●第一章緒論1
第一節國內外研究現狀1
一、水土耦合關繫及其環境效應研究1
二、農林牧高效配置生態經濟圈層構建及效應評價3
三、沙區資源開發利用研究6
第二節研究區概況12
一、地理位置12
二、地形、地貌特征12
三、農業資源概況12
參考文獻15
第二章沙區經濟植物的抗逆生理特征及栽培技術研究19
引言19
第一節沙區經濟植物對環境的生理響應及抗旱性評價19
一、沙地植物的光合日變化及其環境因子特征20
二、沙地植物光合碳同化對環境因子的生理響應25
三、沙地植物對干旱脅迫的生理生態響應31
四、小結41
第二節沙區經濟植物的生長特性分析42
一、俄羅斯聚合草引種試驗42
二、沙地桑和黑果枸杞生長、生理特性分析43
第三節沙區經濟植物栽培、繁育及造林技術研究48
一、生長特性及經濟性狀分析48
二、栽培繁育技術51
參考文獻55
第三章沙區植被-土壤耦合特征及植被保育技術研究58
引言58
第一節荒漠區植被與土壤特性分析58
一、不同蓋度天然梭梭林地土壤養分、鹽分累積特征58
二、甘家湖梭梭林的防風固沙功能評價64
三、人工促進天然羅布麻群落植被恢復技術研究66
第二節風沙路徑區不同樹種造林模式植被與土壤特性分析69
一、人工純林植被與土壤特性69
二、人工梭梭林植被-土壤耦合協調度關繫研究80
第三節荒漠綠洲過渡區生態經濟兼用林營建技術研究85
一、沙地桑經濟型防風固沙林建設技術85
二、全生長季人工免穴栽苗技術86
第四節綠洲區林-農復合模式對小氣候的影響分析87
一、對風速的影響87
二、對氣溫的影響87
三、對相對濕度的影響88
四、對土壤溫度的影響88
五、對土壤體積含水量的影響89
六、小結89
參考文獻90
第四章沙區水土耦合及環境效應研究91
引言91
第一節研究方法91
一、水土資源利用現狀分析91
二、水資源總量估算與模擬92
三、水資源需求量估算模擬93
四、水土耦合建模與分析93
五、環境效應現狀分析93
第二節水環境質量現狀分析94
一、水化學特征94
二、營養物質特征94
第三節土壤環境質量現狀分析95
一、土壤酶活性變化特征95
二、土壤鹽分變化特征99
第四節水資源總量模擬研究101
一、基於水量平衡方程的沙區水資源總量估算101
二、基於DEM數據的精河水文信息的提取101
三、基於分布式水文模型的區域地表徑流量估算106
四、基於區域空間插值的土壤水分含量估算方法106
五、地下徑流估算方法108
六、精河沙區水資源總量估算結果110
第五節水資源需求量模擬研究110
一、不同水利用方式下的需水量計算模型構建110
二、需水量模型求解與計算112
三、水資源需求總量114
第六節水土耦合關繫研究114
一、沙區水資源總量空間分布114
二、沙區水資源需求量空間格局分布及分析115
三、水土資源耦合現狀分析117
四、不同水土耦合程度區域的優化調整118
參考文獻120
第五章沙區具有產業潛力的資源的分布及開發潛力研究121
引言121
第一節研究方法121
一、景觀格局空間信息提取121
二、輻射資源利用特征分析122
三、植被資源利用潛力評價123
四、資源利用模式體繫與評估125
第二節太陽能資源利用評估與分析126
一、太陽能資源評估指標126
二、景觀尺度上太陽能資源評估127
第三節植被資源利用評估與分析128
一、植被生產力時空分布特征128
二、植被資源利用評估指標體繫建立130
三、小結134
第四節干旱沙區資源植物開發潛力評價135
一、精河縣資源植物開發潛力評價指標體繫構建135
二、資源植物各指標開發潛力水平分析138
三、資源植物各種類開發潛力水平分析139
四、資源植物開發潛力水平綜合分析140
第五節土壤養分反演模型建立與評價140
一、土壤養分高光譜反演模型的建立與分析140
二、土壤養分狀況的綜合評價144
三、小結147
參考文獻148
第六章沙區高效生態經濟圈層構建研究149
引言149
第一節生態經濟圈層現狀分析150
一、生態經濟圈層劃分150
二、生態經濟圈層自然資源特征概況151
三、氣候資源多年變化趨勢153
四、NDVI時空變化特征156
五、生態繫統NDVI對氣候因子的響應158
六、生態經濟圈層經濟發展狀況160
第二節生態經濟圈層景觀特征分析162
一、景觀分類163
二、景觀指數時空變化164
三、景觀類型景觀指數變化166
四、景觀動態研究167
五、碳排放動態分析169
第三節水資源高效利用模式構建170
第四節低碳土地利用模式構建172
一、不同圈層碳減排發展模式172
二、不同圈層碳減排對策172
第五節低碳景觀結構優化模型構建174
一、2020年碳排放預測分析174
二、2020年碳排放優化模型構建176
三、基於CLUE-S模型的優化結果空間模擬179
四、低碳景觀優化效應評價181

本書以古爾班通古特沙漠西南緣為重點研究區域，論述了其氣候、環境、資源、植被以及經濟發展現狀的時空分布特征，闡明了水土耦合、植被-土壤耦合特征，提出了植被配置及保育方法；選取具有代表性的太陽能資源與植被資源，對研究區的資源狀況及利用潛力和價值進行了分析評價；從水資源高效利用和圈層生態農業模式構建出發，構建了各圈層低碳發展模式，並對結果從碳排放量、生態繫統服務價值、經濟產出、景觀格局指數對優化結果進行了評價。可為新疆等干旱沙區資源利用和農牧業綜合發展提供理論指導和科技支撐。本書可為農業、林業、畜牧業、水利等專業領域的研究人員提供理論指導，尤其可供從事沙區生態經濟協調發展研究的科技人員及相關政府決策人員參考。