沙区绿洲防护体系与资源高效利用研究——古尔班通古特沙漠农牧业综合开发

本书以古尔班通古特沙漠西南缘为重点研究区域，论述了其气候、环境、资源、植被以及经济发展现状的时空分布特征，阐明了水土耦合、植被-土壤耦合特征，提出了植被配置及保育方法；选取具有代表性的太阳能资源与植被资源，对研究区的资源状况及利用潜力和价值进行了分析评价；从水资源高效利用和圈层生态农业模式构建出发，构建了各圈层低碳发展模式，并对结果从碳排放量、生态系统服务价值、经济产出、景观格局指数对优化结果进行了评价。可为新疆等干旱沙区资源利用和农牧业综合发展提供理论指导和科技支撑。本书可为农业、林业、畜牧业、水利等专业领域的研究人员提供理论指导，尤其可供从事沙区生态经济协调发展研究的科技人员及相关政府决策人员参考。

第一章绪论1
第一节国内外研究现状1
一、水土耦合关系及其环境效应研究1
二、农林牧高效配置生态经济圈层构建及效应评价3
三、沙区资源开发利用研究6
第二节研究区概况12
一、地理位置12
二、地形、地貌特征12
三、农业资源概况12
参考文献15
第二章沙区经济植物的抗逆生理特征及栽培技术研究19
引言19
第一节沙区经济植物对环境的生理响应及抗旱性评价19
一、沙地植物的光合日变化及其环境因子特征20
二、沙地植物光合碳同化对环境因子的生理响应25
三、沙地植物对干旱胁迫的生理生态响应31
四、小结41
第二节沙区经济植物的生长特性分析42
一、俄罗斯聚合草引种试验42
二、沙地桑和黑果枸杞生长、生理特性分析43
第三节沙区经济植物栽培、繁育及造林技术研究48
一、生长特性及经济性状分析48
二、栽培繁育技术51
参考文献55
第三章沙区植被-土壤耦合特征及植被保育技术研究58
引言58
第一节荒漠区植被与土壤特性分析58
一、不同盖度天然梭梭林地土壤养分、盐分累积特征58
二、甘家湖梭梭林的防风固沙功能评价64
三、人工促进天然罗布麻群落植被恢复技术研究66
第二节风沙路径区不同树种造林模式植被与土壤特性分析69
一、人工纯林植被与土壤特性69
二、人工梭梭林植被-土壤耦合协调度关系研究80
第三节荒漠绿洲过渡区生态经济兼用林营建技术研究85
一、沙地桑经济型防风固沙林建设技术85
二、全生长季人工免穴栽苗技术86
第四节绿洲区林-农复合模式对小气候的影响分析87
一、对风速的影响87
二、对气温的影响87
三、对相对湿度的影响88
四、对土壤温度的影响88
五、对土壤体积含水量的影响89
六、小结89
参考文献90
第四章沙区水土耦合及环境效应研究91
引言91
第一节研究方法91
一、水土资源利用现状分析91
二、水资源总量估算与模拟92
三、水资源需求量估算模拟93
四、水土耦合建模与分析93
五、环境效应现状分析93
第二节水环境质量现状分析94
一、水化学特征94
二、营养物质特征94
第三节土壤环境质量现状分析95
一、土壤酶活性变化特征95
二、土壤盐分变化特征99
第四节水资源总量模拟研究101
一、基于水量平衡方程的沙区水资源总量估算101
二、基于DEM数据的精河水文信息的提取101
三、基于分布式水文模型的区域地表径流量估算106
四、基于区域空间插值的土壤水分含量估算方法106
五、地下径流估算方法108
六、精河沙区水资源总量估算结果110
第五节水资源需求量模拟研究110
一、不同水利用方式下的需水量计算模型构建110
二、需水量模型求解与计算112
三、水资源需求总量114
第六节水土耦合关系研究114
一、沙区水资源总量空间分布114
二、沙区水资源需求量空间格局分布及分析115
三、水土资源耦合现状分析117
四、不同水土耦合程度区域的优化调整118
参考文献120
第五章沙区具有产业潜力的资源的分布及开发潜力研究121
引言121
第一节研究方法121
一、景观格局空间信息提取121
二、辐射资源利用特征分析122
三、植被资源利用潜力评价123
四、资源利用模式体系与评估125
第二节太阳能资源利用评估与分析126
一、太阳能资源评估指标126
二、景观尺度上太阳能资源评估127
第三节植被资源利用评估与分析128
一、植被生产力时空分布特征128
二、植被资源利用评估指标体系建立130
三、小结134
第四节干旱沙区资源植物开发潜力评价135
一、精河县资源植物开发潜力评价指标体系构建135
二、资源植物各指标开发潜力水平分析138
三、资源植物各种类开发潜力水平分析139
四、资源植物开发潜力水平综合分析140
第五节土壤养分反演模型建立与评价140
一、土壤养分高光谱反演模型的建立与分析140
二、土壤养分状况的综合评价144
三、小结147
参考文献148
第六章沙区高效生态经济圈层构建研究149
引言149
第一节生态经济圈层现状分析150
一、生态经济圈层划分150
二、生态经济圈层自然资源特征概况151
三、气候资源多年变化趋势153
四、NDVI时空变化特征156
五、生态系统NDVI对气候因子的响应158
六、生态经济圈层经济发展状况160
第二节生态经济圈层景观特征分析162
一、景观分类163
二、景观指数时空变化164
三、景观类型景观指数变化166
四、景观动态研究167
五、碳排放动态分析169
第三节水资源高效利用模式构建170
第四节低碳土地利用模式构建172
一、不同圈层碳减排发展模式172
二、不同圈层碳减排对策172
第五节低碳景观结构优化模型构建174
一、2020年碳排放预测分析174
二、2020年碳排放优化模型构建176
三、基于CLUE-S模型的优化结果空间模拟179
四、低碳景观优化效应评价181