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干旱区绿洲农田土壤水分自动观测数据修订: 2025年; 基于2011年3月−2022年7月武威荒漠生态与农业气象试验站作物生长阶段0−50cm深度土壤重量含水率数据,利用等值线图分析干旱区农田自动观测和人工观测的土壤水分时空分布,通过均方根误差(RMSE)、绝对误差(E)和相对误差(RE)等统计指标对比两者的差异及相关性,明确不同测定方法土壤水分动态变化特征,并由回归方程修订自动观测土壤水分数据。结果表明:自动观测和人工观测土壤水分的时空变化存在一定的差异性,但总体变化趋势大致相同,自动观测土壤重量含水率较人工观测偏低,其平均绝对误差为2.4个百分点;从各土层来看,多年观测的平均土壤重量含水率在0−10cm土层差值最大,10−40cm土层的土壤重量含水率绝对误差小于5个百分点的频率均能达到80%以上,40−50cm土层两种方式观测的土壤重量含水率绝对误差小于5个百分点的频率为73.3%;多年观测的平均土壤重量含水率在20−30cm土层误差值最小。对自动观测的土壤水分数据进行修订后,各土层土壤重量含水率绝对误差小于5个百分点的频率均达到80%以上,提高了干旱区农业气象自动化监测数据的准确性,可进一步为农田土壤水分干旱预警及监测提供一定技术支撑和理论依据。; 张鹏李兴宇丁文魁齐月; 关键词：土壤水分

高寒绿洲农田健康关键限制因子识别: 2025年; 高寒绿洲农田是青藏高原社会经济重要组成部分,是建设国家高原生态屏障的重要支撑。但是在资源开发与经济驱动双重胁迫下,高寒绿洲农田健康压力剧增,急需识别其关键限制因子,为科学保护农田健康系统奠定基础。以青海省德令哈市为研究区,根据已有研究文献,结合研究区农田特征,构建高寒绿洲农田健康限制因子体系,采用地理探测器识别关键限制因子。结果表明:高寒绿洲农田健康受地理环境健康背景、生态环境健康状况、土壤健康状况和农田利用健康水平4个维度,15个限制因素,51个限制因子的共同影响,其中影响维度约束力在0.747~4.042,限制因素在0.044~2.230,限制因子在0.001~0.541。高寒绿洲农田健康存在11个关键限制因子,其约束力在0.224~0.541,盐渍化程度>田面坡度>防风林建设水平>灌溉方法>经济效益水平>砾石含量>河流湿地密度>有机质含量>年降水量>土壤侵蚀程度>通常地下水位。高寒绿洲农田健康面临整体水资源紧缺与局部地下水上升胁迫双重压力,以及盐碱化程度增加、风力侵蚀、土壤肥力难以保存等诸多威胁,其健康状况较低地平原区农田更为敏感、脆弱,急需科学系统解决方案予以保护。; 胡智毅任向宁陈文瑛

绿洲农田防护林树干水分传输的方位差异: 2024年; [目的]对栽植于渠道旁的绿洲农田防护林树干向、背渠两侧边材液流速率进行定位观测和比较,明确特殊立地条件下树干边材水分传输的方位差异,为提高利用液流估算树木蒸腾精度提供科学依据。[方法]以乌兰布和沙漠绿洲农田防护林的3种杨树(小美旱杨、新疆杨和北抗杨)为研究对象,采用有8个监测位点的热场变形液流测定技术同步监测和对比树干向渠和背渠2个方位的边材液流速率。[结果]边材液流速率在向渠侧(J_(Q-side))显著高于背渠侧(J_(NQ-side))(P<0.01),且3个树种表现一致。观测期内,小美旱杨、新疆杨和北抗杨的J_(Q-side)为J_(NQ-side)的1.83倍(R^(2)=0.90)、1.40倍(R^(2)=0.71)和3.55倍(R^(2)=0.71),典型晴天的J_(Q-side)日峰值平均值分别可达3.38、2.47和5.35 cm·h^(−1),午间前后,树干向、背渠两侧边材液流速率差异最大。J_(Q-side)和J_(NQ-side)均表现出随边材深度而递减的显著变化,其中向渠侧边材各位点(1.5~7.5 cm)的液流速率均显著高于背渠侧相应位点(P<0.01),该径向变化规律在每个树种不同方位均表现出一致性,可通过负指数函数较好拟合(R^(2)>0.98)。[结论]灌渠引起绿洲农田防护林树干向、背渠两侧边材的水分传输产生显著差异,但并不改变各方位的径向变化格局。; 陈帅党宏忠赵英铭黄雅茹李明阳刘春颖; 关键词：农田防护林径向变异灌渠

石河子垦区绿洲农田下垫面辐射收支特征研究: 2024年; 绿洲农田是干旱半干旱区特有的生态系统,研究农田地表辐射收支对理解区域能量平衡及气候形成机制具有重要意义。利用石河子垦区乌兰乌苏农业气象试验站2021年4月—2022年3月在绿洲农田下垫面的观测数据,分析石河子垦区绿洲农田下垫面辐射分量和地表反照率的变化特征,将种植不同作物(棉花和玉米)农田地表的辐射分量进行对比,又与同区域的裸地进行了差异性分析。结果表明:(1)石河子垦区绿洲农田下垫面向下的短波和长波辐射、向上长波辐射和净辐射的日均值在生长发育期高于非生长发育期,向上短波辐射冬季最大,振幅变化亦同。(2)在同区域绿洲农田下垫面上种植不同农作物对向下的短波和长波辐射影响较小,在植物生长发育期,对向上的短波和长波辐射以及净辐射的影响显著,日均值最大相差分别为33.74 W·m^(-2)、54.82 W·m^(-2)和65.98 W·m^(-2),种植作物农田和裸地的净辐射差异最为明显,农田相较于裸地其日峰值出现的时刻有滞后效应,滞后约1 h。(3)裸地净辐射年曝辐量与棉田相差1147.8 MJ·m^(-2),与玉米田相差1519.7 MJ·m^(-2)。(4)裸地、棉田和玉米田的地表反照率均表现为冬月较大,其年均值分别为0.34、0.23和0.25,裸地的地表反照率年均值高于有农作物种植的农田下垫面,最大相差0.11,降雨过程会使地表反照率减小,而降雪过程则相反。; 张红伟何清杨明凤安冬亮吴春霞吴春霞陈非凡; 关键词：地表反照率石河子垦区

河西走廊荒漠绿洲农田氮素吸收、残留与淋失特征被引量：1: 2024年; 灌溉和施肥是保障干旱区绿洲农业高产的关键,由此导致荒漠绿洲农业区农业面源污染愈发严重.绿洲区农田耕作年限不同,土壤熟化程度各异,土壤质地异质性明显,导致不同开垦年限农田系统氮素吸收和利用效率差异明显.通过土柱模拟试验,定量研究连续开垦24年的新绿洲农田(砂壤土)和连续开垦56年的老绿洲农田(粉壤土)玉米生物量、氮素吸收、土壤累积氮、氮淋溶和氮肥利用效率变化特征,揭示不同开垦年限农田氮素回收、残留与淋失特征.结果显示,灌溉后,土壤溶液硝态氮(NO_(3)^(-)-N)浓度在表层迅速增加,后缓慢下降,在深层稳定增加,新绿洲农田土壤溶液NO_(3)^(-)-N浓度比老绿洲农田提前1-2 d到达峰值.老绿洲农田0-200 cm土层土壤NO_(3)^(-)-N净累积量为34.5 kg/hm^(2),显著高于新绿洲农田的17.6 kg/hm^(2)(P<0.01).新绿洲农田深层渗漏水量和NO_(3)^(-)-N淋失量分别比老绿洲农田高2.75和2.06倍(P<0.01).新绿洲农田和老绿洲农田玉米氮素回收量分别为198.2和255.5 kg/hm^(2),分别占氮肥投入总量的60.1%和77.4%,老绿洲农田的氮肥利用效率比新绿洲农田30.5%.本研究表明含沙量高的砂质农田不利于水分和氮的保持,导致新绿洲农田作物产量和氮肥利用效率低下;因此,干旱区砂质农田必须改善土壤结构,以减少农田氮素淋失,提高氮肥利用效率.; 王丽莎陈龙飞罗德伟何志斌何晓丽; 关键词：绿洲农田土柱氮素吸收氮素残留氮肥利用效率

基于氢氧稳定同位素的绿洲农田-防护林系统水分利用研究: 农田—防护林系统是在人工干预情形下构建和管理的人工生态系统,作为绿洲农业环境的生态屏障,对维护农业生态系统的生态平衡有重要意义。其中农田是粮食生产的主要区域,需要大量灌溉水来满足作物生长的需求,而防护林则通过其根系系统更...; 仇栋栋; 关键词：民勤绿洲稳定同位素

绿洲农田中小型土壤动物多样性与功能群结构对土壤质地的响应: 2024年; 研究绿洲农田中小型土壤动物与土壤质地的关系,对保护农田生态系统多样性有重要意义。以宁夏干旱区绿洲农田为研究样地,调查了粉壤土和砂壤土的中小型土壤动物群落组成、多样性分布和功能群结构,阐明了中小型土壤动物群落结构对土壤质地的响应规律。结果表明:(1)土壤质地改变了中小型土壤动物群落组成结构。中小型土壤动物优势类群、常见类群的个体数和类群数均表现为粉壤土显著高于砂壤土(P<0.05),而稀有类群的个体数和类群数均表现为两种质地土壤间无显著差异(P>0.05)。(2)中小型土壤动物群落个体数和类群数表现为两种质地土壤间无显著差异(P>0.05),但Shannon-Wiener多样性指数表现为粉壤土显著高于砂壤土(P<0.05),而Simpson优势度指数表现为粉壤土显著低于砂壤土(P<0.05)。(3)杂食性类群是粉壤土中小型土壤动物的主要营养类群,而植食性类群是砂壤土中小型土壤动物的主要营养类群。杂食性类群的个体数和类群数均表现为粉壤土显著高于砂壤土(P<0.05);植食性类群的个体数表现为粉壤土显著低于砂壤土(P<0.05),而类群数则表现为两种质地土壤间无显著差异(P>0.05);捕食性类群、腐食性类群的个体数和类群数均表现为粉壤土显著低于砂壤土(P<0.05)。(4)土壤粉粒和土壤含水量是影响中小型土壤动物群落组成、群落多样性以及功能群结构的主要环境因子。综上说明,中小型土壤动物的群落结构和功能群结构受到土壤质地的深刻影响,粉壤土由于具有较高的粉粒含量和含水量而维持了较高的中小型土壤动物群落多样性,且具有较为丰富的杂食性类群分布;而砂壤土则表现为具有单优势类群的分布特征,且以植食性类群为主。; 方进刘任涛赵璇杨敏; 关键词：干旱区绿洲土壤质地功能群

绿洲对消减下风向沙尘暴的生态服务价值——以景电灌区绿洲农田及防护林为例: 2024年; 沙尘暴是中国西北广大沙区农业生产的主要自然灾害之一。为揭示绿洲农田及防护林消减下风向沙尘暴的生态功能即生态服务价值,以甘肃景泰川灌区为例,运用距离余弦公式分析了绿洲生态要素对消减下风向地区沙尘暴的生态服务价值。结果表明,农田、防护林、草地和湿地、渠道在灌区内部的生态服务总价值为62253.0×10^(4)元,在下风向200 km范围内,绿洲农田、防护林、草地和湿地消减下风向区域沙尘暴的生态服务价值仅为各生态要素在灌区内防风固沙内部生态服务价值的16.1%。因沙尘暴的传输特征,农田防护林防御沙尘暴的生态服务价值的传递距离远大于下风向防风和保护地表风蚀的距离;距离余弦公式可较好地表达绿洲农田防护林消减下风向地区沙尘暴的生态服务价值,随着距离的增大和与主风向夹角的增大,消减下风向沙尘暴的生态服务价值逐渐减小。沙尘暴的边界模糊,下风向区域的最大距离是有待进一步探讨的问题。; 张景辉董志洋刘斌; 关键词：绿洲沙尘暴生态服务价值

绿洲农田氮磷利用与生产水平、经济和环境效益的协同效应分析被引量：1: 2024年; 提高养分利用效率是西北绿洲农业发展的重要议题之一。该研究以新疆生产建设兵团农业生产系统为研究对象,明晰农田土壤表观氮磷养分流动特征,计算2000—2020年农田氮磷养分盈亏量与利用效率;采用斯皮尔曼相关性分析法探究其养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间的协同效应。结果表明:1)新疆生产建设兵团农田氮、磷输入以化肥为主,而输出以秸秆、籽粒和氨挥发为主。农田氮、磷盈亏量相对较高,2020年分别为147.54和47.61 kg/hm^(2)。农田氮、磷利用效率相对较低,分别在34.33%~44.05%和39.25%~49.54%之间波动。2)新疆生产建设兵团农田养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间存在权衡效应,而生产水平和经济效益存在协同效应。新疆生产建设兵团农业机械化生产获得良好收益,但以养分损失、环境污染为代价。发达国家农田养分利用与生产水平、经济效益协同促进,不牺牲环境效益。因此,建议新疆生产建设兵团优化肥料用量与结构,推广智慧农业技术管控肥水。该研究可为地区农业养分管理与绿色发展提供参考。; 李一鸣任一哲吴湘琳蒲胜海马兴旺楚天舒李晓红; 关键词：磷养分利用率新疆生产建设兵团

干旱区绿洲农田土壤重金属含量高光谱反演被引量：1: 2024年; 对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金属元素含量存在一定的差异,土壤中的平均重金属含量依次为Zn>Pb>Cr>Cu>As>Hg,均未超过国家土壤背景值.研究区的Pb平均含量高于当地(新疆)土壤背景值,即研究区表土层中的Pb元素明显富集;2)不同的光谱变换使土壤重金属的光谱特征均得到了增强,但强度有所差异,经过二阶微分变换(SD)和一阶立方根微分变换(CRFD)的土壤光谱相对于原始光谱增强最显著;3)从模型验证来看,在反演6个土壤重金属元素含量时,GWR的R^(2)高于OLS,其中Zn的R^(2)接近0.8,Cu的R^(2)接近0.6,表明模型有一定预测能力,而As、Hg、Pb和Cr的R^(2)均依然低于0.5,模型预测能力并不理想;4)两种模型预测的6种土壤重金属含量的空间分布表现出一定的空间差异性.其中,As元素空间分布差异在这两种预测模型中最大,而其余5种重金属元素Hg、Pb、Cr、Zn和Cu的分布则较为均匀.通过高光谱反射率估算土壤重金属元素含量,实现了干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量的高效快速反演,为干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑.; 买买提·沙吾提阿不都艾尼·阿不里胡昕; 关键词：土壤重金属含量空间分布特征

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