一、综合生态管理信息系统在防治土地退化方面的应用研究
1.数据共享机制
宁夏IEM信息中心编制了《宁夏IEM信息中心数据共享协议》，并在GEF项目协调办、执行办的协助下由宁夏财政厅、发改委、国土资源厅、环保局、农牧厅、水利厅、扶贫办、法制办、农垦局、科技厅、农林科学院、宁夏大学和宁夏林业局共13家单位组成协议单位，建立了部门间数据共享机制，初步实现了跨部门数据共享。
2.元数据标准
为使土地退化数据目录的建设有章可循，宁夏GEF-OP12项目组的5名咨询专家，研究制定了省(区)土地退化数据库元数据标准。该标准的描述对象是土地退化空间与非空间信息的数字数据集或数据集系列。该标准的内容是在参考ISO15046-15地理信息--元数据(CD2.0)、FGDC、地理空间数据元数据内容标准(CSDGM)V.2.0、国家基础地理信息系统(NFGIS)元数据标准草案(初稿)、地理信息元数据国家标准GB/T-19710-2005的基础上，结合土地退化空间与非空间信息的特点及描述要求对其内容进行一定的增删形成的。该标准的制定为建立宁夏土地退化数据目录，实现信息共享奠定了技术基础。
3.综合生态管理信息系统
综合生态管理信息系统包括IEM-IC核心元数据管理系统和宁夏土地退化数据库两部分组成。
依据2006年5月31日制定的《综合生态管理信息中心数据库核心元数据标准》，宁夏GEF-OP12项目组的5名咨询专家开发了综合生态系统管理信息中心(IEM-IC)核心元数据管理系统，由元数据录入软件和元数据管理发布系统两部分构成。
IEM-IC核心元数据录入系统，利用树型结构表示各个元素之间的层次关系，根据XML文件所采用的模式动态生成菜单，用户可以对界面、模板、各种XML模式进行定制，具有丰富的快捷键、右键菜单功能。
IEM-IC核心元数据管理发布系统，利用XML数据库管理系统存储获得的元数据记录；可以对不同的用户实施权限控制，可以基于B/S结构通过XML数据库管理系统客户端远程提交元数据，基于SOAP接口实现了网络发布功能，通过提供的访问界面，用户可以进行全文检索，也可以通过“数据集名称”“摘要”等11项文本型元数据项、地理范围、时间范围等构造约束条件对元数据库进行检索。查询结果对数据集进行简单介绍，点击查询结果可以得到分项列出的元数据全部信息，用户可以据此详细了解数据。系统基于JAVA运行，网络发布系统使用PHP开发而成，可以保证在多种操作系统平台上运行，且易于安装。
4.土地退化数据库
IEM信息中心收集整理了各个协议单位的土地退化数据，收集的数据包括：
(1)行政区划数据：包括省(区)、县(市)、乡(镇)和村级空间数据库。
(2)地形地貌数据：宁夏全区一万栅格地形图；宁夏1：25万、1：5万、1：1万地形图。
(3)生态环境数据：宁夏1994年、1999年、2004年荒漠化监测数据；宁夏土种志；中国灌淤土；宁夏土壤。
(4)自然资源数据：宁夏1990年、1995年、2000年、2005年森林资源一类清查数据；宁夏回族自治区草场资源调查报告；宁夏回族自治区农村农业面源污染综合整治数据；宁夏植被；宁夏草业；宁夏回族自治区资源环境地图集；宁夏种植业区划；宁夏林业区划；宁夏地表水资源；宁夏暴雨洪水图集。
(5)遥感数据：宁夏全区1986年彩红外照片；宁夏全区2000年TM影像；宁夏全区2005年SPOT5数据。
(6)社会经济和扶贫数据。
(7)政策法规资料。
(8)文献与机构资料。
二、贺兰山东麓酿酒葡萄庄园生产模式研究
项目实施地点地处贺兰山东麓冲积、洪积平原，呈狭长带状，展于山前沉积倾斜平原和黄河冲积平原中间。其上常有成片的沙丘地或小规模的风蚀地形。冲积、洪积平原沉积物构成为第四纪洪积、冲积物和风积物。贺兰山东麓地处温带干旱半干旱气候下的荒漠草原地带，干旱和风蚀造成了大量的水土流失，生态环境极为脆弱，经济发展水平低下。贺兰山东麓的土地主要归属国有农牧场和移民村镇以及一些农林开发公司，属于生态恢复和经济建设兼顾的半生产性用地。脆弱的生态和较为充足的土地和光热资源是优化贺兰山东麓生态生产模式需要统筹考虑的。本着可持续发展与优化生态管理原则，贺兰山东麓的土地利用须按照生态系统特点组织土地利用与产业发展趋向的方案。在贺兰山东麓种植酿酒葡萄可以充分反映生态生产模式优化与产业发展方向的协调。
1.贺兰山东麓风沙土葡萄种植园土壤肥力和养分状况
研究试验区的伟业葡萄基地巴格斯庄园葡萄种植土壤为风沙土，分析表明：该区域土壤肥力和养分状况较差，全量养分和速效养分均严重缺乏。多数营养元素全量养分和速效养分含量均随着土壤质地黏粒成分的增加而提高。以有机质、全氮、速效氮、速效磷、有效锌和有效铁受土壤质地的影响较为明显，变异系数分别为53.49%、48.24%、34.75%、31.47%、46.03%、36.91%，其次为全磷、有效锰、有效硼和有效铜，分别为21.44%、24.91%、22.54%、26.0%，速效钾、缓效钾和有效镁受质地影响较小，仅为3.54%、14.34%、12.48%。
2.土壤培肥措施对土壤养分特征和保水能力的影响
基于风沙土葡萄园肥力低下、水肥流失严重，项目开展了不同培肥措施(秸秆田、苜蓿、豌豆、有机肥)对葡萄园养分特征和保水(肥)能力的试验。结果表明：翻压绿肥和秸秆还田后，全量养分和速效养分均明显提高，对于有机质的影响以秸秆最为突出，较对照增加125.0%，主要由于秸秆施入土壤中，容易形成非结构性产物，并且促进微生物迅速增加，其次为有机肥，较对照增加112.5%。对全量养分的作用以有机肥最为明显，全氮、全磷和全钾分别较对照提高104.0%、48.8%和42.6%，对于速效养分的影响顺序为有机肥>豌豆>苜蓿>秸秆，以对速效磷的影响最为明显，各处理较对照分别提高124.2%、104.8%、96.9%和83.5%，而且pH值也有所下降。
不同处理对土壤团粒结构以有机肥的影响最为明显，较对照3~0.25mm土粒提高了29.7%；其次为苜蓿和豌豆，分别提高了43.9%和44.9%；秸秆对团粒贡献最小，较对照提高了23.0%。有机肥、苜蓿和豌豆对于3~0.25mm团粒的作用较大，分析认为在风沙土地区，土壤水分条件较差，土壤肥力贫乏，养分含量较高的绿肥和有机肥对团粒结构的形成有利。而且有机肥和绿肥在土壤中分解时可以形成较多的有机酸，有利于有机质的更新和积累并同土粒结合形成大的团粒和各级团聚体，对于土壤团粒的形成较为有利。从以上结果可以看出，长期施肥可以改善土壤的物理条件，从而影响土壤的结构性。
由于改善了土壤的团粒结构性，土壤的保水性能显着提高，主要是由于有机物质与矿物质结合极大地提高了土壤的有机无机复合量。各处理蓄水性能提高顺序为秸秆>有机肥>苜蓿>豌豆，分别较对照增加29.08%、12.87%、11.31%和21.80%，而且在8月至9月降水较多的季节，蓄水效果更为显着，分别较对照平均提高了31.38%、13.17%、12.25%和23.53%。但发现在5月干旱季节，各处理分别较对照提高25.13%、17.39%、14.74%和27.16%，以有机肥的蓄水效果较好。
3.酿酒葡萄光合特性研究
对风沙土立地上主要酿酒葡萄品种叶面积、叶鲜重、叶比重进行了测定。初步结果表明：由于品种自身和土壤条件的差异，不同品种在同一立地上表现不同；同一品种在不同立地上也表现差异。风沙土上赤霞珠的平均叶面积仅为112.77平方厘米，还不足以芦花台园林场为代表的灌淤潮土上的平均叶面积为383.46平方厘米的1/3。而霞多丽在风沙土上的叶面积(167.85平方厘米)却大于灌淤潮土上的(146.91平方厘米)。风沙土各品种叶面积大小依次是：梅鹿辄>；霞多丽>；佳美>；赤霞珠(表3~1)。
赤霞珠在风沙土上叶比重是灌淤潮土上的叶比重(0.006881g/平方厘米)的3倍；风沙土上的梅鹿辄都表现为叶面积大、叶质均一，且不同着生部位的叶子，其叶比重也相同；而风沙土种植的赤霞珠不但叶比重大，随叶片着生部位不同其叶比重有较明显的变化。叶绿素的测定结果也表明风沙土酿酒葡萄主栽品种的叶绿素含量，不论是叶绿素a、叶绿素b，还是叶绿素总量都低于灌淤潮土上的相应品种的含量。
造成以上差异的原因主要是土壤因素，其次是品种自身的适应表现。灌淤潮土由于土壤肥力比风沙土高，种植在其上的酿酒葡萄叶鲜重、叶面积(除霞多丽外，霞多丽可能更适应风沙土一些)都大于风沙土上的；而种植在风沙土上的酿酒葡萄由于产生了对贫瘠土壤和强光照的适应，其叶比重却明显大于灌淤潮土上的。
4.风沙土幼龄葡萄园的土壤培肥地力试验
针对风沙土有机质含量低、肥力条件差的实际情况，布置了培肥地力的试验。试验地点在玉泉营风沙土区域伟业葡萄基地，试验园为3年生的幼树。
通过有机肥+化肥、秸秆+化肥、秸秆+有机肥+化肥、盐碱地肥、有机肥、浅施肥、深施肥等措施来探讨不同肥料对风沙土地力的培肥效果。在试验安排后的两个月调查发现：不同培肥措施对酿酒葡萄幼树高生长和粗生长有显着的差异。经方差分析和新复级差测验后进行多重比较，结果表明：除秸秆和浅施化肥外，其余处理对酿酒葡萄幼树的高生长有显着促进作用，但各处理之间却无明显差异；有机肥+化肥与秸秆、浅施化肥两处理之间有显着差异，其余处理之间无差异。秸秆+生物制剂+化肥对酿酒葡萄径粗的增加效果最好，但与秸秆+化肥、有机肥+化肥、有机肥几种处理相比，却无明显的差异性。以上4种培肥措施与单施化肥(浅施、深施)、盐碱地肥、秸秆相比，都表现出显着的差异，这就说明有机肥对于风沙土土壤培肥的重要性和不可或缺性。
5.风沙土酿酒葡萄夏季修剪对产量品质的影响
葡萄的夏季修剪主要是改善树体的通风透光条件，试验结果表明，风沙土夏季修剪虽然产量有所降低，但果实的理化品质有所提高，并增强了树体的抗性，等到健壮树体和结果母枝培养起来，就可适当增加结果枝的数量。夏季抹梢定枝，减少了新稍的数量，改善了通风透光条件，对于降低夏季高温高湿，创造一个利于葡萄光合、抑制病害发生的微环境有一定作用。
6.酿酒葡萄节水沟灌试验
项目实施的风沙土栽植葡萄以前多采用大水漫灌和撒施化肥，常常造成大量的水肥流失。沟灌是目前大面积节水灌溉行之有效的节水方式。实践表明，沟灌至少可节水30%~50%，另外也方便了埋土防寒。试验研究了沟灌结合覆草、覆膜等措施对葡萄根区水分动态及产量品质的影响。
6.1节水措施对酿酒葡萄根区水分动态变化的作用
从酿酒葡萄根区土壤水分的动态变化可以看出，4种处理中，表层的土壤水分变化最为剧烈，说明灌水和表层土壤蒸发对表层土壤水分含量影响最大；覆草和对照的20~60cm土壤水分比较稳定，变幅小，而覆膜处理0~40cm的土壤水分变异都较大。覆草处理对于保持土壤水分具有明显的效应，而且根区的土壤水分比较稳定，在灌水相同天数后仍能保持比其他处理高的土壤含水量，在对照树体明显表现生理缺水状态，覆草处理表现正常生长状态。
6.2节水措施对酿酒葡萄品质的影响
各种处理相比，对照的产量最高，覆草处理最低，覆膜和填埋秸秆居中。由于是第一年试验，缺乏近几年的产量数据，一年平均株产的高低还不能反映节水措施对产量的真实效应，所以要结合以后的数据说明节水对酿酒葡萄产量的影响。根据相关的研究资料，作物及果树产量不会因采取节水措施而受到影响。覆草、覆膜处理提高了酿酒葡萄的单穗重；与对照相比，其他3种处理果实的糖度略有提高，但不显着；覆草处理提高了酿酒葡萄的滴定酸含量，降低了糖酸比，改善了酿造品质。