干旱与半干旱区灌丛微生境中红砂枯落物分解特征及中小型节肢动物的作用

在干旱区(内蒙古乌拉特后旗)和半干旱区(宁夏盐池)荒漠草原区,选择柠条灌丛内外微生境为研究样地,以红砂枯落物为研究对象,利用2种规格网孔分解袋(30目和250目网孔),探索中小型节肢动物在红砂枯落物分解过程中的作用规律,研究灌丛微生境中红砂枯落物质量损失变化特征及节肢动物群落的贡献。结果表明:(1)在干旱与半干旱区,红砂枯落物分解常数K均表现为灌丛内外微生境间无显著差异,且有无节肢动物参与对K的影响均较小。(2)分解至12个月时,无节肢动物参与的情况下,干旱与半干旱区红砂枯落物残留率均表现为裸地显著低于灌丛;但有节肢动物参与时,枯落物残留率则表现为灌丛内外微生境间无显著差异。分解至44个月时,无节肢动物参与的情况下,仅在干旱区枯落物残留率表现为裸地显著高于灌丛;而有节肢动物参与时,干旱与半干旱区枯落物残留率均表现为灌丛内外微生境间无显著差异。(3)节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率呈现单峰值现象,且在分解至24个月时达到峰值。枯落物分解至12个月时,仅半干旱区节肢动物对红砂枯落物分解的贡献率表现为裸地显著低于灌丛;分解至44个月时,仅干旱区节肢动物对红砂枯落物分解的贡献率表现为裸地显著高于灌丛。(4)在半干旱区,节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率与节肢动物类群数、土壤砂粒含量、土壤全碳和含水量密切相关;而在干旱区,节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率与土壤pH值、土壤砂粒、土壤碳氮比d(C/N)和黏粉粒含量密切相关。综合表明,干旱和半干旱区灌丛微生境红砂枯落物分解特征受到节肢动物分解作用的影响较小;但在某些分解阶段,灌丛内外微生境中红砂枯落物质量损失的差异性受到节肢动物分解作用的显著影响,节肢动物的分解作用表现为弱(12个月)-强(24个月)-弱(44个月)的作用规律,而且受到气候区调节的灌丛微生境限制。

灌淤土——中国干旱与半干旱地区的人为土壤

灌淤土分布于中国干旱与半干旱地区的古老灌区,东起河北省张家口,经内蒙、宁夏、甘肃、青海,西至新疆,包括西藏西部干旱的亚高山河谷。1.灌淤土概念灌淤土这类人为土壤,具有厚度大于50cm的灌淤土层。

内蒙古自治区国土空间生态修复浅析

习近平总书记指出:“内蒙古生态状况如何,不仅关系全区各族群众生存和发展,而且关系华北、东北、西北乃至全国生态安全。把内蒙古建成我国北方重要生态安全屏障,是立足全国发展大局确立的战略定位,也是内蒙古必须自觉担负起的重大责任。”内蒙古地处干旱与半干旱区,生态系统脆弱。

旱作条件下披碱草属植物叶的生理生化特征分析

在无控制的野外旱作条件下,比较了披碱草属6种野生植物在内蒙古干旱与半干旱区生理生化特性,并对同一地区引种的不同种及分布于不同地区的同一种植物进行了对比分析。结果表明,材料XJE1和XJP5能够保持较好的水分状况,具有较高的相对含水量,而GSD4保水能力不及其他几种材料;BJT3和XJP5叶绿素含量较高,而GSD4叶绿素含量较低。渗透调节物质Pro以BJT3、XJP5和GSS2显著高于其他材料,而MDA含量以BJT3相对较高,比XJE1高近3倍;保护酶SOD活性以材料GSD4较高,其次为BJT3,GSS2较低,POD活性以XJP5较高,其次为BJT3,NMN6较低。经隶属函数综合分析发现,披碱草属6种植物中,除GSD4和NMN6之间隶属函数值差异不显著外,其他材料之间都比较显著,其隶属度值由大到小的顺序为XJP5>BJT3>XJE1>GSD4>NMN6>GSS2。并且来自同一地区的披碱草属2种不同植物的生理特征表现一定的趋同,而来自不同地区的同一种植物表现出一定适应性分化。这些结果都表明,植物为了适应不同的生态环境,各种生理生化指标都会进行相应的调节,共同起作用来保护植物免受伤害。

旱地农业科技创新问题探析

水资源紧缺已成为我国经济发展和环境建设的制约因素。要注视发展节水高效灌溉农业及早地农业。以提高水资源利用率为核心,把节约水资源和提高利用效率放在旱作农业发展的突出位置,加强相关技术的集成组装和配套,减少降水资源的无效损失,提高农业生产中单位水资源的产出效率和效益,以增收激活节水,以节水促进增收,走出一条效率和效益双赢的旱作节水农业发展之路。

结合Sentinel-2数据与光谱特征的稀疏非光合植被指数构建

非光合植被(NPV)在干旱半干旱区生态系统中扮演了重要角色,对了解植被碳循环过程起着至关重要的作用,同时掌握非光合植被定量信息对科学评估土地荒漠化程度以及荒漠化科学防治具有重要意义。本文以甘肃省民勤县为研究区,对高光谱仪采集NPV及研究区内其他端元光谱信息进行光谱分析,结合Sentinel-2 MSI影像构建提取稀疏NPV覆盖度信息的植被指数,实测NPV覆盖度作为精度验证数据,决定系数R2、均方根误差和显著性p值用于模型精度评价,结果发现:①通过原始光谱法、一阶导数变换法、倒数的对数法和连续统去除法进行光谱分析发现,连续统去除法处理获取的NPV光谱的包络线值较光合植被(PV)和裸地(BS)光谱包络线值特征差异明显;②通过绿光波段的包络线差值和短波红外波段的光谱反射率比值计算后,可以有效拉开NPV与PV和BS光谱特征值差距,从而实现NPV信息提取,得到表征NPV覆盖信息的新指数;③通过精度验证发现,新构建的NPV指数—包络线差值植被指数(Envelope Difference Vegetation Index,EDVI)优于参与比较分析的其他指数模型,与地面实测NPV覆盖度的相关性最好,R2为0.71,RMSE=0.0170,p<0.01,其次为4波段红边土壤调整归一化差异耕作指数(4-band Red Edge Soil Adjusted NDTI,S_NDTI4RE),当权值γ=0时R2为0.57,其他NPVIs回归模型估算稀疏NPV覆盖度精度较差。由此可见,通过光谱特征分析,本文构建EDVI指数模型可以有效实现NPV占有重要地位且覆盖度低的干旱与半干旱区大尺度NPV覆盖度的快速提取与监测。

线性/非线性光谱混合模型估算白刺灌丛植被覆盖度

及时监测干旱与半干旱区光合/非光合植被覆盖度时空变化,可以为指导荒漠化防治工程及植被衰退机制研究提供重要信息。本文以甘肃民勤典型植被白刺灌丛为研究对象,通过地面控制性光谱实验获取混合光谱、端元光谱与丰度信息,开展线性与非线性光谱混合模型(包括核函数非线性和双线性混合模型)估算光合和非光合植被覆盖度的对比研究,采用全限制最小二乘法进行模型解混,分别获取各样本数据中各类端元丰度及其精度信息,通过模型分解的均方根误差(RMSE)与地面验证精度确定用于光合和非光合植被覆盖度估算的最佳光谱混合模型,其中参考端元丰度采用神经网络(NNC)分类算法对数字影像进行分类获取。结果表明:(1)引入阴影端元的四端元模型相对于传统的三端元模型(光合/非光合植被与裸土)能有效提高光谱解混的精度,并提高光合和非光合植被覆盖度估算精度;(2)对白刺灌丛来说,光合植被、非光合植被、裸土及阴影间多重散射混合效应存在,但混合效应不够显著;考虑非线性参数的核函数非线性光谱混合模型表现略低于线性光谱混合模型,因此非线性光谱混合模型在估算白刺灌丛光合和非光合植被覆盖度时相对于线性光谱混合模型没有明显优势;(3)基于光合/非光合植被、裸土与阴影四端元的线性光谱混合模型可以实现白刺灌丛光合和非光合植被覆盖度的准确估算,光合植被覆盖度估算RMSE为0.11 77,非光合植被覆盖度估算RMSE为0.0835。