。其中国家Ⅰ级重点保护鸟类1种,黑鹳Ciconia nigra,最多一次在2个地点记录到4只,其中2只为亚成体,证明该保护区有黑鹳的稳定繁殖种群。国家Ⅱ级重点保护鸟类7种,分别为大天鹅、黑鸢Milvus migrans、草原雕Aquila nipalensis、高山兀鹫Gyps himalayensis、燕隼Falco subbuteo、灰鹤、蓑羽鹤Anthropoides virgo。保护区鸟类主要分为2类:1)繁殖水鸟如大天鹅、赤麻鸭Tadorna ferruginea、红脚鹬Tringa totanus等;2)荒漠草原鸟类如角百灵Eremophila alpestris、沙Oenanthe isabellina和黄嘴朱顶雀Carduelis flavirostris等。