新疆石河子地区沙漠增温效应对绿洲农业影响的研究

由于沙漠 ,绿洲 ,空气的比热等热性能不同 ,形成沙漠夏季温度明显高于绿洲 ,进而对绿洲地区增温 ,称沙漠增温效应。石河子地区 1 0 0 km范围内沙漠对绿洲的增温平均 1 .76℃ ( 1～ 2℃ ) ;根据绿洲距沙漠的远近与气温间存在的线性关系 ,回归方程为 :y=2 7.5 2 97- 0 .0 335 x。 r=- 0 .881 3*。沙漠增温效应对绿洲农业有多方面作用 ,形成夏季富照高温、秋季大日较差以及促成棉花在夏季的“冷害”等 ,深刻地影响绿洲特色农业、栽培技术及人们生活     

沙漠绿洲农业区建立果粮间作模式体系探讨

生态环境脆弱是沙漠绿洲农业的重要限制因子，果粮间作体系是一个生态效益强而稳固、经济效益高而持续的立体农业模式。本文根据内蒙古西部沙漠绿洲的综合特点以及河套地区果粮间作实践经验，阐述了沙漠绿洲农业区建立果粮间作模式体系的重要意义，并指出建立实施该模式体系应该注意的几个关键问题。     

沙漠增温效应下绿洲棉花热量生产潜力分析

在新疆干旱区,由于暖季沙漠增温效应的影响,与沙漠相邻绿洲区的热量资源相对优越,为植棉提供了有利条件。但随着时空变化,绿洲棉花热量生产潜力也呈现出相应的分异规律。本文以新疆北疆玛河流域石河子平原绿洲区为例,将绿洲与沙漠联系起来考虑,分析了距沙漠不同距离梯度的绿洲区棉花热量生产潜力。结果表明:石河子平原绿洲区内,距离沙漠最近区与最远区之间棉花热量生产潜力相差389Kg/hm2,绿洲与沙漠的距离平均每增加10Km,热量生产潜力下降43Kg/hm2。暖季沙漠增温效应对绿洲棉花的热量生产潜力影响明显,沙漠对相邻绿洲区的农业生产有着正面影响,起到了除太阳外第二个热量源的作用。     

中亚与新疆绿洲农业的比较

基于实地考查和调研,应用“水热做图分析及干燥度法（K、K′值）]综合研究体系”,对中亚与新疆绿洲农区的形成条件、水热配合、分布类型及其对绿洲农业的影响进行比较研究,初步将研究区分为2大类4小类,即山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区和沙漠内河湖沿岸绿洲农区;4小类包括：① 中亚山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区;② 新疆山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区;③ 中亚沙漠内河湖沿岸绿洲农区;④ 新疆沙漠内河湖沿岸绿洲农区。不同类型绿洲农区的气候资源、土地资源以及环境和社会资源等的差异,给绿洲农业带来多方面的影响,突出表现在：① 灌溉模式。在加强水利建设、实施合理灌溉的基础上,中亚山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区应充分利用雨季降水,实施节水灌溉;而新疆山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区、中亚与新疆沙漠内河湖沿岸绿洲农区则更需强调节水灌溉。② 棉花生产。沙漠内河湖沿岸绿洲农区适合植棉;山前冲-洪积扇及冲积平原绿洲农区气温较高,也适合植棉,但需要配套的栽培技术,海拔较高、纬度偏北区域则不能植棉。     

石河子绿洲农田温湿度变化特征分析

通过选择距沙漠不同距离的棉田进行内外温湿度观测,并分析其增温幅度变化特征,在不同空间尺度进一步研究古尔班通古特沙漠对石河子绿洲增温效应的变化趋势,深入分析沙漠对绿洲的增温效应及其对作物的影响,为绿洲的特色栽培技术及发展绿洲特色农业,高产、优质、高效提供理论依据.     

绿洲沙漠边缘逆湿的数值研究

利用包含陆面过程的中尺度数值模式MM5和观测资料,对金塔绿洲边缘逆湿进行了数值研究。模拟结果显示:逆湿出现在沙漠和绿洲交界附近,主要出现在临近绿洲的沙漠上。逆湿和绿洲下游沙漠边缘较充沛的水汽有利于绿洲边缘沙生植物的生长。在临近绿洲的沙漠低层存在大范围的逆湿,随着高度的增加,逆湿范围由绿洲向外围沙漠逐渐减少,强度也在减弱。绿洲风携带的水汽对沙漠的影响有一定距离限制,越靠近绿洲,临近绿洲的沙漠比湿越大,逆湿消失的高度越低。在背景风场较弱的晴好天气下,当存在由绿洲向沙漠辐散的平流以及沙漠上的上升气流和绿洲下沉运动的过渡带位于绿洲边缘时,易形成逆湿。     

绿洲-沙漠过渡带植被覆盖动态变化及其驱动因素——以新疆策勒为例

绿洲-沙漠过渡带是绿洲与沙漠生态系统之间的生态缓冲区,对维持绿洲稳定与防风固沙具有重要的生态功能.以策勒绿洲-沙漠过渡带为例,选取1993—2017年Landsat遥感影像数据、气象与社会经济数据,采用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index)、像元二分模型和主成分分...     

和田绿洲土地沙化及其防治措施

和田地区由于自然地理环境及人类活动的不良影响，风沙灾害严重，大量绿洲被沙漠吞噬。农业生态条件日益恶化，已危及了国民经济的发展。在保持生态平衡的前提下，通过对河流进行全面治理，恢复植被，防风固沙。保存和繁荣和田绿洲已成为当务之急。     

新疆沙漠边缘绿洲棉田抵御风沙措施研究

处于沙漠与绿洲边缘的棉田,风沙灾害严重,常造成大面积棉花受灾。研究并分析了风沙对边缘绿洲棉田危害类型及产生机理,提出了采取风障措施;农业综合技术;选择种植抗逆作物;实行麦棉邻作、麦棉带状间作;建立林草结合的防护林体系;保护绿洲-荒漠过渡带;加强农田的科学管理等7项防治措施。     

论沙漠-绿洲过渡带的风沙防护效应

以敦煌黑山嘴为例,从局地环流、梯度风、表层沙粒粒度特征等方面探讨沙漠-绿洲过渡带的防护效应。结果表明:由于沙漠与绿洲的物质组成、空间结构和水热特性不同,造成绿洲的"冷岛效应",形成局地环流,继而在一定程度上对过渡带的防护效应产生影响。自沙漠向绿洲内部,表层沙粒平均粒径逐渐减小,偏度、峰态和分选系数呈一定程度的规律性变化,由此判断自沙漠向绿洲内部平均风速减小,风沙活动减弱。过渡带防护效应与初始风速、距离和粗糙度呈线性关系,其中,防护效应与初始风速呈反比关系,初始风速越大,防护效应越差;与距离和粗糙度呈正比关系,距离越长,粗糙度越大,防护效应越好。     

西北地区春季沙尘暴地面加热场基本特征

利用 NCEP/NCAR1 958-2 0 0 0年月平均全球再分析网格点资料 ,对西北地区春季典型沙尘暴年和典型非沙尘暴年的感热通量场、潜热通量场的差异进行了对比分析 ,找出了感热和潜热通量场与沙尘暴发生的关系。结果表明 ,春季典型沙尘暴年中沙尘暴发生区上游和西北区东侧是影响沙尘暴发生的关键区。西北地区春季典型沙尘暴年上游区为热汇区 ,沙尘暴发生区主要为热源区。     

城市公园绿地水热通量的小波特征

在北京海淀公园架设涡度相关仪,连续观测下垫面和大气之间的显热和潜热通量,定量研究城市公园绿地影响下的水热通量变化趋势,并利用连续小波变换研究其时间尺度结构及变化特征.结果表明:城市小气候环境显热和潜热呈现多尺度结构,其变化包含不同时间尺度准周期分量,存在不同的显热和潜热相干结构;时间尺度准周期分量在春夏初秋较小,而在深秋和冬季较大.显热和潜热变化越剧烈,对应越小时间尺度的准周期分量.在均匀下垫面,利用该方法可进一步研究显热和潜热的空间尺度结构.     

黄土塬区麦田能量平衡特征

以黄土塬区冬小麦田为研究对象,基于涡度相关数据分析麦田能量平衡的日变化、季节变化和能量分配特征及其主控因子。结果表明,长武塬区麦田全年获得的净辐射(Rn)为2.56×103MJ·m-2·a-1,涡度相关系统的能量闭合度达到0.72。冬小麦生育期内,越冬期和灌浆期麦田主要能量支配项为感热通量(H),最大值出现在6月,为7.09 MJ·m~(-2)·d~(-1);其他生育期和休闲期,主要能量支配项为潜热通量(LE),最大值出现在5月,为10.71 MJ·m~(-2)·d~(-1)。波文比(β)在生育期平均值为0.57,休闲期为0.46。土壤热通量(G)年总量为-15.26 MJ·m-2·a-1,日总量最大值出现在6月,为1.85 MJ·m~(-2)·d~(-1),10月至次年1月为负值,表现土壤释放热量。     

陇中黄土高原半干旱区对流降水的边界层特征

采用2006—2011年的降水、探空和陆面资料,分析了对流降水时的边界层和陆面过程特征,发现在对流降水前3 d至后1 d的最大混合层厚度逐日变化中,在降水之前基本呈现出逐渐增厚并在降水前日达到最大,说明边界层热力对流环境很可能是对流性天气发展的重要能量基础。基于此,又重点分析了陆面通量的角色和作用,发现对流降水发生时段不同,陆面热通量也存在明显差异,傍晚对流降水的感热通量累积值是最大的,而午后对流降水的潜热通量最小;按降水量分类对比,感热通量与降水量存在较明显的正相关关系,而潜热通量则与降水量的关系复杂;当前1 d最大混合层厚度超过3 000 m或当日的感热通量累计值超过2 000 W·m~(-2)时,则在当日发生降水量超过17 mm的对流性降水的概率较大。综合分析表明,陆面热力作用对对流天气形成,尤其是对傍晚时段的对流降水具有重要作用,而局地蒸发对局地水循环的形成还不足以对对流降水产生实质性的贡献。     

塔克拉玛干沙漠地表感热特征分析

利用1979年3月~2004年2月月平均的NCEP/DOE新再分析地表感热资料,在分析塔克拉玛干沙漠四季感热基本气候特征的基础上,通过EOF分析方法,对沙漠地表感热异常变化的空间结构和时间演变趋势作了诊断研究。结果表明:1)沙漠地区地表感热通量的分布存在较大的季节和区域性差异。2)根据各季地表感热距平场的EOF分析,该区感热异常主要有全区一致型、南北差异型以及西北~东南差异型三种常见的分布模态;3)近25年来,塔克拉玛干沙漠春季和夏季地表感热在第一空间尺度上总体变化趋势平缓,秋季在波动中有明显增强的趋势;在第二空间尺度上夏季和秋季变化趋势不太显著,而春季在沙漠北部有减弱的趋势,南部有增强的趋势。     

荒漠-绿洲芦苇地蒸散量及能量平衡特征

运用波文比-能量平衡法,对荒漠绿洲芦苇地的蒸散量及能量通量进行了连续的测定,并对芦苇地蒸散特点和能量平衡特征进行了分析和探讨。结果表明:①芦苇的蒸散速率日变化表现出明显的昼夜变化,蒸散量随着芦苇的不同生长阶段存在明显的季节变化,生长季芦苇地总蒸散量为252.5 mm,各阶段降水量均不能满足蒸散发的需水要求,需要地下水的补给。②地下水作为干旱区绿洲的主要水源,其对绿洲蒸散发耗水的影响也是极为重要。净辐射是芦苇地蒸散耗水的能量来源和驱动力,气温是蒸散发的主导影响因子。风速在这些主导因子的影响下,起到加速的作用。③荒漠绿洲芦苇地平均感热通量峰值一般在250~300 W/m2之间,潜热通量平均最大值120~230 W/m2,平均土壤热通量峰值约20 W/m2。6月感热通量在地面能量交换中占主要地位,感热通量占净辐射的52.7%,潜热通量占净辐射的42.6%。7月潜热通量占净辐射的55.0%,感热通量占净辐射的40.4%。9月感热通量占净辐射的60%以上,潜热通量仅占净辐射的30%。土壤热通量约占净辐射的8%。     

叶尔羌河流域绿洲蒸散量的遥感估算

以谐波法与双源遥感蒸散模型TSEB的耦合算法为基础,将模型反演的瞬时潜热通量扩展到日、月、年等时间尺度,并应用于新疆叶尔羌河流域绿洲。利用MODIS数据,结合地面气象资料,模拟分析了叶尔羌河绿洲2007年耗水的年内过程、区域分布以及不同土地利用的耗水比例。尽管该遥感方法只考虑地表能量平衡,但所模拟的绿洲年耗水总量与水量平衡法的估算结果接近,不同土地利用类型的蒸散量与类似山区来水条件下绿洲散耗型水文模型的模拟结果比较接近,表明该方法可以用于绿洲的耗水分析,估算结果可为绿洲水资源配置提供科学依据。     

黄河源玛多县退化草地土壤温湿度变化特征

土壤水热状况变化是退化草地土壤的主要特征,对退化草地生态系统具有重要的影响。研究青藏高原退化草地的土壤温湿度变化规律,可以对高原草地在各季节、各时段的土壤温度和湿度变化进行动态预测,同时,对于退化草地的恢复和改善环境具有指导意义。选择青藏高原玛多地区典型退化草地,利用一年的观测数据,计算土壤温度、土壤湿度及土壤热通量的季节变化和年变化特征,分析土壤温度和湿度及热通量之间的相互关系。结果表明：在季节变化上,土壤温度和湿度在夏季均为最大值,土壤温度在各季节的变化趋势较一致,土壤热通量变化幅度比温度和湿度大,日振幅达到102 W•m^-2;在年变化上,土壤湿度在6月出现最大值,12月出现最小值,极值年较差为12.6％。春季和夏季的土壤热通量均大于0 W•m^-2,冬季均小于0 W•m^-2。青藏高原退化草地土壤温湿度及热通量存在明显的季节变化和年变化特征,就土壤湿度而言,夏季是高原的湿润期,春季和秋季为干旱期。青藏高原地区土壤从11月开始冻结,次年4月开始解冻。土壤热通量在春季和夏季均为正值,说明这一时段热量由大气向土壤传递;冬季则相反,热量由土壤向大气传递。整体而言,土壤温度和湿度及土壤热通量之间的关系呈显著正相关。     

北方寒区日光温室冬季基质袋培番茄蒸腾量模拟

北方寒区日光温室冬季生产基本无通风，为了探寻室内弱光、高湿、低温及低风速环境下的番茄蒸腾量模拟模型，基于Penman-Monteith（P-M）方程及适应此特定环境的边界层空气动力学阻力、气孔平均阻力、土壤热通量等参数模拟了温室长季节栽培番茄（Lycopersicon esculentum Mill）单株的蒸腾速率并进行了试验验证，揭示了蒸腾速率与净辐射、饱和水汽压差的日变化规律，确定了蒸腾速率与植株上方净辐射的定量关系，检验了土壤热通量取值对蒸腾速率的影响。结果显示：2017-12-11—2018-01-03室内太阳总辐射最大值367 W·m^-2、夜晚及阴天相对湿度接近100%、室内风速接近0 m·s^-1的情况下，单株植株边界层空气动力学阻力变化范围晴天为147~438 s·m^-1，阴天为 211~365 s·m^-1；气孔平均阻力晴天69~1 506 s·m^-1，阴天132~1 151 s·m^-1；P-M方程模拟的单株番茄逐时蒸腾速率在晴天、阴天中午的平均值分别为0.06、0.02 mm·h^-1，模拟值与实测值比较，平均相对误差约为10%。研究还表明，单株番茄上方净辐射量的43.5%通过蒸腾作用转化为潜热；试验环境下，土壤热通量的取值变化对蒸腾速率影响不大。研究确定的蒸腾速率估算模型可为北方寒区冬季日光温室基质袋培番茄蒸腾量估算以及水分管理提供参考。     

利用遥测地表温度模拟土壤热通量

土壤热通量是地表水热平衡的重要组成部分,谐波法可以利用地表温度模拟土壤热通量.谐波法估算地表土壤热通量需要一日内的地表温度过程,提出了一种利用2次卫星过境时刻的地表温度及日地表温度最大值出现时刻来模拟晴天地表温度变化过程的方法,并利用Monsoon'90实验区的观测资料进行检验.结果表明:该方法的模拟精度较高.由于谐波法计算复杂,又提出了一种谐波法的简化方法,简化后模拟的土壤热通量过程与简化前模拟的土壤热通量过程比较一致,表明该简化方法是有效的.