Institutional Repository of Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS
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Population distribution and habitat suitability assessment of Marco Polo sheep in Taxkorgan Nature Reserve in Xinjiang
马可波罗盘羊(Ovis ammon polii) 是帕米尔高原的代表性物种,开展其种群生存现状调查和生境适宜性评价对于该物种的保护与管理具有重要意义。作者应用地图样带法于 2017-2018 年夏季(6-8 月) 和冬季(11 月) 在新疆塔什库尔干野生动物自然保护区沿沟谷随机布设 16 条样线,总调查面积 1236.48 km2, 调查并计算了马可波罗盘羊的种群分布与数量。 结果显示,萨热吉勒尕、色日克塔什、 卡拉其古、卡拉吉勒嘎、皮斯岭和赞坎等沟谷是保护区内马可波罗盘羊的主要分布区域。萨热吉勒尕和色日克塔什在夏季和冬季均是保护区内盘羊分布最密集的区域。 作者估算马可波罗盘羊种群数量夏季为(1278±569) 只,冬季为(1815±827) 只。集群大小在 2-98 只之间,平均群大小为(14.54±1.33) 只/群。夏季雌雄性比为 3.09﹕1,冬季雌雄性比为 3.83﹕1。 结果表明马可波罗盘羊分布区范围与前人调查结果几乎一致, 盘羊分布较为聚集, 种群数量比 10 年前略微增多。基于种群分布调查获取的盘羊位点数据,建立马可波罗盘羊生境信息数据库,综合考虑海拔、 植被、地形等 6 个影响马可波罗盘羊生境选择的自然因子,以及道路、 牧场和居民点 3 个人为因子,借助 ArcGIS 10.2 和 Fragstats 4.2.1,构建生境适宜性指数模型并计算生境斑块的景观指数, 分析评价了马可波罗盘羊的生境适宜性及其季节变化特征。结果表明:保护区内马可波罗盘羊夏季潜在适宜生境面积为 2127.19 km2,冬季为 1915.70 km2。保护区西北部的马可波罗盘羊实际分布区内,夏季潜在适宜生境面积为 1095.48 km2,冬季为 1072.82 km2,马可波罗盘羊适宜生境集中分布于保护区内该物种实际分布区。受人为干扰,保护区内马可波罗盘羊夏季和冬季适宜生境丧失率分别为 18.43%和 17.14%,实际分布区内适宜生境丧失率分别为 33.65%和 28.58%,表明实际分布区受人类活动影响较大,应予以重点保护。总体而言, 限制马可波罗盘羊生存的关键影响因子是国道 314 和放牧活动。景观破碎化指数表明适宜马可波罗盘羊生存的优质生境斑块少之又少, 破碎化严重,这在相当程度上限制了其对资源的可利用性和选择性。基于以上研究结果,作者提出实施生态补偿机制, 建设生态廊道,限制放牧以及合理调整保护区功能区等措施, 促进马可波罗盘羊种群健康发展
APPLICATION OF WEIGHTS-OF-EVIDENCE METHOD TO MINERAL PROSPECTIVITY MAPPING OF COPPER DEPOSITS IN THE WEST PART OF DANANHU-TOUSUQUAN ISLAND ARC, XINJIANG, NW CHINA
地理信息系统(GIS) 为地质、地球物理和地球化学研究的决策提供了定量分析和空间参考信息集成的工具。矿产勘探制图(MPM)是地学研究的一个重要领域,利用 GIS 技术代替传统的测绘方法基本上具有很大的优势。 目前矿产远景预测(MPM)制图主要是基于数据驱动法和基于知识驱动法两种方法去设计证据权重和结合各种权重制图。 本文应用证据权重法对新疆西北部大南湖-头苏泉岛弧西部铜矿产状进行了预测。 证据权重法结合了不同数据源的空间数据来描述和分析交互作用,为决策者提供支持并建立预测模型。 本工作以“证据权法在新疆大南湖-头苏泉岛弧带西段成矿预测中的应用研究” 为课题,开展了如下研究:1. 分析了铜、金、银、钼、铅、锌元素的分布特征及地球物理(地磁、重力)资料。我们利用变差函数公式对所有这些数据进行了空间分析和克里格法。2. 在 GIS 平台上建立了研究区地质数据库。对断裂、密度、断裂方向、断裂距离、侵入岩、变质岩、堤防、沉积岩等进行了空间分析,定量估计了这些信息与铜矿床的关系。 我们得到了主要影响因素和次要影响因素。根据主要影响因素和次要影响因素,建立了成矿预测模型。在证据权模型中讨论了条件独立性的影响。利用证据加权技术进行矿产找矿的结果以后验概率图表示
A REMOTE SENSING APPROACH FOR STRUCTURAL AND LITHOLOGICAL MAPPING IN THE PAMIR MOUNTAINS
此研究对遥感技术和遥感影像在帕米尔高原东南部 Alichur 地区地质测绘的应用前景进行了评估。 Alichur 地区位于塔吉克斯坦东南部的帕米尔地区。从地质学角度来看,它位于帕米尔高原的东南部与西南部的交界地带, 在这里, 西南、 二叠系和侏罗纪沉积序列的前寒武纪变质岩被多个多期深成岩体侵入, 如Bazardara 和 Alichur。由于该地区难以到达,山区的岩性,构造线以及蚀变带的绘图一直是一个难题。 现有地质图中岩性边界和构造细节的准确性有待提高。线性检测和制图是结构地质调查的重要组成部分。它还广泛用于其他不同的研究,包括矿物勘探,水文地质和风险评估。 利用 Landsat、 Sentinel 等具有中、高空间分辨率的光学遥感数据和雷达遥感数据,通过先进的遥感技术将这些数据应用于构造线测绘,具有重要的应用价值。 然而,这些多分辨率数据的结果因空间分辨率和土壤占用敏感性的不同而不同。提取的线条的准确性和质量很大程度上取决于图像的空间分辨率。因此,本研究旨在研究一种适用于具有半干旱和高地特征的研究区域的岩性测绘和线性提取方法。首先,我们测试了 Landsat 8 OLI 数据在帕米尔东南部岩性填图中的潜力。利用 landsat8 OLI 卫星数据和图像增强技术,对研究区岩性单元进行了识别。这些方法包括光谱增强,如独立成分分析(ICA),波段比率和假色成分(FCC)。应用光谱增强技术以提取初始岩性信息,其表明了来自陆源和碳酸盐沉积演替的花岗岩的明显区分。 FCC 图像(OLI 波段 6,7 和 5),色比合成图像(OLI 6/5, OLI(7x5) / 7 和 OLI 6/7),以及独立组件的彩色复合(IC6, IC3,IC4)红色,绿色和蓝色分别被发现为岩性信息对比度更高的组合,并被用作监督分类中的输入数据。最大似然分类对结果图像进行分类。通过现场观察验证的结果表明,可以区分和描绘不同类型的花岗岩类,陆源岩和碳质岩,从而保证地质图的收缩具有更好的准确性。本研究的第二个目的是比较光学 Landsat-8、 Sentinel-2A 和雷达 Sentinel-1A卫星数据,用于自动提取轮廓线。该方法的框架包括结合边缘检测和线性连接算法,确定自动提取线性图像的最优参数,并从研究区适合线性图像映射的光学数据中确定合适的波段。为了验证结果,将提取的线形与人工获取的线形进行对比,通过方向滤波和边缘增强技术,并与研究区现有地质图进行数字化处理后的线形进行对比。此外, 利用数字高程模型(DEM)进行精度评估,并进行了现场验证。结果表明,自动提取的轮廓线、人工解释和已有的轮廓线图之间的相关性最好。实验表明,本研究使用的雷达数据分别从 VH 和 VV 分量中提取 5872 条和 5865 条轮廓线,比 Landsat OLI 和 Sentinel 2A 光学成像提取 2338 条和 4745 条轮廓线更有效地进行结构轮廓线测绘
OXIDATIVE DEFENSE SYSTEM AND PHYSIO-BIOCHEMICAL RESPONSES OF QUINOA (CHENOPODIUM QUINOA WILLD.) TO EXOGENOUS HYDROGEN PEROXIDE UNDER WATERDEFICIT CONDITIONS
干旱是严重限制作物生产的主要非生物胁迫因素。最近的气候变化情景研究结果显示,全球变暖会导致缺水地区的干旱和盐胁迫风险增加,从而加剧了对农作物生产的威胁。与此同时,到 2050 年要养活 93 亿人,对农业科学家来说是一个巨大的挑战,缺水条件下如何提高农作物产量成为农业科技工作者攻克的热点问题。其中,为适应未来气候变化,选择合适的农作物品种是现有的粮食生产系统中的一种可行性选择。藜麦是一种极具营养价值的粮食作物,且具有耐旱等忍受恶劣环境条件的潜力。本研究选择藜麦为主要对象,通过施用外源 H2O2,采用四种藜麦基因型(Colorado-407D, IESP, 2-Want 和 Pichaman)作为实验对象,进行了一系列实验,评估了藜麦对干旱胁迫的响应和耐受性。在初步实验和文献综述的基础上,该实验选择干旱处理(范围; 30-50%PWHC)和用于种子引发(80 mM) ,土壤浸润(20mM)和叶面处理(15mM)的不同浓度 H2O2用于详细研究。在第一个实验中,评估了干旱胁迫下不同的过氧化氢施用方法,发现叶面喷雾(15mM)有效减轻干旱对藜麦的有害影响;在第二个实验中,我们研究了对干旱和 H2O2应用的基因型反应。根据我们的研究结果,将基因型分为高耐受性(2-Want- IESP) 、中等耐受性 (Colorado-407D) 和干旱敏感性 (Pichaman) 。在第三个实验中,使用了 H2O2种子引发和叶面施用方法的组合,研究结果表明,施用外源 H2O2(种子引发+叶面喷施)增加了 Pichaman(敏感基因型)的耐旱性。藜麦是一种盐生植物,因此,我们进一步研究调查了 H2O2在干旱和盐胁迫下的作用。研究结果表明,藜麦在盐和干旱同时胁迫下,施用外源 H2O2可以有效提升藜麦作物的抗逆性。由于藜麦的生长和产量在干旱胁迫下减少,并且这种减少归因于较低的气体交换、降低的光合活性和增加的 ROS 生产,这加速了氧化损伤。然而,外源 H2O2可以有效缓解干旱胁迫下的氧化损伤,并显着改善藜麦的表现。在干旱胁迫下, H2O2对藜麦生长的改善与气体交换属性增加有关,包括(气孔导度,蒸腾作用和光合用,通过有机物(脯氨酸, TSS, TSP, GB)和无机物(K+)的更高积累改善渗透调节。 (Mg+, Ca2+)渗透物 ABA 调节和通过显着的抗氧化活性(SOD, POD, CAT, APX, GPX, PAL, PPO 和 AsA)有效清除ROS 有助于减少氧化损伤。主成分分析表明,脯氨酸、 SOD、 TSP、叶绿素总量、 MSI、 RWC 等生理生化性状与籽粒产量呈较强的正相关关系,叶面施 H2O2对籽粒产量的贡献远大于种子引施和土壤淋施。总之,可以选择叶面施 H2O2 (15mM) 来改善藜麦的渗透调节和抗氧化系统,即使是在干旱和盐胁迫环境下,也可以提高藜麦对干旱胁迫的耐受性。此外,本研究还表明,筛选出的抗旱基因型也可广泛应用于其他干旱缺水地区
Effect of different restoration methods on the restoration of degraded plant communities in Bogda World Nature Heritage Site
为恢复博格达世界自然遗产地不同类型生态受损区退化植被恢复, 研究了禁牧、 覆土、 框格客土绿化 3 种生态恢复重建措施对不同样地植物群落特征、 生物多样性、 土壤 pH 及养分含量、 草地径流系数的影响。 采用以“空间代时间” 的方法, 分析了不同生态恢复重建措施的恢复效果, 以期为不同类型生态受损区植被生态恢复重建措施提供理论依据和技术支撑。 主要研究结果如下:(1) 禁牧 7a, 退化草地植被盖度、 高度、 地上生物量有明显恢复; 禁牧区草地植物群落的 Margarlef 指数、 Shannon-Wiener 指数和 Simpson 指数都有所提升, 而 Pielou、 Altalo 指数小于放牧区; 禁牧对土壤理化性质也会产生积极影响,禁牧区草地土壤 pH 值减小, 表层土壤有机质、 全氮、 速效氮含量增加; 不同样地径流小区草地径流系数随坡度增大而增大, 禁牧区草地径流系数显著小于放牧区(P<0.05)。 植被和土壤的恢复能有效减缓降雨对地表的侵蚀作用, 很大程度减少地表径流。 禁牧措施可增加草地水土保持功能, 缓解对河道的冲刷作用, 对退化草地生态恢复具有重要意义。(2) 覆土措施能够促进河滩退化草地植被的恢复, 随着覆土厚度的增加,草地植物群落盖度、 高度、 地上生物量、 物种多样性也呈增加趋势; 不同覆土厚度样地草地群落地上生物量与 Shannon-Wiener 多样性指数呈显著正相关(P<0.01)。 综合分析, 相同补播条件下, 覆土 16 cm 是河滩区受损草地植被恢复的适宜土壤厚度。(3) 框格客土绿化样地草本植被群落的盖度、 高度、 地上生物量显著增加;框格客土绿化措施对草本植被群落物种多样性恢复也具有促进作用, 草本植被群落 Margalef 指数、 Shannon-Wiener 指数、 Simpson 指数和 Pielou 指数均有不同程度的提升。 滑坡区受损植被群落虽短时间内不能恢复至原先状态, 但框格客土绿化措施能预防滑坡灾害的再次发生, 有效促进受损植被群落恢复, 并提升遗产地水土保持功能和整体的景观效果
Effects of degradable plastic film on soil environment and crop growth in arid areas
覆膜技术在干旱半干旱地区的农业生产活动中被广泛使用。新疆是水资源缺乏地区, 同时也是残膜污染最严重的地区之一, 而使用可降解地膜能在一定程度上缓解残膜污染。为探明在农业生产活动中使用生物可降解地膜替代普通聚乙烯塑料地膜的可行性, 解决残膜污染问题, 本研究在干旱区进行田间试验, 以裸地栽培为对照, 对比研究使用塑料地膜、 两种颜色全生物可降解地膜的效果, 探究了不同覆膜方式对土壤环境和作物生长的影响。并利用不同气候情景模式下的数据驱动 DeNitrification-DeComposition(DNDC) 模型, 模拟预测在未来气候条件下作物生物量的变化情况, 并分析了覆膜技术在未来气候条件下的适应性, 为干旱区农业生产管理以及全生物可降解地膜的推广应用提供科学依据。主要结论如下:(1) 可降解地膜的降解速率明显快于塑料地膜。 透明和黑色的可降解地膜在铺设后的 60 天内保持较完整的形态, 140 天后降解较为充分; 而塑料地膜在覆膜后 90 天后出现细小裂纹, 140 天后依然保持较为完整的形态。(2) 农田土壤中的微塑料含量随种植年限增加。 其中使用塑料地膜时土壤中微塑料含量增加速率显著大于使用可降解地膜和裸地, 而且粒径较小的微塑料含量增速较快。(3) 覆膜对土壤环境产生了多方面的影响。 首先, 三种覆膜都提高了土壤温度和土壤含水量, 但可降解地膜的效果随着时间推移而减弱。 其次, 覆膜对土壤中的多种元素含量和酶活性产生了影响。 总体上, 使用塑料地膜和两种可降解地膜时, 土壤中的碳、 氮含量, 酶活性均无显著差异。 四种处理下, 土壤总有机碳、 轻组有机碳、 土颗粒碳含量差异不显著(P>0.05) ; 土壤微生物量碳含量与土壤酶活性存在正相关。 三种覆膜处理和裸地处理相比, 土壤全氮、 硝态氮、 铵态氮含量降低(P0.05) , 随着种植年限增加, 各种酶的活性也逐渐增加, 最终达到显著水平(P<0.05) 。 使用覆膜与裸地相比能一定程度上改变土壤中盐分含量, 对土壤的 pH 值和电导率影响较小。(4) 使用塑料地膜和可降解地膜均能显著提升玉米的株高、 茎粗、 叶面积以及生物量, 但是三种覆膜之间的株高、 茎粗、 叶面积、 生物量差异不显著。(5) 经过率定后的 DNDC 模型能较好的模拟覆膜和不覆膜情况下玉米和棉花生物量的变化情况, 在该地区适用性较好。 利用三种不同气候情景模式下的气温、 降水、 大气二氧化碳浓度等数据驱动 DNDC 模型, 对未来气候情景模式下玉米和棉花的生物量进行模拟, 模拟结果显示: 和基准气候模式相比, 玉米的生物量在-6.5%-10.3%之间波动, 棉花在-8.7%-180.1%之间波动。 多模式集和平均条件下, 玉米生物量提高 0.2%-1.5%, 棉花生物量提高 18.6%-33.7%, 说明未来气候条件可能是有利于玉米和棉花生物量的提高, 棉花提高的幅度更大。 种植玉米时, 覆膜对生物量的提高幅度小于裸地, 而种植棉花时, 覆膜对生物量的提高幅度大于裸地。(6) 利用灰色关联分析法对不同的覆膜技术进行综合效益评价得出: 短期内塑料地膜的使用效果优于可降解地膜, 长期使用时, 可降解地膜的效果优于塑料地膜。综上所述, 可降解地膜在对土壤环境、 作物生长、 生物量累积等方面的影响相比塑料地膜没有明显差异, 因此在干旱区使用全生物可降解地膜替代塑料地膜具有可行性, 并且有利于保护环境、 有利于农业可持续发展。 同时, 覆膜技术在未来气候条件下依然具有较好的适用性,长远来看,可降解地膜具有更大的优势
The contamination level of Antibiotic Resistance Genes in constructed wetlands of the Bosten Lake, Xinjiang
博斯腾湖是中国四大集中产苇区之一, 沼泽芦苇生长茂密,人工湿地众多。人工湿地是一个综合的生态系统,它利用生态系统中物种共生和物质循环再生等原理, 在遵循结构与功能协调原则下, 能够充分发挥净化污染和物质资源化的潜力, 获得污水处理与资源化的双重效益。本研究通过在博湖人工湿地各级处理池采样,分析其水体和沉积物中的抗生素浓度和耐药基因(ARGs)丰度,揭示博湖人工湿地的处理效果。 同时, 探究了自然水体中盐度对废水中抗生素、细菌群落结构和耐药基因的影响。 最后, 通过室内模拟实验, 研究了博湖人工湿地采集的藻菌生物膜的钙化除砷效果以及因此导致的藻菌生物膜中耐药基因和细菌群落结构的变化。本研究的主要结论有:(1) 湿地多级处理池抗生素总去除率为 78.7%,大部分耐药基因的去除率大于 80.6%,变形菌门和厚壁菌门是水样及沉积物样品中的优势菌群,综上所述,研究区湿地多级处理池对目标抗生素类污染物和耐药基因有较好的去除效果。(2) 研究发现盐度对 SMX 的含量有所影响, SMX 的去除可能是光催化降解与微生物降解共同作用,高盐度会使一些细菌致死从而影响细菌群落结构,也会抑制光降解催化效率,本实验研究得出盐度越高, SMX 的浓度越高。增加盐度可以有效地减少废水中的耐药基因丰度,随着盐度的变化,渗透脆性导致一些菌群随着盐度的增加而减少,细菌群落发生了显著变化。高盐度水体可能会抑制一些携带耐药基因的细菌的生长,从而降低耐药基因的丰度。人类活动较多的区域中抗生素和耐药基因的相对丰度更大,说明人类活动是抗生素和耐药基因污染与传播的重要途径。(3) 在砷胁迫下,生物膜的光合作用受到一定程度的抑制,导致 Ca2+沉淀速率减缓。生物膜可以通过钙化作用抑制砷的迁移,在利用生物膜的钙化能力除砷的实验中, 不加入 Ca2+时,不同砷浓度(1 mg/L 和 50 mg/L)实验组的去除率分别为 42.89%和 61.64%, 加入 Ca2+时,不同砷浓度(1 mg/L 和 50 mg/L)实验组的去除率分别为 48.11%和 60.97%,说明 Ca2+的加入并不能显著提高砷的去除率,但是会加强生物膜去除砷的稳定性,不易二次释放。砷的浓度会导致耐药基因丰度的变化。加入低浓度 As 时会对耐药基因起到促进作用,加入高浓度 As 时会对耐药基因产生抑制作用
Study on Biochar Characteristics of Halophytes and its Application of Acid Soil Improvement
新疆是中国最大盐土分布区,其盐生植物资源极为丰富且具有较强的吸盐与聚盐能力。为了解不同盐生植物所制备生物炭特性差异,评价其在酸性土壤改良等农业领域的应用价值。本研究共选取盐地碱蓬(Suaeda salsa)、盐角草(Salicornia europaea)、高碱蓬(Suaeda altissima)、野榆钱菠菜(Atripex aucheriMoq.)、盐穗木(Halostachys caspica) 5 种盐生植物为研究对象。 为了解不同原材料之间生物炭特性的差异,在马弗炉中于 500℃温度下炭化这 5 种盐生植物制备生物炭,通过理化性质分析来探讨盐生植物原材料对生物炭特性差异的影响;以盐地碱蓬(Suaeda salsa)、盐角草(Salicornia europaea) 为原材料研究不同炭化温度、不同炭化时间制备生物炭特性差异;再通过对比高碱蓬(Suaedaaltissima)、野榆钱菠菜(Atripex aucheri Moq.)、盐穗木(Halostachys caspica)在秸秆状态和粉碎状态下炭化制备生物炭研究不同预处理对生物炭特性的影响;另外通过土培实验研究不同生物炭、不同添加量对酸性土壤特性及作物生长的影响。以期为盐生植物炭在改良酸性土壤及炭化原材料、 炭化工艺选择等方面提供基础数据及新的参考, 获得以下主要研究结果:(1) 生物炭产率与原材料灰分含量显著正相关,而与木质素含量负相关。原材料物质组成决定生物炭的物质组成。 5 种盐生植物炭灰分含量为 20.22%-68.37%,比原材料生物质灰分增加 67.23%-169.32%。除盐角草炭的全碳含量降低了 9.01%外,其他 4 种植物均有所增加,其中野榆钱菠菜炭最高达 65.16%。 盐角草炭的产率(49.99%)、灰分(68.37%)、盐基离子、全量氮磷钾含量明显较高于其他植物,在生物炭选用方面应优先考虑。本研究为盐生植物炭在改良酸性土壤、炭化原材料选择等方面提供基础数据及新的参考。(2) 随着炭化温度的升高,生物炭 pH、 EC、灰分含量增加,生物炭的产量降低。高温>400℃炭化条件下生物炭水溶性 Ca2+、 Mg2+会发生固结作用,含量降低。生物炭中 C、 N 含量由于燃烧和挥发的原因随温度的升高而降低,而 K、P 含量随温度的升高而增加。随着炭化时间的增加, pH、 EC 及灰分含量逐渐升高,碳含量逐渐降低,主要是由于持续炭化生物炭灰化所致,并因此增加了生物炭水溶性离子。本研究中当炭化时间为 2h 时,生物炭产率最高,某些理化特性同样出现极值。考虑制备成本及生物炭稳定性,炭化时间 2h 为最适宜的炭化时间。(3) 粉碎状态下制备的生物炭产率、灰分含量、 pH、 EC 值高于秸秆状态下制备的生物炭。在 300-600℃范围,随着温度的增加两者特性差异逐渐减小。 粉碎状态下制备的生物炭 Mg2+、 K+、 Na+含量及阳离子含量总量显著高于秸秆状态下制备的生物炭(P<0.05), 并且随着温度的增加两者特性差异逐渐减小。(4) 添加 0.2%盐生植物炭,豌豆生物量有所增加;添加量≥0.4%抑制豌豆生长,主要由于盐分胁迫导致。添加盐角草制备的生物炭能够有效增加 pH、 EC值, pH 最高增加了 0.36,并且随着添加量的增加, EC 值逐渐增加;添加盐地碱蓬炭,添加量<0.8%时,土壤 pH 低于对照处理,随着添加量的增加, pH 逐渐增加,在添加量为 0.8%, pH 增加了 0.35。添加盐生植物炭能够速效增加土壤水溶性离子含量,并且随着添加量的增加,逐渐增加,不同盐生植物炭对土壤水溶性离子含量影响效果不同。添加盐生植物炭能够增加酸性土壤有机碳、速效磷及速效钾含量,并且随着添加量的增加,含量逐渐增加;对铵态氮、硝态氮的影响不显著
Rural development level classification and development path in oasis field of Xinjiang
乡村发展问题已然成为我国区域发展过程中面对的主要问题,事关乡村农牧民生活福祉、社会和谐稳定与国家的长治久安。中国国土偌大,东西、南北差异悬殊,在乡村振兴战略提出的大背景下,我国需要立足西北干旱区绿洲经济系统的乡村发展研究。鉴于此,本研究梳理了国内外已有的乡村研究成果,确立了研究的理论框架,从新疆维吾尔自治区实际出发,运用定量与定性相结合的方法,在借鉴相关研究的基础上,确立了乡村发展评价指标体系;基于 2016 年统计数据和实地调研情况,量化了新疆各县市单元乡村的发展情况,对新疆乡村进行了发展水平类型划分;总结了制约新疆乡村发展的主要因素,根据发展现状和制约因素并提出了未来的发展路径。具体结论主要有:(1)国内外研究进展上, 西方发达国家的乡村研究重点主要集中在乡村多功能主义、网络发展理论和内生发展理论上;我国乡村发展研究则主要表现在服务国家的大政方针和区域发展战略。(2)新疆县域经济水平及农村居民生产生活水平普遍低于同期全国水平,有一半以上的县市,农村居民的可支配收入不及全国平均水平;农村居民兼业化程度低,部分区域甚至不存在农民兼业化现象。新疆乡村综合发展水平区域差异显著,阿克苏、喀什、和田地区乡村综合发展水平相似,普遍较低, 乡村综合发展水平较高的区域主要集中在天山北坡经济带上。(3) 绿洲经济的局限性和基础设施欠缺, 制约着新疆维吾尔自治区的乡村发展。论文利用计量经济学模型定量分析得出,乡村特征因素及人口因素对乡村发展有重要的影响,其中人口出生率对乡村发展有显著的负面影响作用,而人均耕地面积,人均固定资产投资则对乡村发展有显著的正面影响。(4)本研究将新疆乡村划分成三种类型,高水平专业化发展型、中等水平探索发展型、低水平孤立发展型,并针对其发展的主要制约因素,提出了差异化的发展路径。专业化发展型乡村应优化地方产业结构,推进城乡融合发展;探索发展型乡村应积极培育特色产业形成龙头企业,打造品牌经济,因地制宜推进城镇化建设;孤立发展型乡村应继续增加基础设施建设,同时着力发展教育事业,引导人们发展特色手工业
Water use efficiency and ecological adaptation strategies of plant in shelterbelt and natural communities in south fringe Taklamakan Desert, China
干旱区植物的生长和生存主要受水分限制,防护林是干旱区绿洲得以稳定存在的生态屏障,滴灌方式对防护林植物进行水分补给是维持人工生态屏障稳定性的重要手段。本研究通过测定塔克拉玛干沙漠南缘滴灌防护林多枝多枝柽柳和自然群落多枝柽柳、沙拐枣、花花柴和骆驼刺的气体交换参数、稳定性碳同位素值、土壤和植物养分含量等指标,对比分析不同水分条件下两个群落植物的光合特征、水分利用效率及生态化学计量特征,研究不同生境下防护林和自然群落植物的水分利用模式和环境适应机制,为保护和恢复干旱区自然生态系统、维护荒漠绿洲防护林体系的稳定性提供科学理论依据和数据支持。初步研究结果如下:(1)自然群落多枝柽柳清晨和正午水势明显低于滴灌群落多枝多枝柽柳,表明其遭受到严重的水分胁迫;长期的灌溉改变了土壤的水分和盐分含量, 使得滴灌群落各点 0 – 40 cm 范围内土壤中有机碳(SOC)、 全氮(TN)和全磷(TP)含量波动较大,间接导致滴灌群落多枝柽柳叶片碳(C)、和磷(P)含量均高于自然群落多枝柽柳,这与人为灌溉加速了土壤表层凋落物的分解和生物化学循环,有助于土壤中养分的积累有关; 自然群落表层土壤的 SOC、 TN 和 TP 含量较高;同时自然群落中多枝柽柳相比于滴灌群落多枝柽柳叶片有较高的 C/N 和 C/P 值, 两个不同群落中多枝柽柳 N/P > 16,环境条件的差异导致两个不同群落的养分利用策略不同,两个群落的多枝柽柳在生长发育过程中均受 P 元素的限制。(2)滴灌群落多枝柽柳净光合速率(A)、气孔导度(gs)、胞间 CO2 浓度(Ci)、 最大光合速率(Amax)和瞬时水分利用效率均明显低于自然群落多枝柽柳, 说明自然群落多枝柽柳的光合能力较强。相比于拥有较好水分条件的滴灌群落,长期的干旱胁迫使得自然群落多枝柽柳瞬时水分利用效率较高。滴灌群落多枝柽柳的稳定碳同位素值(δ13C)-26.53%比自然群落多枝柽柳的 δ13C 值-24.88%偏正, 表明滴灌群落多枝柽柳在长期咸水灌溉造成的盐分胁迫下拥有较高的长期水分利用效率。自然群落沙拐枣较高的长期水分利用效率与其为 C4 植物有关。(3)滴灌群落和自然群落多枝柽柳叶片氮(N)含量均与长期水分利用效率显著负相关,说明在盐分和水分胁迫条件下两个群落植物氮的利用能力下降而长期水分效率增强。受盐分和水分胁迫影响, 滴灌和自然群落多枝柽柳根系分布较深,无法有效利用浅层土壤中的 P 元素。 滴灌和自然群落多枝柽柳水分-养分之间的耦合效应以应对盐分和水分的胁迫。总之,现行的灌溉模式虽能提供防护林植物生长所需水分,但土壤盐分的积累可能会影响防护林体系的长期稳定性