宁夏中部干旱区露地甘薯栽培适应性比较研究

为丰富宁夏干旱区适宜栽种的甘薯品种,实现区域甘薯产业高质高效持续发展,以收集的国内外23个甘薯品种为材料,对植株农艺性状、甘薯产量、甘薯品质、栽培适应性等多指标进行比较分析。结果表明,徐薯25、苏薯8号、安平一号、济薯26号、徐薯55-1、安纳芋、徐薯27、岩薯5号8个品种为早熟品种,9月中旬为最佳采收期。徐薯28和烟薯25号2个品种9月中旬至10月初采收均可;其他品种为中晚熟品种,适宜10月初采收。烟薯25号、川薯产量高(单株产量分别为2518 g、2295 g),综合品质较好。济薯26号和徐薯55-2产量及可溶性糖含量(分别为3.32%和3.25%)、富硒方面均有优势,适宜开发本地区鲜食品种;徐紫8号、徐紫5号2个紫薯品种产量均不高;徐紫8号粗纤维含量低,硒含量较高;徐紫5号淀粉含量较高。烟薯25号、川薯、济薯26号和徐薯55-2可作为宁夏干旱区域甘薯推荐种植品种。

基于标准化降水指数(SPI)的宁夏中部干旱带旱灾危险性时空演变特征

[目的]揭示宁夏中部干旱带旱灾危险性的时空特征,为宁夏中部干旱带农业生产、农业灾害防治、种植结构调整和农业灌溉指导提供科学依据。[方法]收集宁夏中部干旱带的沙坡头区、中宁县、同心县、盐池县、海原县5个气象站点的气象观测资料,采用标准化降水指数(SPI)分析了近39年(1981—2019年)干旱等级的时空变化,并结合GIS技术评价其旱灾危险性时空演变特征。[结果]SPI 12结果表明代际干旱趋势呈波动中加剧趋势(趋势线斜率范围为-0.004~0.003)。SPI 3结果表明季尺度旱灾危险性时空分布异质性明显,空间上呈现出南低北高的特征,而时间上则表现为连旱特征突出。春冬两季旱灾发生频率高于45%;夏、秋两季干旱现象不显著,干旱发生频率处于10.26%~43.59%之间;旱灾危险性时空演变特征评价结果表明代际旱灾危险性呈现先下降后上升的变化趋势。季尺度旱灾危险性时空差异明显,空间上表现为旱灾危险性由南向北升高,时间上表现为春冬两季旱灾危险性较高,而夏、秋两季旱灾危险性较低。[结论]宁夏中部干旱带季尺度旱灾危险性时空异质性明显,沙坡头区、中宁县旱灾危险性高,未来应加强春、秋、冬三季的旱灾防治。

泛中亚干旱区植物比叶面积观测数据集

泛中亚干旱区的气候复杂多变,植被具有较高的生态敏感性。比叶面积(Specific leaf area,SLA)是反映植物获取资源和适应环境能力的关键叶功能性状,已被广泛应用于植被响应环境变化研究。本数据集收集了2000–2023年泛中亚干旱区公开发表的植物比叶面积的文献资料,构建了泛中亚干旱区植物比叶面积观测数据集。本数据集包含362个物种共835条比叶面积的观测记录,涵盖落叶阔叶乔木、落叶针叶乔木、常绿阔叶乔木、常绿针叶乔木、落叶阔叶灌木、常绿阔叶灌木和草本植物7种植物功能类型。此外,还包含了采样点经纬度、海拔、地理区域等辅助信息。建立和共享本数据集有助于深入研究干旱区植物对气候变化的响应与适应,理解植物在资源限制性环境中的生存策略,并为生态系统模型优化提供可靠的数据支持。

不同覆膜材料汇集微量降水及露水对土壤水分的影响

[目的]探明覆膜材料汇集微量降水及露水对土壤水分的影响,为宁夏回族自治区中部干旱带微量降水及露水有效利用提供科学依据及支撑。[方法]设置了普通聚乙烯膜覆垄(T_(1))、高密度聚乙烯膜覆垄(T_(2))、聚四氟乙烯膜覆垄(T_(3))共3个处理,以裸地(T_(4))为对照,进行集流面坡度优化,对微量降水和露水发生过程中土壤水分变化特征进行研究。[结果](1)研究区多年单次5 mm以下降水总量占年降水量的29.8%,年平均露水量为31.68 mm,占多年平均降水量的13.2%;(2)不同覆垄模式5 cm和15 cm埋深位置土壤体积含水率大小顺序一致,表现为:聚四氟乙烯膜覆垄>普通聚乙烯膜覆垄>高密度聚乙烯膜覆垄>裸地;(3)覆垄汇集微量降水对土壤水分影响深度明显增加,降水量为2 mm时,对土壤水分的影响深度可达15 cm,而裸地条件下仅达到5 cm位置;(4)露水对土壤水分的影响在0—5 cm,当露水量为0.8 mm时,普通聚乙烯膜覆垄、高密度聚乙烯膜覆垄、聚四氟乙烯膜覆垄、裸地的土壤体积含水率分别提高0.6%,1.6%,4%,0.2%。[结论]不同覆膜处理汇集微量降水和露水对土壤水分影响存在显著差异,其中聚四氟乙烯膜覆垄汇集效果最好,垄沟内土壤体积含水率最大。

宁夏中部干旱带早春季西瓜嫁接育苗关键技术优化

宁夏中部干旱地区西瓜种植多年连作造成西瓜枯萎病发生严重。为解决西瓜重茬问题,从西瓜品种、砧木品种的选择,嫁接技术的优化等环节阐述西瓜嫁接育苗关键技术,为宁夏中部干旱带西瓜种植自主育苗提供参考。

宁夏中部干旱带黄花菜气象服务指标研究

利用中部干旱带4个试验点2021年-2023年黄花菜发育期资料及同期气象资料,从热量、光照、土壤水分等方面对黄花菜生长的气象条件进行了分析,找出满足中部干旱带黄花菜生长发育的适宜气象服务指标,为当地政府和黄花菜种植户提供针对性的生产建议,实现黄花菜产量、品质的提升,对黄花菜产业的发展起到保驾护航的作用。

基于GIS的宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价

土地利用生态安全评价是区域可持续发展关注的重要内容之一。以宁夏中部干旱带为例,针对研究区实际生态问题,基于RS和GIS技术,构建"隐患—状态—免疫"生态安全评价指标体系,采用熵权法与综合指数模型,实现了30m×30m栅格水平可视化的土地利用生态安全综合评价。结果表明:2004—2014年,研究区土地利用变化和区域政策的实施结果一致。草地、林地面积急剧扩大,旱地和未利用地面积持续下降,建设用地和水域面积变化不大,水浇地面积呈缓慢增加趋势。结合已有研究成果与研究区实际,采用聚类法,将研究区土地利用安全分为5个等级:生态安全区(Ⅰ)、生态较安全区(Ⅱ)、生态临界安全区(Ⅲ)、生态不安全区(Ⅳ)和生态极不安全区(Ⅴ)。研究区土地利用生态安全指数从2004年的-0.12上升为2014年的0.03,整体状态呈变好趋势,但ESI指数仍小于0.1,处于临界安全状态。具体表现为:Ⅰ级乡镇从4个增加为5个、Ⅱ级区从10个增至11个、Ⅲ级乡镇从13个减少为12个、Ⅳ级乡镇从5个减少为4个、Ⅴ级乡镇从8个减少为7个,针对评价结果分析其动态演变机制。通过对宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价,以期为宁夏境内生态移民区选址和生态环境保护提供数据支撑。

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。

宁夏中部干旱带天然草地气候生产潜力研究

依据宁夏中部干旱带同心县、盐池县等10个代表性气象台站36年(1975-2010年)逐旬气温、降水资料,基于Miami模型和Thornthwaite Memorial模型对宁夏中部干旱带1975-2006年间草地生产潜力作估算,并分析其变化规律,旨在为改良草地、植被恢复提供理论依据。结果表明:宁夏中部干旱带气候具有向"暖干化"变化的趋势,草地气候生产潜力年际变化范围为2668.56～7499.53kg.hm-2·a-1,气候生产潜力较大。当最高温度每升高或降低1℃,草地气候生产潜力增加或降低58.68kg.hm-2·a-1;年降水量每增加或降低1mm,草地气候生产潜力增加或降低18.64kg.hm-2·a-1。宁夏中部干旱带各区域年降水量与气候生产潜力相关系数为0.984～0.997,成极显著线性相关,而年均气温与气候生产潜力无显著相关性。在进行天然草地补种植物时,应考虑该地的自然承受力,即天然草地气候生产潜力。

3种干旱指数在宁夏中部干旱带的适用性分析

利用宁夏中部干旱带盐池、中宁、同心、海原4个站点1960—2015年共56年的气候资料月值数据,计算了各个站点春、夏、秋、冬及作物生长季的标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)和K干旱指数,并比较了3种干旱指数的评估结果。结果表明:(1)除冬季外,3种干旱指数在其他时间尺度上相关性均较好,SPI和SPEI,SPEI和K指数在冬季的相关性较差。(2)春、夏及作物生长季,SPEI和K指数判别的干旱情况较接近,SPI判别的干旱程度略轻;秋冬两季,K指数判别的干旱程度最高,SPEI判别的干旱程度最轻。(3)4个站点春、夏、秋、冬及作物生长季的SPI、SPEI和K指数序列M-K法趋势分析结果相似,均能表示出宁夏中部干旱带干旱的变化趋势。(4)结合历史旱情资料,发现K指数相比于SPI、SPEI更能有效反映宁夏中部干旱带的干旱情况,其评估结果基本与历史干旱事实相符。

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。

基于SPI指数的宁夏中部干旱带1960—2012年干旱特征研究

研究宁夏中部干旱带的干旱特征可为区域农牧业发展和防灾减灾提供科学决策依据。利用1960—2012年的各站点气象观测资料,计算标准化降水指数(SPI),并借助集合经验模态分解、功率谱分析和重新标度极差分析等方法,对近50年来的干旱特征和变化趋势进行了研究。研究结果表明,宁夏中部干旱带在1960—2012年间发生中旱以上的干旱事件达到了总干旱次数的30%以上;干旱波动周期的多尺度分解显示,该区域存在着0.5 a尺度的轻旱,1 a尺度的中旱,3 a尺度的重旱和10 a尺度的特旱;平均干旱强度的年际波动周期特征中,有平均超过65%的贡献来自于3.25-4 a左右的干旱周期波动,而平均超过14%的贡献来自于5.78-6.5 a左右的干旱周期波动;总体来看,宁夏中部干旱带的干旱趋势处于增强态势,且具有长程依赖性,即未来还将持续干旱,但不同季节的干旱趋势特征又表现出一定的差异。

宁夏干旱区3种典型植物群落根系和土壤水分的空间特征

以宁夏回族自治区平罗县西大滩的草本型、灌草型和乔草型3种植物群落为研究对象，测定了各群落中不同微生境区位（冠盖区、过渡区和空旷区）的表层土壤稳渗率，土壤密度、植物根系生物量密度和土壤含水率的垂直分布（0～10、10～30、30～60、60～100和100～150cm梯度层）：结果表明：表层土壤稳渗率在各群落中从空旷区向冠盖区不断增大，植物生长能显著提高土壤稳渗率；各群落中相应区位表层土壤稳渗率也存在差异，其中，受植物生长影响较小的空旷区的稳渗率在乔草型群落最大，草本型群落次之，灌草型群落最小，但未达到显著水平；各群落内有较好荫蔽条件的冠盖区0～10cm土壤表浅层中细根密度最高，但过渡区与空旷区细根密度最高的土层埋深下移；采样期间，各群落冠盖区下层土壤均出现不同程度的逆含水率梯度，草本型群落最明显，乔草型群落最弱。

生态脆弱区土地利用格局变化及其环境效应——以宁夏回族自治区中部干旱带为例

基于遥感、GIS技术、景观生态学及层次分析方法,以宁夏回族自治区中部干旱带为研究区,利用1978年MSS以及1987,1996,2007年的TM/ETM遥感影像为数据源,对该区域近30a来土地利用格局变化及环境效应进行了分析。结果表明,30a来该区耕地和建设用地有不同程度的增加,新增耕地主要来自未利用土地和草地,建设用地面积的增加主要来源于耕地和未利用土地;耕地和未利用土地向林地、草地转化是林地和草地面积增加的主要来源。由于受人类活动的干扰,研究区土地利用景观结构发生了较大变化,土地利用格局变化产生了景观破碎化,景观异质性增加,生态环境退化等生态效应。但20世纪90年代中后期以来,在以还林还草、禁牧及水利等综合治理工程为核心的生态环境治理措施调控下,土地利用结构得以调整,植被覆盖增加,区域生态环境质量逐步得以改善。

宁夏中部干旱带生态环境现状与发展策略研究

在实地考察调研的基础上,结合宁夏中部干旱带生态现状,阐述了其人口分布特征、人口素质对乡村农业、经济结构的影响,对不同影响因素的作用进行了分析.结果表明,相关因素对退耕还林工程生态环境效益的发挥有很大作用.应进一步改善区域生态环境,加强环境保护,加快培养特色林业产业,有效促进农民增收,在建立生态效益补偿机制的基础上加快发展劳务产业,促进退耕工程理智进行和生态环境效益的长期发挥.

生态脆弱区土地利用时空格局变化分析——以宁夏中部干旱带为例

利用1978年MSS及1987、1996和2007年Landsat TM/ETM遥感影像,借助GIS技术,对宁夏中部干旱带土地利用时空演变格局进行了分析.结果表明,1978～2007年,城镇用地增加最显著.变化率达58.03%;耕地面积变化率为1.61%,林地、草地、水域、未利用土地和沙地总体上呈减少趋势,变化率分别为-1.08%,-0.06%,-0.52%,-0.76%.,-1.34%.近30 a间,在自然与人类活动的共同作用下,各土地利用类型重心在空间上均有所迁移.总体上耕地、草地、城镇用地和水域重心向西南方向迁移;林地、未利用地基本向西北方向迁移;而沙地重心趋于向东南方向迁移.土地利用呈现衰退迹象.

宁夏中部灌水量对豆—禾牧草混播的影响

研究了紫花苜蓿(Medicago sativa)和沙打旺(Astragalus adsurgens)分别与无芒雀麦(Aromus inermis)、披碱草(Elymus dahuricus)和扁穗冰草(Agropyron cristatu)在宁夏中部半干旱带3种水分处理条件下混播产量表现和种间竞争关系。两年的试验结果表明,紫花苜蓿与禾本科牧草混播产量只有在中水条件(T2)下略低于苜蓿单播产量,在其他两个处理均高于单播产量;沙打旺与3种禾草混播后的产量均高于其单播产量。在2011年及2012年高水条件下(T3)紫花苜蓿单播产量显著高于沙打旺(P<0.05),而在2012年低水(T1)条件下显著低于沙打旺。2011年及2012年第1次刈割,中(T2)、高水条件下紫花苜蓿与禾本牧草混播产量低于于单播产量,但在低水条件下高于单播产量;2012年第2次刈割,中、高水条件下沙打旺与禾本科牧草混播后的产量高于单播产量;而第3刈割时沙打旺与禾本科牧草混播产量在高水分条件下略低于单播产量,在中、低水分处理高于单播产量。紫花苜蓿×禾草混播组合中苜蓿占压倒性优势地位,而沙打旺×禾草混播中禾草比例、竞争力及株高随着时间的延续呈稳定的趋势,并且禾草与沙打旺混播的相对总产量RYT>1的混播组合多于禾草与紫花苜蓿混播组合。以上结果说明,在宁夏中部半干旱带有灌溉条件下禾本科牧草与沙打旺混播草地不同物种生长较为均衡,豆科对禾本科牧草压制程度低,混播草地可以持续发展,有较好产量效应。

宁夏中部干旱带土地利用变化及驱动力分析

利用1978年MSS、1987年、1996年及2007年TM遥感影像,借助遥感和GIS技术及相关分析、主成分分析方法,对宁夏中部干旱带1978-2007年土地利用变化及驱动力进行了分析。结果表明:1978-2007年耕地、城镇用地面积快速增加,沙地面积减少了281 682hm2。草地以年均0.17%的速率不断增加,林地面积减少了近3万hm2。土地利用系统无序化程度增加,土地利用利用结构复杂性和多样性增大。人口、经济、产业结构、农业生产、投入、富裕程度、政策和自然因素是驱动研究区土地利用变化的主要因素,其中,人口作为社会经济活动的主体,对土地利用变化起着推动作用。

宁夏中部干旱带压砂西瓜田主要杂草的消长动态及生态位

对宁夏中部干旱带压砂西瓜田杂草进行系统调查,计算该区域压砂地37种常见杂草的重要值,研究10种主要杂草的消长动态,并计测它们的生态位宽度和生态位重叠值。结果表明:蒺藜、打碗花、银灰旋花、碱蓬、刺蓬、灰绿藜、地梢瓜、山苦荬、地锦草、狗尾草等杂草的实际生态位宽度值均在0.5以上,它们是该地区草坪的主要杂草。这10种杂草间的生态位重叠值大,说明它们对环境条件的要求也比较接近。

宁夏地区中南部干旱区域林草植被生态需水量研究

以宁夏地区中南部干旱区域气象资料、植被分布、水资源状况等为依据,估算了现有林、草地生长季的最小和适宜生态需水量,并对降雨消耗性及径流消耗性林草地生态需水量进行了降水资源平衡分析。研究结果表明：（1）位于南部山区、年均降雨量在350~550mm之间的隆德和泾原县降雨消耗性林、草地最小和适宜生态需水量均能依靠降水得以满足,林草植被生长状况良好。（2）位于南部山区、年均降雨量在350mm左右的彭阳县和原州区,降雨能够满足林、草地最小生态需水量的需求,而适宜生态需水量不能得到满足。因此,该区域要合理考虑林草地种植结构。（3）年均降雨量在175~280mm,位于中部干旱带的海原、盐池和同心县以及南部山区的西吉县降雨消耗性林、草地最小和适宜生态需水量均不能得到满足。该区域不宜于大面积发展林草业。