基于灰色关联分析的宁夏中部旱区压砂地土壤质量评价

在对宁夏中部旱区压砂地土壤养分调查的基础上,选择西瓜地、枸杞地、沙枣地和撂荒地作为研究对象,以有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾作为评价指标,运用灰色关联分析模型对该区域土壤质量进行综合评价。结果表明,该区域西瓜地土壤质量最优,枸杞地和撂荒地次之,沙枣地土壤质量较差。

宁夏中部干旱区玉米种植保护性耕作及覆盖措施研究

对3种不同耕作方式及覆盖方式下的玉米田间土壤含水量和温度进行研究．结果表明，保护性耕作土壤平均含水量（0～80cm）比传统耕作增加．前期，传统耕作＋地膜覆盖和免耕＋地膜覆盖处理土壤平均含水量最高，后期逐渐下降．玉米生育期内，传统耕作＋秸秆覆盖、起垄＋地膜覆盖、起垄＋秸秆覆盖、免耕和免耕＋秸秆覆盖处理平均含水量均比传统耕作有所提高．地温（5～25cm）的变化在苗期表现明显，传统耕作＋地膜覆盖、免耕＋地膜覆盖和起垄＋地膜覆盖处理均提高地温，分别提高2．6，2．0，1．0℃．其他保护性耕作地温均低于传统耕作，免耕＋秸秆覆盖温度最低，比传统耕作低2．1℃．生育后期，各处理地温逐渐降低并趋于一致．虽然苗期免耕和秸秆覆盖等保护性耕作降低地温，免耕地表板结不利于出苗，但从整个生育期看，保护性耕作和覆盖措施能充分利用天然降水资源，使土壤含水量增加，促进了玉米生长发育，增产效果明显．

宁夏中部干旱区降水量及可利用降水量多时间尺度变化特征分析

【目的】研究1969—2020年宁夏中部干旱区降水量及可利用降水量在不同时间尺度的变化特征,为当地的水资源利用以及灾害防治提供参考依据。【方法】基于1969—2020年宁夏中部干旱区6个气象站降水量及月平均气温资料,采用高桥浩一郎蒸散发公式、气候趋势法、Mann-Kendall突变检验以及小波周期分析,对宁夏中部干旱区降水量及可利用降水量在不同时间尺度下的分配情况、丰欠演变趋势及周期规律进行研究。【结果】①宁夏中部干旱区西北区与东南区降水资源差异较大,降水量分别为188.0 mm和304.1 mm,可利用降水量分别为17.8 mm和58.9 mm。②宁夏中部干旱区降水主要集中在夏季,占全年57%左右;冬季最少,仅占全年3%,且年内和年际变化平缓;春、冬季可利用降水率低。③宁夏中部干旱区年际间降水资源年际间将由波动期向干旱期变化;东南区的极端降雨现象比西北区更明显,西北区在2013年以前可利用降水资源较为丰富。④趋势分析表明未来东南区年降水量及可利用降水量分别以1.539、0.467 mm/a速率显著增加,西北区降水量以0.647 mm/a显著增加、可利用降水量以0.073 mm/a的降幅减少,但无显著性;突变分析表明2010年为宁夏中部干旱区降水量开始发生突变的年份。⑤宁夏中部降水量及可利用降水量主要以9、12~13、40 a为主周期,对应的振荡周期分别为6、9、25 a。可利用降水变率较大,对农牧生产活动影响较大。【结论】宁夏中部干旱区各降水资源东南区比西北区更丰富;季节年降水量及可利用降水量排序均为夏季>秋季>春季>冬季;未来降水量及可利用降水量有显著上升趋势,降水资源向着大周期尺度演变。

基于CA-Markov的土地利用时空变化与生境质量预测——以宁夏中部干旱区为例

探究干旱半干旱区土地利用结构动态变化特征,评估并预测生境质量,可为区域生态规划和恢复提供决策性依据。本研究以搭载OLI和ETM+传感器遥感影像和气象数据、社会经济数据等为基础,采用土地利用转移流概念、InVEST模型和CA-Markov模型研究2000—2030年宁夏中部干旱区土地利用和生境质量时空变化特征及规律,对未来情境进行模拟和预测。研究结果表明:宁夏中部干旱区土地系统结构变化与生态建设规划高度一致,具有黄河流域两侧集中分布的特征,土地系统综合动态度逐期减小,活跃度具有稳中有变、部分较活跃的特征。土地系统信息熵特征值呈逐年降低趋势。随着时间变化土地系统受人类活动干扰强度低,自我调整程度高,修复能力强,系统向稳定状态转化。2000—2015年研究区生态环境质量呈“U”型特征,以优秀等级为主。2015—2030年土地系统结构将发生显著变化,生境质量优秀、差和良好等级面积逐渐扩大,生态系统呈现稳定向好的趋势。本研究的多模型集成应用可为区域土地规划和生态恢复建设提供理论依据和支撑。

宁夏中部干旱区渗水地膜条件下不同糜子品种的生态适应性试验

引进6个糜子(Panicum miliaceum L.)品种,采用渗水地膜在宁夏中部干旱区开展生态适应性试验。从生育期、农艺性状和水分利用效率等方面进行对比分析,筛选出该地区适宜推广种植的糜子优良品种(系)3个,分别为固15-5、宁糜9号和固糜22号,以期为宁夏干旱半干旱区糜子新品种大面积示范推广提供理论指导。

宁夏不同种植年限下硒砂瓜土壤干燥化效应研究

通过对压砂地不同种植年限下土壤干燥化效应进行研究,为宁夏中部旱区压砂地可持续发展提供理论依据。在观测压砂3,8,12,16,25a的土壤含水量的基础上,分析比较不同种植年限下土壤含水量、水分过耗量、干燥化指数、干层厚度等土壤干燥化指标。结果表明:不同年限下0—600cm的土壤含水量、贮水量和有效贮水量的均值分别为11.24%,936.00mm和506.27mm;随种植年限的增加,0—600cm土层平均土壤含水量、贮水量呈递减趋势,水分过耗量逐渐增大;不同种植年限下土壤剖面含水量随土层深度的增加呈先减小后增大最后逐渐平稳的趋势;压砂地土壤干燥化系数为68.29%～162.36%,平均干层厚度为283.33cm,以中度和轻度干燥化强度为主;典型相关性分析发现,经纬度、种植年限、粉粒及砂粒含量等环境因子是影响土壤干燥化指数和土壤干层厚度的重要因素。

宁夏压砂地不同植被类型土壤干燥化特征

该研究在观测压砂地沙枣、柠条、西瓜、枸杞及草地土壤含水量的基础上,分析比较不同植被类型的土壤含水量、水分过耗量、干燥化指数、干层厚度等土壤干燥化特征,以揭示压砂地不同植被类型的土壤干燥化效应,为宁夏中部旱区压砂地可持续发展提供理论依据。结果表明:(1)不同植被类型下0～600cm土壤含水量、贮水量和有效贮水量均值分别为7.163%、591.978mm和187.088mm,土壤水分过耗量均值为274.942mm。(2)不同植被类型的土壤剖面含水量随深度增加呈先减小后增大的趋势;除西瓜地外,其余植被类型的土壤剖面含水量明显低于当地土壤稳定湿度。(3)不同植被类型的土壤平均干燥化系数介于2.152%～85.026%,干燥化系数均值为37.674%,属严重干燥化强度,其中柠条地和沙枣地均达到强烈干燥化强度;土壤平均干层厚度达到或超过500cm,干燥化程度由强到弱依次为柠条地>沙枣地>枸杞地>草地>西瓜地。(4)典型相关分析发现,经纬度、高程、植被类型、粉粒及砂粒含量等环境因子是影响土壤干燥化指数、干层内平均含水量等干燥化指标的重要因素。

压砂地持续利用对土壤的影响

以宁夏中部干旱区压砂地为研究对象,分析压砂地持续利用对土壤质量的影响。结果表明,随着压砂地利用年限的增加土壤肥力呈逐年下降的趋势,持续压砂利用15a后,土壤有机质、全氮、碱解氮质量分数分别比对照下降57.43%、46.56%、48.89%。压砂地土壤微生物量碳、氮随着压砂利用年限的延长整体呈下降趋势,土壤微生物生物量碳/氮值低于对照;持续压砂利用后,土壤微生物群落中细菌、真菌、放线菌的数量均显著降低,压砂改变了土壤微生物群落结构组成。Biolog ECO板的平均颜色变化率(AWCD)随培养时间的增加呈上升趋势。压砂初期土壤微生物的碳源利用能力和微生物的功能多样性显著增加,但持续利用后期与对照无明显差异。压砂地不同土层土壤微生物类群对土壤碳源基质利用类型和利用能力存在差异,0~20cm土壤微生物群落对羧酸类化合物利用能力较强,20~40cm土壤微生物群落以碳水化合物利用类群为主。持续压砂影响土壤微生物的结构与功能,限制土壤养分的有效供给,可能是压砂地难以持续利用的主要因素。